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1、6.1传感器及其工作原理,教学目标,1.知识与技能:知道非电学量转换成电学量的技术意义;通过实验,知道常见传感器的工作原理;初步探究利用和设计简单的传感器. 2.过程与方法: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;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,演示实验2,声音的转换,一 、传感器简
2、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,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)
3、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,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,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,
4、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,5、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:,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
5、,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!,返回,载流子,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.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
6、.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( ) 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,B,解析:当R2处出现火情时,该处温度升高。 R2 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R3两端电压减小,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,例题:尝试体验,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,( ) A电压表的示数增大 BR2中电流减小 C小灯泡的功率增大 D电路的路端电压增大,返回,传感器工作原理图,