高二物理传感器的应用2(1)

高二物理：电容器电势变化问题和电容式传感器问题班级__________ 座号_____姓名__________ 分数__________一、知识清单1． 电容器中P 点电势变化问题2． 常见电容式传感器二、选择题3． (多选)电容式话筒的保真度比动圈式话筒好，其工作原理如图6-1-9所示。

Q 是绝缘支架，薄金属膜M 和固定电极N 形成一个电容器，被直流电源充电。

当声波使膜片振动时，电容发生变化，电路中形成变化的电流。

在膜片向右运动的过程中（ ） A ．电容变大B ．电容变小C ．导线AB 中有向左的电流D ．导线AB 中有向右的电流 【答案】AC【解析】声波使膜片向右振动，MN 间距减小，电容变大，A 正确，B错误；MN 间的电压不变，由Q ＝CU 知Q 变大，继续充电，则导线AB 中有向左的电流，C 正确，D 错误。

4． 如图所示为测定压力的电容式传感器，将平行板电容器、灵敏电流表(零刻度在中间)和电源串联成闭合回路，当压力F 作用于可动膜片电极上时，膜片发生形变，引起电容的变化，导致灵敏电流表指针偏转，在对膜片开始施加压力使膜片电极从图中的虚线推到图中实线位置并保持固定的过程中，灵敏电流表指针偏转情况为(电流从电流表正接线柱流入时指针向右偏)（ ） A ．向右偏到某一刻度后回到零刻度 B ．向左偏到某一刻度后回到零刻度 C ．向右偏到某一刻度后不动 D ．向左偏到某一刻度后不动 【答案】 A【解析】 [思路点拨] 根据电容的公式C ＝εr S 4πkd 和C ＝Q U ，按以下思路进行分析。

压力F 作用下→d 变化→C 变化→Q 变化→回路中产生电流压力F 作用时，极板间距d 变小，由C ＝εr S4πkd ，电容器电容C 变大，又根据Q ＝CU ，极板带电荷量变大，所以电容器应充电，灵敏电流计中产生由正接线柱流入的电流，所以指针将右偏。

F 不变时，极板保持固定后，充电结束，指针回到零刻度。

教科版高二物理选修3《传感器》教案及教学反思一、教学目标1.了解传感器的基本概念、分类和工作原理；2.能够描述光电传感器的工作原理；3.能够分析和解决传感器在实际应用中遇到的问题。

二、教学重点1.传感器的分类和工作原理；2.光电传感器的工作原理。

三、教学难点1.传感器的在实际应用中的问题分析与解决。

四、教学方法1.讲授；2.小组合作；3.实验。

五、教学内容第一节：传感器的基本概念和分类一、教学目标1.学生了解传感器的基本概念；2.学生了解传感器的分类。

二、教学重点1.传感器的基本概念；2.传感器的分类。

三、教学难点1.学生理解传感器的基本概念；2.学生理解传感器的分类。

四、教学内容1.传感器的定义：传感器是一种能够将非电信号（如力、形状、温度、光、声、化学等）转换为电信号的器件。

2.传感器的分类：根据不同的物理量对传感器进行分类，主要有光电传感器、磁传感器、压力传感器、温度传感器等。

五、教学方法讲授+小组合作第二节：光电传感器的工作原理一、教学目标1.学生了解光电传感器的工作原理；2.学生掌握光电传感器的运用。

二、教学重点1.光电传感器的工作原理；2.光电传感器的应用。

三、教学难点1.学生理解光电传感器的工作原理；2.学生掌握光电传感器的应用。

四、教学内容1.光电传感器的定义：利用光电效应、光阻效应、光电导效应、光电发射效应等原理，将光辐射的强度和位置信息转化成电信号。

2.光电传感器的工作原理：利用光电晶体在受光后释放出的电子和空穴，形成电子-空穴对，从而产生感电效应，进而输出电信号。

3.光电传感器的应用：主要应用于自动控制、光电测量、机器人、智能控制等领域。

五、教学方法讲授+小组合作+实验第三节：传感器在实际应用中的问题分析与解决一、教学目标1.学生了解传感器在实际应用中的问题；2.学生能够分析和解决传感器在实际应用中遇到的问题。

二、教学重点1.传感器在实际应用中的问题；2.分析传感器在实际应用中遇到的问题，并解决这些问题。

第1节认识传感器第2节常见传感器的工作原理及应用学习目标要求核心素养和关键能力1.知道传感器的概念和工作原理。

2.知道光敏电阻、热敏电阻的特性和应用。

3.了解霍尔元件的原理。

4.会分析传感器在生产生活中的应用。

1.科学思维通过对传感器工作原理的理解，体会将非电学量转化为电学量的方法。

2.关键能力科学探究能力。

一、认识传感器1．传感器的定义：能够感受诸如力、温度、光、声、化学成分等被测量，并能把它们按照一定的规律转换为便于传送和处理的可用信号输出。

通常是电压、电流等电学量，或转换为电路的通断。

2．非电学量转换为电学量的意义：把非电学量转换为电学量，可以很方便地进行测量、传输、处理和控制。

3．传感器的组成：传感器的基本部分一般由敏感元件、转换元件组成。

4．传感器应用的一般模式【判一判】(1)传感器可以把非电学量转换为电学量。

(√)(2)传感器可以把力学量(如形变量)转变成电学量。

(√)(3)传感器可以把热学量转变成电学量。

(√)(4)传感器可以把光学量转变成电学量。

(√)二、光敏电阻1．特点：光照越强，电阻越小。

2．原理：无光照时，载流子少，导电性能不好；随着光照的增强，载流子增多，导电性变好。

3．作用：把光照强弱这个光学量转换为电阻这个电学量。

三、金属热电阻和热敏电阻1．热敏电阻：用半导体材料制成。

可分为正温度系数的热敏电阻和负温度系数的热敏电阻。

(1)正温度系数的热敏电阻随温度升高电阻增大。

(2)负温度系数的热敏电阻(如氧化锰热敏电阻)随温度升高电阻减小。

2．金属热电阻：金属的电阻率随温度升高而增大，利用这一特性，金属丝也可以制作成温度传感器，称为热电阻。

【判一判】(1)光敏电阻的阻值随光线的强弱变化，光照越强电阻越小。

(√)(2)热敏电阻在温度升高时阻值变小。

(×)(3)金属热电阻在温度升高时阻值变小。

(×)(4)热敏电阻一般用半导体材料制作，导电能力随温度的升高而增强，但灵敏度低。

高二物理知识点归纳总结一、传感器的及其工作原理1、有一些元件它能够感受诸如力、温度、光、声、化学成分等非电学量，并能把它们按照一定的规律转换为电压、电流等电学量，或转换为电路的通断。

我们把这种元件叫做传感器.它的优点是：把非电学量转换为电学量以后，就可以很方便地进行测量、传输、处理和控制了。

2、光敏电阻在光照射下电阻变化的原因：有些物质，例如硫化镉，是一种半导体材料，无光照时，载流子极少，导电性能不好；随着光照的增强，载流子增多，导电性变好。

光照越强，光敏电阻阻值越小。

3、金属导体的电阻随温度的升高而增大，热敏电阻的阻值随温度的升高而减小，且阻值随温度变化非常明显。

金属热电阻与热敏电阻都能够把温度这个热学量转换为电阻这个电学量，金属热电阻的化学稳定性好，测温范围大，但灵敏度较差。

二、传感器的应用（一）1.光敏电阻。

2.热敏电阻和金属热电阻。

3.电容式位移传感器。

4.力传感器————将力信号转化为电流信号的元件。

5.霍尔元件。

霍尔元件是将电磁感应这个磁学量转化为电压这个电学量的元件。

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，导体板左右两例会形成稳定的电压，被称为霍尔电势差或霍尔电压。

1.传感器应用的一般模式。

2.传感器应用：力传感器的应用——电子秤。

声传感器的应用——话筒。

温度传感器的应用——电熨斗、电饭锅、测温仪。

光传感器的应用——鼠标器、火灾报警器。

四、传感器的应用实例：1、光控开关。

2、温度报警器。

五、传感器定义国家标准GB7665-87对传感器下的定义是：“能感受规定的被测量件并按照一定的规律（数学函数法则）转换成可用信号的器件或装置，通常由敏感元件和转换元件组成”。

中国物联网校企联盟认为，传感器的存在和发展，让物体有了触觉、味觉和嗅觉等感官，让物体慢慢变得活了起来。

高二物理必背知识点总结梳理高二物理必背知识点总结梳理一、三种产生电荷的方式：1、摩擦起电：(1)正点荷：用绸子摩擦过的玻璃棒所带电荷;(2)负电荷:用毛皮摩擦过的橡胶棒所带电荷;(3)实质：电子从一物体转移到另一物体;2、接触起电：(1)实质：电荷从一物体移到另一物体;(2)两个完全相同的物体相互接触后电荷平分;(3)、电荷的中和：等量的异种电荷相互接触，电荷相合抵消而对外不显电性，这种现象叫电荷的中和;3、感应起电：把电荷移近不带电的导体，可以使导体带电;(1)电荷的基本性质：同种电荷相互排斥、异种电荷相互吸引;(2)实质：使导体的电荷从一部分移到另一部分;(3)感应起电时，导体离电荷近的一端带异种电荷，远端带同种电荷;4、电荷的基本性质：能吸引轻小物体;二、电荷守恒定律：电荷既不能被创生，亦不能被消失，它只能从一个物体转移到另一物体，或者从物体的一部分转移到另一部分;在转移过程中，电荷的总量不变。

三、元电荷：一个电子所带的电荷叫元电荷，用e表示。

1、e=1.6×10-19c;2、一个质子所带电荷亦等于元电荷;3、任何带电物体所带电荷都是元电荷的整数倍;四、库仑定律：真空中两个静止点电荷间的相互作用力，跟它们所带电荷量的乘积成正比，跟它们之间距离的二次方成反比，作用力的方向在它们的连线上。

电荷间的这种力叫库仑力，1、计算公式：F=kQ1Q2/r2(k=9.0×109N.m2/kg2)2、库仑定律只适用于点电荷(电荷的体积可以忽略不计)3、库仑力不是万有引力;五、电场：电场是使点电荷之间产生静电力的一种物质。

1、只要有电荷存在，在电荷周围就一定存在电场;2、电场的基本性质：电场对放入其中的电荷(静止、运动)有力的作用;这种力叫电场力;3、电场、磁场、重力场都是一种物质六、电场强度：放入电场中某点的电荷所受电场力F跟它的电荷量Q的比值叫该点的电场强度;1、定义式：E=F/q;E是电场强度;F是电场力;q是试探电荷;2、电场强度是矢量，电场中某一点的场强方向就是放在该点的正电荷所受电场力的方向(与负电荷所受电场力的方向相反)3、该公式适用于一切电场;4、点电荷的电场强度公式：E=kQ/r2七、电场的叠加：在空间若有几个点电荷同时存在，则空间某点的电场强度，为这几个点电荷在该点的电场强度的矢量和;解题方法：分别作出表示这几个点电荷在该点场强的有向线段，用平行四边形定则求出合场强;八、电场线：电场线是人们为了形象的描述电场特性而人为假设的线。

高二物理《传感器的应用》练习题（40分钟50分）一、选择题（本题共5小题，每小题6分，共30分）1.传感器的种类多种多样，其性能也各不相同，当室内温度达到设定的温度后，空调机会自动停止工作，空调机内使用的传感器是（）A.生物传感器B.红外传感器C.温度传感器D.压力传感器2.下列说法正确的是（）A.话筒是一种常用的声传感器，其作用是将电信号转换为声信号B.电熨斗能够自动控制温度的原因是它装有双金属片温度传感器，这种传感器作用是控制电路的通断C.电子秤所使用的测力装置是应变片D.半导体热敏电阻常用作温度传感器，因为温度越高，它的电阻值越大3.（2013·绍兴高二检测）如图是自动调温式电熨斗，下列说法错误的是（）A.常温时上下触点是接触的B.双金属片温度升高时，上金属片形变较大，双金属片将向下弯曲C.原来温度控制在80℃断开电源，现要求60℃断开电源，应使调温旋钮下调一些D.由熨烫丝绸衣物状态转换为熨烫棉麻衣物状态，应使调温旋钮下调一些4.用电流传感器可以清楚地演示一些电学元件对电路中电流的影响。

如图所示，在电路中接入电感线圈，闭合开关时，计算机显示的电流随时间变化的图像会是哪一种（）5.（2013·保定高二检测）某种角速度计，其结构如图所示。

当整个装置绕轴OO′转动时，元件A相对于转轴发生位移并通过滑动变阻器输出电压，电压传感器（传感器内阻无限大）接收相应的电压信号。

已知A的质量为m，弹簧的劲度系数为k、自然长度为l，电源的电动势为E、内阻不计。

滑动变阻器总长也为l，电阻分布均匀，装置静止时滑片P在变阻器的最左端B端，当系统以角速度ω转动时，则（）A.电路中电流随角速度的增大而增大B.电路中电流随角速度的增大而减小C.弹簧的伸长量为x=D.输出电压U与ω的函数式为U=二、非选择题（本题共2小题，共20分。

需要写出规范的解题步骤）6.（8分）（2013·宿迁高二检测）为了节能和环保，一些公共场所使用光控开关控制照明系统，光控开关可采用光敏电阻来控制，光敏电阻是阻值随着光的照度而发生变化的元件（照度可以反映光的强弱，光越强照度越大，照度单位为Lx）。