江苏省扬州市江都中学届高考物理一轮复习第三章《传感器》（第课时）传感器及其应用课件新人教版选修

1、第第3课时课时 传感器及其应用传感器及其应用活动一课前预习部分课前预习部分活动一活动一考纲考点考纲考点知识梳理知识梳理基础检测基础检测活动一课堂导学部分课堂导学部分活动二活动二热敏电阻的特征热敏电阻的特征 问题问题1 1 热敏电阻是用半导体材料制成的，一般分为正温度系数热敏电阻热敏电阻是用半导体材料制成的，一般分为正温度系数热敏电阻(简称简称PTC)和负温度系数热敏电阻和负温度系数热敏电阻(NTC)，区别在于正温度系数热敏电阻阻值随温度，区别在于正温度系数热敏电阻阻值随温度的升高而变大，负温度系数热敏电阻阻值随温度的升高而变小的升高而变大，负温度系数热敏电阻阻值随温度的升高而变小.高中重点掌握

2、的高中重点掌握的是负温度系数热敏电阻，如果题目没有特殊说明，一般认为是负温度系数热敏是负温度系数热敏电阻，如果题目没有特殊说明，一般认为是负温度系数热敏电阻电阻.其电阻随温度变化的曲线如图所示其电阻随温度变化的曲线如图所示.活动一课堂导学部分课堂导学部分活动二活动二热敏电阻的特征热敏电阻的特征 问题问题1 1【典型例题典型例题1 1】如图所示，将多用电表的选择开关置于如图所示，将多用电表的选择开关置于“欧姆欧姆”挡，再将挡，再将电表的两支表笔与负温度系数的热敏电阻的两端相连，这时表针恰好指在电表的两支表笔与负温度系数的热敏电阻的两端相连，这时表针恰好指在刻度盘的正中间刻度盘的正中间.若往若往R

3、t上擦一些酒精，表针将向上擦一些酒精，表针将向(填填“左左”或或“右右”)转动转动;若用吹风机向若用吹风机向Rt吹热风，表针将向吹热风，表针将向(填填“左左”或或“右右”)转转动动. 活动一课堂导学部分课堂导学部分活动二活动二霍尔元件的特点霍尔元件的特点 问题问题2 2 对高中阶段而言，我们所涉及的载流子一般取自由电子分析对高中阶段而言，我们所涉及的载流子一般取自由电子分析.一个矩形半导体一个矩形半导体薄片，在其前、后、左、右分别引出一个电极，如图所示薄片，在其前、后、左、右分别引出一个电极，如图所示.沿沿PQ方向通入电流，方向通入电流，垂直于薄片加匀强磁场垂直于薄片加匀强磁场B，则在，则在M

4、N间会出现电压间会出现电压.设薄片厚度为设薄片厚度为d，PQ方向长度方向长度为为l，MN方向长度为方向长度为a，薄片中的载流子受到磁场力发生偏转，使，薄片中的载流子受到磁场力发生偏转，使M侧电势高于侧电势高于N侧，造成半导体内部出现电场，带电粒子同时受到静电力作用侧，造成半导体内部出现电场，带电粒子同时受到静电力作用.当磁场力与静电力当磁场力与静电力平衡时，平衡时，MN间的电压达到恒定。间的电压达到恒定。 活动一课堂导学部分课堂导学部分活动二活动二霍尔元件的特点霍尔元件的特点 问题问题2 2 设材料单位体积的载流子数目为设材料单位体积的载流子数目为n，载流，载流子的电荷量为子的电荷量为e，可以

5、列出，可以列出I = neSv = neadv qvB = qHUa UH =IBned IBd得 UH = k 1ne取霍尔系数取霍尔系数k=， 对任一霍尔元件而言，对任一霍尔元件而言，k、d为定值，如果保持为定值，如果保持I恒定恒定.UH与与B成正比，只成正比，只要求出要求出UH，就可以得出，就可以得出B，这就是霍尔元件能把磁感应强度这一磁学量转换，这就是霍尔元件能把磁感应强度这一磁学量转换成电学量的原因成电学量的原因.活动一课堂导学部分课堂导学部分活动二活动二霍尔元件的特点霍尔元件的特点 问题问题2 2 【典型例题【典型例题2】霍尔元件是一种基于霍尔定律的磁传感器，已发展成一个品霍尔元件

6、是一种基于霍尔定律的磁传感器，已发展成一个品种多样的磁传感器产品族，得到广泛应用种多样的磁传感器产品族，得到广泛应用.如图所示为某霍尔元件的工作原理示意如图所示为某霍尔元件的工作原理示意图，该元件中电流图，该元件中电流I由正电荷定向运动形成由正电荷定向运动形成.下列说法中正确的是下列说法中正确的是()A. M点电势比点电势比N点电势高点电势高 B. 用霍尔元件可以测量地磁场的磁感应强度用霍尔元件可以测量地磁场的磁感应强度C. 用霍尔元件能够把磁学量转化为电学量用霍尔元件能够把磁学量转化为电学量D. 若保持电流若保持电流I恒定，则霍尔电压恒定，则霍尔电压UH与与B成正比成正比 活动一课堂导学部分

7、课堂导学部分活动二活动二电容式传感器的应用电容式传感器的应用 问题问题3 3【典型例题【典型例题3 3】传感器是自动控制设备中不可缺少的元件，已经渗透到宇宙开发传感器是自动控制设备中不可缺少的元件，已经渗透到宇宙开发、环境保护、交通运输以及家庭生活等各种领域、环境保护、交通运输以及家庭生活等各种领域.如下图所示为几种电容式传感器如下图所示为几种电容式传感器，其中通过改变电容器两极板间距离而引起电容变化的是，其中通过改变电容器两极板间距离而引起电容变化的是() 电容式传感器就是把非电学量转化为电容这一电学量电容式传感器就是把非电学量转化为电容这一电学量.由公式由公式C = 可可得电容式传感器有三

8、类得电容式传感器有三类: (1) 变极距式变极距式.(2) 变面积式变面积式.(3) 变介质式变介质式.4Skd活动一课堂导学部分课堂导学部分活动二活动二应变片元件的特点应变片元件的特点 问题问题4 4 应变片是用半导体材料制成的，当外力越大时，弯曲形变越大，上下表面的应变片是用半导体材料制成的，当外力越大时，弯曲形变越大，上下表面的阻值变化就越大，如果保证通过应变片的电流恒定，那么上下表面的电压差就越阻值变化就越大，如果保证通过应变片的电流恒定，那么上下表面的电压差就越大，传感器输出的就是电压差大，传感器输出的就是电压差.【典型例题【典型例题4 4】关于电子秤中应变式力传感器，下列说法中正确的是关于电子秤中应变式力传感器，下列说法中正确的是()A. 应变片是由导体材料制成的应变片是由导体材料制成的B. 当应变片的表面拉伸时，其电阻变大当应变片的表面拉伸时，其电阻变大;反之电阻变小反之电阻变小C. 传感器输出的是应变片上的电压传感器输出的是应变片上的电压D. 外力越大，输出的电压差值也越大外力越大，输出的电压差值也越大双金属片应用的是不同金属的受热膨胀系数不同，从而达到控制电路通断的目的双金属片应