第2节 常见传感器的工作原理
课时训练
1．有一电学元件，温度升高时电阻却大幅度减小，则这种元件可能是（ ）
A．金属导体 B．绝缘体 C．半导体 D．超导体
2．用多用电表的同一档位测量热敏电阻和光敏电阻的阻值时，下列说法正确的是
A．测热敏电阻时，温度越高，多用电表指针偏角越大
B．测热敏电阻时，温度越高，多用电表指针偏角越小
C．测光敏电阻时，光照越弱，多用电表指针偏角越大
D．测光敏电阻时，光照越弱，多用电表指针偏角越小
3．利用半导体材料可制成哪些电子元件
A．热敏电阻 B．光敏电阻 C．晶体管 D．标准电阻
4．在彩色电视机中，为了克服地磁场对显象管的影响，都设有自动消磁电路，如图5.2-3甲，要求电视机每次开机(S接通)瞬间，消磁线圈L流过较大的电流，随后L中电流逐渐衰减，等到电视机正常工作之后，L中的电流几乎为零，这一过程称为自动消磁，实现自动消磁的关键元件是电路中的电阻R，它是一只热敏电阻，它的热敏特性控制了电路中的电流的变化（线圈对电流的阻碍作用可忽略不计），这只热敏电阻的伏安特性曲线应是图5.2-3乙中的哪个？
5．如图图5.2-4所示，R1、R2为定值电阻，L是小灯泡，R3为光敏电阻，当照射光强度增大时（ ）
A．电压表的示数增大 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
6．有定值电阻、热敏电阻、光敏电阻三只元件，将这三只元件分别接入如图图5.2-5所示的电路中A、B两点后，用黑纸包住元件或把元件置于热水中，观察欧姆表的示数，下列说法正确的是（ ）
A．置于热水中与不置于热水中相比，欧姆表示数变化较大，这个元件一定是热敏电阻
B．置于热水中与不置于热水中相比，欧姆表示数不变化，这个元件一定是定值电阻
C．用黑纸包住元件与不用黑纸包住相比，欧姆表示数变化较大，这个元件一定是光敏电阻
D．用黑纸包住元件与不用黑纸包住相比，欧姆表示数相同，这个元件一定是定值电阻
7．随着生活质量的提高，自动干手机已经进入家庭。洗手后，将湿手靠近自动干手机，机内的传感器便驱动电热器加热，有热空气从机内喷出，将湿手烘干，手靠近自动干手机能使传感器工作，是因为
A．改变了湿度 B．改变了温度 C．改变了磁场 D．改变了电容
8．家用电热灭蚊器中电热部分的主要部件是PTC元件，PTC元件是由酞酸钡等半导体材料制成的电阻器，其电阻率与温度的关系如图5.2-6所示，由于这种特性，PTC元件具有发热、控温两重功能，对此以下说法中正确的是（ ）
A．通电后其功率先增大后减小
B．通电后其功率先减小后增大
C．当其产生的热量与散发的热量相等时，温度保持在t1至t2的某一值不变
D．当其产生的热量与散发的热量相等时，温度保持在t1或t2不变
参考答案：
1. 答案：C
2. 答案：D（热敏电阻不知道是PTC还是NTC，选项A、B不能确定；光照越弱，光敏电阻越大，多用电表指针偏角越小）
3. 答案：ABC
4. 答案：B
5. 答案：ABC(提示：当照射光强度增大时，光敏电阻R3的阻值减小，外电路电阻随R3的减小而减小，R1两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，故A项正确，D项错误；由路端电压减小，而R1两端电压增大知，R2两端电压必减小，则R2中电流减小，故B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，C项正确）
6答案：AC
7. 答案：D
8. 答案：AC（根据PTC元件的电阻率随温度变化的曲线，可知在常温下，它的电阻是相当小的，通入电流以后，随着温度的升高，其电阻率先变小后增大，那么它的功率先变大，后变小，温度保持在在t1至t2的某一值不变，这时候电路处于稳定状态，如果温度再升高，电阻率变大，导致电流变小，温度就会降下来；如果温度降低，电阻率减小，导致电流变大，温度就会升上去，所以本题正确答案为A、C）
5.2《常见传感器的工作原理》学案
【学习目标】
1．通过实验探究光敏电阻的特性。
2．知道光电传感器具有将光信号转变为电信号的作用。
3．通过实验探究热敏电阻的特性。
4．知道温度传感器具有将温度信号转变为电信号的作用。
【学习重点】
常见传感器的工作原理
【知识要点】
1．光电传感器是一种能够感受___________，并按照一定规律把___________转换成___________的器件或装置。
光电传感器的敏感元件——光敏电阻
光敏电阻是用金属硫化物（如硫化镉）等半导体材料制成的，其电阻值随入射光的___________而改变。当光照射到这些半导体物质上时，它的电阻率___________，阻值随之。入射光______，电阻______；入射光_____，电阻_____。光敏电阻的电阻值对入射光很灵敏，不受光照射时，其电阻值是受光照射时的100~1000倍。在入射光强度一定时，光敏电阻器的电阻是确定的，如果此时光敏电阻接在电路中，光敏电阻中的电流与加在光敏电阻两端的电压的关系（即伏安特性）呈线性关系。
光信号 光信号 电信号 强弱 减小 减小 强 小 弱 大
2．温度传感器是一种将温度变化转换为电学量变化的。常见的温度传感器有___________和___________等。
有的热敏电阻的电阻值随温度的升高而减小，称为NTC（负温度系数）热敏电阻；还有一种热敏电阻的电阻值随温度的升高而增大，称为PTC（正温度系数）热敏电阻。PTC热敏电阻主要用于电器设备的___________保护，发热源的___________控制，或作___________元件使用。
热敏电阻 热电偶 过热 定温 限流
【典型例题】
例 一般的电熨斗用合金丝作发热元件，合金丝电阻R随温度t变化的关系如图所示的实线①，由于环境温度、熨烫衣服的厚度、干湿等情况不同，熨斗的散热功率不同，因而熨斗的温度可能会在较大的范围内波动，易损坏衣服。
有一种用主要成份为BaTiO3的称为“PTC”的特殊材料作发热元件的电熨斗，具有升温快，能自动控制温度的特点，PTC材料的电阻随温度变化的关系如图中实线②所示。
(1)为什么原处于冷态的“PTC”熨斗刚通电时，比普通电熨斗升温快？
(2)通电一段时间后，电熨斗温度稳定在什么范围内？
(3)简析PTC发热元件的自动控温过程。
解析：解答此题的关键是要看懂图中涉及的物理量的含义：图线①说明合金的电阻基本上不随温度的变化而变化；图线②说明在较低的温度下，“PTC”材料的电阻基本不变，但在某一温度范围内电阻会突变。
(1) 由图可知，冷态的“PTC”材料的电熨斗电阻比一般电熨斗电阻小，所以发热功率P＝U2/R较一般电熨斗大，所以在相同的时间内“PTC”升温快。
(2)由图可知，温度自动稳定在t6＜t＜t8范围内。
(3 )当熨斗温度升高到t6后，“PTC”材料的电阻急剧增大，电功率变小，此时如果散热功率大于电功率，熨斗温度会下降，当温度降低时，电阻R急剧减小，电功率增大，温度又升高……，因而熨斗的温度能稳定在一定的范围内。
【达标训练】
1．有一电学元件，温度升高时电阻却大幅度减小，则这种元件可能是（ ）
A．金属导体 B．绝缘体 C．半导体 D．超导体
答案：C
2．在彩色电视机中，为了克服地磁场对显象管的影响，都设有自动消磁电路，如图甲，要求电视机每次开机(S接通)瞬间，消磁线圈L流过较大的电流，随后L中电流逐渐衰减，等到电视机正常工作之后，L中的电流几乎为零，这一过程称为自动消磁，实现自动消磁的关键元件是电路中的电阻R，它是一只热敏电阻，它的热敏特性控制了电路中的电流的变化（线圈对电流的阻碍作用可忽略不计），这只热敏电阻的伏安特性曲线应是图乙中的哪个？
答案：B
3．有定值电阻、热敏电阻、光敏电阻三只元件，将这三只元件分别接入如图所示的电路中A、B两点后，用黑纸包住元件或把元件置于热水中，观察欧姆表的示数，下列说法正确的是（ ）
A．置于热水中与不置于热水中相比，欧姆表示数变化较大，这个元件一定是热敏电阻
B．置于热水中与不置于热水中相比，欧姆表示数不变化，这个元件一定是定值电阻
C．用黑纸包住元件与不用黑纸包住相比，欧姆表示数变化较大，这个元件一定是光敏电阻
D．用黑纸包住元件与不用黑纸包住相比，欧姆表示数相同，这个元件一定是定值电阻
答案：AC
【反思】
收
获
疑
问
课件54张PPT。
