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选修3-2精品学案全集(14份) 人教课标版11(实用教案)

传感器及其工作原理 学案(人教版选修)
.传感器是能够把易感受的力、温度、光、声、化学成分等按照一定的规律转换为容易 进行测 量,传输处理和控制的电压、电流等、或转换为电路的的一类元件.
.光敏电阻的特性:,光敏电阻能够把这个光学量转换为这个电学量. .金属热电阻的电阻率随温度的升 高而,热敏电阻的电阻率随温度的升高而,金属热电 阻和热敏 电阻都可以制作传感器.与热敏电阻相比,金属热电阻的,测温范围,但较差. .如图所示,、间通入恒定电流,同时外加与薄片垂直的磁场,则、间出现霍尔电压,=. 式中为薄片的厚度,为霍尔系数,它的大小与薄片的材料有关.
图 .关于干簧管,下列说法正确的是( ) . 干簧管接入电路中相当于电阻的作用 .干簧管是根据热胀冷缩的原理制成的 .干簧管接入电路中相当于开 关的作用 .干簧管是作为电控元件以实现自动控制的 .霍尔元件能转换哪个物理量( ) .把温度这个热学量转换成电阻这个电学量 .把磁感应强度这个磁学量转换成电压这个电学量 .把力这个力学量转换成电压这个电学量 .把光照强弱这个光学量转换成电阻这个电学量
【概念规律练】 知识点一光敏电阻 .如图所示,将多用电表的选择开关置于欧姆挡,再将电表的两支表笔分别与光敏电阻 的两端相连,这时表针恰好指在刻度盘的中央.若用不透光的黑纸将包裹起来,表针将向(填 “左”或“右”)转动;若用手电筒的光照射,表针将向(填 “左”或“右”)转动.
图 .如图所示为光敏电阻自动计数器的示意图,其中为光敏电阻,为定值电阻.此光电计 数器的基本工作原理是什么?


知识点二热敏电阻和金属热电阻 .如图所示,为定值电阻,为负温度系数的热敏电阻,为小灯泡,当温度降低时( )
图 .两端的电压增大 .电流表的示数增大 .小灯泡的亮度变强 .小灯泡的亮度变弱 .如图所示为电阻随温度变化的图线,下列说法中正确的是( )
图 .图线是热敏电阻的图线,它是用金属材料制成的 .图线是热敏电阻的图线,它是用半导体材料制成的 .图线的材料化学稳定性好、测温范围大、灵敏度高 .图线的材料化学稳定性差、测温范围小、灵敏度高 知识点三 霍尔元件 .如图所示,有电流流过长方体金属块,金属块宽为,高为,有一磁感应强度为的匀强 磁场垂直于纸面向里,金属块单位体积内的自由电子数为,问:金属块上、下表面哪面电势 高?电势差是多少?

.图是霍尔元件的工作原理示意图,如果用表示薄片的厚度,为霍尔系数,对于一个霍 尔元件、为定值,如果保持恒定,则可以验证随的变化情况.以下说法中正 确的是(工作面是 指较大的平面)( )
图 .将永磁体的一个磁极逐渐靠近霍尔元件的工作面,将变大 .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 .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 .改变磁感线与霍尔元件工作面的夹角,将发生变化 【方法技巧练】 含传感器的电路的分析技巧

.如图所示 ,、为定值电阻,为小灯泡,为光敏电阻,当照射光强度增大时( )
图 .电压表的示数增大 .中电流减小 .小灯泡的功率增大 .电路的路端电压增大 .如图所示是一火警报警装置的部分电路示意图,其中是半导体热敏传感器,它的电阻 随温度升 高而减小,、接报警器.当传感器所在处出现火情时,电流表的电流和、两端两压与 出现火情前相比( )
图 .变大,变大.变小,变小 .变小,变大.变大,变小
参考答案 课前预习练 .非电学量电学量通断 .随着光照的增强,载流子增多,导电性能变好光照强弱电阻 .增大减小温度化学稳定性好大灵敏度 . . [干簧管能感知磁场,是因为当两个舌簧所处位置的磁场方向相同时,就会吸引,所 以是做开关来使用,当磁场靠近或远离的时候,就会实现闭合或断开.] . [根据霍尔元件工作原理,载流子在洛伦兹力作用下漂移,形成霍尔电压,=,所以, 它将磁感应强度这个磁学量转换成电压这个电学量,故正确.] 课堂探究练 .左右 解析光敏电阻受光照越强,电阻越小,所以将用不透光的黑纸包起来,电阻增大,指针 左偏;若用手电筒的光照射,电阻减小,指针右偏. .见解析 解析当光被元件挡住时,光敏电阻的阻值增大,电路中电流减小 ,两端电压减小,信号 处理系统得到低电压,每通过一个元件就获得一次低电压,计数一次. 点评当光照增强时,光敏电阻的阻值减小,光照减弱时,光敏电阻的阻值增大.即光照 强弱的变化引起电路中电流和电压的一系列变化. . [与灯并联后与串联,与电源构成闭合电路,当温度降低时,热敏电阻的阻值增大, 外电路电阻增大,电流表读数变小,两端电压减小,灯两端电压增大,灯泡亮度变强,故正 确,其余各项均错.] 点评热敏电阻温度升高,电阻减小;温度降低,电阻增大. . [热敏电阻由半导体材料制成,电阻随温度升高而减小,且灵敏度高,金属热电阻随

温度升高电阻增大,灵敏度不高,但测温范围大,化学性质稳定.故、正确.] 点评.热敏电阻和金属热电阻的阻值随温度的变化方向是相反的.热敏电阻温度升高,电
阻减小,金属热电阻温度升高,电阻增大. .热敏电阻随温度变化明显.金属热电阻的化学稳定性好,测温范围大. .下表面电势高 解析因为自由电荷为电子,故由左手定则可判定向上偏,则上表面聚集负电荷,下表面
带多余等量的正电荷,故下表面电势高,设其稳定电压为.当运动电荷所受电场力与洛伦兹力 平衡时,有=,又因为导体中的电流==·,故=.
点评当电流在导体中流动时,运动电荷在洛伦兹力作用下,分别向导体上、下表面聚集, 在导体中形成电场,其中上表面带负电,电势低,随着正、负电荷不断向下、上表面积累, 电场增强,当运动电荷()所受电场力与洛伦兹力平衡时,即=时,电荷将不再向上或向下偏转, 上、下表面间形成稳定电压.
. [根据公式=可以看出,当磁极靠近霍尔元件的工作面时,增大,将变大,选项正确; 在地球两极附近,可以认为地磁场与水平面垂直,霍尔元件的工作面保持水平,故正确.而 在赤道上,地磁场与 水平面平行.若霍尔元件的工作面保持水平,则无电压产生,错误;改 变磁感线与霍尔元件工作面的夹角,相当于改变了霍尔系数,故将发生变化,故正确.]
点评霍尔元件把磁感应强度这个磁学量转换为电压这个电学量,电压与磁感应强度的关 系为=.
. [当光强度增大时,阻值减小,外电路电阻随的减小而减小,两 端电压因干路电流增 大而增大,同时内电压增大,故电路路端电压减小,而电压表的示数增大,项正确,项错误; 由路端电压减小,而两端电压增大知,两端电压必减小,则中电流减小,故项正确;结合干 路电流增大知流过小灯泡的电流必增大,则小灯泡的功率增大,项正确.]
. [当传感器所在处出现火情时,温度升高,电阻减小,电路的总电阻减小,总电流增 大,路端电压=-减小,(+)增大,并=-(+)减小,通过的电流减小,通过的电流=-增大, 对 .]
方法总结电路中涉及热敏电阻、光敏电阻或金属热电阻等元件时,熟记各种元件的特性, 然后依据动态电路问题的分析思路,由部分到整体再到部分的顺序进行分析.
人生最大的幸福,莫过于连一分钟都无法休息 零碎的时间实在可以成就大事业 珍惜时间可以使生命变的更有价值 时间象奔腾澎湃的急湍,它一去无返,毫不流连 一个人越知道时间的价值, 就越感到失时的痛苦 得到时间,就是得到一切 用经济学的眼光来看,时间就是一种财富 时间一点一滴凋谢,犹如蜡烛漫漫燃尽 我总是感觉到时间的巨轮在我背后奔驰,日益迫近 夜晚给老人带 来平静,给年轻人带来希望 不浪费时间,每时每刻都做些有用的事,戒掉一切不必要的行为 时间乃是万物中最宝贵的东西,但如果浪费了,那就是最大的浪费 我的产业多么美,多么广,多么 宽,时间是我的财产,我的田地是时间 时间就是性命,无端的空耗别人的时间,知识是取之不尽,用之不竭的。只有最大限度地挖掘它,才能体会到学习的乐趣。 新想法常常瞬息即逝,必须集 中精力,牢记在心,及时捕获。 每天早晨睁开眼睛,深吸一口气,给自己一个微笑,然后说:“在这美妙的一天,我又要获得多少知识啊!” 不要为这个世界而惊叹,要让这个世界为你而惊叹! 如 果说学习有捷径可走,那也一定是勤奋。 学习犹如农民耕作,汗水滋润了种子,汗水浇灌了幼苗,没有人瞬间奉送给你一个丰收。 藏书再多,倘若不读,只是一种癖好;读书再多,倘若不用, 只能成为空谈。 学习好似一片沃土,只要辛勤耕耘,定会有累累的硕果;如若懒于劳作,当别人跳起丰收之舞时,你已是后悔莫及了。 不渴望能够一跃千里,只希望每天能够前进一步,学习的 成功与失败原因是多方面的,要首先从自己身上找原因,才能受到鼓舞,找出努力的方向