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1、物理知识点高中物理传感器及其工作原理教案13 新人教版选修3传感器及其工作原理一、教学目标概览1、知道什么是传感器，传感器的工作原理。2、知道传感器中常见的三种敏感元件及其它们的工作原理。3、了解电容式传感器的应用。 二、聚焦重点难点重点：理解并掌握传感器的三种常见敏感元件的工作原理。难点：分析并设计传感器的应用电路。 三、教学互动传感器1、概念：_。2、原理图：3、三种常见的敏感元件光敏电阻材料及构造工作原理功能：把_转换为_。热敏电阻和金属热电阻热敏电阻a）材料b）特点c）功能：把_转换为_。d）分类：正温度系数PTC热敏电阻负温度系数NTC热敏电阻金属热电阻a）材料b）特点c）功能：把_
2、转换为_。霍尔元件材料及构造霍尔电压：_。推导：功能：把_转换为_。传感器的分类1、分类2、电容式传感器用心 爱心 专心- 1 -四、课堂探究【例1】有定值电阻、热敏电阻、光敏电阻三只元件，将这三只元件分别接入如图所示电路中的A、B两点后，用墨纸包住元件或者把元件置入热水中，观察欧姆表的示数，下列说法中正确的是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、用墨纸包住元件与不用墨纸包住元件相比，欧姆表示数变化较大，这只元件一定是光敏电阻D、用墨纸包住元件与不用墨纸包住元件相比，欧姆表示数相
3、同，这只元件一定是定值电阻【例2】如图所示：图甲是_的电容式传感器，原理是_；图乙是_的电容式传感器，原理是_；图丙是_的电容式传感器，原理是_；图丁是_的电容式传感器，原理是_。【例3】如图所示，将万用表的选择开关置于“欧姆”挡，再将电表的两支表笔与NTC热敏电阻Rt的两端相连，这时指针恰好指在刻度盘的正中间。若往Rt上擦一些酒精，指针将向_移动；若用吹风机将热风吹向Rt，则指针将向_移动。若Rt为PTC热敏电阻，情况如何？【例4】电磁流量计广泛应用于测量可导电流体在管中的流量。为了简化，假设流量计是如图所示的横截面为长方形的一段管道，其中空部分的长、宽、高分别为图中的a、b、c。流量计的两
4、端与输送流体的管道相连。图中流量计的上下两面是金属材料，前后两面是绝缘材料。现于流量计所在处加磁感应强度为B的匀强磁场，磁场方向垂直于前后两面。当导电流体稳定地流经流量计时，在管外将流量计上、下两表面分别与一串接了电阻R的电流表的两端连接，I表示测得的电流值。已知流体的电阻率为，不计电流表的内阻，则可求得流量为用心 爱心 专心- 2 -A、IcIbIaIbc(bR)B、(aR)C、(cR)D、(R) BaBcBbBa五、课堂跟踪反馈热敏电阻随温度升高而_，NTC热敏电阻随温度升高而_；光敏电阻在光照射下其电阻显著_.2.如图所示，是一种测定角度的传感器，当彼此绝缘的金属板构成的动片和定片之间的
5、角度发生变化时，试分析传感器是如何将这种变化转化为电学量的3.如图所示是电阻式温度计，一般是利用金属铂做的，已知铂丝的电阻随温度的变化情况，测出铂丝的电阻就可以知道其温度.这实际上是一个传感器，它是将_转化为_来进行测量的.4.在自动恒温装置中，某种半导体材料的电阻率与温度的关系如图所示，已知这种材料具有发热和控温双重功能，下列说法正确的是： (1)通电前材料的温度低于t1，通电后，电压保持不变，它们功率是 A.先增大后减小B.先减小后增大 C.达到某一温度后功率不变 D.功率一直在变化(2)其产生的热量与散发的热量相等时，温度保持在 到t2的某个温度上 D.大于t2的某个温 度上5.在如图的
6、电路中，电源两端的电压恒定，L为小灯泡，R为光敏电阻，D为发光二极管(电流越大，发出的光越强)，且R与D间距不变，下列说法正确的是 A.当滑动触头P向左移动时，L消耗的功率增大 B.当滑动触头P向左移动时，L消耗的功率减少 C.当滑动触头P向右移时，L消耗的功率可能不变 D.无论怎样移动触头P，L消耗的功率都不变 6.如图所示，将一光敏电阻连入多用电表两表笔上，将多用电表的选择开关置于“欧姆”挡，用光照射光敏电阻时，表针的偏角为；现用手掌挡住部分光线，表针的偏角变为，则可判断A.= B. D.不能确定和的关系六、课后自主评价用心 爱心 专心- 3 -1.如图所示为一实验小车中利用光电脉冲测量车
7、速和行程的装置的示意图，A为光源，B为光电接收器，A、B均固定在车身上，C为小车的车轮，D为与C同轴相连的齿轮.车轮转动时，A发光的光束通过旋转齿轮上齿的间隙后就成脉冲光信号，被B接收并转换成电信号，电子电路记录和显示.若实验显示单位时间内的脉冲数为n，累计脉冲数为N，则要测出小车的速度和行程还必须测量的物理量或数据是_；小车速度的表达式为v=_；行程的表达式为s=_. 2.用传感器进行自动控制时，常常要用到继电器.如图所示为初中学过的继电器原理示意图.其中L是电磁铁，当ab间接通电源后，衔铁S被吸引向下，这样，ce原来闭合接通的状态变为断开，而cd则原来断开的状态变为闭合接通.通常将传感器、
8、低压电源接入与电磁铁L相连的ab回路来执行对继电器的控制，而cde回路则用来执行对有关电器的控制，试设计一个用光敏电阻来控制路灯的实验电路，要求是光暗时灯亮，光亮时灯熄.可供选择的仪器如下：光敏电阻、小灯泡、学生用电源、继电器、滑动变阻器、开关、导线.3.如图所示是彩色电视接收机的消磁电路示意图，R是热敏电阻，L是消磁线圈，试说明此电路的工作过程。 4.图为某一热敏电阻的I-U关系曲线图。为了通过测量得到图中所示I-U关系的完整曲线，图和两个电路中应选择的是图_；简要说明理：_；在右图所示的电路中，电源电压恒为9V，电流表读数为70mA，定值电阻R1250。热敏电阻的I-U关系曲线可知，热敏电
9、阻两端的电压为_V；电阻R2_； 举出一个可以应用热敏电阻的例子。5.一水平放置的圆盘绕竖直固定轴转动，在圆盘上沿半径开有一条宽度为2mm的均匀狭缝。将激光器与传感器上下对准，使二者间连线与转轴平行，分别置于圆盘的上下两侧，且可以同步地沿圆盘半径方向匀速移动，激光器连续向下发射激光束。在圆盘转动过程用心 爱心 专心- 4 -中，当狭缝经过激光器与传感器之间时，传感器接收到一个激光信号，并将其输入计算机，经处理后画出相应图线。图为该装置示意图，图为所接收的光信号随时间变化的-3图线，横坐标表示时间，纵坐标表示接受到的激光信号强度，图中t1=10s，t2=-310s。求：利用图中的数据求1s时圆盘
10、转动的角速度； 说明激光器和传感器沿半径移动的方向； 求图中第三个激光信号的宽度t3。用心 爱心 专心 - 5 -下列温度最接近23 的是人体的正常体温北方冬季的平均气温让人感觉温暖、舒适的房间温度冰水混合物的温度当温度发生变化时，物质的状态通常会发生变化。下列现象中物态变化判断正确的是初秋的早晨，草叶上出现的晶莹剔透的露珠属于固态变为液态现象晒在太阳下的湿衣服变干是气态变为液态现象擦在皮肤上的酒精很快变干是液态变为气态现象初冬树上的霜是液态变为固态现象下面是四位同学用温度计测水温的实验操作过程，其中正确的是)4在测量水的温度时，甲、乙、丙三位同学按如图所示方法读数，正确的是_乙_，水的温度是
11、_42_，温度计的工作原理是利用液体的_热胀冷缩_。摄氏温度规定，在标准大气压下，沸水的温度为6.下列温度值最接近实际的是健康成年人的体温是39 让人感觉温暖而舒适的室内温度是25洗澡时淋浴的适宜水温是60 第一节物态变化与温度在一个标准大气压下盐水的凝固点是0 下面分别表示几位同学在练习用温度计测液体的温度实验中的做法，正确的是)8如图所示的温度计，关于它的说法正确的是该温度计是根据固体热胀冷缩的原理制成的在使用该温度计测量物体温度时，可以离开被测物体读数该温度计的量程是20100该温度计此时的示数约为219.如图所示是实验室常用温度计，关于它的说法正确的是该温度计的示数为39 该温度计的分
12、度值是 常用温度计是根据固体热胀冷缩的原理制成的在使用该温度计测量物体温度时，可以离开被测物体读数10物质通常有三种状态：_固态、液_态和_气_态。在个标准大气压下5 的酒精、氢气、铁三种物质中，有固定的体积和形状的是_铁_，既没有固定的体积又没有固定的形状的是_氢气_。11把糖、醋、白雾、碗、勺子、味精、水蒸气、二氧化碳、干冰按物质的状态进行分类：属于气态的是_；属于液态的是_；属于固态的是_。均填序号)12气象学里的平均气温是一日当中的时、时、14时、20时这四个时刻气温的平均值，若某地某日这四个时刻的气温如图所示，则此地的最高气温是_5 _，最低气温是2 _，一天的温差为_7 _，平均气
13、温是_ 。13在寒冷的冬天，河面上结了一层厚厚的冰，若冰面上方气温是10，那么，下列说法中正确的是冰的上表面为10，下表面是整个冰层的温度都是10整个冰层的温度都是冰层下表面的温度是1014.科学家发明了一种世界上最小的温度计碳纳米管温度计。研究人员在长约10米，直径10米的碳纳米管中充入液态的金属镓，当温度升高时，管中的金属镓会膨胀，通过电子显微镜就可读出温度值。其测量范围为18 490 ，且精确度高，可用于检查电子线路是否异常毛细血管的温度等许多方面。根据以上信息，你认为下列推测错误的是)A碳纳米管的体积在18 490 之间随温度变化很小，可忽略不计金属镓的熔点很低，沸点很高金属镓的体积在18490之间随温度变化很小，可忽略不计金属镓的体积在18490之间随温度变化比较均匀15如图所示，甲是体温计，乙是实验室用温度计，它们都是利用液体_热胀冷缩_的性质制成的。可用来测沸水温度的是_乙_；没有甩过的体温计的读数是38，用两支这样的体温计给两个病人测体温，如果病人的体温分别是37.和
