2016版高中物理6.13传感器及其工作原理课件新人教版选修3-2(精)
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高中物理 6.1 传感器及其工作原理课件 新人教版选修3-2

图6-1-1
K12课件
9
(2)工作原理: 在E、F间通入恒定的电流I, 同时外加与薄片垂直的 磁场B,则薄片中的载流子就在洛伦兹力的作用下,向 着与电流和磁场都 垂直 的方向漂移,使M、N间出现 了电压,称为霍尔电压UH。
K12课件
10
(3)霍尔电压: IB
UH= k d ①其中 d 为 薄片 的厚度,k 为 霍尔 系数,其大小与薄 片的材料有关。
K12课件
15
3.关于光敏电阻,下列说法不. 正确的是
()
A.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
B.硫化镉是一种半导体材料,无光照射时,载流子
极少,导电性能不好
C.硫化镉是一种半导体材料,无光照射时,载流子
较少,导电性能良好
D.半导体材料的硫化镉,随着光照的增强,载流子
增多,导电性能变好
②一个霍尔元件的 d、k 为定值,再保持 I 恒定,则 UH 的变化就与 B 成正比。
(4)作用: 把 磁感应强度 这个磁学量转换为 电压 这个电学量。
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[试身手·夯基础]
1.(2011·江苏高考)美国科学家 Willard S·Boyle 与 George E·Smith 因电荷耦合器件(CCD)的重要发明荣获 2009 年度诺贝尔物理学奖。CCD 是将光学量转变成电学量 的传感器。下列器件可作为传感器的有
③二者的区别与联系:热敏电阻或金属热电阻都能够 把温度这个热学量转换为电阻这个电学量。相比而言,金 属热电阻的化学稳定性好,测温范围大,但灵敏度较差, 而热敏电阻的灵敏度较好。
K12课件
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[名师点睛] 按热敏电阻随温度变化的规律,热敏电 阻可分为正温度系数的热敏电阻和负温度系数的热敏电阻, 正温度系数的热敏电阻随温度升高电阻增大,负温度系数 的热敏电阻随温度升高电阻减小。
传感器及其工作原理 课件(人教版选修3-2)

传感器及其工作原理
人体对外界的感觉可分为哪几种?分别由什么 器官承担?
人体感觉 视觉 听觉 味觉 嗅觉 触觉
感觉器官
眼睛 耳朵 舌头 鼻子 皮肤
生活中常见的传感器的应用
1、楼道的路灯开关: 2、银行、宾馆的感应门:
演示1
3、酒精测试仪: 4、火灾报警器:
……………
一、传感器
1、传感器:
指能够感受诸如力、温度、声、光、化学成分等物 理量(一般是非电学量),并能把它们按照一定的规律 转换为便于传送和处理的另一个物理量(通常是电压、 电流等电学量),或转化为电路的通断的元件。
IB UH nqd
即:U H
k
IB d
K —— 霍尔系数,与
霍尔 元件
霍尔元件的材料有关
电压
光敏元件、热敏元件 磁敏元件、力敏元件 气敏元件、湿敏元件
非电学量
传 感 器 敏感
元件
转换元件 转换电路
电学量
力、位移、速度、角度、 温度、湿度、光照强度、 声音强度等
电压、电流 电阻、电容
【例1】如图所示为光敏电阻自动计数器的示意 图,其中R1为光敏电阻,R2为定值电阻.此光电计
数器的基本工作原理是( AC )
A.当有光照射 R1时,信号处理系统获得高电压 B.当有光照射R1时,信号处理系统获得低电压 C.信号处理系统每获得一次低电压就记数一次 D.信号处理系统每获得一次高电压就记数一次
返回
【例2】如图所示,R1、R2为定值电阻,L是小灯 泡 , R3 为 光 敏 电 阻 , 当 照 射 光 强 度 增 大 时 :
非电学量
传感器
力、位移、速度、角度、 温度、湿度、光照强度、 声音强度等
人体对外界的感觉可分为哪几种?分别由什么 器官承担?
人体感觉 视觉 听觉 味觉 嗅觉 触觉
感觉器官
眼睛 耳朵 舌头 鼻子 皮肤
生活中常见的传感器的应用
1、楼道的路灯开关: 2、银行、宾馆的感应门:
演示1
3、酒精测试仪: 4、火灾报警器:
……………
一、传感器
1、传感器:
指能够感受诸如力、温度、声、光、化学成分等物 理量(一般是非电学量),并能把它们按照一定的规律 转换为便于传送和处理的另一个物理量(通常是电压、 电流等电学量),或转化为电路的通断的元件。
IB UH nqd
即:U H
k
IB d
K —— 霍尔系数,与
霍尔 元件
霍尔元件的材料有关
电压
光敏元件、热敏元件 磁敏元件、力敏元件 气敏元件、湿敏元件
非电学量
传 感 器 敏感
元件
转换元件 转换电路
电学量
力、位移、速度、角度、 温度、湿度、光照强度、 声音强度等
电压、电流 电阻、电容
【例1】如图所示为光敏电阻自动计数器的示意 图,其中R1为光敏电阻,R2为定值电阻.此光电计
数器的基本工作原理是( AC )
A.当有光照射 R1时,信号处理系统获得高电压 B.当有光照射R1时,信号处理系统获得低电压 C.信号处理系统每获得一次低电压就记数一次 D.信号处理系统每获得一次高电压就记数一次
返回
【例2】如图所示,R1、R2为定值电阻,L是小灯 泡 , R3 为 光 敏 电 阻 , 当 照 射 光 强 度 增 大 时 :
非电学量
传感器
力、位移、速度、角度、 温度、湿度、光照强度、 声音强度等
高中物理 第六章第一节 传感器及其工作原理课件 新人教选修3-2

2.传感器的分类 (1)光电传感器——光敏电阻
光敏电阻一般为半导体材料做成,当光敏电阻受到光照
时,导电性能明显增强. 光敏电阻把光照的强弱转换为电阻大小. (2)温度传感器——热敏电阻和金属热电阻.
①热敏电阻:指用半导体材料制成,其电阻值随温度 变化发生明显变化的电阻,如图6-1-3所示2为某热敏电阻的 R-T特性曲线.
1.传感器的作用.(重点) 2.光敏电阻、热敏电阻和霍尔 元件的特性和工作原理.(重 点) 3.对光敏电阻、热敏电阻和霍 尔元件的特性及工作原理的 理解.(难点)
1.基本知识 (1)传感器 ①定义:能够感受诸如力、温度、光、声、化学成分等 非电学量 _________ ,并能把它们按照一定的规律转换为电压、电流等 电学量 电路的通断 _______ ,或转换为___________ 的元件.
压 UH,UH=_______.
磁感应强度 这个磁学量转换为_____ 电压这个电 (3)作用:把___________ 学量.
2.思考判断 (1) 霍尔电压稳定时,载流子所受静电力和洛伦兹力平
衡.( √ )
(2)在 料有关.( √ ) (3)霍尔元件可以感知磁感应强度.( √ ) 中,k为霍尔系数,它的大小与薄片的材
的热议.据航天员系统副总设计师王宪民介绍,不载人的
“神舟”八号上载有两个形体假人随之上天.模拟航天员绑 在飞船内,已开始按程序发出拟人生理信号.你知道模拟航 天员是怎样工作的吗?通过本节课的学习,我们就能了解一 些相关的知识.
●教学流程设计
课
标
解
读
重
点
难
点
1.了解什么是传感器,感受传感 技术在信息时代的作用与意义. 2.知道将非电学量转化为电学量 的意义. 3.了解光敏电阻、热敏电阻和霍 尔元件的性能,知道其工作原 理及作用.
《传感器及其工作原理》人教版高二物理选修3-2PPT课件

o
T
热敏电阻R-T关系示意图
霍尔元件
(1)材料:半导体 如砷化铟
(2)工作原理图
(3)霍尔电压:
UH
k IB d
FI
N
M
E
B UH
霍尔元件工作原理图
一个霍尔元件的d、k为定值,再保持I恒定,则UH的 变化就与B成正比。因此霍尔元件又称磁敏元件。 霍尔元件能够把_磁__感___应__强__度_这个磁学量转换为___电__这压个 电学量。
第6章 第1节 传感器
传感器及其工作原理
SENSOR AND ITS WORKING PRINCIPLE
主讲老师:XX 人教版 物理(高中)
某某高中
高二年级 选修3-2
某某高中
课堂引入:
自动门为什么可以自动开关? 它的工作原理是怎样的呢?
高二年级 选修3-2探来自一、什么是传感器如图所示,小盒子A的侧面露出一个小灯泡,盒外没有开关, 但是把磁铁B放到盒子上面,灯泡就会发光,把磁铁移走,灯泡就熄灭。 问:请大家推测,盒子里有什么样的装置才能出现这样的现象呢?
电压 电流 电阻 电容
物理信息 化学信息 生物信息
非电学量 的变化
转化 反映
电学量 的变化
传感器的工作原理
电
信
敏感元件
号
转换电路
传感器
各种传感器
探究二、常用敏感元件
1.光敏电阻
将光敏电阻和多用表的欧姆挡相连,随着光照不同,欧姆表示数有何变化?
根据演示实验思考以下问题:
(1)光敏电阻的电阻率与什么有关? (2)光敏电阻受到光照时会发生什么变化?怎样解释? (3)光敏电阻能够将什么量转换为什么量? (4)如图所示,随着光照强度的增加,多用表的指针将如何偏转?
高中物理 第1节 传感器及其工作原理课件 新人教版选修32

第二十八页,共28页。
目
表针将向________(填“左”或“右”)转动.
链
接
第十五页,共28页。
解析:光敏电阻受光照越强,电阻越小,所以将Rt
用不透光的黑纸包起来,电阻增大,指针(zhǐzhēn)左偏;
若用手电筒光照射Rt,电阻减小,指针(zhǐzhēn)右偏.
栏
目
答案:左 右
链 接
第十六页,共28页。
三、热敏电阻(rè mǐn diàn zǔ)及其特性
材料有关.
第二十四页,共28页。
变式 迁移
(2)一个霍尔元件的 d、k 为定值,再保持 I 恒定,则 UH 的变化就与 B 成正比,因此霍尔元件,又称磁敏元件.
3.霍尔效应的原理.
外部磁场使运动的载流子受到洛伦兹力,在导体板的一侧 栏
聚集,在导体板的另一侧会出现多余的另一种电荷,从而形成 目
横向电场;横向电场对电子施加与洛伦兹力方向相反的静电力,
温度特性曲线.
栏 目
链
接
第十八页,共28页。
注意:热敏电阻和金属热电阻都能够把温度这个热学量转换
成电阻这个电学量,但相比而言,金属热电阻的化学稳定性好,测
温范围大,而热敏电阻的灵敏度较好.
例2 如图所示,将万用表的选择开关置于欧姆挡,再将电表 栏
的两支表笔与负温度系数的热敏电阻Rt的两端相连(xiānɡ lián),
栏 目
热导、真空度等;④利用热惯性作为时间延迟器.
链 接
第五页,共28页。
栏 目 链 接
第六页,共28页。
1.传感器是指这样一类元件:它能够感受诸如力、温
度、光、声、化学成分等非电学量,并能够把它们按照
(ànzhào)一定的电规压律(d转ià换ny为ā)、__电__流__________等电学量,或转
物理选修3-2人教版传感器及其工作原理(29张)-PPT优秀课件

传
1、光敏电阻
特性:光敏电阻对光敏感。当改变光照
感
强度时,电阻的大小也随着改变。一般
器
会随着光照强度的增大而电阻值减小。
常
用
的
敏
感
元
件
光敏电阻的工作原理
硫化镉是一 种半导体材料,
无光照射时,载 流子极少,导电 性能不好;随着 光照的增强,载 流子也增多,导 电性变好
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。
3、电容式传感器
(1)测定角度θ
动片 θ
定片
(2)测定液面高度h
金属芯线 电介质
导电液体
(3)测定压力F
固定电极
可动电极
(4)测定位移x 极板 电介质
物理选修3-2人教版 6.1传感器及其工作原理 (共29张PPT)
待测压力F
x
极板
物理选修3-2人教版 6.1传感器及其工作原理 (共29张PPT)
UH
k
IB d
UHnIB qdkIdB (其k中 n1)q
d——薄片的厚度 k——霍尔系数
霍尔元件——把磁感应强度这个磁学量转换为电压 这个电学量
物理选修3-2人教版 6.1传感器及其工作原理 (共29张PPT)
物理选修3-2人教版 6.1传感器及其工作原理 (共29张PPT)
小
1、传感器的概念
电容式位移传感器
电容器极板
x
电介质板 被测物体
示意图 电容式位移传感器把力学量(位移) 转换为电学量(电容)。
物理选修3-2人教版 6.1传感器及其工作原理 (共29张PPT)
制物理选修3-2人教版 6.1传感器及其工作原理 (共29张PPT) 作 传 感 器 常 用 的 敏 感 元 件
高中物理 6.1传感器及其工作原理 新人教版选修3-2

一、什么是传感器 1.定义:感受非电学量,并能把它们按照一定的规律转 换为 电学量 或转换为电路的 通断的一类元件. 2.工作原理
传感器 非电学量 → (敏感元件、转换器件、转换电路)
→ 电学量
二、光敏电阻
减小
1.特点:电阻值随光照增强而 . 2.原因分析:光敏电阻由 半导体 材料制成,无光照时,载 流子极少,导电性能 不好;随着光照的增强,载流子增多, 导电性 . 变好 3.作用:把光照强弱这个光学量转换为 电阻 这个电学量.
2.在分析传感器时要明确 (1)核心元件是什么; (2)是怎样将非电学量转化为电学量的; (3)是如何显示的或如何控制开关的.
例1 关于传感器,下列说法正确的是( AC ) A.光敏电阻和热敏电阻都是由半导体材料制成的 B.传感器主要是通过感知电压的变化来传递信号的 C.传感器是将非电学量转变为电学量的装置 D.以上说法都不正确
三、热敏电阻和金属热电阻
热敏电阻
金属热电阻
特点 电阻率随温度升高而 减小 电阻率随温度升高而 增大
常用制
氧化锰
铂
作材料
优点
灵敏度好
化学稳定性好,测温范围大
作用
将温度这个热学量转换为 电阻 这个电学量
四、霍尔元件 1.组成:在一个很小的矩形半导体薄片上,制作4个电极E、F、 M、N,就成为一个霍尔元件. 2.原理:E、F间通入恒定的电流I,同时外加 与薄片垂直的磁场B时,薄片中的载流子就 在 洛伦兹力作用下,向着与电流和磁场都垂 直的方向漂移,使M、N间出现电压(如图1所示).
第1讲 传感器及其工作原理
目标定位 1.知道什么是传感器,理解传感器的工作原理. 2.掌握制作传感器的常用元件:光敏电阻、热敏电阻、金属热 电阻、霍尔元件等的基本特性及工作原理. 3.初步掌握各种常用元件的简单应用.
物理选修3-2人教新课标6.1传感器及其工作原理精品课件.

• 1.光敏电阻能够把光照强度这个光学量 转换为电阻这个电学量. • 2.探究光敏电阻的特性 • (1)将光敏电阻与欧姆表按图所示连成电 路. • (2)将光敏电阻受光面置于有光线照射的 地方,观察欧姆表的读数,把光敏电阻 的阻值填入表中 光敏电阻光照 . 较 最 较亮 稍暗 情况 暗 暗 光敏电阻阻值 14 (Ω)
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如图所示,厚度为h、宽度为d的导体 板放在垂直于磁感应强度为B的匀强磁场中,当电流通过导 体板时,在导体板的上侧面A和下侧面A′之间会产生电势
•差,这种现象称为霍尔效应.实验表明,当磁场不太强 变式训练4-1
IB 时,电势差U、电流I和B的关系为U=k d ,式中的比例系 数k称为霍尔系数.
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4
• 本章的内容侧重于物理原理在传感技术 中的应用,为了将实际问题抽象为物理 问题,要认真阅读教材,通过大量的原 理图、产品的照片和简化结构图、电路 图等及其简明的文字说明理解其物理原 理和技术性能.要认真观察实验,有可 能的话亲自动手操作,通过对现象的分 析,领会传感器的工作原理.要理论联 系实际,应用传感器的原理解决一些简 单的生活和生产的实际问题.
5
6
• 知识与技能 • 1 .知道传感器的定义,理解其工作原 理. • 2.了解用来制作传感器的光敏电阻、热 敏电阻、金属热电阻、霍尔元件等重要 元件的特征. • 过程与方法 • 1.实物展示生动直观,获得感性认识. • 2.运用实验探究的方法研究传感器的特 征及原理. 7
• 情感、态度与价值观 • 1.通过对生活中所接触到的各种传感器 实例的分析,可以感受到物理和生产、 生活的密切联系,体会到物理学的重要 性. • 2.体验实验探究的乐趣、培养良好的科 学态度.
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分析:了解霍尔元件的工作原理是分析该题的关键, 应知道当霍尔元件中电流、电压稳定时,载流子所受电场 力和洛伦兹力二力平衡. 解析:当一个磁极靠近霍尔元件工作面时B增强,由 IB UH=k d ,知UH将变大,故A正确; 两极处磁场可看做与地面垂直,所以霍尔元件的工作 面应保持水平,故B正确;
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基础训练 课堂 效果检测
一、选择题 1.
如图所示, R1 为定值电阻, R2 为负温度系数的热敏电阻, L 为小灯泡,当温度降低时 ( A. R1 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 )
2. 电容式传感器是用来将各种非电信号转变为电信号的装 置.由于电容器的电容 C 取决于极板正对面积 S、极板间距离 d 以及极板间的电介质这几个因素,当某一物理量发生变化时 就能引起上述某个因素的变化,从而又可推出另一个物理量的 变化,如图所示是四种电容式传感器的示意图,关于这四种传 感器的作用,下列说法不正确的是 ( )
第六章
传感器
课时13
传感器及其工作原理
课 前 预 习 作 业
课 堂 效 果 检 测
课 后 巩 固 提 升
基础训练 课前 预习作业
一、选择题 1. (多选 )传感器担负着信息采集的任务,它可以( A.将力学量 (如形变量 )转变成电学量 B.将热学量转变成电学量 C.将光学量转变成电学量 D.将电学量转变成力学量 )
A.多用电表应选用电流挡,温度升高换用大量程测量 B.多用电表应选用电流挡,温度升高换用小量程测量 C.多用电表应选用欧姆挡,温度升高时换用倍率大的挡 D.多用电表应选用欧姆挡,温度升高时换用倍率小的挡
二、非选择题 7.
在热敏特性实验中,为了研究热敏电阻的阻值随温度变化 的情况,用如图所示装置进行实验,请指出图中错误之处, R 为热敏电阻.
课前预习作业 1. ABC 传感器是将所感受到的不便于测量的物理量 (如
力、热、光、声等)转换成便于测量的物理量(一般是电学量)的 一类元件.故选项 A、 B、C 对,选项 D 错. 2.ABD 传感器的任务就是采集信息,A 对;干簧管的主 要构造是由平行不接触的两个极易被磁化的软铁片组成的,它 靠近磁场时被磁化后相互吸引而接触,B 对;由传感器的定义 知 D 对.
5.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 ( ①温度传感器 ③声音传感器 A.①② C.③④ )
②光传感器 ④热传感器
B.②③ D.②④
6.
某学习小组的同学在用多用电表研究热敏特性实验中,安 装好如图所示的装置.向杯内加入冷水,温度计的示数为 20 ℃, 多用电表选择适当的倍率, 读出热敏电阻的阻值 R1.然后向 杯内加入热水,温度计的示数为 60 ℃,发现多用电表的指针 偏转角度较大,则下列说法正确的是 ( )
2. (多选 )下列说法正确的是 (
)
A.传感器担负着信息采集的任务 B.干簧管是一种能够感知磁场的传感器 C.传感器不是电视遥控接收器的主要元件 D.传感器是把力、温度、光、声、化学成分转换为电信 号的主要工具
3.人类发射的绕地球运转的所有航天器, 在轨道上工作时 都需要电能,所需要的电能都是由太阳能电池把太阳能转化为 电能得到的,Байду номын сангаас求太阳能电池板总是对准太阳,为达到这一要 求应利用下列哪种传感器来感知太阳方位( A.力传感器 C.温度传感器 B.光传感器 D.生物传感器 )
5.
如图是一种测定油箱油量多少或变化多少的装置.其中电 源电压保持不变, R 是滑动变阻器,它的金属滑片是金属杆的 一端.在装置中使用了一只电压表 (图中没有画出 ),通过观察 电压表示数,可以了解油量情况,你认为电压表应该接在图中 的 ________两点之间,按照你的接法请回答:当油箱中油量减 少时,电压表的示数将 ________(填“增大”或“减小”)
4. 2007 年度诺贝尔物理学奖授予了法国和德国的两位科 学家,以表彰他们发现“巨磁电阻效应”.基于巨磁电阻效应 开发的用于读取硬盘数据的技术,被认为是纳米技术的第一次 真正应用.在下列有关其他电阻应用的说法中错误的是 ( A.热敏电阻可应用于温度测控装置中 B.光敏电阻是一种光电传感器 C.电阻丝可应用于电热设备中 D.电阻在电路中主要起到通过直流、阻碍交流的作用 )
3. B 太阳帆的有效采光面积不同,所产生的电流不同, 当电流最大时正对太阳, 所以应用的是光传感器, 选项 B 正确, 选项 A、 C、 D 错误. 4.D 考查基本物理常识.热敏电阻可应用于温度测控装 置中, A 说法正确;光敏电阻是将光信号与电信号进行转换的 传感器, B 说法正确;电阻丝通过电流会产生热效应,可应用 于电热设备中, C 说法正确;电阻对直流和交流均起到阻碍的 作用, D 说法错误.
二、非选择题 4.
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 ________ ,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
A.甲图的传感器可以用来测量角度 B.乙图的传感器可以用来测量液面的高度 C.丙图的传感器可以用来测量压力 D.丁图的传感器可以用来测量速度
3. (多选 )
如图所示是某居住小区门口利用光敏电阻设计的行人监控 装置, R1 为光敏电阻、 R2 为定值电阻, A、 B 接监控装置. 则( )
A.当有人通过而遮住光线时, A、 B 之间电压升高 B.当有人通过而遮住光线时, A、 B 之间电压降低 C.当仅增大 R2 的阻值时,可增大 A、 B 之间的电压 D.当仅减小 R2 的阻值时,可增大 A、B 之间的电压
5.B 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.
6.D 测电阻应选用欧姆挡.当温度升高时,热敏电阻受 温度变化的影响,偏转角度增大,说明电阻阻值变小,所以应 换用倍率小的挡. 7. R 应全部浸入水中;温度计应悬在水中.