沪教版高中物理选修2-1 5.1信息的获取——传感器_学案1

信息的获取——传感器
【学习目标】
1. 知道什么是传感器
2. 了解传感器的常用元件的特征
【学习重难点】
1. 知道什么是传感器
2. 了解传感器的常用元件的特征
【学习过程】
一、传感器：
传感器是指这样一类元件：它能够感受诸如力、温度、光、声、化学成分等 量，并能把它们按照一定的规律转换为电压、电流等 量，或转换为电路的通断。把非电学量转换为电学量以后，就可以很方便地进行测量、传输、处理和控制了。
传感器一般由敏感元件和输出部分组成，通过敏感元件获取外界信息并转换 信号，通过输出部分输出，然后经控制器分析处理。
常见的传感器有： 、 、 、 、力传感器、气敏传感器、超声波传感器、磁敏传感器等。
二、常见传感器元件：
1．光敏电阻：光敏电阻的材料是一种半导体，无光照时，载流子极少，导电性能不好；随着光照的增强，载流子增多，导电性能变好，光敏电阻能够把 这个光学量转换为电阻这个电学量。它就象人的眼睛，可以看到光线的强弱。
2．金属热电阻和热敏电阻：金属热电阻的电阻率随温度的升高而 ，用金属丝可以制作 传感器，称为 。它能用把 这个热学量转换为 这个电学量。
热敏电阻的电阻率则可以随温度的升高而 或 。
与热敏电阻相比，金属热电阻的 好，测温范围 ，但 较差。
3．电容式位移传感器能够把物体的 这个力学量转换为 这个电学量。
4．霍尔元件能够把 这个磁学量转换为电压这个电学量。
【达标检测】
1．如图所示为光敏电阻自动计数器的示意图，其中R1为光敏电阻，R2为定值电阻．此光电计数器的基本工作原理是（ ）
A．当有光照射R1时，信号处理系统获得高电压
B．当有光照射R1时，信号处理系统获得低电压
C．信号处理系统每获得一次低电压就计数一次
D．信号处理系统每获得一次高电压就计数一次
2．有定值电阻、热敏电阻、光敏电阻三只元件分别接入如图所示电路中A．B两点后，用黑纸包住元件置入热水中，观察欧姆表的示数，下列说法正确的是（ ）
A．置入热水中与不置入热水中相比，欧姆表示数变化较大，这只元件一定是热敏电阻
B．置入热水中与不置入热水中相比，欧姆表示数不变化，这只元件一定是定值电阻
C．用黑纸包住与不用黑纸包住元件相比，欧姆表示数变化较大，这只元件一定是光敏电阻
D．用黑纸包住与不用黑纸包住元件相比，欧姆表示数相同，这只元件一定是定值电阻
3．传感器是一种采集信息的重要器件。如图所示是一种测定压力的电容式传感器。当待测压力F作用于可动膜片电极时，可使膜片产生形变，引起电容的变化，将电容器、灵敏电流计和电源串联成闭合电路，那么（ ）
A．当F向上压膜片电极时，电容将减小
B．当F向上压膜片电极时，电容将增大
C．若电流计有示数，则压力F发生变化
D．若电流计有示数，则压力F不发生变化
4．如图所示，有电流I流过长方体金属块，金属块宽度为d，高为b，有一磁感应强度为B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n，试问金属块上、下表面哪面电势高？电势差是多少？（此题描述的是著名的霍尔效应现象）