4.1傳感器的原理4.2探究熱敏電阻的溫度特性曲線目標(biāo)定位 1.知道傳感器的定義，理解其工作原理.2.了解光敏電阻、熱敏電阻等元件的特征.3.會探究熱敏電阻的溫度特性曲線.一、什么是傳感器光聲控延時開關(guān)的敏感元件有哪些？你能畫出它的原理圖嗎？答案有光敏感元件和聲敏感元件.要點總結(jié)1.傳感器是通過測量外界的物理量、化學(xué)量或生物量來捕捉和識別信息，并將被測量的非電學(xué)量轉(zhuǎn)化成電學(xué)量的裝置.2.各種傳感器的作用都是把非電學(xué)量轉(zhuǎn)換成電學(xué)量.3.傳感器的結(jié)構(gòu)非電學(xué)量敏感元件處理電路電學(xué)量4.敏感元件是傳感器中的關(guān)鍵性元件，它承擔(dān)著直接“感知”和轉(zhuǎn)換外界信息的任務(wù).5.根據(jù)檢測量的不同，傳感器可分為物理型、化學(xué)型和生物型.例1如圖1是一種測定油箱油量多少或變化多少的裝置.其中電源電壓保持不變，R是滑動變阻器，它的金屬滑片是金屬桿的一端.在裝置中使用了一只電壓表(圖中沒有畫出)，通過觀察電壓表示數(shù)，可以了解油量情況.將電壓表分別接在b、c之間與c、d之間，當(dāng)油量變化時，電壓表的示數(shù)變化有何不同？圖1答案見解析解析把電壓表接在b、c之間，油量增加時，R減小，電壓表的示數(shù)減??；油量減少時，R增大，電壓表的示數(shù)增大.把電壓表接在c、d之間，油量增加時，R減小，電路中電流增大，則R兩端的電壓增大，電壓表的示數(shù)增大，同理，油量減少時，電壓表的示數(shù)減小.二、研究光敏電阻的導(dǎo)電特性在工廠生產(chǎn)車間的生產(chǎn)線上安裝計數(shù)器后，就可以準(zhǔn)確得知生產(chǎn)產(chǎn)品的數(shù)量，如圖2所示為光敏電阻自動計數(shù)器的示意圖，其中R1為光敏電阻，R2為定值電阻.此光電計數(shù)器的基本工作原理是什么？圖2答案當(dāng)光被產(chǎn)品擋住時，R1電阻增大，電路中電流減小，R2兩端電壓減小，信號處理系統(tǒng)得到低電壓，每通過一個產(chǎn)品就獲得一次低電壓，并計數(shù)一次.要點總結(jié)1.光敏電阻是用半導(dǎo)體材料(如硫化鎘)制成的.特點：光照越強，電阻越小.2.光敏電阻能夠把光照強弱這個光學(xué)量轉(zhuǎn)換為電阻這個電學(xué)量.例2(多選)如圖3所示，R1、R2為定值電阻，L為小燈泡，R3為光敏電阻，當(dāng)入射光強度增大時()圖3A.電壓表的示數(shù)增大B.R2中電流減小C.小燈泡的功率增大D.電路的路端電壓增大答案ABC解析當(dāng)入射光強度增大時，R3阻值減小，外電路總電阻隨R3的減小而減小，R1兩端電壓因干路電流增大而增大，從而電壓表的示數(shù)增大，同時內(nèi)電壓增大，故電路的路端電壓減小，A項正確，D項錯誤.由路端電壓減小，而R1兩端電壓增大知，R2兩端電壓必減小，則R2中電流減小，故B項正確.結(jié)合干路電流增大知流過小燈泡的電流必增大，故小燈泡的功率增大，C項正確.三、探究熱敏電阻的溫度特性如圖4所示，將多用電表的選擇開關(guān)置于歐姆擋，再將多用電表的兩支表筆與負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻Rt的兩端相連，這時表針恰好指在刻度盤的正中央.若在Rt上擦一些酒精，表針將如何擺動？若用吹風(fēng)機將熱風(fēng)吹向電阻，表針將如何擺動？圖4答案由于酒精蒸發(fā)，熱敏電阻Rt溫度降低，電阻值增大，指針應(yīng)向左偏；用吹風(fēng)機將熱風(fēng)吹向電阻，Rt溫度升高，電阻值減小，指針將向右偏.要點總結(jié)1.金屬導(dǎo)體的電阻率隨溫度升高而增大.2.熱敏電阻一般用人工合成的新型陶瓷材料制成，也可用半導(dǎo)體材料制成.3.熱敏電阻所用材料根據(jù)其溫度特性可分為三類(1)正溫度系數(shù)的熱敏材料(PTC)：電阻隨溫度的上升而增加.(2)負(fù)溫度系數(shù)的熱敏材料(NTC)：電阻隨溫度的上升而下降.(3)臨界溫度系數(shù)的熱敏材料(CTC)：電阻在很小的溫度范圍(臨界)內(nèi)急劇下降.例3(多選)在溫控電路中，通過熱敏電阻阻值隨溫度的變化可實現(xiàn)對電路相關(guān)物理量的控制.如圖5所示電路，R1為定值電阻，R2為半導(dǎo)體熱敏電阻(溫度越高電阻越小)，C為電容器.當(dāng)環(huán)境溫度降低時()圖5A.電容器C的帶電荷量增大B.電壓表的讀數(shù)增大C.電容器C兩板間的電場強度減小D.R1消耗的功率增大答案AB解析當(dāng)環(huán)境溫度降低時，R2變大，電路的總電阻變大，由I知I變小，又UEIr，電壓表的讀數(shù)U增大，B正確；又由P1I2R1可知，R1消耗的功率P1變小，D錯誤；電容器兩板間的電壓U2UU1，U1IR1，可知U1變小，U2變大，由場強E，QCU2可知Q、E都增大，故A正確，C錯誤. 1.(對傳感器的認(rèn)識)關(guān)于傳感器，下列說法正確的是 ()A.所有傳感器都是由半導(dǎo)體材料制成的B.金屬材料也可以制成傳感器C.傳感器主要是通過感知電壓的變化來傳遞信號的D.水銀溫度計是一種傳感器答案B解析大多數(shù)傳感器是由半導(dǎo)體材料制成的，某些金屬也可以制成傳感器，如金屬熱電阻，故A錯，B對；傳感器將非電學(xué)量轉(zhuǎn)換為電學(xué)量，因此傳感器感知的應(yīng)該是“非電信號”，故C錯；水銀溫度計能感受熱學(xué)量，但不能把熱學(xué)量轉(zhuǎn)化為電學(xué)量，因此不是傳感器，故D錯.2.(光敏電阻的特性)如圖6所示的電路中，電源兩端的電壓恒定，L為小燈泡，R為光敏電阻，R與L之間用擋板(未畫出)隔開，LED為發(fā)光二極管(電流越大，發(fā)出的光越強)，且R與LED間距不變，下列說法中正確的是()圖6A.當(dāng)滑動觸頭P向左移動時，L消耗的功率增大B.當(dāng)滑動觸頭P向左移動時，L消耗的功率減小C.當(dāng)滑動觸頭P向右移動時，L消耗的功率可能不變D.無論怎樣移動滑動觸頭P，L消耗的功率都不變答案A解析滑動觸頭P左移，滑動變阻器接入電路的電阻減小，流過二極管的電流增大，從而發(fā)光增強，使光敏電阻R減小，最終達到增大流過燈泡的電流的效果.3.(對熱敏電阻、光敏電阻的認(rèn)識)如圖7所示為某傳感裝置內(nèi)部部分電路圖，RT為正溫度系數(shù)熱敏電阻，其特性為隨著溫度的升高阻值增大；R1為光敏電阻，其特性為隨著光照強度的增強阻值減小；R2和R3均為定值電阻，電源電動勢為E，內(nèi)阻為r，V為理想電壓表.若發(fā)現(xiàn)電壓表示數(shù)增大，可能的原因是()圖7熱敏電阻溫度降低，其他條件不變熱敏電阻溫度升高，其他條件不變光照減弱，其他條件不變光照增強，其他條件不變A. B. C. D.答案A解析熱敏電阻溫度降低時，其阻值減小，外電路總電阻減小，總電流增大，路端電壓隨之減小，通過光敏電阻的電流減小，通過R3的電流增大，電壓表的讀數(shù)增大，符合題意，故正確.同理可得熱敏電阻溫度升高，其他條件不變，電壓表的示數(shù)減小，不符合題意，故錯誤.光照減弱，光敏電阻的阻值增大，外電路總電阻增大，路端電壓增大，則電壓表的示數(shù)增大，故正確.光照增強，光敏電阻的阻值減小，外電路總電阻減小，路端電壓減小，則電壓表的示數(shù)減小，故錯誤.本題選A.