高二物理傳感器及其工作原理.ppt

高中物理新人教版 選修-系列課件,第六章傳感器,第一節(jié) 傳感器及其工作原理,教學(xué)目標(biāo),1.知識(shí)與技能：知道非電學(xué)量轉(zhuǎn)換成電學(xué)量的技術(shù)意義；通過實(shí)驗(yàn)，知道常見傳感器的工作原理；初步探究利用和設(shè)計(jì)簡單的傳感器. 2.過程與方法：通過對(duì)實(shí)驗(yàn)的觀察、思考和探究，讓學(xué)生了解傳感器、熟悉傳感器工作原理；讓學(xué)生自己設(shè)計(jì)簡單的傳感器，經(jīng)歷科學(xué)探究過程，學(xué)習(xí)科學(xué)研究方法，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新思維能力. 3.情感態(tài)度與價(jià)值觀：在理解傳感器工作原理的基礎(chǔ)上，通過自己設(shè)計(jì)簡單的傳感器，體驗(yàn)科技創(chuàng)新的樂趣，激發(fā)學(xué)習(xí)物理的興趣. 教學(xué)重、難點(diǎn) 1.幾種常見傳感器的工作原理（演示實(shí)驗(yàn)）；2.學(xué)生自己設(shè)計(jì)簡單的傳感器.,演示實(shí)驗(yàn)1,演示實(shí)驗(yàn)2,聲音的轉(zhuǎn)換,一 、傳感器簡介,傳感器是指這樣一類元件：它能夠感受諸如力、溫度、光、聲、化學(xué)成分等_，并能把它們按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換為電壓、電流、電容等_;或轉(zhuǎn)換為電路的通斷。,1、什么是傳感器,非電學(xué)量,電學(xué)量,傳感器：非電學(xué)量傳感器電學(xué)量,傳感器的工作原理,光敏電阻實(shí)物圖,1、光敏電阻,二、制作傳感器的常用元器件,點(diǎn)擊放大,演示實(shí)驗(yàn)3,用歐姆表測光敏電阻的電阻。 （1）、室內(nèi)自然光照射下 （2）、用手掌遮光時(shí),光敏電阻對(duì)光敏感。當(dāng)改變光照強(qiáng)度時(shí)，電阻的大小也隨著改變。一般隨著光照強(qiáng)度的增大電阻值_。,（2）材料：制作光敏電阻的材料一般為半導(dǎo)體。如：硫化鎘,減小,（3）半導(dǎo)體的導(dǎo)電原理：半導(dǎo)體靠其中的_（自由電子和空穴）來導(dǎo)電,載流子,光敏電阻能夠把光照強(qiáng)弱這個(gè)_轉(zhuǎn)換為電阻這個(gè)電學(xué)量,光學(xué)量,（1）特性：,演示實(shí)驗(yàn)4,金屬導(dǎo)體的導(dǎo)電性能與光照有關(guān)嗎？,溫度有關(guān)嗎？關(guān)系如何？,2、金屬熱電阻,（2）特性：金屬熱電阻的阻值會(huì)隨著溫度的升高而_，具有正溫度系數(shù),（1）材料：金屬熱電阻是用金屬做成的,金屬熱電阻R-T關(guān)系示意圖,增大,學(xué)生探究實(shí)驗(yàn)： 你們手邊電阻的阻值與溫度的關(guān)系 問題：如何改變?cè)撾娮璧臏囟龋?3、熱敏電阻,3、熱敏電阻,熱敏電阻的阻值會(huì)隨著溫度的升高而_，具有負(fù)溫度系數(shù),熱敏電阻R-T關(guān)系示意圖,（1）材料：半導(dǎo)體,減小,（2）特性：,熱敏電阻和金屬熱電阻能夠把 _這個(gè)熱學(xué)量轉(zhuǎn)換成為電阻這個(gè)電學(xué)量,溫度,根據(jù)所學(xué)知識(shí)設(shè)計(jì)一個(gè)音樂盒，要求： （1）打開盒蓋時(shí)，音樂響； （2）合上盒蓋時(shí)，音樂不響,4、電容式位移傳感器,電容式位移傳感器能夠把物體_這個(gè)力學(xué)量轉(zhuǎn)換為_這個(gè)電學(xué)量,位移,電容,5、霍爾元件,（1）材料：半導(dǎo)體 如：砷化銦,（2）工作原理圖,（3）霍爾電壓:,d薄片厚度 K霍爾系數(shù)其大小與元件的材料有關(guān)。,霍爾元件能夠把_這個(gè)磁學(xué)量轉(zhuǎn)換為_這個(gè)電學(xué)量,磁感應(yīng)強(qiáng)度,電壓,1、傳感器的概念：,小結(jié)：,2、傳感器的工作原理：,3、敏感元件： （1）光敏電阻 （光電傳感器） （2）熱敏電阻和熱電阻 （ 溫度傳感器） （3）電容式傳感器 （位移傳感器） （4）霍爾元件 （磁傳感器）,非電學(xué)量,敏感元件,轉(zhuǎn)換電路,電學(xué)量,非電學(xué)量 電學(xué)量，或轉(zhuǎn)換為電路的通斷。,作業(yè)：,1觀察與思考：日常生活中哪些地方用到了傳感器，它們分別屬于哪種類型的傳感器，它們的工作原理如何？ 2實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)：用熱敏電阻、繼電器等器材設(shè)計(jì)一個(gè)火警報(bào)警器。,感謝兄弟學(xué)校的老師,蒞臨指導(dǎo)！,返回,載流子,返回,三、例題,例1 有定值電阻、熱敏電阻、光敏電阻三只元件分別接入如圖所示電路中A、B兩點(diǎn)后，用黑紙包住元件置入熱水中，觀察歐姆表的示數(shù)，下列說法正確的是（ ）,A.置入熱水中與不置入熱水中相比，歐姆表示數(shù)變化較大，這只元件一定是熱敏電阻 B.置入熱水中與不置入熱水中相比，歐姆表示數(shù)不變化，這只元件一定是定值電阻 C.用黑紙包住與不用黑紙包住元件相比，歐姆表示數(shù)變化較大，這只元件一定是光敏電阻 D.用黑紙包住與不用黑紙包住元件相比，歐姆表示數(shù)相同，這只元件一定是定值電阻,答案 ,AC,例2：如圖是一火警報(bào)警的一部分電路示意圖。其中R2為用半導(dǎo)體熱敏材料制成的傳感器，電流表為值班室的顯示器，a、b之間接報(bào)警器。當(dāng)傳感器R2所在處出現(xiàn)火情時(shí)，顯示器的電流I、報(bào)警器兩端的電壓U的變化情況是（ ） A. I 變大，U 變大 B. I 變小，U 變小 C. I 變小，U 變大 D. I 變大，U 變小,B,解析：當(dāng)R2處出現(xiàn)火情時(shí)，該處溫度升高。 R2 為熱敏電阻，其阻值隨溫度升高而減小，由全電路的歐姆定律可知，路端電壓減小，該電阻兩端電壓減小，故R3兩端電壓減小，所以電流表示數(shù)減小。即U減小，I減小。,友情提示：掌握各種元件的特性和閉合電路的動(dòng)態(tài)分析是解題的關(guān)鍵,例題：嘗試體驗(yàn),1如圖所示，R1、R2為定值電阻，L是