高中物理 第三章 傳感器 2 溫度傳感器和光傳感器課件 教科版選修32

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1、第三章傳感器1.了解各種溫度傳感器的工作原理、特點(diǎn)和應(yīng)用.2.了解各種光傳感器的工作原理、特點(diǎn)和應(yīng)用.目標(biāo)定位二、光傳感器欄目索引一、溫度傳感器對點(diǎn)檢測 自查自糾一、溫度傳感器n知識梳理1.作用：將 的變化轉(zhuǎn)換為電學(xué)量的變化.2.常見的溫度傳感器(1)熱雙金屬片溫度傳感器原理：兩種膨脹系數(shù)相差較大的不同金屬片制成一體，溫度升高時，雙金屬片 ，可控制電路的通斷.應(yīng)用：日光燈啟動器，電機(jī)、電冰箱保護(hù)等.答案溫度變形(2)熱電阻傳感器原理：用金屬絲制作的感溫電阻叫熱電阻，當(dāng)外界溫度t發(fā)生變化時，其電阻值按R 的規(guī)律變化(為溫度系數(shù)，R0為t0 時導(dǎo)體的電阻).應(yīng)用：測溫度、測流量等.(3)熱敏電阻傳

2、感器原理：半導(dǎo)體熱敏電阻的阻值隨溫度的變化而 ，其熱敏特性在上節(jié)已有探究.應(yīng)用：測量、溫度控制或過熱保護(hù)等.分類：正溫度系數(shù)的熱敏電阻(PTC)，它的電阻隨溫度升高而 .負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻(NTC)，它的電阻隨溫度的升高而 .R0(1t)變化增大減小答案【深度思考】熱敏電阻是溫度傳感器中的重要元件，是不是所有的熱敏電阻的阻值都隨溫度的升高而減??？答案答案不是.正溫度系數(shù)熱敏電阻(PTC)在溫度升高時電阻值增大，負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻(NTC)在溫度升高時電阻值減小.答案n典例精析例例1傳感器在日常生活中的應(yīng)用越來越廣泛，溫度傳感器(實質(zhì)是自動開關(guān))是其中的一種某一食品消毒柜就是利用溫度傳感器來自

3、動控制電路的常溫下，該溫度傳感器是閉合的；當(dāng)溫度達(dá)到某一設(shè)定值時，傳感器自動斷開，從而切斷整個電路下列關(guān)于該消毒柜的幾種電路圖中(圖中S為電源開關(guān))，連接正確的是()解析答案解析解析A電路中，當(dāng)溫度升高到某一設(shè)定值時，電路會斷開；B、C、D電路中，溫度升高到某一設(shè)定值時，傳感器會斷開，但整個電路不會斷開電源開關(guān)S閉合后，消毒柜開始工作，當(dāng)溫度達(dá)到某一設(shè)定值時，傳感器自動斷開，整個電路也斷開，所以A選項正確答案答案A返回二、光傳感器n知識梳理1.光電傳感器是指將 信號轉(zhuǎn)換為電信號的一類傳感器，一般以光敏電阻為主要元件，因為光敏電阻電阻值隨光照增強(qiáng)而 ，將光敏電阻連接到電路中時，光照改變就會引起電

4、路中其他電學(xué)量的改變，從而將光信號轉(zhuǎn)換為電信號.2.應(yīng)用：光電式 計、光電式轉(zhuǎn)速表.答案減小煙塵濃度光例例2如圖1所示為光電式煙塵濃度計的原理圖，試說明其工作原理.n典例精析圖1解析答案解析解析光源1發(fā)出的光線經(jīng)半透半反鏡3，分成兩束強(qiáng)度相等的光線.一路光線直接到達(dá)光電轉(zhuǎn)換電路7上，產(chǎn)生作為被測煙塵濃度的參比信號.另一路光線經(jīng)反射鏡4穿過被測煙塵5到達(dá)光電轉(zhuǎn)換電路6上，其中一部分光線被煙塵吸收或散射而衰減，煙塵濃度越高，光線的衰減量越大，到達(dá)光電轉(zhuǎn)換電路6的光就越弱.兩路光線分別轉(zhuǎn)換成電壓信號U1、U2，如果U1U2，說明被測的光路上沒有煙塵，相反，如果U1、U2相差較大，說明煙塵較大，因此可

5、用兩者之比，算出被測煙塵的濃度.答案答案見解析例例3如圖2所示，R1、R2為定值電阻，L為小燈泡，R3為光敏電阻，當(dāng)照射光強(qiáng)度增大時()A.電壓表的示數(shù)增大B.R2中電流減小C.小燈泡的功率增大D.電路的路端電壓增大圖2解析答案總結(jié)提升返回解析解析當(dāng)照射光強(qiáng)度增大時，R3阻值減小，外電路總電阻隨R3的減小而減小，R1兩端電壓因干路電流增大而增大，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R2中電流減小，故B項正確；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，故C項正確.答案答案ABC總結(jié)

6、提升返回總結(jié)提升解決含有熱敏電阻、光敏電阻的直流電路動態(tài)分析問題：(1)明確熱敏電阻、光敏電阻的電阻特性； 對點(diǎn)檢測 自查自糾1.(溫度傳感器的應(yīng)用)(多選)如圖3所示為電阻R隨溫度t變化的圖線，下列說法中正確的是()A.圖線1是熱敏電阻的圖線，它是用金屬材料制成的B.圖線2是熱敏電阻的圖線，它是用半導(dǎo)體材料制成的C.圖線1的材料化學(xué)穩(wěn)定性好、測溫范圍大、靈敏度高D.圖線2的材料化學(xué)穩(wěn)定性差、測溫范圍小、靈敏度高圖3BD答案2.(溫度傳感器的應(yīng)用)圖4是一火警報警器的部分電路示意圖.其中R2為用負(fù)溫度系數(shù)熱敏材料制成的傳感器，電流表為值班室的顯示器，a、b之間接報警器.當(dāng)傳感器R2所在處出現(xiàn)火

7、情時，顯示器的電流I、報警器兩端的電壓U的變化情況是()A.I變大，U變大 B.I變大，U變小C.I變小，U變大 D.I變小，U變小解析答案解析解析R2處出現(xiàn)火情，溫度升高，R2減小，導(dǎo)致R2兩端電壓減小，通過R3的電流減小，路端電壓U減小.D圖4解析解析街旁的路燈和江海里的航標(biāo)，都是利用了半導(dǎo)體的光敏性，夜晚電阻大，白天電阻小，控制了電路的通斷.3.(光傳感器的應(yīng)用)街旁的路燈、江海里的航標(biāo)都要求在夜晚亮，白天熄，它們是利用半導(dǎo)體的電學(xué)特性制成了自動點(diǎn)亮、熄滅的裝置，實現(xiàn)了自動控制，這是利用半導(dǎo)體的()A.壓敏性 B.光敏性C.熱敏性 D.三種特性都利用解析答案B4.(光傳感器的應(yīng)用)如圖5

8、所示是會議室和賓館房間的天花板上裝有的火災(zāi)報警器的結(jié)構(gòu)原理圖：罩內(nèi)裝有發(fā)光二極管LED、光電三極管和不透明的擋板.平時光電三極管接收不到LED發(fā)出的光呈現(xiàn)高電阻狀態(tài)，發(fā)生火災(zāi)時，下列說法正確的是()圖5A.進(jìn)入罩內(nèi)的煙霧遮擋了光線，使光電三極管電阻更大，檢測電路檢測 出變化發(fā)出警報B.發(fā)生火災(zāi)時，光電三極管溫度升高，電阻變小，檢測電路檢測出變化 發(fā)出警報C.發(fā)生火災(zāi)時，進(jìn)入罩內(nèi)的煙霧對光有散射作用，部分光線照到光電三 極管上，電阻變小，發(fā)出警報D.以上說法均不正確 解析答案返回返回解析解析由報警器的原理可知，發(fā)生火災(zāi)時煙霧進(jìn)入罩內(nèi)，使光發(fā)生散射，部分光線照在三極管上使其電阻變小，與傳感器相連的電路檢測出這種變化，發(fā)出警報，故C對.答案答案C