人教版(新教材)高中物理選擇性必修2學(xué)案2：5 1-5 2認(rèn)識傳感器 常見傳感器的工作原理及應(yīng)用

人教版（新教材）高中物理選擇性必修第二冊PAGEPAGE25.1認(rèn)識傳感器5.2常見傳感器的工作原理及應(yīng)用〖學(xué)習(xí)目標(biāo)〗1．了解什么是傳感器，知道非電學(xué)量轉(zhuǎn)化為電學(xué)量的技術(shù)意義。2．了解傳感器的種類，知道傳感器的組成與應(yīng)用模式。3．知道傳感器中常見的幾種敏感元件：光敏電阻、金屬熱電阻和熱敏電阻、電阻應(yīng)變片等。4．知道常見傳感器的工作原理及應(yīng)用?！贾R梳理〗一、神奇的傳感器1.樓道燈安裝了，自動門安裝了，酒精檢測儀上安裝了。2.傳感器能夠感受諸如力、溫度、光、聲、化學(xué)成分等被測量，并能把它們按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換為的可用信號輸出。通常轉(zhuǎn)換成的可用信號是、等電學(xué)量，或轉(zhuǎn)換為。把轉(zhuǎn)換為，可以很方便地進行測量、傳輸、處理和控制。二、傳感器的種類根據(jù)被測量的不同，可分為等傳感器；根據(jù)具體工作原理的不同，可分為等傳感器。三、傳感器的組成與應(yīng)用模式四、光敏電阻1.光敏電阻是用做成的，光照強度不同時電阻不同，光敏電阻是中常見的光敏元件。2.硫化鎘是一種半導(dǎo)體材料，無光照時，載流子，導(dǎo)電性能差；隨著光照的增強，載流子，導(dǎo)電性變好。3.光敏電阻能夠把這個光學(xué)量轉(zhuǎn)換為這個電學(xué)量。五、金屬熱電阻和熱敏電阻1.除了光照以外，也能明顯地影響金屬導(dǎo)體和半導(dǎo)體材料的導(dǎo)電性能。和就是傳感器中常見的感知溫度的敏感元件。2.金屬的電阻率隨溫度的升高而，用金屬絲可以制作溫度傳感器，稱為。3.有些半導(dǎo)體在溫度上升時導(dǎo)電能力，因此可以用半導(dǎo)體材料制作。4.金屬熱電阻和熱敏電阻都能夠把這個熱學(xué)量轉(zhuǎn)換為這個電學(xué)量。六、電阻應(yīng)變片1.金屬導(dǎo)體在外力作用下發(fā)生機械形變(伸長或縮短)時，其電阻隨著它所受機械形變的變化而發(fā)生變化的現(xiàn)象，稱為金屬的。2.除了金屬電阻應(yīng)變片外，常用的電阻應(yīng)變片還有半導(dǎo)體電阻應(yīng)變片，它的工作原理是基于半導(dǎo)體材料的。3.電阻應(yīng)變片能夠把這個力學(xué)量轉(zhuǎn)換為這個電學(xué)量。4.常用的一種力傳感器是由金屬梁和電阻應(yīng)變片組成的，稱為傳感器。5.光敏電阻、熱敏電阻、電阻應(yīng)變片等電阻式傳感器的工作共性是通過測量的變化來確定外界非電學(xué)量的變化。6.電容器的電容C決定于極板的正對面積S、極板間的距離d以及極板間的電介質(zhì)這三個因素。如果某個物理量的變化能引起上述某個因素的變化，從而引起電容的變化，那么，通過測定電容器的電容就可以確定這個物理量的變化，由此可以制成傳感器。合作探究情境探究1：傳感器如圖甲所示，它只是玻璃管內(nèi)封入的兩個軟磁性材料制成的簧片。將干簧管接入圖乙電路，當(dāng)磁鐵靠近干簧管時：會發(fā)生什么現(xiàn)象，為什么？干簧管的作用是什么?知識歸納11.傳感器的工作流程非電學(xué)量→敏感元件→轉(zhuǎn)換元件→轉(zhuǎn)換電路→電學(xué)量2.傳感器的組成(1)敏感元件相當(dāng)于人的感覺器官，是傳感器的核心部分，是利用材料的某種敏感效應(yīng)(如熱敏、光敏、壓敏、力敏、濕敏等)制成的。(2)轉(zhuǎn)換元件是傳感器中能將敏感元件輸出的，與被測物理量成一定關(guān)系的非電信號轉(zhuǎn)換成電信號的電子元件。(3)轉(zhuǎn)換電路是將轉(zhuǎn)換元件輸出的不易測量的電學(xué)量轉(zhuǎn)換成易于測量的電學(xué)量，如電壓、電流、電阻等。例1：壓敏電阻的阻值隨所受壓力的增大而減小，有位同學(xué)利用壓敏電阻設(shè)計了判斷小車運動狀態(tài)的裝置，其工作原理如圖甲所示，將壓敏電阻和一塊擋板固定在絕緣小車上，中間放置一個絕緣重球。小車向右做直線運動過程中，電流表示數(shù)如圖乙所示，下列判斷正確的是()A.從t1到t2時間內(nèi)，小車做勻速直線運動B.從t1到t2時間內(nèi)，小車做勻加速直線運動C.從t2到t3時間內(nèi)，小車做勻速直線運動D.從t2到t3時間內(nèi)，小車做勻加速直線運動情境探究2：光敏電阻實驗：將一只光敏電阻接到多用電表的兩端，電表置于倍率為100的歐姆擋。在室內(nèi)自然光的照射下，電阻值約有多大?用手掌遮光時電阻值又是多少?用陽光直接照射呢?知識歸納2光敏電阻的特點及工作原理(1)當(dāng)半導(dǎo)體材料受到光照或者溫度升高時，會有更多的電子獲得能量成為自由電子，同時也形成更多的空穴，于是導(dǎo)電能力明顯增強。(2)光敏電阻是用半導(dǎo)體材料(如硫化鎘)制成的。它的特點是光照越強，電阻越小。它能夠把光照強弱這個光學(xué)量轉(zhuǎn)換為電阻這個電學(xué)量。例2：如圖所示，將一光敏電阻接入多用電表兩表筆上，將多用電表的選擇開關(guān)置于歐姆擋，用光照射光敏電阻時表針自左向右的偏角為θ，現(xiàn)用手掌擋住部分光線，表針自左向右的偏角變?yōu)棣?，則可判斷()A.θ'=θ B.θ'<θ C.θ'>θ D.不能確定情境探究3：熱敏電阻和金屬熱電阻如圖所示，將多用電表的選擇開關(guān)置于歐姆擋，再將電表的兩支表筆與負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻RT(溫度升高，電阻減小)的兩端相連，這時表針恰好指在刻度盤的正中央。若在RT上擦一些酒精，表針將如何偏轉(zhuǎn)?若用吹風(fēng)機將熱風(fēng)吹向熱敏電阻，表針將如何偏轉(zhuǎn)?知識歸納3熱敏電阻和金屬熱電阻的特點(1)熱敏電阻：用半導(dǎo)體材料制成。(2)金屬熱電阻：金屬的電阻率隨溫度升高而增大，利用這一特性，金屬絲也可以制作成溫度傳感器，稱為熱電阻。(3)熱敏電阻和金屬熱電阻的區(qū)別熱敏電阻金屬熱電阻特點電阻隨溫度的變化而變化且非常明顯電阻率隨溫度的升高而增大制作材料半導(dǎo)體金屬導(dǎo)體優(yōu)點靈敏度好化學(xué)穩(wěn)定性好，測溫范圍大作用能夠?qū)囟冗@個熱學(xué)量轉(zhuǎn)換為電阻這個電學(xué)量例3：如圖所示，由電源、小燈泡、電阻絲、開關(guān)組成的電路中，當(dāng)閉合開關(guān)S后，小燈泡正常發(fā)光，若用酒精燈加熱電阻絲時，發(fā)現(xiàn)小燈泡亮度變暗，發(fā)生這一現(xiàn)象的主要原因是()A.小燈泡的電阻發(fā)生了變化B.小燈泡燈絲的電阻率隨溫度發(fā)生了變化C.電阻絲的電阻率隨溫度發(fā)生了變化D.電源的電壓隨溫度發(fā)生了變化情境探究4：電容式傳感器如圖所示，是測定液面高低的傳感器示意圖，A為固定的導(dǎo)體芯，B為導(dǎo)體芯外面的一層絕緣物體，C為導(dǎo)電液體，把傳感器接到圖示電路中。已知靈敏電流計指針偏轉(zhuǎn)方向與電流方向相同。如果發(fā)現(xiàn)指針正向左偏轉(zhuǎn)，則導(dǎo)電液體的深度h是如何變化的？并說明電容器的電容的變化。知識歸納41．電容器的電容決定于極板間的正對面積S、極板間距d、極板間的電介質(zhì)這幾個因素。如果某個物理量(如角度θ、位移x、深度H等)的變化引起上述某個因素的變化，從而引起電容的變化，通過電容的變化就可以確定上述物理量的變化，這種電容器稱為電容式傳感器。2．常見電容式傳感器名稱傳感器原理測定角度θ的電容式傳感器當(dāng)動片與定片之間的角度θ發(fā)生變化時，引起極板正對面積S的變化，使電容C發(fā)生變化，知道C的變化，就可以知道θ的變化情況測定液面高度h的電容式傳感器在導(dǎo)線芯的外面涂上一層絕緣物質(zhì)，放入導(dǎo)電液體中，導(dǎo)線芯和導(dǎo)電液體構(gòu)成電容器的兩個極，導(dǎo)線芯外面的絕緣物質(zhì)就是電介質(zhì)，液面高度h發(fā)生變化時，引起正對面積發(fā)生變化，使電容C發(fā)生變化，知道C的變化，就可以知道h的變化情況測定壓力F的電容式傳感器待測壓力F作用于可動膜片電極上的時候，膜片發(fā)生形變，使極板間距離d發(fā)生變化，引起電容C的變化，知道C的變化，就可以知道F的變化情況測定位移x的電容式傳感器隨著電介質(zhì)進入極板間的長度發(fā)生變化，電容C發(fā)生變化，知道C的變化，就可以知道x的變化情況例4.傳感器是將能感受的物理量(如力、熱、光、聲等)轉(zhuǎn)換成便于測量的量(一般是電學(xué)量)的一類元件，在自動控制中有相當(dāng)廣泛的應(yīng)用，如圖所示的裝置是一種測定液面高度的電容式傳感器。金屬芯線與導(dǎo)電液體構(gòu)成一個電容器，從電容C大小的變化情況就能反映出液面高度h的高低情況，則兩者的關(guān)系是()①C增大表示h增大 ②C增大表示h減?、跜減小表示h減小 ④C減小表示h增大A．只有①正確 B．只有①、③正確C．只有②正確 D．只有②、④正確知識拓展：霍爾元件1.霍爾效應(yīng)在勻強磁場中放置一個矩形截面的載流導(dǎo)體，當(dāng)磁場方向與電流方向垂直時，導(dǎo)體在與磁場、電流方向都垂直的方向上出現(xiàn)了電勢差，這個現(xiàn)象稱為霍爾效應(yīng)。由于霍爾效應(yīng)使導(dǎo)體內(nèi)所產(chǎn)生的電勢差稱為霍爾電勢差，也稱霍爾電壓。2.霍爾元件的應(yīng)用及原理1—測量磁場的大小半導(dǎo)體的霍爾效應(yīng)要強于導(dǎo)體。在一個很小的矩形半導(dǎo)體（如砷化銦）薄片上，制作四個電極E、F、M、N，它就成了一個霍爾元件（如圖）。在E、F間通入恒定的電流I，同時外加與薄片垂直的磁感應(yīng)強度為B的磁場，則在M、N間可出現(xiàn)霍爾電壓UH。通過分析可知，霍爾電壓UH與磁感應(yīng)強度B有線性關(guān)系，因此利用霍爾元件可以測量磁感應(yīng)強度的大小和方向?；魻栐軌虬汛鸥袘?yīng)強度這個磁學(xué)量轉(zhuǎn)換為電壓這個電學(xué)量。3.霍爾元件的應(yīng)用及原理2—測量微小位移

課堂練習(xí)1．交通警察用來檢測駕駛員酒精含量的檢測器使用的傳感器是()A．溫度傳感器 B．壓力傳感器C．濕度傳感器 D．氣體傳感器2．如圖所示電路可將聲音信號轉(zhuǎn)化為電信號，該電路中右側(cè)固定不動的金屬板b與能在聲波驅(qū)動下沿水平方向振動的鍍有金屬層的振動膜a構(gòu)成一個電容器，a、b通過導(dǎo)線與恒定電源兩極相接。若聲源S發(fā)出聲波，則()A．a(chǎn)振動過程中，ab板間的電場強度不變B．a(chǎn)振動過程中，ab板所帶電量不變C．a(chǎn)振動過程中，靈敏電流計中始終有方向不變的電流D．a(chǎn)向右的位移最大時，ab兩板所構(gòu)成的電容器的電容最大3.(多選)如圖所示，R1、R2為定值電阻，L為小燈泡，R3為光敏電阻，當(dāng)照射到R3上的光強度增大時()A．電壓表的示數(shù)增大 B．流過R2的電流減小C．小燈泡的功率增大 D．電路的路端電壓增大4．霍爾元件是實際生活中的重要元件之一，廣泛應(yīng)用于測量和自動控制等領(lǐng)域。如圖所示為一長度一定的霍爾元件，磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場垂直于霍爾元件的工作面向下，在元件中通入圖示從E到F方向的電流I，其中元件中的載流子是帶負(fù)電的電荷，下列說法中正確的是()A．該元件能把電學(xué)量轉(zhuǎn)化為磁學(xué)量B．該元件C面的電勢高于D面的C．如果用該元件測赤道處地磁場的磁感應(yīng)強度，應(yīng)保持工作面水平D．如果流過霍爾元件的電流大小不變，則元件C、D面的電勢差與磁場的磁感應(yīng)強度成正比5.如圖所示，R1為定值電阻，R2為負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻，L為小燈泡，當(dāng)溫度降低時()A．R1兩端的電壓增大 B．電流表的示數(shù)增大C．小燈泡的亮度變強 D．小燈泡的亮度變?nèi)?/p>

▁▃▅▇█參*考*答*案█▇▅▃▁〖知識梳理〗一、1.聲控—光控開關(guān)紅外線傳感器乙醇傳感器2.便于傳送和處理電壓電流電路的通斷非電學(xué)量電學(xué)量二、1.聲、光、壓力、位移、加速度、溫度電阻式、電容式、電感式、光電式、熱電式、壓電式、磁電式三、電信號四、1.硫化鎘光傳感器2.極少增多3.光照強弱電阻五、1.溫度金屬熱電阻熱敏電阻2.增大熱電阻3.增強熱敏電阻4.溫度電阻六、1.電阻應(yīng)變效應(yīng)2.壓阻效應(yīng)3.物體形變電阻4.應(yīng)變式5.電阻6.電容式情境探究1要點〖提示〗：燈泡會亮，因為當(dāng)磁鐵靠近干簧管時，兩個簧片被磁化而接通；干簧管起到開關(guān)的作用，是一種能夠感知磁場的傳感器。例1：D〖解析〗在0~t1內(nèi)，I恒定，壓敏電阻阻值不變，由小球的受力不變可知，小車可能做勻速或勻加速直線運動，在t1~t2內(nèi)，I變大，壓敏電阻阻值變小，壓力變大，小車做變加速運動，A、B均錯誤;在t2~t3內(nèi)，I不變，壓力恒定，小車做勻加速直線運動，C錯誤，D正確。情境探究2要點〖提示〗:(1)實驗現(xiàn)象：同一只光敏電阻，用多用電表測量其阻值，用手掌遮光時，電阻值較大，在室內(nèi)自然光的照射下電阻值變小，改用陽光直接照射時，電阻值變得更小。(2)實驗結(jié)論：光敏電阻的阻值隨光照強度的增強而明顯減小。例2：B〖解析〗光敏電阻的阻值隨光照強度的增強而減小，用手掌擋住部分光線，阻值變大，指針自左向右偏轉(zhuǎn)角度變小，故B正確。情境探究3要點〖提示〗：由于酒精揮發(fā)，熱敏電阻RT溫度降低，電阻值增大，多用電表指針將向左偏；用吹風(fēng)機將熱風(fēng)吹向熱敏電阻，熱敏電阻RT溫度升高，電阻值減小，多用電表指針將向右偏．例3：C〖解析〗電阻絲的電阻率隨溫度的升高而增大，電阻也增大，電路中電流減小，根據(jù)P=I2R知，小燈泡的實際功率減小，所以變暗。情境探究4要點〖提示〗：深度h增大，電容增大例4：B〖解析〗液面高度的變化，相當(dāng)于電容器極板正對面積的變化。當(dāng)h增大時，相當(dāng)于正對面積增大，則電容應(yīng)增大；當(dāng)h減小時，相當(dāng)于正對面積減小，電容C應(yīng)減小，B正確。隨堂練習(xí)1．D〖解析〗交通警察用來檢測駕駛員酒精含量的檢測器使用的是酒精氣體傳感器，故D正確。2．D〖解析〗ab板間的電壓不變，由E＝eq\f(U,d)知，a板左右往復(fù)運動時，ab板間的電場強度發(fā)生周期性變化，A錯誤。ab板間的電壓不變，a板左右往復(fù)運動時，電容C周期性變化，由Q＝CU知，帶電量也周期性變化，B錯誤。a振動過程中，電容器不斷地充、放電，靈敏電流計中的電流方向周期性改變，C錯誤。由C＝eq\f(εrS,4πkd)知，a向右位移最大時，d最小，C最大，D正確。3.ABC〖解析〗當(dāng)光強度增大時，R3阻值減小，外電路電阻隨R3的減小而減小，干路電流增大，R1兩端電壓因干路電流的增大而增大，電壓表的示數(shù)增大，同時內(nèi)電壓增大，故電路的路端電壓減小，A項正確，D項錯誤；由路端電壓減小，R1兩端電壓增大知，R2兩端電壓必減小，則流過R2的電流減小，結(jié)合干路電流增大知流過小燈泡的電流必增大，則小燈泡的功率增大，B、C兩項正確。4．D〖解析〗霍爾元件是能夠把磁學(xué)量轉(zhuǎn)換為電學(xué)量的傳感器，A錯誤；根據(jù)左手定則可知，帶負(fù)電的電荷向C面偏轉(zhuǎn)，C面帶負(fù)電，D面帶正電，所以D面的電勢高，B錯誤；在測定地球赤道處的地磁場的磁感應(yīng)強度時，應(yīng)將元件的工作面保持豎直，讓磁場垂直通過元件的工作面，C錯誤；運動電荷最終在電場力和洛倫茲力的作用下處于平衡狀態(tài)，設(shè)霍爾元件的長、寬、高分別為a、b、d，則有qeq\f(U,b)＝qvB，電流的微觀表達式為I＝nqvS＝nqvbd，所以U＝eq\f(BI,nqd)，如果流過霍爾元件的電流大小不變，則元件C、D面的電勢差與磁場的磁感應(yīng)強度成正比，D正確。5.C〖解析〗R2與燈泡L并聯(lián)后與R1串聯(lián)，然后與電流表、電源構(gòu)成閉合電路，當(dāng)熱敏電阻R2溫度降低時，它的阻值增大，外電路電阻增大，電流表讀數(shù)減小，R1兩端電壓減小，燈泡L兩端電壓增大，燈泡亮度變強，故C正確，A、B、D均錯誤。5.1認(rèn)識傳感器5.2常見傳感器的工作原理及應(yīng)用〖學(xué)習(xí)目標(biāo)〗1．了解什么是傳感器，知道非電學(xué)量轉(zhuǎn)化為電學(xué)量的技術(shù)意義。2．了解傳感器的種類，知道傳感器的組成與應(yīng)用模式。3．知道傳感器中常見的幾種敏感元件：光敏電阻、金屬熱電阻和熱敏電阻、電阻應(yīng)變片等。4．知道常見傳感器的工作原理及應(yīng)用。〖知識梳理〗一、神奇的傳感器1.樓道燈安裝了，自動門安裝了，酒精檢測儀上安裝了。2.傳感器能夠感受諸如力、溫度、光、聲、化學(xué)成分等被測量，并能把它們按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換為的可用信號輸出。通常轉(zhuǎn)換成的可用信號是、等電學(xué)量，或轉(zhuǎn)換為。把轉(zhuǎn)換為，可以很方便地進行測量、傳輸、處理和控制。二、傳感器的種類根據(jù)被測量的不同，可分為等傳感器；根據(jù)具體工作原理的不同，可分為等傳感器。三、傳感器的組成與應(yīng)用模式四、光敏電阻1.光敏電阻是用做成的，光照強度不同時電阻不同，光敏電阻是中常見的光敏元件。2.硫化鎘是一種半導(dǎo)體材料，無光照時，載流子，導(dǎo)電性能差；隨著光照的增強，載流子，導(dǎo)電性變好。3.光敏電阻能夠把這個光學(xué)量轉(zhuǎn)換為這個電學(xué)量。五、金屬熱電阻和熱敏電阻1.除了光照以外，也能明顯地影響金屬導(dǎo)體和半導(dǎo)體材料的導(dǎo)電性能。和就是傳感器中常見的感知溫度的敏感元件。2.金屬的電阻率隨溫度的升高而，用金屬絲可以制作溫度傳感器，稱為。3.有些半導(dǎo)體在溫度上升時導(dǎo)電能力，因此可以用半導(dǎo)體材料制作。4.金屬熱電阻和熱敏電阻都能夠把這個熱學(xué)量轉(zhuǎn)換為這個電學(xué)量。六、電阻應(yīng)變片1.金屬導(dǎo)體在外力作用下發(fā)生機械形變(伸長或縮短)時，其電阻隨著它所受機械形變的變化而發(fā)生變化的現(xiàn)象，稱為金屬的。2.除了金屬電阻應(yīng)變片外，常用的電阻應(yīng)變片還有半導(dǎo)體電阻應(yīng)變片，它的工作原理是基于半導(dǎo)體材料的。3.電阻應(yīng)變片能夠把這個力學(xué)量轉(zhuǎn)換為這個電學(xué)量。4.常用的一種力傳感器是由金屬梁和電阻應(yīng)變片組成的，稱為傳感器。5.光敏電阻、熱敏電阻、電阻應(yīng)變片等電阻式傳感器的工作共性是通過測量的變化來確定外界非電學(xué)量的變化。6.電容器的電容C決定于極板的正對面積S、極板間的距離d以及極板間的電介質(zhì)這三個因素。如果某個物理量的變化能引起上述某個因素的變化，從而引起電容的變化，那么，通過測定電容器的電容就可以確定這個物理量的變化，由此可以制成傳感器。合作探究情境探究1：傳感器如圖甲所示，它只是玻璃管內(nèi)封入的兩個軟磁性材料制成的簧片。將干簧管接入圖乙電路，當(dāng)磁鐵靠近干簧管時：會發(fā)生什么現(xiàn)象，為什么？干簧管的作用是什么?知識歸納11.傳感器的工作流程非電學(xué)量→敏感元件→轉(zhuǎn)換元件→轉(zhuǎn)換電路→電學(xué)量2.傳感器的組成(1)敏感元件相當(dāng)于人的感覺器官，是傳感器的核心部分，是利用材料的某種敏感效應(yīng)(如熱敏、光敏、壓敏、力敏、濕敏等)制成的。(2)轉(zhuǎn)換元件是傳感器中能將敏感元件輸出的，與被測物理量成一定關(guān)系的非電信號轉(zhuǎn)換成電信號的電子元件。(3)轉(zhuǎn)換電路是將轉(zhuǎn)換元件輸出的不易測量的電學(xué)量轉(zhuǎn)換成易于測量的電學(xué)量，如電壓、電流、電阻等。例1：壓敏電阻的阻值隨所受壓力的增大而減小，有位同學(xué)利用壓敏電阻設(shè)計了判斷小車運動狀態(tài)的裝置，其工作原理如圖甲所示，將壓敏電阻和一塊擋板固定在絕緣小車上，中間放置一個絕緣重球。小車向右做直線運動過程中，電流表示數(shù)如圖乙所示，下列判斷正確的是()A.從t1到t2時間內(nèi)，小車做勻速直線運動B.從t1到t2時間內(nèi)，小車做勻加速直線運動C.從t2到t3時間內(nèi)，小車做勻速直線運動D.從t2到t3時間內(nèi)，小車做勻加速直線運動情境探究2：光敏電阻實驗：將一只光敏電阻接到多用電表的兩端，電表置于倍率為100的歐姆擋。在室內(nèi)自然光的照射下，電阻值約有多大?用手掌遮光時電阻值又是多少?用陽光直接照射呢?知識歸納2光敏電阻的特點及工作原理(1)當(dāng)半導(dǎo)體材料受到光照或者溫度升高時，會有更多的電子獲得能量成為自由電子，同時也形成更多的空穴，于是導(dǎo)電能力明顯增強。(2)光敏電阻是用半導(dǎo)體材料(如硫化鎘)制成的。它的特點是光照越強，電阻越小。它能夠把光照強弱這個光學(xué)量轉(zhuǎn)換為電阻這個電學(xué)量。例2：如圖所示，將一光敏電阻接入多用電表兩表筆上，將多用電表的選擇開關(guān)置于歐姆擋，用光照射光敏電阻時表針自左向右的偏角為θ，現(xiàn)用手掌擋住部分光線，表針自左向右的偏角變?yōu)棣?，則可判斷()A.θ'=θ B.θ'<θ C.θ'>θ D.不能確定情境探究3：熱敏電阻和金屬熱電阻如圖所示，將多用電表的選擇開關(guān)置于歐姆擋，再將電表的兩支表筆與負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻RT(溫度升高，電阻減小)的兩端相連，這時表針恰好指在刻度盤的正中央。若在RT上擦一些酒精，表針將如何偏轉(zhuǎn)?若用吹風(fēng)機將熱風(fēng)吹向熱敏電阻，表針將如何偏轉(zhuǎn)?知識歸納3熱敏電阻和金屬熱電阻的特點(1)熱敏電阻：用半導(dǎo)體材料制成。(2)金屬熱電阻：金屬的電阻率隨溫度升高而增大，利用這一特性，金屬絲也可以制作成溫度傳感器，稱為熱電阻。(3)熱敏電阻和金屬熱電阻的區(qū)別熱敏電阻金屬熱電阻特點電阻隨溫度的變化而變化且非常明顯電阻率隨溫度的升高而增大制作材料半導(dǎo)體金屬導(dǎo)體優(yōu)點靈敏度好化學(xué)穩(wěn)定性好，測溫范圍大作用能夠?qū)囟冗@個熱學(xué)量轉(zhuǎn)換為電阻這個電學(xué)量例3：如圖所示，由電源、小燈泡、電阻絲、開關(guān)組成的電路中，當(dāng)閉合開關(guān)S后，小燈泡正常發(fā)光，若用酒精燈加熱電阻絲時，發(fā)現(xiàn)小燈泡亮度變暗，發(fā)生這一現(xiàn)象的主要原因是()A.小燈泡的電阻發(fā)生了變化B.小燈泡燈絲的電阻率隨溫度發(fā)生了變化C.電阻絲的電阻率隨溫度發(fā)生了變化D.電源的電壓隨溫度發(fā)生了變化情境探究4：電容式傳感器如圖所示，是測定液面高低的傳感器示意圖，A為固定的導(dǎo)體芯，B為導(dǎo)體芯外面的一層絕緣物體，C為導(dǎo)電液體，把傳感器接到圖示電路中。已知靈敏電流計指針偏轉(zhuǎn)方向與電流方向相同。如果發(fā)現(xiàn)指針正向左偏轉(zhuǎn)，則導(dǎo)電液體的深度h是如何變化的？并說明電容器的電容的變化。知識歸納41．電容器的電容決定于極板間的正對面積S、極板間距d、極板間的電介質(zhì)這幾個因素。如果某個物理量(如角度θ、位移x、深度H等)的變化引起上述某個因素的變化，從而引起電容的變化，通過電容的變化就可以確定上述物理量的變化，這種電容器稱為電容式傳感器。2．常見電容式傳感器名稱傳感器原理測定角度θ的電容式傳感器當(dāng)動片與定片之間的角度θ發(fā)生變化時，引起極板正對面積S的變化，使電容C發(fā)生變化，知道C的變化，就可以知道θ的變化情況測定液面高度h的電容式傳感器在導(dǎo)線芯的外面涂上一層絕緣物質(zhì)，放入導(dǎo)電液體中，導(dǎo)線芯和導(dǎo)電液體構(gòu)成電容器的兩個極，導(dǎo)線芯外面的絕緣物質(zhì)就是電介質(zhì)，液面高度h發(fā)生變化時，引起正對面積發(fā)生變化，使電容C發(fā)生變化，知道C的變化，就可以知道h的變化情況測定壓力F的電容式傳感器待測壓力F作用于可動膜片電極上的時候，膜片發(fā)生形變，使極板間距離d發(fā)生變化，引起電容C的變化，知道C的變化，就可以知道F的變化情況測定位移x的電容式傳感器隨著電介質(zhì)進入極板間的長度發(fā)生變化，電容C發(fā)生變化，知道C的變化，就可以知道x的變化情況例4.傳感器是將能感受的物理量(如力、熱、光、聲等)轉(zhuǎn)換成便于測量的量(一般是電學(xué)量)的一類元件，在自動控制中有相當(dāng)廣泛的應(yīng)用，如圖所示的裝置是一種測定液面高度的電容式傳感器。金屬芯線與導(dǎo)電液體構(gòu)成一個電容器，從電容C大小的變化情況就能反映出液面高度h的高低情況，則兩者的關(guān)系是()①C增大表示h增大 ②C增大表示h減?、跜減小表示h減小 ④C減小表示h增大A．只有①正確 B．只有①、③正確C．只有②正確 D．只有②、④正確知識拓展：霍爾元件1.霍爾效應(yīng)在勻強磁場中放置一個矩形截面的載流導(dǎo)體，當(dāng)磁場方向與電流方向垂直時，導(dǎo)體在與磁場、電流方向都垂直的方向上出現(xiàn)了電勢差，這個現(xiàn)象稱為霍爾效應(yīng)。由于霍爾效應(yīng)使導(dǎo)體內(nèi)所產(chǎn)生的電勢差稱為霍爾電勢差，也稱霍爾電壓。2.霍爾元件的應(yīng)用及原理1—測量磁場的大小半導(dǎo)體的霍爾效應(yīng)要強于導(dǎo)體。在一個很小的矩形半導(dǎo)體（如砷化銦）薄片上，制作四個電極E、F、M、N，它就成了一個霍爾元件（如圖）。在E、F間通入恒定的電流I，同時外加與薄片垂直的磁感應(yīng)強度為B的磁場，則在M、N間可出現(xiàn)霍爾電壓UH。通過分析可知，霍爾電壓UH與磁感應(yīng)強度B有線性關(guān)系，因此利用霍爾元件可以測量磁感應(yīng)強度的大小和方向。霍爾元件能夠把磁感應(yīng)強度這個磁學(xué)量轉(zhuǎn)換為電壓這個電學(xué)量。3.霍爾元件的應(yīng)用及原理2—測量微小位移

課堂練習(xí)1．交通警察用來檢測駕駛員酒精含量的檢測器使用的傳感器是()A．溫度傳感器 B．壓力傳感器C．濕度傳感器 D．氣體傳感器2．如圖所示電路可將聲音信號轉(zhuǎn)化為電信號，該電路中右側(cè)固定不動的金屬板b與能在聲波驅(qū)動下沿水平方向振動的鍍有金屬層的振動膜a構(gòu)成一個電容器，a、b通過導(dǎo)線與恒定電源兩極相接。若聲源S發(fā)出聲波，則()A．a(chǎn)振動過程中，ab板間的電場強度不變B．a(chǎn)振動過程中，ab板所帶電量不變C．a(chǎn)振動過程中，靈敏電流計中始終有方向不變的電流D．a(chǎn)向右的位移最大時，ab兩板所構(gòu)成的電容器的電容最大3.(多選)如圖所示，R1、R2為定值電阻，L為小燈泡，R3為光敏電阻，當(dāng)照射到R3上的光強度增大時()A．電壓表的示數(shù)增大 B．流過R2的電流減小C．小燈泡的功率增大 D．電路的路端電壓增大4．霍爾元件是實際生活中的重要元件之一，廣泛應(yīng)用于測量和自動控制等領(lǐng)域。如圖所示為一長度一定的霍爾元件，磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場垂直于霍爾元件的工作面向下，在元件中通入圖示從E到F方向的電流I，其中元件中的載流子是帶負(fù)電的電荷，下列說法中正確的是()A．該元件能把電學(xué)量轉(zhuǎn)化為磁學(xué)量B．該元件C面的電勢高于D面的C．如果用該元件測赤道處地磁場的磁感應(yīng)強度，應(yīng)保持工作面水平D．如果流過霍爾元件的電流大小不變，則元件C、D面的電勢差與磁場的磁感應(yīng)強度成正比5.如圖所示，R1為定值電阻，R2為負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻，L為小燈泡，當(dāng)溫度降低時()A．R1兩端的電壓增大 B．電流表的示數(shù)增大C．小燈泡的亮度變強 D．小燈泡的亮度變?nèi)?/p>

▁▃▅▇█參*考*答*案█▇▅▃▁〖知識梳理〗一、1.聲控—光控開關(guān)紅外線傳感器乙醇傳感器2.便于傳送和處理電壓電流電路的通斷非電學(xué)量電學(xué)量二、1.聲、光、壓力、位移、加速度、溫度電阻式、電容式、電感式、光電式、熱電式、壓電式、磁電式三、電信號四、1.硫化鎘光傳感器2.極少增多3.光照強弱電阻五、1.溫度金屬熱電阻熱敏電阻2.增大熱電阻3.增強熱敏電阻4.溫度電阻六、1.電阻應(yīng)變效應(yīng)2.壓阻效應(yīng)3.物體形變電阻4.應(yīng)變式5.電阻6.電容式情境探究1要點〖提示〗：燈泡會亮，因為當(dāng)磁鐵靠近干簧管時，兩個簧片被磁化而接通；干簧管起到開關(guān)的作用，是一種能夠感知磁場的傳感器。例1：D〖解析〗在0~t1內(nèi)，I恒定，壓敏電阻阻值不變，由小球的受力不變可知，小車可能做勻速或勻加速直線運動，在t1~t2內(nèi)，I變大，壓敏電阻阻值變小，壓力變大，小車做變加速運動，A、B均錯誤;在t2~t3內(nèi)，I不變，壓力恒定，小車做勻加速直線運動，C錯誤