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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＝RSl.
3．平行板电容器的电容C＝εrS4πkd.
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
2 / 10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――→非电信息敏感元件―→处理电路――→电信息电学量
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．
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．
3 / 10[要点提炼]
1．光敏电阻是用半导体材料(如硫化镉)制成的．
尚水作品 亲爱的同学：这份试卷将再次记录你的自信、沉着、智慧和收获，我们一直投给你信任的目光……
学 习 资 料 专 题
4.3 用传感器做实验4.4 信息时代离不开传感器
[目标定位] 1.知道温度传感器、力传感器的原理和应用.2.理解霍尔元件的原理.3.了解现代生产、生活中常用的传感器.
一、实验中常见的几种传感器的分析
1.温度传感器的原理
温度传感器是利用热敏电阻的阻值会随温度的变化而变化的原理制成的，它能把温度这个热学量转换为电压这个电学量.如各种家用电器(空调、冰箱、热水器、饮水机等)的温度控制器、火警报警器、恒温箱等.
2.力传感器的原理
如图1所示，力传感器可以用来测重力、压力、拉力等各种力，应变片能够把物体形变这个力学量转换为电压这个电学量.
图1
3.磁传感器的原理(霍尔效应的应用)
(1)霍尔元件是一种磁敏感元件.
(2)霍尔效应：如图2所示，在金属薄片相对的两侧面通以控制电流I，在与薄片垂直方向施加磁感应强度为B的磁场，那么，在垂直于电流和磁场方向的另外两个侧面将产生与控制电流和磁场成正比的电动势UH，这种现象称为霍尔效应，即UH＝RHIBd.
图2 尚水作品 例1 (多选)如图3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(工作面是指较大的平面)(
)
图3
A.将永磁体的一个磁极逐渐靠近霍尔元件的工作面，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
答案 ABD
解析 将永磁体的磁极逐渐靠近霍尔元件的工作面时，B增大，I恒定，由公式UH＝RHIBd知UH将变大，选项A正确；地球两极的磁场方向在竖直方向上，所以霍尔元件的工作面应保持水平，使B与工作面垂直，选项B正确；地球赤道上的磁场沿水平方向，只有霍尔元件的工作面在竖直方向且垂直于南北时，B才与工作面垂直，选项C错误；改变磁感线与霍尔元件工作面的夹角，B在垂直工作面方向上的大小发生变化，UH将发生变化，选项D正确.
中小学教育教学资料
4.3 用传感器做实验4.4 信息时代离不开传感器
[目标定位] 1.知道温度传感器、力传感器的原理和应用.2.理解霍尔元件的原理.3.了解现代生产、生活中常用的传感器.
一、实验中常见的几种传感器的分析
1.温度传感器的原理
电的变化而变化的原理制成的，它能把温度这个热学量转换为温度温度传感器是利用热敏电阻的阻值会随.等的温度控制器、火警报警器、恒温箱)等空调、冰箱、热水器、饮水机(器如各种家用电.量这个电学压
2.力传感器的原理
这个力学量转换为体形变物所示，力传感器可以用来测重力、压力、拉力等各种力，应变片能够把1图如.量这个电学电压
图1
3.磁传感器的原理(霍尔效应的应用)
.件元磁敏感霍尔元件是一种)(1
(2)霍尔效应：如图2所示，在金属薄片相对的两侧面通以控制电流I，在与薄片垂直方向施加磁感应强度为B的磁场，那么，在垂直于电流和磁场方向的另外两个侧面将产生与控制电流和磁场成正比的电动势UH，这种现象称为霍尔效应，即UH＝RHIBd.
图2
例1(多选)如图3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(工作面是指较大的平面)()
图3 中小学教育教学资料
A.将永磁体的一个磁极逐渐靠近霍尔元件的工作面，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
答案ABD
解析 将永磁体的磁极逐渐靠近霍尔元件的工作面时，B增大，I恒定，由公式UH＝RHIBd知UH将变大，选项A正确；地球两极的磁场方向在竖直方向上，所以霍尔元件的工作面应保持水平，使B与工作面垂直，选项B正确；地球赤道上的磁场沿水平方向，只有霍尔元件的工作面在竖直方向且垂直于南北时，B才与工作面垂直，选项C错误；改变磁感线与霍尔元件工作面的夹角，B在垂直工作面方向上的大小发生变化，UH将发生变化，选项D正确.
1 第4章 传感器与现代社会
章末总结
一、常见敏感元件的特点及应用
1.光敏电阻：光敏电阻的阻值与所受光照的强度有关，光照增强阻值减小，光照减弱阻值增大.
2.热敏电阻：热敏电阻有正温度系数、负温度系数和临界温度系数三种.正温度系数的热敏电阻的阻值随温度升高而增大，负温度系数的热敏电阻的阻值随温度升高而减小.
3.霍尔元件能够把磁感应强度这个磁学量转换成电压这个电学量.
例1 如图1所示是一火警报警器的部分电路示意图.其中R2为用半导体负温度系数热敏材料制成的传感器，电流表为值班室的显示器，a、b之间接报警器.当传感器R2所在处出现火情时，显示器的电流I、报警器两端的电压U的变化情况是 (
)
图1
A.I变大，U变大 B.I变大，U变小
C.I变小，U变大 D.I变小，U变小
答案 D
解析 R2所在处出现火情时，温度升高，则R2的阻值减小.R2↓→R总↓→I干↑→U1↑→U3↓→I↓，故显示器的电流I变小，由U＝E－I干r，I干变大，知U变小，故选项D正确.
2 针对训练 如图2所示是某居民小区门口利用光敏电阻设计的行人监控装置，R1为光敏电阻，R2为定值电阻，A、B接监控装置.则(
)
图2
①当有人通过而遮蔽光线时，A、B之间电压升高 ②当有人通过而遮蔽光线时，A、B之间电压降低 ③当仅增大R2的阻值时，可增大A、B之间的电压 ④当仅减小R2的阻值时，可增大A、B之间的电压
A.①③ B.①④ C.②③ D.②④
答案 C
解析 R1是光敏电阻，有光照射时，阻值变小，当有人通过而遮蔽光线时，R1的阻值变大，回路中的电流I减小，A、B间的电压U＝IR2减小，故①错误，②正确；由闭合电路欧姆定律得：U＝E－I(R1＋r)，当仅增大R2的阻值时，电路中的电流减小，A、B间的电压U增大，故③正确；当仅减小R2的阻值时，电路中的电流增大，A、B间的电压U减小，故④错误，故应选C.
