资料简介
高中物理
新人教版
选修
３
-
２
系列课件
第六章
《
传感器
》
第一节
《
传感器及其工作原理
》
教学目标
1.
知识与技能：
①知道非电学量转换成电学量的技术意义；②通过实验，知道常见传感器的工作原理；③初步探究利用和设计简单的传感器
.
2.
过程与方法：
①通过对实验的观察、思考和探究，让学生了解传感器、熟悉传感器工作原理；②让学生自己设计简单的传感器，经历科学探究过程，学习科学研究方法，培养学生的实践能力和创新思维能力
.
3.
情感态度与价值观：
在理解传感器工作原理的基础上，通过自己设计简单的传感器，体验科技创新的乐趣，激发学习物理的兴趣
.
教学重、难点
1.
几种常见传感器的工作原理（演示实验）；
2.
学生自己设计简单的传感器
.
演示实验
1
磁信号 电路的通断
演示实验
2
声信号 电信号
声音的转换
一 、传感器简介
传感器是指这样一类元件：它能够感受诸如力、温度、光、声、化学成分等
________
，并能把它们按照一定的规律转换为电压、电流、电容等
_______;
或转换为电路的通断。
1
、什么是传感器
非电学量
电学量
传感器：非电学量
→
传感器
→
电学量
角度
位移
速度
压力
温度
湿度
声强
光照
……
传感器
电压
电流
电阻
电容
……
转换电路
物理信息
化学信息
生物信息
电
信
号
敏感元件
传感器
传感器的工作原理
光敏电阻实物图
1
、光敏电阻
二、制作传感器的常用元器件
点击放大
演示实验
3
用欧姆表测光敏电阻的电阻。
（
1
）、室内自然光照射下
（
2
）、用手掌遮光时
光敏电阻对光敏感。当改变光照强度时，电阻的大小也随着改变
。
一般随着光照强度的增大电阻值
______
。
（
2
）材料：制作光敏电阻的材料一般为
半导体
。如：硫化镉
减小
（
3
）半导体的导电原理：半导体靠其中的
________
（自由电子和空穴）来导电
载流子
光敏电阻能够把光照强弱这个
___________
转换为
电阻
这个电学量
光学量
（
1
）特性：
演示实验
4
金属导体的导电性能与光照有关吗？
温度
有关吗？
关系如何？
2
、金属热电阻
（
2
）特性：金属热电阻的阻值会随着温度的升高而
______
，具有正温度系数
（
1
）材料：金属热电阻是用金属做成的
R
T
O
金属热电阻
R-T
关系示意图
增大
学生探究实验：
你们手边电阻的阻值与温度的关系
问题：如何改变该电阻的温度？
3
、热敏电阻
3
、热敏电阻
热敏电阻的阻值会随着温度的升高而
_____
，
具有负温度系数
热敏电阻
R-T
关系示意图
（
1
）材料：半导体
R
T
o
减小
（
2
）特性：
热敏电阻和金属热电阻能够把
_____
这个热学量转换成为
电阻
这个电学量
温度
根据所学知识设计一个音乐盒，要求：
（
1
）打开盒盖时，音乐响；
（
2
）合上盒盖时，音乐不响
4
、电容式位移传感器
电容式位移传感器能够把物体
_____
这个力学量转换为
_____
这个电学量
位移
电容
电容式位移传感器示意图
被测物体
x
电容器极板
电介质板
5
、霍尔元件
（
1
）材料：半导体 如：砷化铟
（
2
）工作原理图
N
M
F
B
E
I
U
H
霍尔元件工作原理图
（
3
）霍尔电压
:
d
－－薄片厚度
K
－－
霍尔系数
其大小与元件的材料有关。
霍尔元件能够把
___________
这个磁学量转换为
____
这个电学量
磁感应强度
电压
1
、传感器的概念：
小结：
2
、传感器的工作原理：
3
、敏感元件：
（
1
）
光敏电阻 （
光电传感器
）
（
2
）
热敏电阻和热电阻 （
温度传感器
）
（
3
）
电容式传感器 （
位移传感器
）
（
4
）
霍尔元件 （
磁传感器
）
非电学量
敏感元件
转换电路
电学量
非电学量 电学量，或转换为电路的通断。
作业：
1
．观察与思考：日常生活中哪些地方用到了传感器，它们分别属于哪种类型的传感器，它们的工作原理如何？
2
．实验设计：用热敏电阻、继电器等器材设计一个火警报警器。
感谢兄弟学校的老师
莅临指导！
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N
M
F
B
E
I
U
H
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＋
＋
＋
＋
＋
＋
－
－
－
－
－
－
载流子
E
返回
三、例题
例
1
有定值电阻、热敏电阻、光敏电阻三只元件分别接入如图所示电路中
A
、
B
两点后，用黑纸包住元件置入热水中，观察欧姆表的示数，下列说法正确的是（ ）
A
B
A
.
置入热水中与不置入热水中相比，欧姆表示数变化较大，这只元件一定是热敏电阻
B
.
置入热水中与不置入热水中相比，欧姆表示数不变化，这只元件一定是定值电阻
C
.
用
黑纸包住与不用黑纸包住元件相比，欧姆表示数变化较大，这只元件一定是光敏电阻
D
.
用黑纸包住与不用黑纸包住元件相比，欧姆表示数相同
，
这只元件一定是定值电阻
答案
[ ]
AC
例
2
：如图是一火警报警的一部分电路示意图。其中
R
2
为用半导体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
R
2
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
变小，
U
变小
C.
I
变小，
U
变大
D
.
I
变大，
U
变小
R
1
R
2
R
3
A
a
b
E
r
B
解析
：当
R
2
处
出现火情时，该处温度升高。
R
2
为
热敏电阻，其阻值随温度升高而减小，由全电路的欧姆定律可知，路端电压减小，该电阻两端电压减小，故
R
3
两端电压减小，所以电流表示数减小。即
U
减小，
I
减小。
友情提示
：掌握各种元件的特性和闭合电路的动态分析是解题的关键
R
1
R
2
R
3
A
a
b
E
r
例题：尝试体验
1
．如图所示，
R
1
、
R
2
为定值电阻，
L
是小灯泡，
R
3
为光敏电阻，当照射光强度增大时，（ ）
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
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传感器及其工作原理学案及课件和练习题
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