专题6.1+传感器及其工作原理-2017-2018学年高二物理人教版（选修3-2）+Word版含解析.docVIP

第章 传感器 第节 传感器及其工作原理 一、干簧管和传感器 1．如图所示 （1）干簧管和电路图介绍： （2）现象：有磁铁时电路________，无磁铁时电路________。 2．传感器 （1）定义：传感器是这样一种元件，它能够感受诸如力、温度、光声、化学成份等________量， 并能把它们按照一定的规律转换为电压、电流等________量，或转换为电路的________。 （2）作用：把非电学量转换为电学量或转换为电路的通断。 （3）目的：方便地进行测量、________、________和________。 （4）工作原理： （5）常见的传感器有：________、________、力传感器、气敏传感器、超声波传感器、磁敏传感器等。 二、常见传感器元件 1．光敏电阻 （1）材料：一般为半导体。如：硫化镉。光敏电阻的特性：光照越________，电阻越________；光照越弱，电阻越________； （2）导电原理：无光照时，载流子（自由电子和空穴）少，导电性能________随着光照的的增强，载流子增多，导电性变________。 （3）作用：把________这个光学量转换为________这个电学量； （4）应用：照相机、验钞机、光控开关、光电计数器、报警器。 2．金属热电阻和热敏电阻 （1）一般为半导体 不同温度的水 凉水 温水 开水 电阻值情况 热敏电阻——随温度的升高电阻变________。 （2）异同点 金属热电阻化学稳定性好、测量范围________，但是灵敏度差； 热敏电阻化学稳定性差、测量范围________，但是灵敏度高。 （3）作用：把________这个热学量转换成为________这个电学量。 （4）应用：冰箱启动器、电饭锅、电阻温度计、报警器等。 3．霍尔元件 （1）构造：很小的矩形半导体薄片上制作四个电极E、F、M、N。 （2）霍尔电压：如图，EF间通入恒定电流I同时外加与薄片垂直的磁场B，则M、N间出现霍尔电压UH，它们之间的关系为：________，D为薄片厚度，k为霍尔系数 （与薄片的材料有关）。 接通 断开 物理 电学 通断 传输 处理 控制 温度传感器 光电传感器 强 小 大 不好 好 光照强弱 电阻 小 大 小 温度 电阻 热敏电阻和金属热电阻的比较 比较内容 热敏电阻 金属热电阻 特点 电阻随温度升高而减小 电阻率随温度升高而增大 制作材料 氧化锰 铂 优点 灵敏度好 化学稳定性好，测温范围大 作用 将温度这个热学量转换为电阻这个电学量 【例题】如图所示，图中1、2分别是两种材料的电阻R随温度T变化的图线，下列说法中正确的是 A．图线1是热敏电阻的图线，它是用金属材料制成的 B．图线2是热敏电阻的图线，它是用半导体材料制成的 C．图线1的材料化学稳定性好、测温范围大、灵敏度高 D．图线2的材料化学稳定性差、测温范围小、灵敏度高 参考答案：BD 试题解析：由图线可知，1为金属热电阻，其化学稳定性好、测量范围大，灵敏度差；图线2为热敏电阻，其化学稳定性差、测量范围小，灵敏度高，由此可判断BD正确。 1．关于干簧管，下列说法正确的是 A．干簧管接入电路中相当于电阻的作用 B．干簧管是根据热胀冷缩的原理制成的 C．干簧管接入电路中相当于开关的作用 D．干簧管是作为电控元件以实现自动控制的 2．有关传感器，下列说法正确的是 A．光敏电阻能把温度这个热学量转为电阻这个电学量 B．金属热电阻的化学稳定性好，但灵敏度差 C．热敏电阻能把光照强弱这个电学量转为电阻这个电学量 D．霍尔元件能把磁感应强度这个磁学量转换为电压这个电学量 ．利用半导体材料可以制成 A．标准电阻 B．热敏电阻 C．光敏电阻 D．温度报警器 4．关于霍尔元件，下列说法正确的是 A．把温度这个热学量转化为电阻这个电学量 B．把磁感应强度这个磁学量转化为电压这个电学量 C．把力这个力学量转化为电压这个电学量 D．把光照这个光学量转化为电阻这个电学量 5．某楼梯口的电灯开关装有传感器，天黑时，出现声音才能发光，而白天即使有声音，电灯也不能发光，该开关中有两种传感器，它们可能是 A．热敏电阻和光敏电阻 B．金属热电阻和光敏电阻 C．热敏电阻和霍尔元件 D．光敏电阻和驻极体话筒 6．如图所示，某半导体热敏电阻的I–U图线可能是 ．如图所示，R1、R2为定值电阻，L为小灯泡，R3为光敏电阻，当照射光强度增大时 A．电压表的示数增大 B．R2中电流减小 C．小灯泡的功率增大 D．电路的路端电压增大 ．如图所示是一火警报警器的一部分电路示意图，其中R2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，a、b之间接