1、学案3 用传感器做实验 第四章 传感器与现代生活 观看视频,神奇的机器工人 一、温度传感器 敏感元件由热敏电阻金属铂制成 铂电阻的温度系数稳定、电阻率高、测量范围宽,因此被广泛用作工业测温元件 一、温度传感器 外界的温度变化通过金属管、导热硅脂,再通过封装片传递到铂电阻 金属热电阻铂电阻 一、温度传感器 二、力传感器 二、力传感器 金属梁 U1U2两个应变片的形变引起电阻变化致使两个应变片的电压差变化二、力传感器 力(形变)电压 关于电子秤中应变式力传感器说法正确的是()A应变片是由导体材料制成B当应变片的表面拉伸时,其电阻变大,反之变小C传感器输出的是应变片上的电压D外力越大,输出的电压差值
2、也越大应变片多用半导体材料制成传感器输出的是应变片上、下两表面的电压差且随外力增大,输出电压差值增大1 霍尔元件在一个很小的矩形半导体(如砷化铟)薄片上,制作四个电极E、F、M、N就成为一个霍尔元件。霍尔元件三、磁传感器霍尔效应 定向移动的电荷受到方向 平行于侧面向里的洛伦兹力的 作用。在这个力的作用下,薄 片两个侧面上会累积起正负电 荷。随着电荷积累,在内外侧 面间会形成一个逐渐增强的电 场 定向移动的电荷同时受到 洛伦兹力和电场力的作用 三、磁传感器霍尔效应当电场力增大到与洛伦兹力相等时,内外侧端面间就形成一个稳定的电场,此时两端面形成一个稳定的电压UH。这种现象称为霍尔效应,这个电压叫做
3、霍尔电压三、磁传感器霍尔效应可以证明,霍尔电压UH:dIBkU H 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三、磁传感器令 ,称为霍尔元件的灵敏度,则 HHRkdHHUk IB令 ,称为霍尔元件的灵敏度,则 霍尔电压:dIBkU H 一个霍尔元件的d、k为定值,再保持I恒定,则UH的变化就与B成正比。磁感应强度电压三、磁传感器 HHRkdHHUk IB如图所示是霍尔元件的示意图,一块通电的铜板放在磁场中,板面垂直于磁场,板内通有如图方向的电流,a、b是铜板上、下边缘的两点,则()A电势abB电势baC电流增大时,|ab|增大D其他条件不变,将铜板改为NaCl水溶液时,电势结果仍然一样
4、2 自由电荷是电子,由左手定则可判断出ab,A对,B错因|ab|kIB/D,所以电流增大时,|ab|增大,C对若将铜板改为NaCl溶液,溶液中的正、负离子均向a侧偏转|ab|0,即不产生霍尔效应,故D选项错误1.下列说法中不正确的是()A话筒是一种常用的声传感器,其作用是将电信号转换为声信号B电熨斗能够自动控制温度的原因是它装有双金属片C电子秤所使用的测力装置是力传感器D热敏电阻能够把温度这个热学量转换为电阻这个电学量话筒是声传感器,能将声音信号转换成电信号,故A错2.演示位移传感器的工作原理如右图示,物体M在导轨上平移时,带动滑动变阻器的金属滑杆p,通过电压表显示的数据,来反映物体位移的大小x。假设电压表是理想的,则下列说法正确的是()A.物体M运动时,电源内的电流会发生变化B.物体M运动时,电压表的示数会发生变化C.物体M不动时,电路中没有电流D.物体M不动时,电压表没有示数B3.如图所示,有电流I流过长方体金属块,金属块宽为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,问:金属块上、下表面哪面电势高?电势差是多少?由左手定则知电场力与洛伦兹力平衡时,有 eUbevB,电流 IneSvnevbd 故 U IBned上表面聚集负电荷下表面聚集正电荷故下表面电势高