高中物理 第三章 传感器 2 温度传感器和光传感器课件 教科版选修32

第三章传感器1.了解各种温度传感器的工作原理、特点和应用.2.了解各种光传感器的工作原理、特点和应用.目标定位二、光传感器栏目索引一、温度传感器对点检测 自查自纠一、温度传感器n知识梳理1.作用：将 的变化转换为电学量的变化.2.常见的温度传感器(1)热双金属片温度传感器原理：两种膨胀系数相差较大的不同金属片制成一体，温度升高时，双金属片 ，可控制电路的通断.应用：日光灯启动器，电机、电冰箱保护等.答案温度变形(2)热电阻传感器原理：用金属丝制作的感温电阻叫热电阻，当外界温度t发生变化时，其电阻值按R 的规律变化(为温度系数，R0为t0 时导体的电阻).应用：测温度、测流量等.(3)热敏电阻传感器原理：半导体热敏电阻的阻值随温度的变化而 ，其热敏特性在上节已有探究.应用：测量、温度控制或过热保护等.分类：正温度系数的热敏电阻(PTC)，它的电阻随温度升高而 .负温度系数的热敏电阻(NTC)，它的电阻随温度的升高而 .R0(1t)变化增大减小答案【深度思考】热敏电阻是温度传感器中的重要元件，是不是所有的热敏电阻的阻值都随温度的升高而减小？答案答案不是.正温度系数热敏电阻(PTC)在温度升高时电阻值增大，负温度系数热敏电阻(NTC)在温度升高时电阻值减小.答案n典例精析例例1传感器在日常生活中的应用越来越广泛，温度传感器(实质是自动开关)是其中的一种某一食品消毒柜就是利用温度传感器来自动控制电路的常温下，该温度传感器是闭合的；当温度达到某一设定值时，传感器自动断开，从而切断整个电路下列关于该消毒柜的几种电路图中(图中S为电源开关)，连接正确的是()解析答案解析解析A电路中，当温度升高到某一设定值时，电路会断开；B、C、D电路中，温度升高到某一设定值时，传感器会断开，但整个电路不会断开电源开关S闭合后，消毒柜开始工作，当温度达到某一设定值时，传感器自动断开，整个电路也断开，所以A选项正确答案答案A返回二、光传感器n知识梳理1.光电传感器是指将 信号转换为电信号的一类传感器，一般以光敏电阻为主要元件，因为光敏电阻电阻值随光照增强而 ，将光敏电阻连接到电路中时，光照改变就会引起电路中其他电学量的改变，从而将光信号转换为电信号.2.应用：光电式 计、光电式转速表.答案减小烟尘浓度光例例2如图1所示为光电式烟尘浓度计的原理图，试说明其工作原理.n典例精析图1解析答案解析解析光源1发出的光线经半透半反镜3，分成两束强度相等的光线.一路光线直接到达光电转换电路7上，产生作为被测烟尘浓度的参比信号.另一路光线经反射镜4穿过被测烟尘5到达光电转换电路6上，其中一部分光线被烟尘吸收或散射而衰减，烟尘浓度越高，光线的衰减量越大，到达光电转换电路6的光就越弱.两路光线分别转换成电压信号U1、U2，如果U1U2，说明被测的光路上没有烟尘，相反，如果U1、U2相差较大，说明烟尘较大，因此可用两者之比，算出被测烟尘的浓度.答案答案见解析例例3如图2所示，R1、R2为定值电阻，L为小灯泡，R3为光敏电阻，当照射光强度增大时()A.电压表的示数增大B.R2中电流减小C.小灯泡的功率增大D.电路的路端电压增大图2解析答案总结提升返回解析解析当照射光强度增大时，R3阻值减小，外电路总电阻随R3的减小而减小，R1两端电压因干路电流增大而增大，电压表的示数增大，同时内电压增大，故电路路端电压减小，A项正确，D项错误；由路端电压减小，R1两端电压增大知，R2两端电压必减小，则R2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，则小灯泡的功率增大，故C项正确.答案答案ABC总结提升返回总结提升解决含有热敏电阻、光敏电阻的直流电路动态分析问题：(1)明确热敏电阻、光敏电阻的电阻特性； 对点检测 自查自纠1.(温度传感器的应用)(多选)如图3所示为电阻R随温度t变化的图线，下列说法中正确的是()A.图线1是热敏电阻的图线，它是用金属材料制成的B.图线2是热敏电阻的图线，它是用半导体材料制成的C.图线1的材料化学稳定性好、测温范围大、灵敏度高D.图线2的材料化学稳定性差、测温范围小、灵敏度高图3BD答案2.(温度传感器的应用)图4是一火警报警器的部分电路示意图.其中R2为用负温度系数热敏材料制成的传感器，电流表为值班室的显示器，a、b之间接报警器.当传感器R2所在处出现火情时，显示器的电流I、报警器两端的电压U的变化情况是()A.I变大，U变大 B.I变大，U变小C.I变小，U变大 D.I变小，U变小解析答案解析解析R2处出现火情，温度升高，R2减小，导致R2两端电压减小，通过R3的电流减小，路端电压U减小.D图4解析解析街旁的路灯和江海里的航标，都是利用了半导体的光敏性，夜晚电阻大，白天电阻小，控制了电路的通断.3.(光传感器的应用)街旁的路灯、江海里的航标都要求在夜晚亮，白天熄，它们是利用半导体的电学特性制成了自动点亮、熄灭的装置，实现了自动控制，这是利用半导体的()A.压敏性 B.光敏性C.热敏性 D.三种特性都利用解析答案B4.(光传感器的应用)如图5所示是会议室和宾馆房间的天花板上装有的火灾报警器的结构原理图：罩内装有发光二极管LED、光电三极管和不透明的挡板.平时光电三极管接收不到LED发出的光呈现高电阻状态，发生火灾时，下列说法正确的是()图5A.进入罩内的烟雾遮挡了光线，使光电三极管电阻更大，检测电路检测 出变化发出警报B.发生火灾时，光电三极管温度升高，电阻变小，检测电路检测出变化 发出警报C.发生火灾时，进入罩内的烟雾对光有散射作用，部分光线照到光电三 极管上，电阻变小，发出警报D.以上说法均不正确 解析答案返回返回解析解析由报警器的原理可知，发生火灾时烟雾进入罩内，使光发生散射，部分光线照在三极管上使其电阻变小，与传感器相连的电路检测出这种变化，发出警报，故C对.答案答案C