2017沪科版高中物理选修（3-2）第4章第1节《传感器的原理 探究热敏电阻的温度特性曲线》word学案

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1、学案1　传感器的原理　探究热敏电阻的温度特性曲线[学习目标定位]1.知道传感器的定义，理解其工作原理.2.了解光敏电阻、热敏电阻等元件的特征.3.会探究热敏电阻的温度特性曲线．1．用多用电表测电阻时，首先选择欧姆挡，然后进行欧姆调零，指针指在表盘的中值附近，测得的阻值较准确．2．电阻率ρ是反映材料导电性能好坏的物理量，电阻率越小，导电性能越好，定义式为ρ＝.3．平行板电容器的电容C＝.一、什么是传感器1．传感器是通过测量外界的物理量、化学量或生物量来捕捉和识别信息，并将被测量的非电学量转化成电学量的装置．2．传感器一般包括敏感

2、元件与转换电路等．二、传感器的类型根据检测量的不同，传感器可分为物理型、化学型和生物型．三、探究热敏电阻的温度特性曲线热敏电阻所用材料根据其温度特性可分为三类：正温度系数的热敏材料、负温度系数的热敏材料、临界温度系数的热敏材料．一、什么是传感器[问题设计]光声控延时开关的敏感元件有哪些？你能画出它的原理图吗？答案　有光敏感元件和声敏感元件．[要点提炼]1．各种传感器的作用都是把非电学量转换成电学量．2．传感器的结构：非电学量敏感元件―→处理电路电学量3．敏感元件是传感器中的关键性元件，它承担着直接“感知”和转换外界信息的任务．

3、二、研究光敏电阻的导电特性[问题设计]在工厂生产车间的生产线上安装计数器后，就可以准确得知生产产品的数量，如图1所示为光敏电阻自动计数器的示意图，其中R1为光敏电阻，R2为定值电阻．此光电计数器的基本工作原理是什么？图1答案　当光被产品挡住时，R1电阻增大，电路中电流减小，R2两端电压减小，信号处理系统得到低电压，每通过一个产品就获得一次低电压，并计数一次．[要点提炼]1．光敏电阻是用半导体材料(如硫化镉)制成的．特点：光照越强，电阻越小．2．光敏电阻能够把光照强弱这个光学量转换为电阻这个电学量．三、探究热敏电阻的温度特性[问

4、题设计]如图2所示，将多用电表的选择开关置于欧姆挡，再将多用电表的两支表笔与负温度系数的热敏电阻Rt的两端相连，这时表针恰好指在刻度盘的正中央．若在Rt上擦一些酒精，表针将如何摆动？若用吹风机将热风吹向电阻，表针将如何摆动？图2答案　由于酒精蒸发，热敏电阻Rt温度降低，电阻值增大，指针应向左偏；用吹风机将热风吹向电阻，Rt温度升高，电阻值减小，指针将向右偏．[要点提炼]1．金属导体的电阻率随温度升高而增大．2．热敏电阻一般用人工合成的新型陶瓷材料制成，也可用半导体材料制成．3．热敏电阻所用材料根据其温度特性可分为三类：(1)正

5、温度系数的热敏材料(PTC)：电阻随温度的上升而增加．(2)负温度系数的热敏材料(NTC)：电阻随温度的上升而下降．(3)临界温度系数的热敏材料(CTC)：电阻在很小的温度范围内急剧下降．一、对传感器的认识例1　如图3是一种测定油箱油量多少或变化多少的装置．其中电源电压保持不变，R是滑动变阻器，它的金属滑片是金属杆的一端．在装置中使用了一只电压表(图中没有画出)，通过观察电压表示数，可以了解油量情况．将电压表分别接在b、c之间与c、d之间，当油量变化时，电压表的示数变化有何不同？图3解析　①把电压表接在b、c之间，油量增加时，

6、R减小，电压表的示数减小；油量减少时，R增大，电压表的示数增大．②把电压表接在c、d之间，油量增加时，R减小，电路中电流增大，则R′两端的电压增大，电压表的示数增大，同理，油量减少时，电压表的示数减小．答案　见解析二、对光敏电阻的认识及应用例2　如图4所示，R1、R2为定值电阻，L为小灯泡，R3为光敏电阻，当入射光强度增大时(　　)图4A．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解析　当入射光强度增大时，R3阻值减小，外电路电阻随R3的减小而减小，R1两端电压因干路电流增大而增大，从而电压表

7、的示数增大，同时内电压增大，故电路的路端电压减小，A项正确，D项错误．由路端电压减小，而R1两端电压增大知，R2两端电压必减小，则R2中电流减小，故B项正确．结合干路电流增大知流过小灯泡的电流必增大，故小灯泡的功率增大，C项正确．答案　ABC三、对热敏电阻的认识及应用例3　如图5所示，RT为负温度系数的热敏电阻，R为定值电阻，若往RT上擦一些酒精，在环境温度不变的情况下，关于电压表示数的变化情况，下列说法中正确的是(　　)图5A．变大B．变小C．先变大后变小最后不变D．先变小后变大最后不变答案　D解析　往RT上擦酒精后，酒精蒸

8、发吸热，热敏电阻RT温度降低，电阻值增大，根据串联电路的分压特点，电压表示数变小．当酒精蒸发完毕后，RT的温度逐渐升高到环境温度后不变，所以热敏电阻的阻值逐渐减小，最后不变，故电压表的示数将逐渐变大，最后不变．所以选项D正确．1．(对传感器的认识)关于传感器，下列说法正确的是