1、 1传感器及其工作原理学习目标：1.知道什么是传感器 2知道什么是光敏电阻、热敏电阻、金属热电阻以及霍尔元件 3知道传感器的工作原理 重点难点：对传感器工作原理的理解一、 什么是传感器传感器是一种能够感受诸如力、温度、光、声、化学成分等_，并能把它们按照一定的规律转换为电压、电流等_，或转换为电路_的一类元件二、 光敏电阻1特点：电阻值随光照增强而_ 2原因分析：光敏电阻由半导体材料制成，无光照时，载流子_，导电性能_；随着光照的增强，载流子_，导电性_ 3作用：把光照强度这个光学量转换为电阻这个电学量 三、 热敏电阻和金属热电阻 热敏电阻 金属热电阻 特点 电阻率随温度升高而减小 电阻率随温
2、度升高而增大 制作材料 半导体 金属 优点 灵敏度好 化学稳定性好，测温范围大 作用 将温度这个热学量转换为电阻这个电学量 2四、霍尔元件 1组成：在一个很小的矩形半导体薄片上，制作 4 个电极 E、 F、 M、 N,就成为一个霍尔元件 2原理： E、 F 间通入恒定的电流 I，同时外加与薄片垂直的磁场 B 时,薄片中的载流子就在_力作用下,向着与电流和磁场都垂直的方向漂移，使 M、 N 间出现_ 3霍尔电压： UH _， d 为薄片厚度， k 为霍尔系数一个霍尔元件的 d、 k 为定值，若保持 I 恒定，则 UH的变化就与 B 成_ 4作用：把_这个磁学量转换为_这个电学量 1.如图为电阻
3、R 随温度 T 变化的图线，下列说法中正确的是( ) 多选A图线 1 是热敏电阻的图线，它是用金属材料制成的 B图线 2 是热敏电阻的图线，它是用半导体材料制成的 C图线 1 的材料化学稳定性好、测温范围大、灵敏度高 D图线 2 的材料化学稳定性差、测温范围小、灵敏度高 2霍尔元件能转换哪个物理量( ) A把温度这个热学量转换成电阻这个电学量 B把磁感应强度这个磁学量转换成电压这个电学量 C把力这个力学量转换成电压这个电学量 D把光照强弱这个光学量转换成电阻这个电学量 3. 如图所示， R1、 R2为定值电阻，L 为小灯泡， R3为光敏电阻，当光照射到 R3上的光强度增大时( ) 多选A电压表
4、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 34. 如图 616 所示， R3是光敏电阻，当开关 S 闭合后在没有光照射时， a、 b 两点等电势，当用光照射电阻 R3时，则( )A R3的电阻变小， a 点电势高于 b 点电势 B R3的电阻变小， a 点电势低于 b 点电势 C R3的电阻变大， a 点电势高于 b 点电势 D R3的电阻变大， a 点电势低于 b 点电势 5. 在温控电路中，通过热敏电阻阻值随温度的变化可实现对电路相关物理量的控制如图 617 所示电路， R1为定值电阻， R2为半导体热敏电阻(温度越高电阻越小), C 为电容器当环境温度降低
5、时( ) A电容器 C 的带电量增大 B电压表的读数增大 C电容器 C 两板间的电场强度减小 D R1消耗的功率增大 6. 如图 619 所示，厚度为 h，宽度为 d 的导体板放在垂直于它的磁感应强度为 B 的均匀磁场中，实验表明，当磁场不太强时，电势差 U、电流 I 和 B 的关系为 Uk .式中的比例系数 k 称为霍尔系数设IBd电流 I 是由电子的定向流动形成的，电子的平均定向速度为 v、电量为 e，(1)求电子所受的洛伦兹力的大小；(2)证明霍尔系数 k .其中 n 代表导体板单位体积中电子的个数1ne47.如图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
6、数，对于一个霍尔元件d、 k 为定值，如果保持电流 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( )A将永磁体的一个磁极逐渐靠近霍尔元件的工作面时， 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 5传感器预习答案1. 选 BD.热敏电阻是由半导体材料制成的，其稳定性差，测温范围小，但灵敏度高，其电阻随着温度的升高而减小金属电阻阻值随温度的升高而增大，图线 1 是金属电阻，图线 2 是热敏电阻 2.B3. 当照射光强度增大时，光敏电阻 R3
7、 的阻值变小，R 3 与 L 串联后再与 R2 并联的总电阻值变小、干路中总电流变大，R 1 两端电压变大，A 正确；R 2 两端电压减小，通过 R2 的电流减小，B 正确；总电流变大，通过 R2 的减小，所以通过小灯泡 L 的电流变大，灯泡变亮，功率增大，C 正确因为干路中电流变大，内电压变大，路端电压变小，D 错误故选 ABC. 【答案】 ABC 4. 选 A.光照射 R3 时，由光敏电阻特性， R3 的电阻变小，所以 UR3 减小，a 点电势升高，即 a 点电势高于b 点电势，A 正确5. AB当环境温度降低时，R 2 变大，电路的总电阻变大，由 I 知 I 变小，又 UEIr，电压表的
8、读数 U 增ER总大，B 正确；又由 U1IR 1 及 P1I 2R1 可知 U1 变小，R 1 消耗的功率 P1 变小，D 错误；电容器两板间的电压 U2UU 1，U 2 变大，由场强 E ，Q CU 2 可知 Q、E都增大，故 A 正确，C 错误U2d6. (1)F evB.(2)电子受到横向静电力与洛伦兹力的作用，两力平衡，有：e evB 得：UhvBUh通过导体的电流 Inevdh由 Uk ，有 hvBk 得 k .IBd nevBdhd 1ne7. 解析：选 ABD.一个磁极靠近霍尔元件工作面时，B 增强，由 UHk ，知 UH 将变大，故 A 正确两IBd极处磁场可看做与地面垂直，所以工作面应保持水平，故 B 正确赤道处磁场可看做与地面平行，所以工作面应保持竖直，故 C 错误若磁场与工作面夹角为 则应有 qvBsin q，可见 变化时，U H 将UHd变化，故 D 正确
