2011高二物理61传感器及其工作原理课件（人教版选修32）（2012高考）.pptVIP

【答案】　(1)evB (2)证明见精讲精析 变式训练3　如图6－1－10所示是霍尔元件的工作原理示意图，如果用d表示薄片的厚度，k为霍尔系数，对于一个霍尔元件d、k为定值，如果保持电流I恒定，则可以验证UH随B的变化情况．以下说法中正确的是(　　) 图6－1－10 A．将永磁体的一个磁极逐渐靠近霍尔元件的工作面时，UH将变大 B．在测定地球两极的磁场强弱时，霍尔元件的工作面应保持水平 C．在测定地球赤道上的磁场强弱时，霍尔元件的工作面应保持水平 D．改变磁感线与霍尔元件工作面的夹角，UH将发生变化 * * 课标定位 学习目标：1.知道什么是传感器． 2．知道什么是光敏电阻、热敏电阻、金属热电阻以及霍尔元件． 3．知道传感器的工作原理． 重点难点：对传感器工作原理的理解． 课前自主学案 一、什么是传感器 1．定义：感受________量，并能把它们按照一定的规律转换为______量，或转换为电路的______的一类元件． 非电学 电学 通断 二、光敏电阻 1．特点：电阻值随光照增强而______． 2．原因分析：光敏电阻由半导体材料制成，无光照时，载流子___，导电性能___；随着光照的增强，载流子______，导电性______． 3．作用：把__________这个光学量转换为______这个电学量． 减小 少 差 增多 增强 光照强度 电阻 三、热敏电阻和金属热电阻 热敏电阻 金属热电阻 特点 电阻率随温度升高而减小 电阻率随温度升高而增大 制作材料 半导体 金属 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 四、霍尔元件 1．组成：在一个很小的矩形半导体薄片上，制作4个电极E、F、M、N,就成为一个霍尔元件． 2．原理：E、F间通入恒定的电流 I，同时外加与薄片垂直的磁场B时,薄片中的载流子就在______力作用下,向着与______和______都垂直的方向漂移，使M、N间出现______ (如图6－1－1所示)． 图6－1－1 磁场 磁场 电流 电压 3．霍尔电压：UH＝______，d为薄片厚度，k为霍尔系数．一个霍尔元件的d、k为定值，若保持I恒定，则UH的变化就与B成______． 4．作用：把____________这个磁学量转换为_____这个电学量． 正比 磁感应强度 电压 核心要点突破 一、对热敏电阻和金属热电阻的理解 1．热敏电阻 图6－1－2 用半导体材料制成，其电阻值随温度变化明显，如图6－1－2所示，(1)为某一热敏电阻的电阻—温度特性曲线． 2．热敏电阻的两种型号及其特性 热敏电阻器是电阻值随温度变化而变化的敏感元件．在工作温度范围内，电阻值随温度上升而增大的是正温度系数(PTC)热敏电阻器；电阻值随温度上升而减小的是负温度系数(NTC)热敏电阻器． 3．热敏电阻的用途 热敏电阻器的用途十分广泛，主要应用于： (1)利用电阻——温度特性来测量温度、控制温度和元件、器件、电路的温度补偿； (2)利用非线性特性完成稳压、限幅、开关、过流保护作用； (3)利用不同媒质中热耗散特性的差异测量流量、流速、液面等． 4．金属热电阻 有些金属的电阻率随温度的升高而增大，这样的电阻也可以制作温度传感器，称为金属热电阻．如图6－1－2中的(2)为金属导线电阻—温度特性曲线． 相比而言，金属热电阻化学稳定性好，测温范围大,而热敏电阻的灵敏度较好． 特别提醒：热敏电阻和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，但相比而言，金属热电阻的化学稳定性好，测量范围大，而热敏电阻的灵敏度较高． 即时应用 (即时突破，小试牛刀) 1.如图6－1－3为电阻R随温度T变化的图线，下列说法中正确的是(　　) 图6－1－3 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 解析：选BD.热敏电阻是由半导体材料制成的，其稳定性差，测温范围小，但灵敏度高，其电阻随着温度的升高而减小．金属电阻阻值随温度的升高而增大，图线1是金属电阻，图线2是热敏电阻． 二、霍尔元件 1．霍尔元件 如图6－1－4所示，在一个很小的矩形半导体(例如砷化铟)薄片上，制作四个电极E、F、M、N，就成为一个霍尔元件． 图6－1－4 2．霍尔效应的原理 外部磁场使运动的载流子受到洛伦兹力，在导体板的一侧聚集，在导体板的另一侧会出现多余的另一种电荷，从而形成横向电场；横向电场对电子施加与洛伦兹力方向相反的静电力，当静电力与洛伦兹力达到平衡时，导体板左右两侧会形成稳定的电压． 特别提醒：判断电势高低时首先明确载流子是正电荷还是负电荷． 即时应