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传感器及其工作原理
【活动目的】
1、知道什么是传感器
2、了解传感器的常用元件的特征
【重点、难点】：
传感器的常用元件的特征
活动一：知识梳理
1．传感器是指这样一类元件：它能够感知诸如、、、、等非电学量，并把它们按照一定的规律转化成、流等电学量，或转化为电路的通断。
2．传感器的作用是把量转化为量或电路的通断，从而实现很方便地测量、传输、处理和控制。
3．光敏电阻
（1）光敏电阻的电阻率与有关？
（2）光敏电阻受到光照时会，解释：硫化镉是一种半导体材料，无光照时，载流子极少，导电性能不好；随着光照增强，载流子增多，导电性能变好。
（3）光敏电阻能够将量转化为量。
4．热敏电阻和金属热电阻
（1）金属导体的导电性能随温度升高而；半导体材料的导电性能随温度升高而。
（2）热敏电阻和金属热电阻各有哪些优缺点？
（3）热敏电阻和金属热电阻能够将什么量转化为什么量？
5．霍尔元件
如图，霍尔元件是在一个很小的矩形半导体（例如砷化铟）薄片上，制作4个电极E、F、M、N而成。若在E、F间通入恒定的电流I，同时外加与薄片垂直的匀强磁场B，薄片中的载流子就在洛伦兹力的作用下发生偏转，使M、N间出现电压UH。这个电压叫霍尔电压，其决定式为。式中为薄片的厚度，为霍尔系数，它的大小与薄片的材料有关
推导：

霍尔元件能够把这个磁学量转化为这个电学量。
活动二：典型例题
例1．如图所示，将万用表的选择开关置于“欧姆”挡，再将电表的两支表笔与一热敏电阻Rt的两端相连，这时表针恰好指在刻度盘的正中间。若往Rt上擦一些酒精，表针将向＿＿＿＿（填“左”或“右”）移动；若用吹风机将热风吹向电阻，表针将向＿＿＿＿（填“左”或“右”）移动。

例2．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（）
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
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
例3．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）

活动三：巩固练习
1．为解决楼道的照明，在楼道内安装一个传感器与电灯控制电路的相接。当楼道内有走动而发出声响时，电灯即与电源接通而发光，这种传感器为＿＿＿＿传感器，它输入的是＿＿＿＿信号，经传感器转换后，输出的是＿＿＿＿信号。

2．如图所示，R1为定值电阻，R2为热敏电阻，L为小灯泡，当温度降低时（）
A、R1两端的电压增大B、电流表的示数增大
C、小灯泡的亮度变强D、小灯泡的亮度变弱

3．如图所示，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

4．如图是观察电阻值随温度变化情况示意图。现把杯中的水由冷水变为热水，关于欧姆表的读数变化情况正确的是（）
如果R为金属热电阻，读数变大，且变化非常明显
如果R为金属热电阻，读数变小，且变化不明显
如果R为热敏电阻（用半导体材料制作），读数变化非常明显
如果R为热敏电阻（用半导体材料制作），读数变化不明显

5．图是霍尔元件的工作原理示意图，用d表示薄片的厚度，k为霍尔系数，对于一个霍尔元件d、k为定值，如果保持I恒定，则可以验证UH随B的变化情况。以下说法中正确的是（）
将永磁体的一个磁极逐渐靠近霍尔元件的工作面，UH将变大
在测定地球两极的磁场强弱时，霍尔元件的工作面应保持水平
在测定地球赤道上的磁场强弱时，霍尔元件的工作面应保持水平
改变磁感线与霍尔元件工作面的夹角，UH将发生变化
6、如图所示宽度为d，厚度为h的金属板放在垂直于它的磁感应强度为B的匀强磁场中，当有电流I通过金属板时，在金属板上侧面A和下侧面间产生电势差，这种现象叫霍尔效应，若金属板内自由电子密度为n，则产生的电势差U＝＿＿＿＿＿