高中物理教科版 (2019)选择性必修 第二册常见传感器的工作原理学案设计

这是一份高中物理教科版 (2019)选择性必修 第二册常见传感器的工作原理学案设计，共6页。

1.认识常见的敏感元件及其特性
2.理解常见传感器的工作原理及简单应用
重点、难点
常见传感器的工作原理及简单应用
1.光敏电阻
（1）特点：光敏电阻在被①______时电阻发生变化。光照增强时，电阻②______；光照减弱时，电阻③______。
（2）原因：光敏电阻的构成物质硫化镉为半导体材料，无光照时，载流子极少，导电性能差；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。
2．金属热电阻
金属的电阻率随④______的升高而增大，用金属丝可以制作温度传感器，称为热电阻，如图所示为某金属导线电阻的温度特性曲线。
3．热敏电阻
热敏电阻由半导体材料制成，其电阻值随温度的变化非常明显，如图所示为某一热敏电阻的电阻值随温度变化的特性曲线。
4.力传感器：力传感器是一种把力学量转换为电学量的装置。常用的力传感器是由铝合金梁和应变片组成的应变式力传感器
答案：
①光照射 ②减小 ③增大 ④温度 ⑤减小 ⑥增大
氧化锰热敏电阻
金属热电阻
特点
电阻率随温度的升高而⑤______
电阻率随温度的升高而⑥______
制作材料
金属氧化物
金属导体
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阻值这个电学量
1.为保障住户安全，多地小区开始在电梯里尝试使用一种“黑科技”，来阻止电动车进电梯。当电动车进入电梯时，这种“黑科技”就会自动报警，它用到的传感器和下列哪个装置用到的传感器相同( )
A.电饭锅B.烟雾报警器C.刷脸考勤机D.酒精检测仪
2.光敏电阻是光电传感器中常见的光敏元件，其阻值随所受光照强度的增大而减小.如图所示，R是光敏电阻，是定值电阻，电源内阻不能忽略，则当R受到的光照强度增大时，下列说法一定正确的是( )
A.电流表示数减小B.电源效率减小
C.定值电阻的电功率减小D.光敏电阻R的电功率减小
3.传感器是把非电学物理量（如位移、压力、流量、声强等）转换成电学量的一种元件。如图所示为一种电容传感器，电路可将声音信号转化为电信号。电路中a、b构成一个电容器，b是固定不动的金属板，a是能在声波驱动下沿水平方向振动的镀有金属层的振动膜。若声源S发出频率恒定的声波使a振动，则a在振动过程中( )
A.a、b板之间的电场强度不变
B.a、b板所带的电荷量不变
C.向右位移最大时，电容器的电容量最大
D.电路中始终有方向不变的电流
4.金属的电阻率随温度的升高而_______。用金属丝可以制作________传感器，称为________。
答案以及解析
1.答案：C
解析：当电动车进入电梯时，这种“黑科技”就会自动报警，利用抓取图像识别的方式实现。A.电饭锅用到了温度传感器，故A错误；B.烟雾报警器用到了光电传感器，故B错误；C.刷脸考勤机用到了人脸识别，故C正确；D.酒精检测仪用到了酒精传感器，故D错误。故选C。
2.答案：B
解析：AC.当R受到的光照强度增大时，R阻值减小，总电阻减小，则总电流变大，即电流表示数变大，根据可知，定值电阻的电功率变大，选项AC错误；B.电源效率，外电阻减小，则电源效率减小，选项B正确；D.将电阻看做电源内阻，则当电阻时光敏电阻R上的功率最大，但因不明确光敏电阻R的阻值与电阻之间的大小关系，不能判断光敏电阻的功率变化情况，选项D错误。故选B。
3.答案：C
解析：A.电容器与电源相连，则电容的电压不变。当振动膜片a向右振动时电容器两极板的距离周期性变化，由知，U不变的情况下，a、b板间场强周期性变化，选项A错误；
B.由知，U不变，C在变化，则电容器所带电量也在变化，选项B错误；
C.电容器的电容，当向右位移最大时，板间距离最小，则电容器的电容量最大，选项C正确；
D.当振动膜片a向右振动时电容器两极板的距离周期性变化，根据及可知电容器的电量不断变化，充电和充电交替产生，所以电路中电流方向时刻在变化，选项D错误。
故选C。
4.答案：增大；温度；热电阻
解析：金属的电阻率随温度的升高而增大。用金属丝可以制作温度传感器，称为热电阻。