常见传感器的工作原理及应用—新教材人教版高中物理选择性必修第二册课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,2020/11/10 Tuesday,0,2.,常见传感器的工作原理及应用,2.常见传感器的工作原理及应用,1,常见传感器的工作原理及应用新教材人教版高中物理选择性必修第二册课件,2,必备知识,自我检测,一、光敏电阻,1,.,光敏电阻是用,硫化镉,做成的,光照强度不同时电阻不同,光敏电阻是,光传感器,中常见的光敏元件。,2,.,硫化镉是一种半导体材料,无光照时,载流子,极少,导电性能,差,;,随着光照的增强,载流子,增多,导电性变,好,。,3,.,光敏电阻能够把,光照强弱,这个光学量转换为,电阻,这个电学量。,必备知识自我检测一、光敏电阻,3,必备知识,自我检测,二、金属热电阻和热敏电阻,1,.,除了光照以外,温度,也能明显地影响金属导体和半导体材料的导电性能。,金属热电阻,和,热敏电阻,就是传感器中常见的感知温度的敏感元件。,2,.,金属的电阻率随温度的升高而,增大,用金属丝可以制作温度传感器,称为,热电阻,。,3,.,有些半导体在温度上升时导电能力,增强,因此可以用半导体材料制作,热敏电阻,。,4,.,金属热电阻和热敏电阻都能够把,温度,这个热学量转换为,电阻,这个电学量。,必备知识自我检测二、金属热电阻和热敏电阻,4,必备知识,自我检测,三、电阻应变片,1,.,金属导体在外力作用下发生机械形变,(,伸长或缩短,),时,其电阻随着它所受机械形变的变化而发生变化的现象,称为金属的,电阻应变效应,。,2,.,除了金属电阻应变片外,常用的电阻应变片还有半导体电阻应变片,它的工作原理是基于半导体材料的,压阻效应,。,3,.,电阻应变片能够把,物体形变,这个力学量转换为,电阻,这个电学量。,4,.,常用的一种力传感器是由金属梁和电阻应变片组成的,称为,应变式力,传感器。,5,.,光敏电阻、热敏电阻、电阻应变片等电阻式传感器的工作共性是通过测量,电阻,的变化来确定外界非电学量的变化。,6,.,电容器的电容,C,决定于极板的正对面积,S,、极板间的距离,d,以及极板间的电介质这三个因素。如果某个物理量的变化能引起上述某个因素的变化,从而引起电容的变化,那么,通过测定电容器的电容就可以确定这个物理量的变化,由此可以制成,电容式,传感器。,必备知识自我检测三、电阻应变片,5,必备知识,自我检测,1,.,正误判断。,(1),金属热电阻随温度的升高导电能力增强,它的化学稳定性好,测量范围大。,(,),解析,:,金属热电阻随温度的升高导电能力减弱。,答案,:,(2),热敏电阻和金属热电阻都能把温度这个热学量转换成电阻这个电学量。,(,),答案,:,(3),霍尔电压与组成霍尔元件的材料无关。,(,),解析,:,霍尔电压与组成霍尔元件的材料有关。,答案,:,(4),霍尔元件能够把磁感应强度这个磁学量转化为电压这个电学量。,答案,:,必备知识自我检测1.正误判断。,6,必备知识,自我检测,2,.,许多楼道照明灯具有这样的功能,:,天黑时,出现声音它就开启,;,而在白天,即使有声音它也没有反应,它的控制电路中可能接入的传感器是,(,),温度传感器,光传感器,声音传感器,热传感器,A.,B.,C.,D.,必备知识自我检测2.许多楼道照明灯具有这样的功能:天黑时,出,7,必备知识,自我检测,解析,:,楼道灯控制电路中安装有光声控延时开关,它装有光敏感元件,用于感知外界光线的强弱,还安装有声敏感元件用于感知外界声响。当白天外界光线较强时,光声控延时开关总处于断开状态,灯不亮,;,当夜晚光线较弱且有声响时光声控延时开关处于导通状态,灯亮,延时一段时间后,开关断开,灯熄灭。,答案,:,B,常见传感器的工作原理及应用,新教材人教版高中物理选择性必修第二册,PPT,课件,常见传感器的工作原理及应用,新教材人教版高中物理选择性必修第二册,PPT,课件,必备知识自我检测解析:楼道灯控制电路中安装有光声控延时开关,8,探究一,探究二,探究三,随堂检测,光敏电阻,情境探究,实验,:,将一只光敏电阻接到多用电表的两端,电表置于倍率为,100,的欧姆挡。在室内自然光的照射下,电阻值约有多大,?,用手掌遮光时电阻值又是多少,?,用阳光直接照射呢,?,常见传感器的工作原理及应用,新教材人教版高中物理选择性必修第二册,PPT,课件,常见传感器的工作原理及应用,新教材人教版高中物理选择性必修第二册,PPT,课件,探究一探究二探究三随堂检测光敏电阻常见传感器的工作原理及应用,9,探究一,探究二,探究三,随堂检测,要点提示,:,(1),实验现象,:,同一只光敏电阻,用多用电表测量其阻值,用手掌遮光时,电阻值较大,在室内自然光的照射下电阻值变小,改用阳光直接照射时,电阻值变得更小。,(2),实验结论,:,光敏电阻的阻值随光照强度的增强而明显减小。,常见传感器的工作原理及应用,新教材人教版高中物理选择性必修第二册,PPT,课件,常见传感器的工作原理及应用,新教材人教版高中物理选择性必修第二册,PPT,课件,探究一探究二探究三随堂检测要点提示:(1)实验现象:同一只光,10,探究一,探究二,探究三,随堂检测,知识归纳,光敏电阻的特点及工作原理,(1),当半导体材料受到光照或者温度升高时,会有更多的电子获得能量成为自由电子,同时也形成更多的空穴,于是导电能力明显增强。,(2),光敏电阻是用半导体材料,(,如硫化镉,),制成的。它的特点是光照越强,电阻越小。它能够把光照强弱这个光学量转换为电阻这个电学量。,常见传感器的工作原理及应用,新教材人教版高中物理选择性必修第二册,PPT,课件,常见传感器的工作原理及应用,新教材人教版高中物理选择性必修第二册,PPT,课件,探究一探究二探究三随堂检测知识归纳常见传感器的工作原理及应用,11,探究一,探究二,探究三,随堂检测,实例引导,例,1,(,多选,),如图所示,R,1,、,R,2,为定值电阻,L,为小灯泡,R,3,为光敏电阻,当入射光强度增大时,(,),A.,电压表的示数增大,B.,R,2,中电流减小,C.,小灯泡的功率增大,D.,电路的路端电压增大,常见传感器的工作原理及应用,新教材人教版高中物理选择性必修第二册,PPT,课件,常见传感器的工作原理及应用,新教材人教版高中物理选择性必修第二册,PPT,课件,探究一探究二探究三随堂检测实例引导常见传感器的工作原理及应用,12,探究一,探究二,探究三,随堂检测,解析,:,当入射光强度增大时,R,3,阻值减小,外电路电阻随,R,3,的减小而减小,R,1,两端电压因干路电流增大而增大,从而电压表的示数增大,同时内电压增大,故电路的路端电压减小,A,项正确,D,项错误。因路端电压减小,而,R,1,两端电压增大,故,R,2,两端电压必减小,则,R,2,中电流减小,故,B,项正确。结合干路电流增大知流过小灯泡的电流必增大,故小灯泡的功率增大,C,项正确。,答案,:,ABC,常见传感器的工作原理及应用,新教材人教版高中物理选择性必修第二册,PPT,课件,常见传感器的工作原理及应用,新教材人教版高中物理选择性必修第二册,PPT,课件,探究一探究二探究三随堂检测解析:当入射光强度增大时,R3阻值,13,探究一,探究二,探究三,随堂检测,规律方法,解决含有光敏电阻的直流电路动态分析问题,(1),明确光敏电阻的电阻特性,;,(2),解题思路,:,常见传感器的工作原理及应用,新教材人教版高中物理选择性必修第二册,PPT,课件,常见传感器的工作原理及应用,新教材人教版高中物理选择性必修第二册,PPT,课件,探究一探究二探究三随堂检测规律方法解决含有光敏电阻的直流电路,14,探究一,探究二,探究三,随堂检测,变式训练,1,如图所示,将一光敏电阻接入多用电表两表笔上,将多用电表的选择开关置于欧姆挡,用光照射光敏电阻时表针自左向右的偏角为,现用手掌挡住部分光线,表针自左向右的偏角变为,则可判断,(,),A.,=,B.,D.,不能确定,解析,:,光敏电阻的阻值随光照强度的增强而减小,用手掌挡住部分光线,阻值变大,指针自左向右偏转角度变小,故,B,正确。,答案,:,B,常见传感器的工作原理及应用,新教材人教版高中物理选择性必修第二册,PPT,课件,常见传感器的工作原理及应用,新教材人教版高中物理选择性必修第二册,PPT,课件,探究一探究二探究三随堂检测变式训练1如图所示,将一光敏电阻接,15,探究一,探究二,探究三,随堂检测,热敏电阻和金属热电阻,情境探究,如图所示,将多用电表的选择开关置于欧姆挡,再将电表的两支表笔与负温度系数的热敏电阻,R,T,(,温度升高,电阻减小,),的两端相连,这时表针恰好指在刻度盘的正中央。若在,R,T,上擦一些酒精,表针将如何偏转,?,若用吹风机将热风吹向热敏电阻,表针将如何偏转,?,要点提示,:,由于酒精蒸发,热敏电阻,R,T,温度降低,电阻值增大,指针将向左偏,;,用吹风机将热风吹向热敏电阻,热敏电阻,R,T,温度升高,电阻值减小,指针将向右偏。,常见传感器的工作原理及应用,新教材人教版高中物理选择性必修第二册,PPT,课件,常见传感器的工作原理及应用,新教材人教版高中物理选择性必修第二册,PPT,课件,探究一探究二探究三随堂检测热敏电阻和金属热电阻要点提示:由于,16,探究一,探究二,探究三,随堂检测,知识归纳,热敏电阻和金属热电阻的特点,(1),热敏电阻,:,用半导体材料制成。,(2),金属热电阻,:,金属的电阻率随温度升高而增大,利用这一特性,金属丝也可以制作成温度传感器,称为热电阻。,(3),热敏电阻和金属热电阻的区别,常见传感器的工作原理及应用,新教材人教版高中物理选择性必修第二册,PPT,课件,常见传感器的工作原理及应用,新教材人教版高中物理选择性必修第二册,PPT,课件,探究一探究二探究三随堂检测知识归纳常见传感器的工作原理及应用,17,探究一,探究二,探究三,随堂检测,常见传感器的工作原理及应用,新教材人教版高中物理选择性必修第二册,PPT,课件,常见传感器的工作原理及应用,新教材人教版高中物理选择性必修第二册,PPT,课件,探究一探究二探究三随堂检测常见传感器的工作原理及应用新教材,18,探究一,探究二,探究三,随堂检测,实例引导,例,2,如图所示,R,1,为定值电阻,R,2,为负温度系数的热敏电阻,L,为小灯泡,当温度降低时,(,),A.,R,1,两端的电压增大,B.,电流表的示数增大,C.,小灯泡的亮度变强,D.,小灯泡的亮度变弱,解析,:,R,2,与灯泡,L,并联后再与,R,1,串联,与电源构成闭合电路,当温度降低时,热敏电阻,R,2,阻值增大,外电路电阻增大,电流表读数减小,灯泡,L,两端的电压增大,灯泡的亮度变强,R,1,两端的电压减小,故只有,C,正确。,答案,:,C,常见传感器的工作原理及应用,新教材人教版高中物理选择性必修第二册,PPT,课件,常见传感器的工作原理及应用,新教材人教版高中物理选择性必修第二册,PPT,课件,探究一探究二探究三随堂检测实例引导解析:R2与灯泡L并联后再,19,探究一,探究二,探究三,随堂检测,变式训练,2,如图所示,由电源、小灯泡、电阻丝、开关组成的电路中,当闭合开关,S,后,小灯泡正常发光,若用酒精灯加热电阻丝时,发现小灯泡亮度变暗,发生这一现象的主要原因是,(,),A.,小灯泡的电阻发生了变化,B.,小灯泡灯丝的电阻率随温度发生了变化,C.,电阻丝的电阻率随温度发生了变化,D.,电源的电压随温度发生了变化,解析,:,电阻丝的电阻率随温度的升高而增大,电阻也增大,电路中电流减小,根据,P=I,2,R,知,小灯泡的实际功率减小,所以变暗。,答案,:,C,常见传感器的工作原理及应用,新教材人教版高中物理选择性必修第二册,PPT,课件,常见传感器的工作原理及应用,新教材人教版高中物理选择性必修第二册,PPT,课件,探究一探究二探究三随堂检测变式训练2如图所示,由电源、小灯泡,20,探究一,探究二,探究三,随堂检测,霍尔元件,情境探究,如图所示,在矩形半