5.1認識傳感器5.2常見傳感器的工作原理及應用 基礎導學要點一、認識傳感器1．傳感器：它能夠感受諸如力、溫度、光、聲、化學成分等被測量，并能把它們按照一定的規(guī)律轉換為便于傳送和處理的可用信號輸出。通常轉換成的可用信號是電壓、電流等電學量，或轉換為電路的通斷。把非電學量轉換為電學量， 可以很方便地進行測量、傳輸、處理和控制。2．工作原理→→要點二、傳感器的組成與應用模式1．敏感元件：是指能直接感受或響應外界被測非電學量的部分。2．轉換元件：是指能將敏感元件輸出的信號直接轉換成電信號的部分。它們分別完成檢測和轉換兩個基本功能。要點三、光敏電阻1．特點：光照越強，電阻越小。2．原因：光敏電阻的構成物質為半導體材料，無光照時，載流子極少，導電性能不好；隨著光照的增強，載流子增多，導電性變好。3．作用：把光照強弱這個光學量轉換為電阻這個電學量。要點四、熱敏電阻和金屬熱電阻1．熱敏電阻熱敏電阻由半導體材料制成，其電阻隨溫度的變化明顯，溫度升高電阻減小，如圖甲所示為某一熱敏電阻的電阻隨溫度變化的特性曲線。甲　　　　　　乙2．金屬熱電阻有些金屬的電阻率隨溫度的升高而增大，這樣的電阻也可以制作溫度傳感器，稱為熱電阻，如圖乙所示為某金屬導線電阻的溫度特性曲線。3．熱敏電阻與金屬熱電阻的區(qū)別 熱敏電阻金屬熱電阻特點電阻隨溫度的變化而變化且非常明顯電阻率隨溫度的升高而增大制作材料半導體金屬導體優(yōu)點靈敏度好化學穩(wěn)定性好，測溫范圍大作用能夠將溫度這個熱學量轉換為電阻這個電學量4.注意：在工作溫度范圍內，電阻值隨溫度上升而增加的是正溫度系數(shù)(PTC)熱敏電阻器；電阻值隨溫度上升而減小的是負溫度系數(shù)(NTC)熱敏電阻器。要點五、力傳感器的應用——電子秤1．組成及敏感元件：由金屬梁和應變片組成，敏感元件是應變片。2．工作原理：3．作用：應變片將物體形變這個力學量轉換為電壓這個電學量。要點六、霍爾元件1.如圖所示，在一個很小的矩形半導體(例如砷化銦)薄片上，制作四個電極E、F、M、N，就成為一個霍爾元件．      2．霍爾效應的原理外部磁場使運動的載流子受到洛倫茲力，在導體板的一側聚集，在導體板的另一側會出現(xiàn)多余的另一種電荷，從而形成橫向電場；橫向電場對電子施加與洛倫茲力方向相反的靜電力，當靜電力與洛倫茲力達到平衡時，導體板左右兩側會形成穩(wěn)定的電壓．3．霍爾電壓UH＝ k (1)其中k為比例系數(shù)，稱為霍爾系數(shù)，其大小與薄片的材料有關．(2)一個霍爾元件的d、k為定值，再保持I恒定，則UH的變化就與B成正比，因此霍爾元件又稱磁敏元件． 要點突破突破一：傳感器的工作原理及種類1．傳感器的構造傳感器一般由敏感元件、轉換元件、轉換電路三部分組成．(1)敏感元件的作用：利用各種物理、化學、生物效應等原理制成，感受被測量，并將其轉換成與被測量成一定關系的易于測量的物理量．(2)轉換元件的作用：將敏感元件輸出的物理量轉換成電學量輸出．(3)轉換電路的作用：將轉換元件輸出的微弱電學量轉換成易于測量的電學量．2．傳感器的工作原理傳感器感受的通常是非電學量，如壓力、溫度、位移、濃度、速度、酸堿度等，而它輸出的通常是電學量，如電壓值、電流值、電荷量等，這些輸出信號是非常微弱的，通常要經過放大后，再送給控制系統(tǒng)產生各種控制動作．傳感器工作原理如下所示：→→→→3．傳感器是如何分類的？傳感器可按下列三種不同的方法進行分類：(1)按被測量分類：加速度傳感器、速度傳感器、位移傳感器、壓力傳感器、溫度傳感器、負荷傳感器、扭矩傳感器；(2)按工作原理分類：電阻應變式、壓變式、電容式、渦流式、動圈式、磁電式、差動變壓器式等；(3)按能量傳遞方式分類：有源傳感器和無源傳感器兩大類． 突破二：干簧管和干簧繼電器的特點是什么？普通干簧管內有兩個簧片，是用有彈性的軟磁合金材料制成的，它們密封在玻璃管中，成為一組常開型觸點．管中充入惰性氣體(如氮氣)來防止觸點被氧化．小型干簧管價格約為1元．條形永磁體必須按照圖甲所示的方位靠近干簧管，才能使簧片得到最好的磁化，導致兩個簧片相對的部分形成相反的磁極而吸合．圖中虛線為磁感線．如圖乙所示，如果將干簧管H放入一個螺線管L中，兩者就組合成為干簧繼電器．當螺線管中通入電流時，電流產生的磁場就使干簧管中簧片被磁化而吸合．干簧繼電器的優(yōu)點是：體積小、重量輕、靈敏(螺線管匝數(shù)很多時，通入幾毫安的電流就能使簧片吸合)、簧片能夠快速動作、觸點的壽命長．       典例精析 題型一：熱敏電阻的特征例一．如圖所示，R1為定值電阻，R2為負溫度系數(shù)的熱敏電阻，當溫度降低時，電阻變大，L為小燈泡，當溫度降低時(　　)A．R1兩端的電壓增大　　　B．電流表的示數(shù)增大C．小燈泡的亮度變強  D．小燈泡的亮度變弱思路點破：    解析：　R2與燈L并聯(lián)后與R1串聯(lián)，與電源構成閉合電路，當溫度降低時，電阻R2增大，外電路電阻增大，電流表讀數(shù)減小，燈L電壓增大，燈泡亮度變強，R1兩端電壓減小，故C正確，其余各項均錯．答案：　C【反思總結】解此類問題時，R2相當于一個滑動變阻器．要把R2與金屬熱電阻區(qū)別開．      變式遷移1：如圖所示，將多用電表的選擇開關置于“歐姆”擋，再將電表的兩支表筆與一熱敏電阻Rt的兩端相連，這時表針恰好指在刻度盤的正中間．若往Rt上擦一些酒精，表針將向________(填“左”或“右”)移動；若用吹風機將熱風吹向電阻，表針將向________(填“左”或“右”)移動．     解析：　若往Rt上擦一些酒精，由于酒精蒸發(fā)吸熱，熱敏電阻Rt溫度降低，電阻值最大，所以電流減小，指針應向左偏；用吹風機將熱風吹向電阻，電阻Rt溫度升高，電阻值減小，電流增大，指針向右偏．答案：　左　右   題型二：光敏電阻的特征例二．如圖所示，R1、R2為定值電阻，L為小燈泡，R3為光敏電阻，當照射光強度增大時(　　)A．電壓表的示數(shù)增大　　　B．R2中電流減小C．小燈泡的功率增大     D．電路的路端電壓增大   解析：　當照射光強度增大時，R3阻值減小，外電路電阻隨R3的減小而減小，R1兩端電壓因干路電流增大而增大，同時內電壓增大，故路端電壓減小，而電壓表的示數(shù)增大，A正確，D錯誤；由路端電壓減小，而R1兩端電壓增大可知，R2兩端電壓必減小，則R2中電流減小，故B正確；結合干路電流增大可知流過小燈泡的電流必增大，則小燈泡的功率增大．故正確答案為ABC.答案：　ABC【反思總結】解決含有熱敏電阻、光敏電阻的直流電路動態(tài)分析問題時，一是應明確熱敏電阻、光敏電阻的電阻特性；二是根據閉合電路歐姆定律及串、并聯(lián)電路的特點來分析電路中某一電阻變化而引起的整個電路中各部分電學量的變化情況，即R局→R總→I總→U端→   變式遷移2：如右圖所示，將多用電表的選擇開關置于歐姆擋，再將電表的兩支表筆分別與光敏電阻RG的兩端相連，這時表針恰好指在刻度盤的中央．若用不透光的黑紙將RG包裹起來，表針將向________(填“左”或“右”)轉動；若用手電筒照射RG，表針將向________(填“左”或“右”)轉動．   解析：　歐姆表的表盤刻度最右邊是0，最左邊是無窮大．將RG包裹起來，光照變弱，光敏電阻阻值增大，指針向左偏轉；用手電筒照射RG時，光照變強，光敏電阻阻值減小，指針向右偏轉．答案：　左　右  強化訓練一、選擇題1．現(xiàn)代生活離不開智能手機，手機有很多功能需要傳感器來實現(xiàn)。例如當人將手機靠近耳朵接聽電話時，手機會自動關閉屏幕從而達到防誤觸的目的，實現(xiàn)這一功能可能用到的傳感器為（　　）A．光傳感器和位移傳感器B．磁傳感器和溫度傳感器C．磁傳感器和聲傳感器D．壓力傳感器和加速度傳感器【答案】A【解析】當人將手機靠近耳朵接聽電話時，改變了位移，并且耳朵會擋住光線，所以可能用到的傳感器為光傳感器和位移傳感器。故選A。2．交通警察檢測駕駛員是否酒后駕駛時，會讓駕駛員朝檢測器吹一口氣。這種檢測器使用的傳感器是       （　　）A．聲音傳感器 B．電化學傳感器C．壓力傳感器 D．溫度傳感器【答案】B【解析】檢測器檢測駕駛員口中吹出的氣體中是否含有酒精分子，與聲音、壓力、溫度無關，這種檢測器使用的傳感器是氣體傳感器，屬于電化學傳感器故選B。3．磁傳感器是將磁信號轉變?yōu)殡娦盘柕膬x器.如圖所示，將探頭放在磁場中，可以很方便的測量磁場的強弱和方向.探頭可能是（       ）A．感應線圈 B．熱敏電阻 C．霍爾元件 D．干簧管【答案】C【解析】將探頭放在磁場中，可以很方便的測量磁場的強弱和方向，將磁信號轉變?yōu)殡娦盘枺蕴筋^可能是霍爾元件。故選C.4、傳感器是一種采集信息的重要器件。如圖所示是一種測定壓力的電容式傳感器。當待測壓力F作用于可動膜片電極時，可使膜片產生形變，引起電容的變化，將電容器、靈敏電流計和電源串聯(lián)成閉合電路，那么（　?。?/span>①當F向上壓膜片電極時，電容將減小       ②當F向上壓膜片電極時，電容將增大③若電流計有示數(shù)，則壓力F發(fā)生變化       ④若電流計有示數(shù)，則壓力F不發(fā)生變化。A．①③ B．①④ C．②③ D．②④【答案】C【解析】①②當F向上壓膜片電極時，板間距離減小，由電容的決定式可知電容器的電容將增大，故①錯誤、②正確；③④當F變化時，電容變化，而板間電壓不變，由Q=CU故電容器所帶電荷量Q發(fā)生變化，電容器將發(fā)生充、放電現(xiàn)象，回路中有電流，電流計有示數(shù)；反之，電流計有示數(shù)時，壓力F必發(fā)生變化，故③正確，④錯誤。故選C。5、傳感器的種類多種多樣，其性能也各不相同，空調機在室內溫度達到設定的穩(wěn)定后，會自動停止工作，其中空調機內使用了下列哪種傳感器（　?。?/span>A．生物傳感器 B．紅外傳感器C．溫度傳感器 D．光傳感器【答案】C【解析】空調機根據溫度調節(jié)工作狀態(tài)，所以內部使用了溫度傳感器，C正確，ABD錯誤。故選C。6、為了更加安全、快捷地測量體溫，醫(yī)療機構大量采用了非接觸式體溫計，這種體溫計采用了（　?。?/span>A．壓力傳感器 B．聲音傳感器C．紅外傳感器 D．生物傳感器【答案】C【解析】一切物體都會向外輻射紅外線，溫度越高，輻射的紅外線越多，紅外線溫度計是通過接收身體表面輻射出來的紅外線來測溫的，屬于紅外傳感器，故C正確，ABD錯誤。故選C。7、如圖所示是會議室和賓館房間的天花板上裝有的火災報警器的結構原理圖，罩內裝有發(fā)光二極管LED、光電三極管和不透明的擋板。平時光電三極管接收不到LED發(fā)出的光，呈現(xiàn)高電阻狀態(tài)。發(fā)生火災時，下列說法正確的是（　?。?/span>A．進入罩內的煙霧遮擋了光線，使光電三極管電阻更大，檢測電路檢測出變化發(fā)出警報B．光電三極管溫度升高，電阻變小，檢測電路檢測出變化發(fā)出警報C．進入罩內的煙霧對光有散射作用，部分光線照到光電三極管上，電阻變小，檢測電路檢測出變化發(fā)出警報D．以上說法均不正確【答案】C【解析】發(fā)生火災時，煙霧進入罩內后對光有散射作用，使部分光線照射到光電三極管上，其電阻變小，與傳感器連接的電路檢測出這種變化，就會發(fā)出警報。故選C。8、隨著生活水平的提高，電子秤已經成為日常生活中不可或缺的一部分，電子秤的種類也有很多，如圖所示是用平行板電容器制成的廚房用電子秤及其電路簡圖。稱重時，把物體放到電子秤面板上，壓力作用會導致平行板上層膜片電極下移。則（　?。?/span>A．電容器儲存的電能減少B．電容器的電容減小，帶電荷量減小C．膜片下移過程中，電流表有a到b的電流D．電子秤是一個壓力傳感器，穩(wěn)定后電容器兩板間電壓等于電源電動勢【答案】D【解析】AB．根據電容器表達式當兩個極板的距離減小時，電容器的電容增大；再根據電容器定義式由于電容器一直和電源相連，電壓不變，當電容增大時，帶電荷量增大，則電容器儲存的電能增加；所以AB錯誤；C 膜片下移過程中，電容器充電，則電流表有b到a的電流，選項C錯誤；D．電子秤是一個壓力傳感器，當壓力穩(wěn)定后，電容器停止充電，電路中的電流為零，即電流表示數(shù)為零，兩極板的電勢差不變，等于電源的電動勢，所以D正確。故選D。9、如圖所示，水平的傳送帶上放一物體，物體下表面及傳送帶上表面均粗糙，導電性能良好的彈簧的右端與物體及滑動變阻器滑片相連，彈簧左端固定在墻壁上，不計滑片與滑動變阻器線圈間摩擦。當傳送帶如箭頭方向運動且速度為v時，物體與傳送帶發(fā)生相對滑動，當傳送帶逐漸加速到時，物體受到的摩擦力和燈泡的亮度將（　?。?/span>A．摩擦力不變，燈泡的亮度變亮B．摩擦力不變，燈泡的亮度不變C．摩擦力變大，燈泡的亮度變亮D．摩擦力變小，燈泡的亮度變暗【答案】B【解析】因摩擦力大小只與壓力大小及接觸面的粗糙程度有關與物體的相對運動速度無關，故物體所受摩擦力不變；由于傳送帶運動且速度為v時，物體與傳送帶發(fā)生相對滑動，故物體受到的摩擦力和彈簧彈力是一對平衡力；當傳送帶逐漸加速到2v時，因物體所受摩擦力不變，則物體仍處于平衡狀態(tài)，故物體的位置將不發(fā)生變化，與滑動變阻器保持相對靜止，滑動變阻器接入電阻不變，則由歐姆定律可得電路中電流不變，燈泡的亮度不變．故選B。10、下面哪一項不是現(xiàn)代傳感器的應用（　?。?/span>A．將自己的銀行卡插進自動取款機里可以取錢，而不必麻煩銀行工作人員B．電梯的兩門靠攏接觸到人體時，門會自動打開而不會夾傷人C．電飯煲能自動加熱和保溫而不會把飯燒焦D．當你走近自動門時，門會自動打開【答案】A【解析】A．將自己的銀行卡插進自動取款機里可以取錢，而不必麻煩銀行工作人員，應用了磁記錄技術，與現(xiàn)代傳感器無關，故A符合題意；B．電梯的兩門靠攏接觸到人體時，門會自動打開而不會夾傷人，應用了壓力傳感器，故B不符合題意；C．電飯煲能自動加熱和保溫而不會把飯燒焦，應用了溫度傳感器，故C不符合題意；D．當你走近自動門時，門會自動打開，應用了微波或紅外傳感器，故D不符合題意。故選A。  

相關試卷

高中物理人教版 (2019)選擇性必修 第二冊2 常見傳感器的工作原理及應用精品當堂檢測題：

這是一份高中物理人教版 (2019)選擇性必修 第二冊2 常見傳感器的工作原理及應用精品當堂檢測題，共20頁。試卷主要包含了知識掌握，鞏固提高等內容，歡迎下載使用。

高中物理人教版 (2019)選擇性必修 第二冊1 認識傳感器精品課時作業(yè)：

這是一份高中物理人教版 (2019)選擇性必修 第二冊1 認識傳感器精品課時作業(yè)，共9頁。

人教版 (2019)選擇性必修 第二冊4 電能的輸送精品練習：

這是一份人教版 (2019)選擇性必修 第二冊4 電能的輸送精品練習，文件包含34電能的輸送原卷版docx、34電能的輸送解析版docx等2份試卷配套教學資源，其中試卷共23頁， 歡迎下載使用。

英語朗讀寶
資料下載及使用幫助
版權申訴
  • 1.電子資料成功下載后不支持退換，如發(fā)現(xiàn)資料有內容錯誤問題請聯(lián)系客服，如若屬實，我們會補償您的損失
  • 2.壓縮包下載后請先用軟件解壓，再使用對應軟件打開；軟件版本較低時請及時更新
  • 3.資料下載成功后可在60天以內免費重復下載
版權申訴
若您為此資料的原創(chuàng)作者，認為該資料內容侵犯了您的知識產權，請掃碼添加我們的相關工作人員，我們盡可能的保護您的合法權益。
入駐教習網，可獲得資源免費推廣曝光，還可獲得多重現(xiàn)金獎勵，申請 精品資源制作， 工作室入駐。
版權申訴二維碼
高中物理人教版 (2019)選擇性必修 第二冊電子課本

1 認識傳感器

版本： 人教版 (2019)

年級： 選擇性必修 第二冊

切換課文
  • 同課精品
  • 所屬專輯17份
  • 課件
  • 教案
  • 試卷
  • 學案
  • 更多
歡迎來到教習網
  • 900萬優(yōu)選資源，讓備課更輕松
  • 600萬優(yōu)選試題，支持自由組卷
  • 高質量可編輯，日均更新2000+
  • 百萬教師選擇，專業(yè)更值得信賴
微信掃碼注冊
qrcode
二維碼已過期
刷新

微信掃碼，快速注冊

手機號注冊
手機號碼

手機號格式錯誤

手機驗證碼 獲取驗證碼

手機驗證碼已經成功發(fā)送，5分鐘內有效

設置密碼

6-20個字符，數(shù)字、字母或符號

注冊即視為同意教習網「注冊協(xié)議」及「隱私條款」
QQ注冊
手機號注冊
微信注冊

注冊成功

  • 0

    資料籃

  • 在線客服

    官方
    微信

    添加在線客服

    獲取1對1服務

  • 官方微信

    官方
    微信

    關注“教習網”公眾號

    打開微信就能找資料

  • 免費福利

    免費福利
返回
頂部