高中物理人教版 (2019)选择性必修 第二册第五章 传感器1 认识传感器课前预习ppt课件

这是一份高中物理人教版 (2019)选择性必修 第二册第五章 传感器1 认识传感器课前预习ppt课件，共38页。PPT课件主要包含了什么是传感器，几种常见传感器，光敏电阻，热敏电阻，金属热电阻，磁敏元件干簧管，白色输入，蓝色输出，BveEe，UHBvl等内容，欢迎下载使用。
传感器是这样一类元件：它能够感受力、热、声、光等信息，按一定规律转换成与之对应的电信息输出的器件或装置。
硫化镉的电阻率与所受光照强度有关。光照强度改变，光敏电阻的阻值发生变化。
实验探究：光敏电阻的阻值随光照强度的变化
结论：光照强度增大，光敏电阻的阻值变小。
光敏电阻阻值随光照增强减小的原因：光照强度增大时，硫化镉这种材料有更多的电子获得能量，成为自由电子，载流子数目变多，光敏电阻导电性能变好。
用半导体材料制作而成的热敏电阻，在温度变化时，电阻值随之变化。
实验探究：热敏电阻的阻值随温度的变化
结论：温度升高时，热敏电阻阻值减小。
实验：描绘小灯泡伏安特性曲线
原因：电流增大，产热增多，导致灯丝温度升高，金属的电阻率随温度的升高而增大。
3.磁敏元件：霍尔元件
实验探究： 霍尔效应
k霍尔系数，d为元件的厚度。
1.如图，甲为热敏电阻的阻值-温度图像。图乙，用此热敏电阻和继电器组成一个简单的，恒温箱温控电路。继电器线圈的电阻为150Ω，当线圈中的电流大于或等于20mA时，继电器的衔铁被吸合。为继电器线圈儿供电的电池，电动势为6V，内阻不计.图乙中的电源是恒温箱加热器的电源。
（1）应该把恒温箱内的加热器接在AB端还是CD端？
（2）如果要使恒温箱内的温度保持100℃，可变电阻R﹐的阻值应调节为多少？
（3）为使恒温箱保持在更高的温度，可变电阻R﹐的阻值应增大还是减小？
2.为了节能和环保，一些公共场所，使用光控开关控制照明系统。光控开关可采用光敏电阻来控制，光敏电阻是阻值随着光的照度而发生变化的元件（照度可以反映光的强弱，光越强，照度越大，照度单位为Lx)某光敏电阻R在不同照度下的阻值如下表：
（1）表格中数据说明什么
光照照度增强，光敏电阻的阻值减小。
（2）如图所示，当1、2两端所加电压上升至2V时，控制开关自动启动照明系统，请利用下列器材设计一个简单电路．给1、2两端提供电压，要求：当天色渐暗照度降低至1.0(Lx)时启动照明系统，在虚线框内完成电路原理图。（不考虑控制开关对所设计电路的影响）
提供的器材如下：电源E(电动势3V，内阻不计)；定值电阻R1=10kΩ，R2=20kΩ,R3=40kΩ（限选其中一个，在图中画出）；开关及导线若干。
3.如图所示，是一个简单的磁控防盗报警装置，门的上边缘嵌入一小块儿永磁铁M。门框内，与M相对的位置嵌入干簧管H，并且将干簧管接入图示的电路。睡觉前连接好电路，当盗贼开门时，蜂鸣器就会叫起来。蜂鸣器两端的直流电压为4-6V时，会发出鸣叫声。请说明报警装置的工作原理。
4.霍尔元件是一种重要的磁传感器，常应用在与磁场有关的自动控制和测量系统中。如图甲所示，在一矩形半导体薄片的1、2间通入电流I，同时外加与薄片垂直的磁场B，当霍尔电压UH达到稳定值后，UH的大小与I和B以及霍尔元件厚度d之间满足关系式:
其中比例系数k称为霍尔系数，仅与材料性质有关。
（1）已知元件的厚度为d，宽度为b，通入电流的大小为I，磁感应强度大小为B，电子电量为e，单位体积内电子的个数为n，测量霍尔电压为UH，推导霍尔系数的表达式；
（2）霍尔元件一般采用半导体材料制成。目前广泛应用的半导体材料分为两大类：一类是“空穴”（相当于带正电的粒子）导电的P型半导体，另一类是电子导电的N型半导体。图甲中所示的半导体薄片，请你简要说明如何判断薄片是哪类半导体？
（3）图乙是霍尔测速仪的示意图，将非磁性圆盘固定在转轴上，圆盘的周边等距离地安装着m个永磁体，相邻永磁体的极性相反。霍尔元件置于被测圆盘的边缘附近。当圆盘匀速转动时，霍尔元件输出的电压脉冲信号图像如图丙所示。若在时间t内，霍尔元件输出的脉冲数目为N2，请导出圆盘转速N1的表达式: