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1、第三章第三章传感器传感器3.1 传感器教学目标教学目标 1.知识与技能：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：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：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
2、己设计简单的传感器. 演示实验1磁信号 电路的通断演示实验2声信号 电信号声音的转换声音的转换一 、传感器简介 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：非电学量传感器传感器电学量电学量 角度角度位移位移速度速度压力压力温度温度湿度湿度声强声强光照光照传感器传感器电压电压电流电流电阻电阻电容电容转换电路转换电路电电信信号号敏感元件敏感元件传感器的工作原理光敏电阻实物图光敏电阻实物图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
3、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一般随着光照强度的增大电阻值一般随着光照强度的增大电阻值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半导体。如：硫化镉减小减小（3）半导体的导电原理：半导体靠其中的_（自由电子和空穴）来导电载流子光敏电阻能够把光照强弱这个光敏电阻能够把光照强弱这个光敏电阻能够把光照强弱这个光敏电阻能够把光照强弱这个_转换为转换为转换为转换为电阻电阻电阻电阻这个电学量这个电学量这个电学量这个电学量光学量光学量（1）特性：演示实验4金
4、属导体的导电性能与光照有关吗？温度温度有关吗？关系如何？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RTO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RTo减小（2）特性：热敏电阻和金属热电阻能够把热敏电阻和金属热电阻能够把 _这个热学这个热学量转换成为量转换成为电阻电阻这个电学量这个电学量温度温度根据所学知识设计一个音乐盒，要求： （1）
5、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电容式位移传感器能够把物体电容式位移传感器能够把物体电容式位移传感器能够把物体_这个力学量转这个力学量转这个力学量转这个力学量转换为换为换为换为_这个电学量这个电学量这个电学量这个电学量位移位移位移位移电容电容电容电容电容式位移传感器示意图被测物体x x电容器极板电介质板5、霍尔元件（1）材料：半导体 如：砷化铟（2）工作原理图NMFBEIUH霍尔元件工作原理图（3）霍尔电压: d薄片厚度K霍尔系数霍尔系数其大小与元件的材料有关。霍尔元件能够把霍尔元件能够把_这个磁学量转换为这个磁学量转换为_这个电学
6、量这个电学量磁感应强度磁感应强度电压电压1、传感器的概念：、传感器的概念：小结：小结：2、传感器的工作原理：、传感器的工作原理：3、敏感元件：、敏感元件：（1）光敏电阻光敏电阻 （光电传感器光电传感器）（2）热敏电阻和热电阻热敏电阻和热电阻 （ 温度传感器温度传感器）（3）电容式传感器电容式传感器 （位移传感器位移传感器）（4）霍尔元件霍尔元件 （磁传感器磁传感器）非电学量非电学量敏感元件敏感元件转换电路转换电路电学量电学量非电学量非电学量 电学量，或转换为电路的通断。电学量，或转换为电路的通断。作业：作业：1观察与思考：日常生活中哪些地方用到观察与思考：日常生活中哪些地方用到了传感器，它们分
7、别属于哪种类型的传感了传感器，它们分别属于哪种类型的传感器，它们的工作原理如何？器，它们的工作原理如何？2实验设计：用热敏电阻、继电器等器材实验设计：用热敏电阻、继电器等器材设计一个火警报警器。设计一个火警报警器。感谢兄弟学校的老师感谢兄弟学校的老师莅临指导！莅临指导！返回NMFBEIUH返回载流子E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（ ）ABA.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
8、一定是定值电阻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答案 AC例例2：如图是一火警报警的一部分电路示：如图是一火警报警的一部分电路示意图。其中意图。其中R2为用半导体热敏材料制成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，的传感器，电流表为值班室的显示器，a、b之间接报警器。当传感器之间接报警器。当传感器R2所在处出现所在处出现火情时，显示器的电流火情时，显示器的电流I、报警器两端的、报警器两端的电压电压U的变化情况是（的变化情况是（ ）A.I 变大，变大，U 变大
9、变大 B.I 变小，变小，U 变小变小 C.I 变小，变小，U 变大变大 D.I 变大，变大，U 变小变小 R1R2R3AabErB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R1R2R3AabEr例题：尝试体验例题：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返回传感器工作原理图传感器工作原理图非电学量非电学量敏感元件敏感元件转换元件转换元件辅辅 助助 电电 源源电学量电学量
