河北省唐山市开滦第二中学高中物理 6.3 实验 传感器的简单应用导学案 新人教版选修3-2VIP免费

河北省唐山市开滦第二中学高中物理6.3实验传感器的简单应用导学案新人教版选修3-2【学习目标】1、知道传感器的意义2、了解制作传感器的常用元件（光敏电阻、热敏电阻、金属热电阻、霍尔元件、干簧管等）的特征3、了解常见传感器(电子秤、话筒、电熨斗、测温仪、鼠标、火灾报警器)的工作原理，了解光控开关、温度报警器的原理.【重点难点】了解各类传感器的工作原理及其应用【学习内容】课前自学：传感器1、意义：传感器是把非电学物理量（如_____、______、______、________、湿度、流量、声强、光照度等）转换成易于测量、传输、处理的电学量（如_____、电流、______等）或电路的通断的一种组件。起自动控制作用。2、敏感元光敏电阻：是一种能感知光强的_______，电阻随光照的增强而______热敏电阻：是一种能感知______的传感器，电阻一般随温度______电阻减小金属热电阻：是一种能感知温度的传感器，温度升高电阻_____霍尔元件：是一种能感知_________的传感器电容式位移传感器：是一种能感知______的传感器3、常见传感器及应用（1）、力传感器----电子秤：将应变片的形变量转化为______（2）声传感器----话筒：将声学量转化为_______（3）温度传感器电熨斗：双金属片温度传感器的作用:控制电路的通断电饭锅：双金属片温度传感器的作用:控制电路的通断测温仪：将温度转化为电学量（不同温度发射红外线不同）温度报警器：____________________________（4）光传感器机械鼠标器：_____________________火灾报警器：__________________________核心知识探究应用举例1．霍尔元件的工作原理：霍尔元件是利用霍尔效应来设计的．一个矩形半导体薄片，在其前、后、左、右分别引出一个电极，如图所示，沿PQ方向通人电流I，垂直于薄片加匀强磁场B，则在MN间会出现电势差U。设薄片厚度为d，PQ方向长度为L1，MN方向长度为L2．薄片中的带电粒子受到磁场力发生偏转，使N侧电势高于M侧，造成半导体内部出现电场．带电粒子同时受电场力作用．当磁场力与电场力平衡时，MN间电势差达到恒定．qU/L2=qvB．再根据电流的微观解释I＝nqSv，得U=IB/nqd令k=1/nqU=kIB/d即U与B成正比，这就是为什么霍尔元件能把磁学量转换成电学量的原因了．2．电饭锅的工作原理：开始煮饭时，用手压下开关按钮，永磁体与感温磁1体相吸，手松开后，按钮不再恢复到图示状态，则触点接通，电热板通电加热续加热，直到饭熟后，水分被大米吸收，锅底温度升高，当温度升至“居里点103℃”时，感温磁体失去铁磁性，在弹簧作用下，永磁体被弹开，触点分离，切断电源，从而停止加热3.机械式鼠标器的工作原理：如图所示，鼠标器移动时，滚球运动通过滚轴带动两个码盘转动，红外接收管就收到断续的红外线脉冲，输出相应的电脉冲信号，计算机分别统计x、y两个方向的脉冲信号，处理后使红外接收管屏幕上的光标产生相应的位移．4．光控开关的工作原理：如图所示，白天，光强度较大，光敏电阻RG电阻值较小，加在斯密特触发器A端的电压较低，则输出端Y输出高电平，发光二极管LED不导通；当天色暗到一定程度时，RG的阻值增大到一定值，斯密特触发器的输入端A的电压上升到某个值(1．6V)，输出端Y突然从高电平跳到低电平，则发光二极管LED导通发光(相当于路灯亮了)，这样就达到了使路灯天明熄灭，天暗自动开启的目的。要想在天更暗时路灯才会亮，应该把R1的阻值调大些，这样要使斯密特触发器的输入端A电压达到某个值(如1．6V)，就需要RG的阻值达到更大，即天色更暗．5．温度报警器的工作原理：如图所示，常温下调整R1的阻值使斯密特触发器的输入端A处于低电平，则输出端Y处于高电平，无电流通过蜂鸣器，蜂鸣器不发声；当温度升高时，热敏电阻RT阻值减小，斯密特触发器输入端A电势升高，当达到某一值(高电平)，其输出端由高电平跳到低电平，蜂鸣器通电，从而发出报警声，R1的阻值不同，则报警温度不同．解题方法探究1.考查传感器元件的基本常识2007年度诺贝尔物理学奖授予了法国和德国的两位科学家，以表彰他们发现“巨磁电阻效应”．基于巨磁电阻效应开发的用于读取硬盘数据的技术,被认为是纳米技术的第一次真正应用．在下列有关其它电阻应用的...