《2018-2019高中物理 第六章 传感器 6.1 传感器及其工作原理课件 新人教版选修3-2》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2018-2019高中物理 第六章 传感器 6.1 传感器及其工作原理课件 新人教版选修3-2（70页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第六章传感器1传感器及其工作原理一、传感器一、传感器1.1.定义定义: :能够感受诸如力、温度、光、声、化学成分能够感受诸如力、温度、光、声、化学成分等等_量量, ,并能把它们按照一定的规律转换为电并能把它们按照一定的规律转换为电压、电流等压、电流等_量量, ,或转换为电路的或转换为电路的_的元件。的元件。2.2.非电学量转换为电学量的意义非电学量转换为电学量的意义: :把非电学量转换为把非电学量转换为电学量电学量, ,可以方便地进行可以方便地进行_、传输、处理和、传输、处理和_。非电学非电学电学电学通断通断测量测量控制控制二、光敏电阻二、光敏电阻1.1.特点特点: :光照越强光照越强, ,电
2、阻电阻_。2.2.原理原理: :无光照时无光照时, ,载流子少载流子少, ,导电性能导电性能_;_;随着随着光照的增强光照的增强, ,载流子载流子_,_,导电性导电性_。3.3.作用作用: :把把_这个光学量转换为这个光学量转换为_这个这个电学量。电学量。越小越小不好不好增多增多变好变好光照强弱光照强弱电阻电阻三、热敏电阻和金属热电阻三、热敏电阻和金属热电阻热敏电阻热敏电阻金属热电阻金属热电阻特点特点电阻率随温度的电阻率随温度的升高而升高而_电阻率随温度的电阻率随温度的升高而升高而_制作材制作材料料半导体半导体金属金属优点优点灵敏度好灵敏度好化学稳定性好化学稳定性好, ,测温范围测温范围_作用
3、作用将将_这个热学量转换为这个热学量转换为_这个电学量这个电学量减小减小增大增大大大温度温度电阻电阻四、霍尔元件四、霍尔元件1.1.构造构造: :很小的矩形半导体薄片上很小的矩形半导体薄片上, ,制作四个电极制作四个电极E E、F F、M M、N N。2.2.霍尔电压霍尔电压: :如图如图,E,E、F F间通入间通入恒定电流恒定电流I,I,同时外加与薄片同时外加与薄片垂直的磁场垂直的磁场B,B,则则M M、N N间出现间出现霍尔电压霍尔电压U UH H,U,UH H= =_。3.3.作用作用: :把把_这个磁学量转换为这个磁学量转换为_这个电这个电学量。学量。磁感应强度磁感应强度电压电压【思考
4、辨析】【思考辨析】(1)(1)传感器可以把非电学量转换为电学量。传感器可以把非电学量转换为电学量。( () )(2)(2)光敏电阻的阻值随光线的强弱而变化光敏电阻的阻值随光线的强弱而变化, ,光照越强电光照越强电阻越大。阻越大。( () )(3)(3)热敏电阻一般用半导体材料制作热敏电阻一般用半导体材料制作, ,导电能力随温度导电能力随温度的升高而增强的升高而增强, ,但灵敏度低。但灵敏度低。 ( () )(4)(4)金属热电阻随温度的升高导电能力增强金属热电阻随温度的升高导电能力增强, ,它的化学它的化学稳定性好稳定性好, ,测量范围大。测量范围大。( () )(5)(5)热敏电阻和金属热电
5、阻都能把温度这个热学量转换热敏电阻和金属热电阻都能把温度这个热学量转换为电阻这个电学量。为电阻这个电学量。( () )提示提示: :(1)(1)。传感器可以把非电学量转换为电学量。传感器可以把非电学量转换为电学量。(2)(2)。光敏电阻的阻值随光线的强弱而变化。光敏电阻的阻值随光线的强弱而变化, ,但光照但光照越强越强, ,电阻越小电阻越小, ,导电能力越强。导电能力越强。(3)(3)。热敏电阻是用半导体材料制作的。热敏电阻是用半导体材料制作的, ,导电能力随导电能力随温度的升高而增强温度的升高而增强, ,且灵敏度高。且灵敏度高。(4)(4)。金属热电阻的电阻率随温度的升高而增大。金属热电阻的
6、电阻率随温度的升高而增大, ,即即导电能力减弱。导电能力减弱。(5)(5)。热敏电阻和金属热电阻都能把温度这个热学量。热敏电阻和金属热电阻都能把温度这个热学量转换为电阻这个电学量。转换为电阻这个电学量。【生活链接】【生活链接】大型的数字型电子汽车衡是应用什么传感器称量汽车大型的数字型电子汽车衡是应用什么传感器称量汽车的重量的的重量的? ?提示提示: :数字型电子汽车衡是采用当今世界先进的数字式数字型电子汽车衡是采用当今世界先进的数字式称重传感器和数字式称重显示仪及各种外配设备而设称重传感器和数字式称重显示仪及各种外配设备而设计的全电子模块化汽车称重系统。计的全电子模块化汽车称重系统。知识点一对
7、传感器的认识知识点一对传感器的认识探究导入探究导入: :当人们走近和离开一些宾馆或商场的自动门时当人们走近和离开一些宾馆或商场的自动门时, ,门会自门会自动开关动开关, ,这就是传感器在起作用。这就是传感器在起作用。(1)(1)传感器由哪几部分组成传感器由哪几部分组成? ?(2)(2)传感器是如何工作的传感器是如何工作的? ?提示提示: :(1)(1)传感器一般由敏感元件、转换元件和转换电传感器一般由敏感元件、转换元件和转换电路组成。路组成。(2)(2)传感器将非电学量通过敏感元件、转换元件和转换传感器将非电学量通过敏感元件、转换元件和转换电路转变为电学量。电路转变为电学量。【归纳总结】【归纳
8、总结】 1.1.传感器的组成和工作流程传感器的组成和工作流程: :(1)(1)传感器的组成。传感器的组成。敏感元件敏感元件: :相当于人的感觉器官相当于人的感觉器官, ,是传感器的核心部是传感器的核心部分分, ,是利用材料的某种敏感效应是利用材料的某种敏感效应( (如热敏、光敏、压敏、如热敏、光敏、压敏、力敏、湿敏等力敏、湿敏等) )制成的。制成的。转换元件转换元件: :是传感器中能将敏感元件输出的与被测物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。理量成一定关系的非电信号转换成电信号的电子元件。转换电路转换电路: :将转换元件输出的不易测量的电学量转换
9、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成易于测量的电学量, ,如电压、电流、电阻等。如电压、电流、电阻等。(2)(2)传感器的工作流程。传感器的工作流程。2.2.传感器的原理传感器的原理: :传感器感受的通常是非电学量传感器感受的通常是非电学量, ,如力、如力、温度、位移、浓度、速度、酸碱度等温度、位移、浓度、速度、酸碱度等, ,而输出的通常是而输出的通常是电学量电学量, ,如电压、电流、电荷量等。这些输出的信号是如电压、电流、电荷量等。这些输出的信号是非常微弱的非常微弱的, ,通常需要经过放大后通常需要经过放大后, ,再传送给控制系统再传送给控制系统产生各种控制动作。产生各种
10、控制动作。【典题通关】【典题通关】 【典例】【典例】温度传感器广泛应用于室内空调、电冰箱和温度传感器广泛应用于室内空调、电冰箱和微波炉等家电产品中，它是利用热敏电阻的阻值随温微波炉等家电产品中，它是利用热敏电阻的阻值随温度的变化而变化的特性工作的。如图甲中，电源的度的变化而变化的特性工作的。如图甲中，电源的电电动势动势E=9.0 VE=9.0 V，内电阻可忽略不计；，内电阻可忽略不计；G G为灵敏电流表，为灵敏电流表，内阻内阻R Rg g保持不变；保持不变；R R为热敏电阻，其电阻值与温度的变为热敏电阻，其电阻值与温度的变化关系化关系如图乙的如图乙的R-tR-t图线所示图线所示，闭合开关，闭合
11、开关，当当R R的温度等于的温度等于120 120 时，电流表示数时，电流表示数I I1 1=3 mA=3 mA，求：，求：(1)(1)电流表电流表G G的内阻的内阻R Rg g。(2)(2)当电流表的示数当电流表的示数I I2 2=1.8 mA=1.8 mA时时, ,热敏电阻热敏电阻R R的温度。的温度。【审题关键】【审题关键】序号序号信息提取信息提取E=9.0 VE=9.0 VR-tR-t图线图线t t1 1=120 ,I=120 ,I1 1=3 mA=3 mA【正确解答】【正确解答】(1)(1)由图乙知热敏电阻由图乙知热敏电阻R R的温度在的温度在120 120 时时, ,电阻为电阻为2
12、 k,2 k,闭合电路的电流为闭合电路的电流为I I1 1=3 mA=3 mA根据闭合电路欧姆定律得根据闭合电路欧姆定律得: :R Rg g= = (2)(2)当电流表的示数当电流表的示数I I2 2=1.8 mA=1.8 mA时时R= R= 由图乙可知当热敏电阻由图乙可知当热敏电阻R R阻值为阻值为4 000 4 000 时的温度时的温度为为20 20 。答案答案: :(1)1 000 (1)1 000 (2)20 (2)20 【过关训练】【过关训练】1.(20181.(2018德州高二检测德州高二检测) )通常当人走向银行门口时通常当人走向银行门口时, ,门就会自动打开门就会自动打开, ,
13、是因为门上安装了下列哪种传感是因为门上安装了下列哪种传感器器( () )A.A.温度传感器温度传感器B.B.压力传感器压力传感器C.C.红外线传感器红外线传感器 D.D.声音传感器声音传感器【解析】【解析】选选C C。人走向门口时。人走向门口时, ,门会自动打开门会自动打开, ,是因为安是因为安装了红外线传感器装了红外线传感器, ,从而能感知红外线从而能感知红外线, ,导致门被打开。导致门被打开。2.2.如图是一种测定油箱油量多少或变化多少的装置如图是一种测定油箱油量多少或变化多少的装置, ,其其中电源电压保持不变中电源电压保持不变,R,R是滑动变阻器是滑动变阻器, ,它的金属滑片是它的金属滑
14、片是金属杆的一端。在装置中使用了一只电压表金属杆的一端。在装置中使用了一只电压表( (图中没有图中没有画出画出),),通过观察电压表示数通过观察电压表示数, ,可以了解油量情况可以了解油量情况, ,你认你认为电压表应该接在图中的为电压表应该接在图中的_两点之间两点之间, ,按照你的接按照你的接法请回答法请回答: :当油箱中油量减少时当油箱中油量减少时, ,电压表的示数将电压表的示数将_(_(选填选填“增大增大”或或“减小减小”) )。【解析】【解析】由题图可知当油箱内液面高度变化时由题图可知当油箱内液面高度变化时,R,R的金的金属滑片将会移动属滑片将会移动, ,电路中电流发生变化电路中电流发生
15、变化, ,从而引起从而引起RR两两端电压的变化端电压的变化, ,所以电压表应接在所以电压表应接在c c、d d之间之间, ,当油量减当油量减少时少时, ,电压表示数将减小。电压表示数将减小。答案答案: :c c、d d减小减小【补偿训练】【补偿训练】1.1.几年前几年前, ,中国牛奶行业经历了一次严峻考验中国牛奶行业经历了一次严峻考验, ,许多牛许多牛奶制品中被检测出化学原料三聚氰胺。在多种检测三奶制品中被检测出化学原料三聚氰胺。在多种检测三聚氰胺的方法中有一种聚氰胺的方法中有一种“酶标法检测酶标法检测”, ,若这种检测方若这种检测方法使用了传感器法使用了传感器, ,应为传感器中的哪一类应为传
16、感器中的哪一类 ( () )A.A.物理传感器物理传感器 B.B.化学传感器化学传感器C.C.生物传感器生物传感器 D.D.温度传感器温度传感器【解析】【解析】选选C C。检测方法为酶标法。检测方法为酶标法, ,所以其原理应该是所以其原理应该是利用了生物酶利用了生物酶, ,故应为生物传感器故应为生物传感器, ,所以所以C C对。对。2.2.传感器是把非电学量传感器是把非电学量( (如温度、速度、压力等如温度、速度、压力等) )的变的变化转换为电学量变化的一种元件化转换为电学量变化的一种元件, ,在自动控制中有着相在自动控制中有着相当广泛的应用。如图是一种测量液面高度当广泛的应用。如图是一种测量
17、液面高度h h的电容式传的电容式传感器的示意图。电容感器的示意图。电容C C大小的变化就能反映液面的升降大小的变化就能反映液面的升降情况。关于两者关系的说法中正确的是情况。关于两者关系的说法中正确的是( () )A.CA.C增大表示增大表示h h减小减小B.CB.C减小表示减小表示h h增大增大C.CC.C减小表示减小表示h h减小减小D.CD.C的变化与的变化与h h变化无直接关系变化无直接关系【解析】【解析】选选C C。C C增大表示电容器的正对面积变大增大表示电容器的正对面积变大,h,h增增大大,C,C减小表示减小表示h h减小减小, ,故故C C正确。正确。知识点二对敏感元件的认识知识
18、点二对敏感元件的认识探究导入探究导入: :传感器的核心元件是敏感元件传感器的核心元件是敏感元件, ,请思考请思考: :(1)(1)敏感元件在传感器中起什么作用敏感元件在传感器中起什么作用? ?(2)(2)生产、生活中有哪几类敏感元件生产、生活中有哪几类敏感元件? ?提示提示: :(1)(1)传感器的主要作用是感受光、声音、温度、传感器的主要作用是感受光、声音、温度、磁场等非电学量磁场等非电学量, ,并把它们转换为便于测量、传输、处并把它们转换为便于测量、传输、处理和控制的电学量。理和控制的电学量。(2)(2)生产、生活中常见的敏感元件有光敏电阻、力敏元生产、生活中常见的敏感元件有光敏电阻、力敏
19、元件、磁敏元件、气敏元件、温敏元件等。件、磁敏元件、气敏元件、温敏元件等。【归纳总结】【归纳总结】 1.1.光敏电阻光敏电阻: :光敏电阻一般由半导体材料制成光敏电阻一般由半导体材料制成, ,当半导当半导体材料受到光照时体材料受到光照时, ,会有更多的电子获得能量成为自由会有更多的电子获得能量成为自由电子电子, ,同时也形成更多的空穴同时也形成更多的空穴, ,于是导电性能明显增强。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。光敏电阻把光照的强弱转换为电阻的大小。2.2.热敏电阻和金属热电阻的特点热敏电阻和金属热电阻的特点: :(1)(1)热敏电阻热敏电阻: :指用半导体材料制成
20、指用半导体材料制成, ,电阻值随温度变化电阻值随温度变化发生明显变化的电阻。如图线发生明显变化的电阻。如图线所示为某热敏电阻的所示为某热敏电阻的电阻电阻温度特性曲线。温度特性曲线。(2)(2)金属热电阻金属热电阻: :有些金属的电阻率随温度的升高而增有些金属的电阻率随温度的升高而增大大, ,如图线如图线所示所示, ,这样的电阻也可以制作温度传感器。这样的电阻也可以制作温度传感器。热敏电阻或金属热电阻都能够把温度这个热学量转换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为电阻这个电学量, ,但相比而言但相比而言, ,金属热电阻的化学稳金属热电阻的化学稳定性好定性好, ,测温范围
21、大测温范围大, ,而热敏电阻的灵敏度较好。而热敏电阻的灵敏度较好。3.3.霍尔元件霍尔元件: :(1)(1)电场的产生电场的产生: :运动的载流子在洛伦兹力作用下在导运动的载流子在洛伦兹力作用下在导体板的一侧聚集体板的一侧聚集, ,在导体板的另一侧会出现多余的另一在导体板的另一侧会出现多余的另一种电荷种电荷, ,从而形成横向电场。从而形成横向电场。(2)(2)电压的形成电压的形成: :横向电场对载流子施加与洛伦兹力方横向电场对载流子施加与洛伦兹力方向相反的静电力向相反的静电力, ,当静电力与洛伦兹力达到平衡时当静电力与洛伦兹力达到平衡时, ,导导体板两侧会形成稳定的电压体板两侧会形成稳定的电压
22、,U,UH H= = 。U UH H与与B B成正比是成正比是霍尔元件能把磁学量转换成电学量的原因。霍尔元件能把磁学量转换成电学量的原因。【典题通关】【典题通关】 考查角度考查角度1 1 对光敏电阻的认识对光敏电阻的认识【典例【典例1 1】如图所示如图所示, ,将一光敏电阻接在多用电表两表将一光敏电阻接在多用电表两表笔上笔上, ,将多用电表的选择开关置于欧姆挡将多用电表的选择开关置于欧姆挡, ,用光照射光用光照射光敏电阻时敏电阻时, ,表针自左向右的偏角为表针自左向右的偏角为;现用手掌挡住部现用手掌挡住部分光线分光线, ,表针自左向右的偏角为表针自左向右的偏角为,则可判断则可判断 ( () )
23、A.=A.=B.B.C.D.D.不能确定不能确定【正确解答】【正确解答】选选B B。光敏电阻的阻值随光照强度的增强。光敏电阻的阻值随光照强度的增强而减小而减小, ,用手掌挡住部分光线用手掌挡住部分光线, ,阻值变大阻值变大, ,由欧姆挡的特由欧姆挡的特点知点知, ,指针左偏指针左偏, ,故指针自左向右的偏转角度变小。故故指针自左向右的偏转角度变小。故选选B B。考查角度考查角度2 2 热敏电阻在电路中的应用热敏电阻在电路中的应用【典例【典例2 2】如图所示如图所示,R,R1 1为定值电阻为定值电阻,R,R2 2为负温度系数的为负温度系数的热敏电阻热敏电阻( (负温度系数热敏电阻是指阻值随温度的
24、升高负温度系数热敏电阻是指阻值随温度的升高而减小的热敏电阻而减小的热敏电阻),L),L为小灯泡为小灯泡, ,当温度降低时当温度降低时 ( () )A.RA.R1 1两端的电压增大两端的电压增大B.B.电流表的示数增大电流表的示数增大C.C.小灯泡的亮度变强小灯泡的亮度变强D.D.小灯泡的亮度变弱小灯泡的亮度变弱【正确解答】【正确解答】选选C C。R R2 2与灯泡与灯泡L L并联后再与并联后再与R R1 1串联串联, ,与电与电源构成闭合电路源构成闭合电路, ,当温度降低时当温度降低时, ,热敏电阻热敏电阻R R2 2电阻值增大电阻值增大, ,外电路电阻增大外电路电阻增大, ,电流表读数减小电
25、流表读数减小, ,灯泡灯泡L L两端的电压增两端的电压增大大, ,灯泡的亮度变强灯泡的亮度变强,R,R1 1两端的电压减小两端的电压减小, ,故只有故只有C C正确。正确。【过关训练】【过关训练】1.1.许多楼道灯具有这样的功能许多楼道灯具有这样的功能, ,天黑时天黑时, ,出现声音就开出现声音就开启启, ,而在白天时而在白天时, ,即使有声音它也没有什么反应。它的即使有声音它也没有什么反应。它的控制电路中接入的两个传感器是控制电路中接入的两个传感器是( () )A.A.温度传感器和声传感器温度传感器和声传感器B.B.温度传感器和力传感器温度传感器和力传感器C.C.光传感器和力传感器光传感器和
26、力传感器D.D.光传感器和声传感器光传感器和声传感器【解析】【解析】选选D D。楼道照明灯天黑时。楼道照明灯天黑时, ,出现声音它就开启出现声音它就开启; ;而在白天而在白天, ,即使有声音它也没有反应。原因是天黑没有即使有声音它也没有反应。原因是天黑没有光光, ,则声音传感器起作用则声音传感器起作用, ,而在白天声音传感器不起作而在白天声音传感器不起作用用, ,所以电路中光传感器安装在声音传感器之前。所以电路中光传感器安装在声音传感器之前。2.(2.(多选多选)(2018)(2018榆林高二检测榆林高二检测) )如图所示的电路中如图所示的电路中, ,当当半导体材料做成的热敏电阻浸泡到热水中时
27、半导体材料做成的热敏电阻浸泡到热水中时, ,电流表示电流表示数增大数增大, ,则说明则说明) )A.A.在温度越高时在温度越高时, ,热敏电阻阻值越小热敏电阻阻值越小B.B.在温度越高时在温度越高时, ,热敏电阻阻值越大热敏电阻阻值越大C.C.半导体材料温度升高时半导体材料温度升高时, ,导电性能变差导电性能变差D.D.半导体材料温度升高时半导体材料温度升高时, ,导电性能变好导电性能变好【解析】【解析】选选A A、D D。由电流表的变化判断半导体的电阻。由电流表的变化判断半导体的电阻的变化的变化, ,温度升高时温度升高时, ,由闭合电路欧姆定律可知电路中由闭合电路欧姆定律可知电路中总电流增大
28、总电流增大, ,则总电阻减小则总电阻减小, ,则热敏电阻阻值减小则热敏电阻阻值减小, ,故故A A、D D正确。正确。【补偿训练】【补偿训练】1.1.霍尔元件能转换的物理量是霍尔元件能转换的物理量是( () )A.A.把温度这个热学量转换成电阻这个电学量把温度这个热学量转换成电阻这个电学量B.B.把磁感应强度这个磁学量转换成电压这个电学量把磁感应强度这个磁学量转换成电压这个电学量C.C.把力这个力学量转换成电压这个电学量把力这个力学量转换成电压这个电学量D.D.把光照强弱这个光学量转换成电阻这个电学量把光照强弱这个光学量转换成电阻这个电学量【解析】【解析】选选B B。根据霍尔元件工作原理。根据
29、霍尔元件工作原理, ,载流子在洛伦载流子在洛伦兹力作用下漂移兹力作用下漂移, ,形成霍尔电压形成霍尔电压, ,所以所以, ,它将磁感应强度它将磁感应强度这个磁学量转换成电压这个电学量这个磁学量转换成电压这个电学量, ,故故B B正确。正确。2.(2.(多选多选) )如图所示如图所示R RT T为正温度系数热敏电阻为正温度系数热敏电阻,R,R1 1为光敏为光敏电阻电阻,R,R2 2和和R R3 3均为定值电阻均为定值电阻, ,电源电动势为电源电动势为E,E,内阻为内阻为r,r,V V为理想电压表为理想电压表, ,现发现电压表示数增大现发现电压表示数增大, ,可能的原因可能的原因是是( () )A
30、.A.热敏电阻温度升高热敏电阻温度升高, ,其他条件不变其他条件不变B.B.热敏电阻温度降低热敏电阻温度降低, ,其他条件不变其他条件不变C.C.光照增强光照增强, ,其他条件不变其他条件不变D.D.光照减弱光照减弱, ,其他条件不变其他条件不变【解析】【解析】选选B B、D D。R RT T为正温度系数热敏电阻为正温度系数热敏电阻, ,热敏电阻热敏电阻温度降低时温度降低时, ,阻值变小阻值变小, ,其他条件不变其他条件不变, ,电路的总电阻减电路的总电阻减小小; ;根据欧姆定律可知电路的总电流增大根据欧姆定律可知电路的总电流增大, ,路端电压变路端电压变小小,R,R2 2两端的电压变大两端的
31、电压变大,R,R1 1两端的电压变小两端的电压变小, ,通过通过R R1 1的电的电流减小流减小, ,则通过则通过R R3 3的电流增大的电流增大, ,电压表示数增大电压表示数增大,A,A错误错误,B,B正确。光照减弱时正确。光照减弱时, ,光敏电阻的阻值变大光敏电阻的阻值变大, ,其他条件其他条件不变不变, ,电路的总电阻增大电路的总电阻增大; ;根据欧姆定律可知总电流减根据欧姆定律可知总电流减小小, ,路端电压变大路端电压变大,R,R2 2两端的电压减小两端的电压减小, ,并联部分两端的并联部分两端的电压变大电压变大, ,通过通过R R3 3的电流增大的电流增大, ,电压表示数增大电压表示
32、数增大, ,故选项故选项C C错误错误,D,D正确。正确。【拓展例题】【拓展例题】考查内容考查内容: :霍尔元件的分析霍尔元件的分析【典例】【典例】( (多选多选) )如图是霍尔元件的工作原理示意图如图是霍尔元件的工作原理示意图, ,用用d d表示薄片的厚度表示薄片的厚度,k,k为霍尔系数为霍尔系数, ,对于一个霍尔元件对于一个霍尔元件d d、k k为定值为定值, ,如果保持如果保持I I恒定恒定, ,则可以验证则可以验证U UH H随随B B的变化的变化情况。以下说法中正确的是情况。以下说法中正确的是( (工作面是指较大的平工作面是指较大的平面面) )( () )A.A.将永磁体的一个磁极逐
33、渐靠近霍尔元件的工作面将永磁体的一个磁极逐渐靠近霍尔元件的工作面, ,U UH H将变大将变大B.B.在测定地球两极的磁场强弱时在测定地球两极的磁场强弱时, ,霍尔元件的工作面霍尔元件的工作面应保持水平应保持水平C.C.在测定地球赤道上的磁场强弱时在测定地球赤道上的磁场强弱时, ,霍尔元件的工作霍尔元件的工作面应保持水平面应保持水平D.D.改变磁感线与霍尔元件工作面的夹角改变磁感线与霍尔元件工作面的夹角,U,UH H将发生变化将发生变化【正确解答】【正确解答】选选A A、B B、D D。将永磁体的磁极逐渐靠近霍。将永磁体的磁极逐渐靠近霍尔元件的工作面时尔元件的工作面时,B,B增大增大,I,I恒
34、定恒定, ,由公式由公式U UH H= = 知知U UH H将将变大变大, ,选项选项A A正确正确; ;地球两极的磁场方向在竖直方向上地球两极的磁场方向在竖直方向上, ,所以霍尔元件的工作面应保持水平所以霍尔元件的工作面应保持水平, ,使使B B与工作面垂直与工作面垂直, ,选项选项B B正确正确; ;地球赤道上的磁场沿水平方向地球赤道上的磁场沿水平方向, ,只有霍尔元只有霍尔元件的工作面在竖直方向且垂直于南北时件的工作面在竖直方向且垂直于南北时,B,B才与工作面才与工作面垂直垂直, ,选项选项C C错误错误; ;改变磁感线与霍尔元件工作面的改变磁感线与霍尔元件工作面的夹角夹角,B,B垂直工
35、作面的大小发生变化垂直工作面的大小发生变化,U,UH H将发生变化将发生变化, ,选项选项D D正确。正确。科学科学技术技术社会社会环境环境传感器的工作原理传感器的工作原理【命题素材】【命题素材】传感器在现代社会我们的日常生活中是很常见的一种传感器在现代社会我们的日常生活中是很常见的一种设备设备, ,它是一种感知元件它是一种感知元件, ,它通常能把非电学量它通常能把非电学量( (如力、如力、光等光等) )的变化的变化, ,转换为电学量转换为电学量( (如电流、电压等如电流、电压等) )的变化的变化或电路的通断或电路的通断, ,它在自动控制中有着广泛的应用。它在自动控制中有着广泛的应用。【信息提
36、取流程】【信息提取流程】1.1.信息定位信息定位: :传感器的作用。传感器的作用。2.2.物理模型物理模型: :传感器。传感器。3.3.物理知识物理知识: :传感器是怎样把非电学量传感器是怎样把非电学量( (如力、光等如力、光等) )的的变化变化, ,转换为电学量转换为电学量( (如电流、电压等如电流、电压等) )的变化的变化, ,或电路或电路的通断。的通断。4.4.结果讨论结果讨论: :传感器的工作原理。传感器的工作原理。【案例示范】【案例示范】( (多选多选) )传感器是指这样一类元件传感器是指这样一类元件, ,它通常它通常能把非电学量能把非电学量( (如力、光等如力、光等) )的变化的变
37、化, ,转换为电学量转换为电学量( (如如电流、电压等电流、电压等) )的变化或电路的通断的变化或电路的通断, ,它在自动控制中它在自动控制中有着广泛的应用。关于制作传感器需要的元器件有着广泛的应用。关于制作传感器需要的元器件, ,下列下列说法正确的是说法正确的是( () )A.A.热敏电阻能够把温度的变化转换为其阻值的变化热敏电阻能够把温度的变化转换为其阻值的变化B.B.金属热电阻能够把温度的变化转换为其阻值的变化金属热电阻能够把温度的变化转换为其阻值的变化C.C.光敏电阻能够把光照强弱的变化转换为其阻值的变光敏电阻能够把光照强弱的变化转换为其阻值的变化化D.D.所有传感器都是由半导体材料制作的所有传感器都是由半导体材料制作的【解析】【解析】选选A A、B B、C C。热敏电阻、金属热电阻、光敏电。热敏电阻、金属热电阻、光敏电阻等都是把温度或光照强度的变化转换为其阻值的变阻等都是把温度或光照强度的变化转换为其阻值的变化化, ,从而实现电路中电流或电压的变化的从而实现电路中电流或电压的变化的, ,故故A A、B B、C C都都是正确的是正确的; ;而并非所有的传感器都是由半导体材料制成而并非所有的传感器都是由半导体材料制成的的, ,半导体材料、陶瓷材料、金属材料和有机材料都可半导体材料、陶瓷材料、金属材料和有机材料都可以用来制作传感器以用来制作传感器, ,故故D D错误。错误。
