高中物理6.1_传感器及其工作原理2课件新人教版选修3-2
合集下载
人教版高中物理选修3-2课件选修3-2第六章传感器第一节传感器及其工作原理
第六章 传感器
列举生活中的一些自动控制实例，
遥控器控制电视开关 日光控制路灯的开关 声音强弱控制走廊照明灯开关等 自动门 等 安检门
第一节 传感器及其工作原理
一、什么是传感器
（1）什么是传感器？
（以干簧管为例引入）
干簧管可以控制灯的熄灭
磁感应强度的变化 电路的通断
簧片的磁化和去磁
干簧继电器的应用事例： 实验电源的过载保护(无需保险丝)
演示：
出示一只音乐茶杯，茶杯平放桌上时，无声无息，提 起茶杯，茶杯边播放悦耳的音乐，边闪烁着五彩的光芒。
音乐茶杯的工作开关又在哪里？开启的条件是什么？
ห้องสมุดไป่ตู้
能够感受非电学量并将它按照一定的规律转化 成电学量的一类元件或组件。
用书挡住底部（不与底部接触），音乐停止，可见音乐 茶杯受光照强度的控制。 光照变化（光强变化）光照时光敏电阻阻值减小 电路接通，音乐响起。
干簧管和音乐茶杯能够感受非电学量并将它按照 一定的规律转化成电学量的一类元件或组件。
传感器的定义：
传感器是指这样一类元件：它能够 感知诸如力、温度、光、声、化学 成分等非电学量，并把它们按照一 定的规律转化成电压、电流等电学 量，或转化为电路的通断。
（2）传感器的作用是什么？ 传感器的作用是把非电学量转化为电学量或电 路的通断，从而实现很方便地测量、传输、 处理和控制。
H
nqd
霍尔元件把磁感应强度这个磁学量转化为电压 这个电学量。 5．电容式传感器能够把位移这个力学量转化为电容 这个电学量
课堂自测：
插入电介质，电容增大 电容式传感器能够把位移这个力学 量转化为电容这个电学量。
2、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
列举生活中的一些自动控制实例，
遥控器控制电视开关 日光控制路灯的开关 声音强弱控制走廊照明灯开关等 自动门 等 安检门
第一节 传感器及其工作原理
一、什么是传感器
（1）什么是传感器？
（以干簧管为例引入）
干簧管可以控制灯的熄灭
磁感应强度的变化 电路的通断
簧片的磁化和去磁
干簧继电器的应用事例： 实验电源的过载保护(无需保险丝)
演示：
出示一只音乐茶杯，茶杯平放桌上时，无声无息，提 起茶杯，茶杯边播放悦耳的音乐，边闪烁着五彩的光芒。
音乐茶杯的工作开关又在哪里？开启的条件是什么？
ห้องสมุดไป่ตู้
能够感受非电学量并将它按照一定的规律转化 成电学量的一类元件或组件。
用书挡住底部（不与底部接触），音乐停止，可见音乐 茶杯受光照强度的控制。 光照变化（光强变化）光照时光敏电阻阻值减小 电路接通，音乐响起。
干簧管和音乐茶杯能够感受非电学量并将它按照 一定的规律转化成电学量的一类元件或组件。
传感器的定义：
传感器是指这样一类元件：它能够 感知诸如力、温度、光、声、化学 成分等非电学量，并把它们按照一 定的规律转化成电压、电流等电学 量，或转化为电路的通断。
（2）传感器的作用是什么？ 传感器的作用是把非电学量转化为电学量或电 路的通断，从而实现很方便地测量、传输、 处理和控制。
H
nqd
霍尔元件把磁感应强度这个磁学量转化为电压 这个电学量。 5．电容式传感器能够把位移这个力学量转化为电容 这个电学量
课堂自测：
插入电介质，电容增大 电容式传感器能够把位移这个力学 量转化为电容这个电学量。
2、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
高中物理 第六章 第1节 传感器及其工作原理课件 新人教版选修3-2
[答案] b、c 增大
ppt精选
12
1．传感器是将能感受的物理量(如力、热、光、声等)转换成便于测量 的量(一般是电学量)的一类元件，在自动控制中有相当广泛的应用，如图 所示的装置是一种测定液面高度的电容式传感器。金属芯线与导电液体构 成一个电容器，从电容 C 大小的变化情况就能反映出液面高度 h 的高低情 况，则两者的关系是( )
答案：选 B
ppt精选
14
考点二
光敏电阻和热敏电阻的应用
1．光敏电阻 (1)特点：光敏电阻一般由硫化镉等半导体材料做成，无光照时载流子 极少，导电性能不好，随着光照增强，载流子增多，导电性变好。 (2)特性：光敏电阻的电阻随光照的增强而减小。光敏电阻在被光照射 时电阻发生变化，这样光敏电阻可以把光照强弱转换为电阻大小这个电学 量。
ppt精选
3
有一种电水壶为了防止烧干后引起事故，在水壶上安装了传感器，当 壶中的水减少到一定程度时，就会自动断电，这种水壶上安装了什么样的 传感器？
解析：这种水壶上安装了压力传感器。当水壶中的水减少到一定程度 时，压力减小，压力传感器使电路断开，起保护作用。
ppt精选
4
2．光敏电阻 (1)特点：在被光照时 电阻 发生变化。 (2)原因：无光照时，载流子少，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 光照强度 这个光学量转换为 电阻 这个电学量。
A．I 变大，U 变大 C．I 变小，U 变大
B．I 变小，U 变小 D．I 变大，U 变小
ppt精选
18
[思路探究] (1)明确 NTC 半导体热敏材料制成的 R2 其电阻随温度如何变化。 (2)知道 R2 在电路中的位置及电路结构。
[解析] 当 R2 处出现火情时，NTC 热敏材料制成的传感器的电阻将减 小，则此时电路中的总电阻减小，由闭合电路欧姆定律可知：外电路电压 将减小，U 减小；电路中的总电流增大，所以 R1 上的电压增大，显示器两 端的电压将减小，电流 I 减小，B 正确。
ppt精选
12
1．传感器是将能感受的物理量(如力、热、光、声等)转换成便于测量 的量(一般是电学量)的一类元件，在自动控制中有相当广泛的应用，如图 所示的装置是一种测定液面高度的电容式传感器。金属芯线与导电液体构 成一个电容器，从电容 C 大小的变化情况就能反映出液面高度 h 的高低情 况，则两者的关系是( )
答案：选 B
ppt精选
14
考点二
光敏电阻和热敏电阻的应用
1．光敏电阻 (1)特点：光敏电阻一般由硫化镉等半导体材料做成，无光照时载流子 极少，导电性能不好，随着光照增强，载流子增多，导电性变好。 (2)特性：光敏电阻的电阻随光照的增强而减小。光敏电阻在被光照射 时电阻发生变化，这样光敏电阻可以把光照强弱转换为电阻大小这个电学 量。
ppt精选
3
有一种电水壶为了防止烧干后引起事故，在水壶上安装了传感器，当 壶中的水减少到一定程度时，就会自动断电，这种水壶上安装了什么样的 传感器？
解析：这种水壶上安装了压力传感器。当水壶中的水减少到一定程度 时，压力减小，压力传感器使电路断开，起保护作用。
ppt精选
4
2．光敏电阻 (1)特点：在被光照时 电阻 发生变化。 (2)原因：无光照时，载流子少，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 光照强度 这个光学量转换为 电阻 这个电学量。
A．I 变大，U 变大 C．I 变小，U 变大
B．I 变小，U 变小 D．I 变大，U 变小
ppt精选
18
[思路探究] (1)明确 NTC 半导体热敏材料制成的 R2 其电阻随温度如何变化。 (2)知道 R2 在电路中的位置及电路结构。
[解析] 当 R2 处出现火情时，NTC 热敏材料制成的传感器的电阻将减 小，则此时电路中的总电阻减小，由闭合电路欧姆定律可知：外电路电压 将减小，U 减小；电路中的总电流增大，所以 R1 上的电压增大，显示器两 端的电压将减小，电流 I 减小，B 正确。
最新人教版高中物理选修3-2课件：6.1 传感器及其工作原理
1．特点：光照越强，电阻___越__小___． 2．原理：无光照时，载流子少，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．
三、热敏电阻和金属热电阻
阅读教材第 54 页“热敏电阻和金属热电阻”部分
(2) 作 用 ： 在 电 路 中 起 到 ___开__关___ 的 作 用 ， 它 是 一 种 能 够 感__知__磁__场__的传感器．
3．非电学量转换为电学量的意义：把非电学量转换为电学量， 可以方便地进行___测__量___、传输、处理和___控__制___．
二、光敏电阻
阅读教材第53页“光敏电阻”部分
【答案】 C
点拨： 分析霍尔效应的原理时，首先建立霍尔效应模型，明确在霍尔 现象中负电荷向某一方向定向移动与正电荷向相反反向移动不等 效．
【变式训练 2】 如图所示是一火警报警器的一部分电路示意 图，其中 R2 为用半导体热敏电阻(阻值随温度的升高而减小)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( )
答案：D
传感器问题的分析方法 ①明确传感器的类型，了解传感器的工作原理． ②确定传感器中的什么量变化时可以引起电学量的变化． ③根据电学量的变化确定相关物理量的变化．
要点二 对敏感元件的认识
几种敏感元件的对比分析
元件
特点
光敏 电阻
半导体材料受到的光照增强时，会有更多的电子获得能量成 为自由电子，即载流子数增多，于是导电性明显增强，电阻 减小
答案：CDБайду номын сангаас
三、热敏电阻和金属热电阻
阅读教材第 54 页“热敏电阻和金属热电阻”部分
(2) 作 用 ： 在 电 路 中 起 到 ___开__关___ 的 作 用 ， 它 是 一 种 能 够 感__知__磁__场__的传感器．
3．非电学量转换为电学量的意义：把非电学量转换为电学量， 可以方便地进行___测__量___、传输、处理和___控__制___．
二、光敏电阻
阅读教材第53页“光敏电阻”部分
【答案】 C
点拨： 分析霍尔效应的原理时，首先建立霍尔效应模型，明确在霍尔 现象中负电荷向某一方向定向移动与正电荷向相反反向移动不等 效．
【变式训练 2】 如图所示是一火警报警器的一部分电路示意 图，其中 R2 为用半导体热敏电阻(阻值随温度的升高而减小)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( )
答案：D
传感器问题的分析方法 ①明确传感器的类型，了解传感器的工作原理． ②确定传感器中的什么量变化时可以引起电学量的变化． ③根据电学量的变化确定相关物理量的变化．
要点二 对敏感元件的认识
几种敏感元件的对比分析
元件
特点
光敏 电阻
半导体材料受到的光照增强时，会有更多的电子获得能量成 为自由电子，即载流子数增多，于是导电性明显增强，电阻 减小
答案：CDБайду номын сангаас
最新人教版高中物理选修3-2 6-1传感器及其工作原理 名师公开课省级获奖课件(81张)
三、热敏电阻和金属热电阻
四、霍尔元件 1．构造
1 半导体 薄片上，制作四个电极 E、F、 □ 很小的矩形__________
M、N。
2．霍尔电压
如图，E、F 间通入恒定电流 I，同时外加与薄片垂直
2 磁场 B，则 M、N 间出现电压，称为霍尔电压 UH，UH □ 的________
IB 3 k ，式中 d 为薄片的厚度，k 为霍尔系数，k 的大小 □ ＝______ d
1.干簧管的作用是什么？ 提示：干簧管在电路中的作用相当于自动开关。 2．干簧管的工作原理是什么？
提示： 干簧管的两个簧片在外加磁场的作用下被磁化成 相反磁性的磁极而连通， 没有外加磁场时两簧片失去磁性而 分开。
[解析] 干簧管能感知磁场，是因为两个簧片由软磁性 材料制成，当周围存在磁场时，两个簧片被磁化，就会相互 吸引，可当作开关来使用，作为控制元件以实现自动控制， 选 C、D。
01课前自主学习
一、传感器 1．定义
1 非电学 □ 能够感受诸如力、温度、光、声、化学成分等________
量，并能把它们按照一定的规律转换为电压、电流等
2 电学 量，或转换为电路的________ □ 3 通断 的元件。 □ ________
2．非电学量转换为电学量的意义
4 非电学量 转换为电学量，可以方便地进行测量、 □ 把___________ 5 控制 。 □ 传输、处理和________
1.光敏电阻的特点是什么？ 提示：光敏电阻一般由半导体材料制成 ，其阻值随光
照强度的增大而减小，随光照强
提示：光敏电阻在电路中的作用相当于一个滑动变阻 器，光照增强时电阻减小，反之增大。
[解析] 可按以下流程进行解题：
解决含有光敏(热敏)电阻的动态分析问题的思路 (1)应明确光敏(热敏)电阻的电阻特性。 (2)根据闭合电路欧姆定律及串、并联电路的性质来分 析电路中某一电阻变化而引起的整个电路中各部分电学量 的变化情况。 (3)基本流程：R 局→R 总→I 总→U 端→I 局。
高中物理第6章传感器1传感器及其工作原理课件新人教版选修3_2
【导学号：94530089】
B．电灯 L 亮度不变
C．电流表的示数增大
D．电流表的示数减小
图 6-1-1
【解析】 探测装置从无磁场区进入强磁场区，磁敏电阻阻值变大，则闭合 电路的总电阻 R 总变大，由闭合电路欧姆定律知，电路中的电流 I＝RE总减小，电流 表的示数减小，故选项 C 错误、选项 D 正确；由 U 灯＝E－Ir 可知 U 灯变大，电灯 L 变亮，故选项 A、B 错误．
2．已知磁敏电阻在没有磁场时电阻很小，有磁场时电阻变大，并且磁场越强
阻值越大．为探测磁场的有无，利用磁敏电阻作为传感器设计了如图 6-1-1 所示的
电路，电源的电动势 E 和内阻 r 不变，在没有磁场时调节变阻器 R 使电灯 L 正常
发光，若探测装置从无磁场区进入强磁场区．则( )
A．电灯 L 变暗
【提示】 温度降低，热敏电阻的阻值变大，干路中的电流变小，R2 两端的 电压变小，电压表的示数变小．
[核心点击] 1．光敏电阻：光敏电阻一般为半导体材料制成，当半导体材料受到光照时， 会有更多的电子获得能量成为自由电子，同时也形成更多的空穴，于是导电性能 明显增强．光敏电阻把光照的强弱转换为电阻的大小．
1．关于传感器工作的一般流程，下列说法中正确的是( ) A．非电学量→敏感元件→转换电路→电学量→转换元件 B．电学量→敏感元件→转换电路→转换元件→非电学量 C．非电学量→敏感元件→转换元件→转换电路→电学量 D．非电学量→转换电路→转换元件→敏感元件→电学量
【解析】 传感器工作的一般流程为 非电学量―被―→ 敏感元件感―知――，―然―后―通→过转换元件―转―换―成―电―信―号―，―再―通―过→ 转 换电路将―此―信―号―转―换―成――易于―传―输―或―测―量→的电学量，因此 A、B、D 错，C 正确． 【答案】 C
人教版高中物理选修3-2 6.1传感器及其工作原理PPT下载
6. 经典阅读可以让人们在潜移默化中 习得珍 贵的思 维方式 和价值 观念， 尤其是 在童年 、少年 和青年 时期。 7.经典阅读带来的思维模式和情感模 式就像 大脑的 最佳操 作系统 ，任何 时候安 装都不 算晚， 但一定 是越早 安装越 好。 8.家训和家风有着密切的联系，家庭 中的尊 长以身 作则， 同时又 教育其 他成员 循规守 矩，久 而久之 ，良好 的家风 便逐渐 形成并 延传下 来。 9.文中有多处文言的表达，这不但使 文章在 短小的 篇幅内 具有很 大的容 量，而 且使得 文章语 言典雅 ，充溢 着传统 文化的 魅力。 10.人类的发展，历史的进步，充分告 诉我们 ：个人 要自立 ，民族 要自立 ，人类 要自立 。只有 这样， 个人才 能成长 ，民族 才能自 强，人 类才会 发展。 美国艾 略特说 ：“天 上永远 不会掉 下玫瑰 来，如 果想要 更多的 玫瑰， 必须自 己种植 。
电容式位移传感器
下图是一种电容式位移传感器，请简单说一下它的工作原理
电容式位移传感器把力学量（位移）转换为电学量（电容）
电感式位移传感器
如图是两种电感式微小位移传感器的原理图。 图甲中，1是待测物体，2是可以上下移动的软铁芯，3是固定的软铁芯， 2、3之间的空气间隙随着物体的位移改变，铁芯3上绕有线圈4.乙图中， 3是空心线圈，1是待测的物体，软铁芯2插在线圈3中并且可以随着物体1在线圈 中平移。说明它们的工作原理，并尝试设计与线圈3或线圈4相连的电路。
电压
可能的工作原理
半导体受光照电阻变化
半导体受热电阻变化 金属受热电阻变化 电容极板（或介质）间位 置变化导致电容变化 磁感应强度（大小或方向） 变化导致霍尔电压变化
总结
传感器：
转换为
1.概念： 非电学量
电容式位移传感器
下图是一种电容式位移传感器，请简单说一下它的工作原理
电容式位移传感器把力学量（位移）转换为电学量（电容）
电感式位移传感器
如图是两种电感式微小位移传感器的原理图。 图甲中，1是待测物体，2是可以上下移动的软铁芯，3是固定的软铁芯， 2、3之间的空气间隙随着物体的位移改变，铁芯3上绕有线圈4.乙图中， 3是空心线圈，1是待测的物体，软铁芯2插在线圈3中并且可以随着物体1在线圈 中平移。说明它们的工作原理，并尝试设计与线圈3或线圈4相连的电路。
电压
可能的工作原理
半导体受光照电阻变化
半导体受热电阻变化 金属受热电阻变化 电容极板（或介质）间位 置变化导致电容变化 磁感应强度（大小或方向） 变化导致霍尔电压变化
总结
传感器：
转换为
1.概念： 非电学量
高中物理 61 传感器及其工作原理课件 新人教版选修32
A．力传感器 B．光传感器 C．温度传感器 D．声音传感器
答案：B
解析：遇到障碍物会绕开，说明它是光传感器，故选项 B 正确，选项 A、C、D 错误。
二、常见的传感器元器件 1．光敏电阻 (1)光敏电阻在被光照射时电阻发生变化，这样光敏电阻可 以把光照强弱转换为电阻大小这个电学量。 (2)光敏电阻的电阻随光照的增强而减小。 光敏电阻一般由半导体材料做成，当半导体材料受到光照 时，会有更多的电子获得能量成为自由电子，同时也形成更多 的空穴，于是导电性能明显增强。
遥感卫星能在高空一览无遗地观测地貌植被；计算机的显 示屏上能实时显示远隔千里的画面；机器人能替代人完成各种 复杂的劳动(如图)。这些现代化设备，有的复杂庞大，有的简 单精巧，但它们都需要一种装置——传感器来获取信息。那么， 什么是传感器？它为什么能获取信息，工作原理又是什么呢？ 这一节我们就来探究这些问题。
3．转换元件：是传感器中能将敏感元件输出的，与被测 物理量成一定关系的非电信号转换成电信号的电子元件。
4．转换电路：是将转换元件输出的不易测量的电学量转 换成易于测量的电学量，如电压、电流、电阻等。
(2013·临 朐 实 验 中学高 二检 测 )机器人 装有 作为 眼睛 的 “传感器”，犹如大脑的“控制器”，以及可以行走的“执行 器”，在它碰到障碍物前会自动避让并及时转弯。下列有关该 机器人“眼睛”的说法中正确的是( )
●考纲须知 实验十一：传感器的简单应用
第六章 第一节 传感器及其工作原理
课堂情景切入 知识自主梳理 重点难点突破
方知法识警体示系探构究建 考点题型设计 课后强化作业
学习目ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ定位
※ 知道什么是传感器 知道什么是光敏电阻，热敏电阻，金
高中物理第六章传感器1传感器及其工作原理课件新人教版选修3_2
• 敏感元件：相当于人的感觉器宫，直接感受 被测量并将其转换成与被测量成一定关系的易于 测量的物理量．
• 2．光敏电阻、热敏电阻、霍尔元件特性成因
元对件比
产生变化的原因
光敏 电阻
半导体材料受到的光照增强时，会有更多的电子获 得能量成为自由电子，同时空穴增多，即载流子数 增多，于是导电性明显地增强，电阻减小
片电极时，电容器极板间距 d 变小，由 C＝4επrkSd知，
• 电容器电容C变大，根据Q＝CU知，极板带 电量将增大，电容器充电，电路中有从b到a的电 流，说法②正确；若电流表有示数，说明电容器 有充放电，极板带电量发生变化，根据Q＝CU知， 电容器电容C发生变化，从而判断出作用在可动 膜片电极上的压力F发生变化，说法④正确．故A 项正确．
• A．向右偏到某一刻度后回到零刻度 • B．向左偏到某一刻度后回到零刻度 • C．向右偏到某一刻度后不动 • D．向左偏到某一刻度后不动
【解析】 压力 F 作用时，极板间距 d 变小，由 C
＝4επSkd知，电容器电容 C 变大，又根据 Q＝CU，极板
所带电荷量变大，所以电容器应充电，灵敏电流表中产 生由正接线柱流入的电流，所以指针将右偏，极板保持 固定后，充电结束，指针回到零刻度．
少
不好
• (2)原因：无光照增时多 ，载流子变极好 ___，导电性
能_____；随着光照光强照弱 的增强，载流子__电__阻_，导电
性_____．
• (3) 作 用 ： 把 _________ 这 个 光 学 量 转 换 为 _____这个电学量．
[再思考]
• 有一种电水壶为了防止烧干后引起事故，在 水壶上安装了传感器，当壶中的水减少到一定程 度时，就会自动断电，这种水壶上安装了什么样 的传感器？
• 2．光敏电阻、热敏电阻、霍尔元件特性成因
元对件比
产生变化的原因
光敏 电阻
半导体材料受到的光照增强时，会有更多的电子获 得能量成为自由电子，同时空穴增多，即载流子数 增多，于是导电性明显地增强，电阻减小
片电极时，电容器极板间距 d 变小，由 C＝4επrkSd知，
• 电容器电容C变大，根据Q＝CU知，极板带 电量将增大，电容器充电，电路中有从b到a的电 流，说法②正确；若电流表有示数，说明电容器 有充放电，极板带电量发生变化，根据Q＝CU知， 电容器电容C发生变化，从而判断出作用在可动 膜片电极上的压力F发生变化，说法④正确．故A 项正确．
• A．向右偏到某一刻度后回到零刻度 • B．向左偏到某一刻度后回到零刻度 • C．向右偏到某一刻度后不动 • D．向左偏到某一刻度后不动
【解析】 压力 F 作用时，极板间距 d 变小，由 C
＝4επSkd知，电容器电容 C 变大，又根据 Q＝CU，极板
所带电荷量变大，所以电容器应充电，灵敏电流表中产 生由正接线柱流入的电流，所以指针将右偏，极板保持 固定后，充电结束，指针回到零刻度．
少
不好
• (2)原因：无光照增时多 ，载流子变极好 ___，导电性
能_____；随着光照光强照弱 的增强，载流子__电__阻_，导电
性_____．
• (3) 作 用 ： 把 _________ 这 个 光 学 量 转 换 为 _____这个电学量．
[再思考]
• 有一种电水壶为了防止烧干后引起事故，在 水壶上安装了传感器，当壶中的水减少到一定程 度时，就会自动断电，这种水壶上安装了什么样 的传感器？
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)
35
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．
36
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．
33
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；
人教课标版高中物理选修3-2：《传感器及其工作原理》课件1-新版
光敏电阻为半导体材料，无光照时，载流子极少，导体性 能不好；随着光照的增强，载流子增多，导电性能变好
练习1
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( BD )
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计数一次 D．信号处理系统每获得一次高电压就计数一次
A
R1 R2
信号 处理 系统
三、热敏电阻元件
1、探究热敏电阻的特性 ①定性判断热敏电阻随温度变化关系
实验结论：热敏电阻随温度的升高电阻减小
三、热敏电阻元件
②定量判断热敏电阻随温度变化关系
金属电阻
热敏电阻
实验结论：热敏电阻随温度的升高电阻减小 金属电阻随温度的升高电阻增大
练习2
例2. 如图所示：R1为定值电阻，R2为热敏电阻，L为 小灯泡，当温度降低（ C ）
第六章 传感器
第一节 传感器及其工作原理
引入新课
自动门
自动干手机
探测器
一、什么是传感器
1、干簧管
转换
磁信号 电路通断
一、什么是传感器
2、干簧管在生活中的应用
防撬门报警器
一、什么是传感器
传感器的定 用义 途：
传感声器是指这样一类元件：
电诸如力传、感温器度、光、声、电化阻 学成分
等非温电度学量，并把它们按照一定的电规路律通转断化成
电压、电流等电学量，或转化为电路的通断。
非电学量 → 传感器 → 电学量/电路的通断
二、光敏电阻元件
1、实验探究光敏电阻的特性： ①实验仪器：
②实验结果：
练习1
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( BD )
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计数一次 D．信号处理系统每获得一次高电压就计数一次
A
R1 R2
信号 处理 系统
三、热敏电阻元件
1、探究热敏电阻的特性 ①定性判断热敏电阻随温度变化关系
实验结论：热敏电阻随温度的升高电阻减小
三、热敏电阻元件
②定量判断热敏电阻随温度变化关系
金属电阻
热敏电阻
实验结论：热敏电阻随温度的升高电阻减小 金属电阻随温度的升高电阻增大
练习2
例2. 如图所示：R1为定值电阻，R2为热敏电阻，L为 小灯泡，当温度降低（ C ）
第六章 传感器
第一节 传感器及其工作原理
引入新课
自动门
自动干手机
探测器
一、什么是传感器
1、干簧管
转换
磁信号 电路通断
一、什么是传感器
2、干簧管在生活中的应用
防撬门报警器
一、什么是传感器
传感器的定 用义 途：
传感声器是指这样一类元件：
电诸如力传、感温器度、光、声、电化阻 学成分
等非温电度学量，并把它们按照一定的电规路律通转断化成
电压、电流等电学量，或转化为电路的通断。
非电学量 → 传感器 → 电学量/电路的通断
二、光敏电阻元件
1、实验探究光敏电阻的特性： ①实验仪器：
②实验结果：
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
一 、传感器简介
1、传感器的概念：
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，并能把它们按照一定的规律转换 为电压、电流等电学量，或转换为电路的通断。
2、传感器的工作原理：
非电学量 敏感元件 转换器件 转换电 路 电学量
盒子里面有什么装置？
二、制作传感器的常用元器件
非电学量 敏感元件 转换器件 转换电 路 电学量
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）
例3 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（ AC ）
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
A
R1
R2
信号 处理 系统
2、金属热电阻和热敏电阻 • ①金属热电阻：金属的电阻率随温度的升 高而增大．用金属丝可以制作温度传感器， 称为热电阻 ( 常用的一种热电阻是用铂制作 的 ) ．特点：金属热电阻的化学稳定性好， 测温范围大，但灵敏度较差． • ②热敏电阻：温度上升时，有些半导体的 导电能力增强，因此可以用半导体材料制 作热敏电阻 ( 用氧化锰等金属氧化物烧结而 成的) ．特点：它的电阻随温度的变化非常 明显． • ③作用：热敏电阻或金属热电阻能够把温 度这个热学量转换为电阻这个电学量．
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
例4：如图是一火警报警的一部分电路示 意图。其中R2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（ B ） A. I 变大，U 变大 B.
1、光敏电阻
光敏电阻实物图
点击放大
光照情况
电阻阻值
受光表面暴露 电阻小
受光表面遮住 电阻大
光照越强，电阻越小
例1．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，下列判断 错误的是（ ） D 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
C. I 变小，U 变大 D.
a E r b A R1
I 变小，U 变小
I 变大，U 变小
R3
R2
3、电容式传感器 （1）测定角度θ ：
动片
θ
（2）测定液面高度h：
金属芯线 电介质
导电液体 定片
（3）测定压力F：
固定电极
（4）测定位移x：
极板 电介质
可动电极
x
极板
待测压力F
例5．传感器是一种采集信号的重要器件，如图是 一种测定压力的电容式传感器，当待测压力F作用 于可动膜片产生变形，引起电容的变化，若将电容 器、灵敏电流计和电源串联接成闭合电路，那么 （ BC ） A．当F向上压膜片电极时，电容将减小 B．当F向上压膜片电极时，电容将增大 C．若电流计有示数，则压力F发生变化 D．若电流计有示数，则压力F不发生变化
例 2. 如图 6 － 1 － 3 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 （ BD ） 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计数一次 D．信号处理系统每获得一次高电压就计数一次
固定电极 膜片电极
待测压力F
4、霍尔元 件
N
I FΒιβλιοθήκη M E BUH霍尔元件能够把磁感应强度这个磁 学量转化为电压这个电学量
五、小结：
1、传感器的概念： 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，并能把它们按照一定的规律转换 为电压、电流等电学量，或转换为电路的通断。 2、传感器的工作原理：
1、传感器的概念：
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，并能把它们按照一定的规律转换 为电压、电流等电学量，或转换为电路的通断。
2、传感器的工作原理：
非电学量 敏感元件 转换器件 转换电 路 电学量
盒子里面有什么装置？
二、制作传感器的常用元器件
非电学量 敏感元件 转换器件 转换电 路 电学量
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）
例3 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（ AC ）
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
A
R1
R2
信号 处理 系统
2、金属热电阻和热敏电阻 • ①金属热电阻：金属的电阻率随温度的升 高而增大．用金属丝可以制作温度传感器， 称为热电阻 ( 常用的一种热电阻是用铂制作 的 ) ．特点：金属热电阻的化学稳定性好， 测温范围大，但灵敏度较差． • ②热敏电阻：温度上升时，有些半导体的 导电能力增强，因此可以用半导体材料制 作热敏电阻 ( 用氧化锰等金属氧化物烧结而 成的) ．特点：它的电阻随温度的变化非常 明显． • ③作用：热敏电阻或金属热电阻能够把温 度这个热学量转换为电阻这个电学量．
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
例4：如图是一火警报警的一部分电路示 意图。其中R2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（ B ） A. I 变大，U 变大 B.
1、光敏电阻
光敏电阻实物图
点击放大
光照情况
电阻阻值
受光表面暴露 电阻小
受光表面遮住 电阻大
光照越强，电阻越小
例1．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，下列判断 错误的是（ ） D 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
C. I 变小，U 变大 D.
a E r b A R1
I 变小，U 变小
I 变大，U 变小
R3
R2
3、电容式传感器 （1）测定角度θ ：
动片
θ
（2）测定液面高度h：
金属芯线 电介质
导电液体 定片
（3）测定压力F：
固定电极
（4）测定位移x：
极板 电介质
可动电极
x
极板
待测压力F
例5．传感器是一种采集信号的重要器件，如图是 一种测定压力的电容式传感器，当待测压力F作用 于可动膜片产生变形，引起电容的变化，若将电容 器、灵敏电流计和电源串联接成闭合电路，那么 （ BC ） A．当F向上压膜片电极时，电容将减小 B．当F向上压膜片电极时，电容将增大 C．若电流计有示数，则压力F发生变化 D．若电流计有示数，则压力F不发生变化
例 2. 如图 6 － 1 － 3 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 （ BD ） 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计数一次 D．信号处理系统每获得一次高电压就计数一次
固定电极 膜片电极
待测压力F
4、霍尔元 件
N
I FΒιβλιοθήκη M E BUH霍尔元件能够把磁感应强度这个磁 学量转化为电压这个电学量
五、小结：
1、传感器的概念： 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，并能把它们按照一定的规律转换 为电压、电流等电学量，或转换为电路的通断。 2、传感器的工作原理：