物理选修沪科版．　探究热敏电阻的温度特性曲线

1、152探究热敏电阻的温度特性曲线2课标定位学习目标：1.知道什么是传感器；知道传感器的工作原理2知道什么是光敏电阻和热敏电阻3通过实验的方式获得对传感器的感性认识4会探究热敏电阻的温度特性曲线重点难点：1.传感器的工作原理及光敏电阻和热敏电阻的特性2利用实验研究热敏电阻的温度特性曲线3核心要点突破课堂互动讲练课前自主学案知能优化训练4.24课前自主学案一、什么是传感器一、什么是传感器传感器是通过测量外界的传感器是通过测量外界的_量、量、_量或量或_量来捕捉和识别信息，并将被测量的非电学量来捕捉和识别信息，并将被测量的非电学量转换成量转换成_量的装置它一般包括敏感元件和量的装置它一般包括敏感元件

2、和转换电路转换电路二、探究传感器的原理二、探究传感器的原理1研究光敏电阻的导电特性：光敏电阻是利用阻值研究光敏电阻的导电特性：光敏电阻是利用阻值随随_强度的变化而变化的材料制成的，一般具强度的变化而变化的材料制成的，一般具有这种特性的是半导体材料，有的半导体材料在光有这种特性的是半导体材料，有的半导体材料在光照的情况下会产生电压，可制成光电池照的情况下会产生电压，可制成光电池光敏电阻随光照强度的光敏电阻随光照强度的_而减小而减小物理化学生物电学光照增加52热敏电阻：由半导体材料制成，有两种热敏电热敏电阻：由半导体材料制成，有两种热敏电阻，一种是负温度系数的，它的电阻随温度的阻，一种是负温度系数

3、的，它的电阻随温度的_而减小，像而减小，像NTC热敏电阻；另一种是正温热敏电阻；另一种是正温度系数的，它的电阻随温度的度系数的，它的电阻随温度的_而增大，像而增大，像PTC热敏电阻热敏电阻升高升高图4116三、传感器的类型三、传感器的类型传感器可分为物理型、化学型和生物型三类传感器可分为物理型、化学型和生物型三类1物理型传感器主要是根据被测物理型传感器主要是根据被测_变化变化时，敏感元件的电学量时，敏感元件的电学量(如电压、电阻、电容等如电压、电阻、电容等)发发生明显的变化的特性制成的生明显的变化的特性制成的2化学型传感器是用能把化学型传感器是用能把_的成分、的成分、浓度等化学量转变为电学量的

4、敏感元件制成的浓度等化学量转变为电学量的敏感元件制成的3生物型传感器是利用生物型传感器是利用_的各种生的各种生物、化学与物理效应制成的，有酶传感器、免疫传物、化学与物理效应制成的，有酶传感器、免疫传感器、抗原体传感器等感器、抗原体传感器等物理量化学物质生物体组织7核心要点突破一、传感器的工作原理1传感器传感器能够感受诸如位移、力、温度、光、声、化学成分等非电学量，并能把它们按照一定的规律转换为电压、电流、电阻等电学量，或转化为电路的通断传感器是通过测量外界的物理量、化学量或生物量来捕捉和识别信息，并将被测量的非电学量转换成电学量的装置82传感器的基本原理传感器的基本原理传感器感受的通常是非电学

5、量，而它输出的通常是传感器感受的通常是非电学量，而它输出的通常是电学量，不过这些输出信号往往是非常微弱的，一电学量，不过这些输出信号往往是非常微弱的，一般需要经过放大后，再输送给控制系统产生各种控般需要经过放大后，再输送给控制系统产生各种控制动作其工作过程可由图制动作其工作过程可由图412表示表示图4129(1)非电学量：如位移、力、温度、光、声、化学非电学量：如位移、力、温度、光、声、化学成分、浓度、酸碱度等成分、浓度、酸碱度等(2)敏感元件：是传感器的核心，相当于人的感觉敏感元件：是传感器的核心，相当于人的感觉器官，能直接感受被测量的非电学量并将其转换成器官，能直接感受被测量的非电学量并将

6、其转换成与被测量的非电学量有一定关系的易于测量的物理与被测量的非电学量有一定关系的易于测量的物理量量(3)转换元件：通常不能直接感受被测量的非电学转换元件：通常不能直接感受被测量的非电学量，而是将敏感元件输出的物理量转换为电信号输量，而是将敏感元件输出的物理量转换为电信号输出出(4)转换电路：将转换元件输出的电信号转换成易转换电路：将转换元件输出的电信号转换成易于测量的电学量于测量的电学量(5)电学量：如电压、电流、电阻等电学量：如电压、电流、电阻等10即时应用即时应用(即时突破，小试牛刀即时突破，小试牛刀)1.(2011年陕西榆林高二检测年陕西榆林高二检测)关于传感器及其作用，关于传感器及其

7、作用，下列说法中正确的是下列说法中正确的是()A传感器一般是把非电学量转换为电学量传感器一般是把非电学量转换为电学量B传感器一定是把非电学量转换为电路的通断传感器一定是把非电学量转换为电路的通断C传感器把非电学量转换为电学量是为了方便进传感器把非电学量转换为电学量是为了方便进行测量、传输、处理和控制行测量、传输、处理和控制D电磁感应是把磁学的量转换为电学的量，所以电磁感应是把磁学的量转换为电学的量，所以利用电磁感应现象工作的动圈式话筒也是传感器利用电磁感应现象工作的动圈式话筒也是传感器11解析：解析：选选ACD.根据传感器的概念和工作原理可以根据传感器的概念和工作原理可以判断判断A、C正确正确

8、B选项中不一定把非电学量转化选项中不一定把非电学量转化为电路的通断，还有其他的表现形式，故为电路的通断，还有其他的表现形式，故B错动错动圈式话筒利用电磁感应将声音转化为电流，是传感圈式话筒利用电磁感应将声音转化为电流，是传感器，器，D正确正确12二、实验探究光敏电阻的特性二、实验探究光敏电阻的特性1实验设计实验设计(1)实验器材实验器材多用电表、光敏电阻、导线、黑纸、开关多用电表、光敏电阻、导线、黑纸、开关(2)实验步骤实验步骤用多用电表欧姆挡两表笔与在室内自然光照射下用多用电表欧姆挡两表笔与在室内自然光照射下的光敏电阻两端连接，测光敏电阻阻值电路如图的光敏电阻两端连接，测光敏电阻阻值电路如图

9、413所示所示13图41314把手张开把手张开(或用黑纸或用黑纸)放在光敏电阻上，挡住部分放在光敏电阻上，挡住部分光线，测光敏电阻阻值光线，测光敏电阻阻值全部挡住光线，测光敏电阻阻值全部挡住光线，测光敏电阻阻值将所测数据填入下表中将所测数据填入下表中.光照强度光照强度强强中中弱弱R/152.光敏电阻的特性光敏电阻的特性光敏电阻的阻值随照射光强度的增强而减小光敏电阻的阻值随照射光强度的增强而减小特别提醒：特别提醒：光敏电阻在被光照射时电阻发生变化，光敏电阻在被光照射时电阻发生变化，原因是构成物质为半导体材料，无光照时，载流子原因是构成物质为半导体材料，无光照时，载流子极少，导电性能不好，随光照的

10、增强，载流子增多，极少，导电性能不好，随光照的增强，载流子增多，导电性变好光敏电阻是能够把光照强弱这个光学导电性变好光敏电阻是能够把光照强弱这个光学量转换为电阻这个电学量的元件量转换为电阻这个电学量的元件16即时应用即时应用(即时突破，小试牛刀即时突破，小试牛刀)2.敏感元件是传感器中的关键元件，它承担着直接敏感元件是传感器中的关键元件，它承担着直接“感知感知”和转换外界信息的任务下列关于光敏电和转换外界信息的任务下列关于光敏电阻的说法正确的是阻的说法正确的是()A光敏电阻的电阻值会随着光照强度的变化而变光敏电阻的电阻值会随着光照强度的变化而变化化B光敏电阻的电阻值不会随着光照强度的变化而光敏

11、电阻的电阻值不会随着光照强度的变化而变化变化C光敏电阻是因为光照变化时发热才改变电阻值光敏电阻是因为光照变化时发热才改变电阻值的的D光敏电阻受到光照变化时改变阻值与热效应无光敏电阻受到光照变化时改变阻值与热效应无关关17解析：解析：选选AD.光敏电阻的材料是一种半导体，无光光敏电阻的材料是一种半导体，无光照射时用来导电的粒子极少，导电性能不好；随着照射时用来导电的粒子极少，导电性能不好；随着光照的增强，可用来导电的粒子增多，导电性能变光照的增强，可用来导电的粒子增多，导电性能变好所以光敏电阻的电阻值随着光照的增强而减小，好所以光敏电阻的电阻值随着光照的增强而减小，这与热效应无关这与热效应无关1

12、8三、探究热敏电阻的温度特性曲线三、探究热敏电阻的温度特性曲线1实验设计实验设计(1)用万用电表的电阻挡直接测量热敏电阻随温度用万用电表的电阻挡直接测量热敏电阻随温度的变化特性，方法简便，误差大的变化特性，方法简便，误差大(2)伏安法测量热敏电阻的温度特性曲线伏安法测量热敏电阻的温度特性曲线2采用伏安法测量采用伏安法测量(1)器材：电压表、电流表、电源、滑动变阻器、器材：电压表、电流表、电源、滑动变阻器、固定电阻、热敏电阻、开关和导线若干；温度计、固定电阻、热敏电阻、开关和导线若干；温度计、水槽、电加热装置和开水冷水各一份水槽、电加热装置和开水冷水各一份(2)原理：采用水浴法改变热敏电阻的温度

13、原理：采用水浴法改变热敏电阻的温度(如图如图414)用伏安法测量电阻用伏安法测量电阻(如图如图415)19 图图414 图图41520(3)测量步骤：测量步骤：将热敏电阻用塑料薄膜包裹一层，防止水浴时电阻将热敏电阻用塑料薄膜包裹一层，防止水浴时电阻的引线与水接触，连接好如图的引线与水接触，连接好如图415所示电路所示电路将水槽里的水兑成将水槽里的水兑成10，将热敏电阻放入水中，将热敏电阻放入水中，稍等片刻，闭合开关，读出电压表、电流表、温度稍等片刻，闭合开关，读出电压表、电流表、温度计的示数计的示数将水温兑成将水温兑成20、30、40、5090，各，各测量一次，计算出各温度下对应的电阻测量一次

14、，计算出各温度下对应的电阻(4)设计表格，将上述方法取得的数据填入表格设计表格，将上述方法取得的数据填入表格(5)数据处理，在坐标纸上做出数据处理，在坐标纸上做出Rt图像图像213热敏电阻的热敏电阻的Rt图像图像热敏电阻所用材料根据其温度特性可分为三类：热敏电阻所用材料根据其温度特性可分为三类：(1)正温度系数的热敏材料正温度系数的热敏材料(PTC)，它的电阻随温度，它的电阻随温度升高而增大升高而增大(2)负温度系数的热敏材料负温度系数的热敏材料(NTC)，它的电阻随温度，它的电阻随温度升高而减小升高而减小(3)临界温度系数的热敏材料临界温度系数的热敏材料(CTC)，它的电阻在很，它的电阻在很

15、小的温度范围小的温度范围(临界临界)内急剧下降内急剧下降22这三类热敏材料电阻率的温度特性曲线如图这三类热敏材料电阻率的温度特性曲线如图416所示可见，所示可见，PTC和和CTC型热敏电阻在一定的型热敏电阻在一定的温度范围内，阻值随温度急剧变化，常用作开关元温度范围内，阻值随温度急剧变化，常用作开关元件，件，NTC型热敏电阻的阻值随温度升高而减小尤型热敏电阻的阻值随温度升高而减小尤其要注意的是在温度测量中使用最多的就是其要注意的是在温度测量中使用最多的就是NTC型型热敏电阻，我们常说的热敏电阻也是指这一类热敏电阻，我们常说的热敏电阻也是指这一类23图图41624特别提醒：特别提醒：要注意区别热

16、敏电阻和金属热电阻，要注意区别热敏电阻和金属热电阻，热敏电阻用半导体材料制成，其电阻值随温度变热敏电阻用半导体材料制成，其电阻值随温度变化明显，温度升高电阻减小；而金属的电阻率随化明显，温度升高电阻减小；而金属的电阻率随温度的升高而增大，这样的金属电阻也可以制作温度的升高而增大，这样的金属电阻也可以制作温度传感器，称为热电阻热敏电阻的灵敏性温度传感器，称为热电阻热敏电阻的灵敏性好，但化学稳定性较差；金属热电阻的化学稳定好，但化学稳定性较差；金属热电阻的化学稳定性好，测温范围大，但灵敏性较差性好，测温范围大，但灵敏性较差25即时应用即时应用(即时突破，小试牛刀即时突破，小试牛刀)3.(2011年

17、济南高二检测年济南高二检测)有定值电阻、光敏电阻、有定值电阻、光敏电阻、热敏电阻三只元件分别接入如图热敏电阻三只元件分别接入如图417所示电所示电路中路中A、B两点后，用黑纸包住元件置于热水中，观两点后，用黑纸包住元件置于热水中，观察欧姆表的示数，下列说法中正确的是察欧姆表的示数，下列说法中正确的是()图41726A置于热水中与不置于热水中相比，欧姆表示数置于热水中与不置于热水中相比，欧姆表示数变化较大，这只元件一定是热敏电阻变化较大，这只元件一定是热敏电阻B置于热水中与不置于热水中相比，欧姆表示数置于热水中与不置于热水中相比，欧姆表示数不变化，这只元件一定是定值电阻不变化，这只元件一定是定值

18、电阻C用黑纸包住元件与不用黑纸包住元件相比，欧用黑纸包住元件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用黑纸包住元件与不用黑纸包住元件相比，欧用黑纸包住元件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姆表示数相同，这只元件一定是定值电阻解析：解析：选选AC.热敏电阻的阻值随温度变化，定值电热敏电阻的阻值随温度变化，定值电阻和光敏电阻的阻值不随温度变化，光敏电阻的阻阻和光敏电阻的阻值不随温度变化，光敏电阻的阻值随光照条件变化定值电阻和热敏电阻的阻值不值随光照条件变化定值电阻和热敏电阻的阻值不随光照条件变化随光照条

19、件变化27课堂互动讲练传感器的基本概念类型一随着科学技术的进步，社会的发展，人们研制了各种传感器，这使人们获取信息的领域更宽广、更深入，下列关于传感器的说法正确的是()A传感器是一种联络、传递感情的设备B传感器是一种感知、探测物理量的工具C传感器测量的不一定是物理量，也可以是化学量或生物量D传感器是将被测量的非电学量转换成电学量28【精讲精析精讲精析】传感器是通过敏感元件将外界的物传感器是通过敏感元件将外界的物理量、化学量或生物量等非电学量转换成电学量的理量、化学量或生物量等非电学量转换成电学量的装置，所以它一般包括敏感元件装置，所以它一般包括敏感元件(也就是探测器也就是探测器)和和转换电路转

20、换电路【答案答案】CD29【方法总结方法总结】(1)传感器能像人的感觉器官那样传感器能像人的感觉器官那样感受外界信息，并能按照一定的规律和要求，把这感受外界信息，并能按照一定的规律和要求，把这些信息转换成可用的输出信息传感器是自动测量些信息转换成可用的输出信息传感器是自动测量和自动控制系统的和自动控制系统的“感觉器官感觉器官”为了制作传感器，为了制作传感器，需要一些敏感元件，如光敏电阻、热敏电阻和金属需要一些敏感元件，如光敏电阻、热敏电阻和金属热电阻等热电阻等(2)传感器是将所感受到的一种物理量转换成便于传感器是将所感受到的一种物理量转换成便于检测的另一种物理量的器件检测的另一种物理量的器件3

21、031光敏电阻特性及其应用类型二图418是利用硫化镉制成的光敏电阻自动计数的示意图，其中A是发光仪器，B是光敏电阻，R是普通定值电阻，下列说法中正确的是()图41832A当传送带上没有物品挡住由当传送带上没有物品挡住由A射向射向B的光信的光信号时，光敏电阻的阻值变小，电压表读数变小号时，光敏电阻的阻值变小，电压表读数变小B当传送带上没有物品挡住由当传送带上没有物品挡住由A射向射向B的光信的光信号时，光敏电阻的阻值变大，电压表读数变大号时，光敏电阻的阻值变大，电压表读数变大C当传送带上有物品挡住由当传送带上有物品挡住由A射向射向B的光信号的光信号时，光敏电阻的阻值变小，电压表读数变小时，光敏电阻

22、的阻值变小，电压表读数变小D当传送带上有物品挡住由当传送带上有物品挡住由A射向射向B的光信号的光信号时，光敏电阻的阻值变大，电压表读数变大时，光敏电阻的阻值变大，电压表读数变大33【精讲精析精讲精析】B是光敏电阻，其阻值随光照强度是光敏电阻，其阻值随光照强度的增强而减小当没有物品时，光射向的增强而减小当没有物品时，光射向B，B的阻的阻值减小，其电流变大，电压表读数变小，值减小，其电流变大，电压表读数变小，A正确，正确，B错误有物品时，光被挡住，错误有物品时，光被挡住，B的阻值增大，电的阻值增大，电流减小，电压表读数变大，流减小，电压表读数变大，C错误，错误，D正确正确【答案答案】AD【方法总结

23、方法总结】(1)解决此类题的关键是判断光敏电解决此类题的关键是判断光敏电阻阻值随光照强度的变化情况阻阻值随光照强度的变化情况(2)根据闭合电路的欧姆定律及部分电路的欧姆定律，根据闭合电路的欧姆定律及部分电路的欧姆定律，从局部从局部整体整体局部的观点分析各物理量变化即局部的观点分析各物理量变化即可可34如图如图419所示，将多用电表的选择开关置所示，将多用电表的选择开关置于欧姆挡，再将电表的两支表笔与负温度系数的热于欧姆挡，再将电表的两支表笔与负温度系数的热敏电阻敏电阻Rt的两端相连，的两端相连， 这时表针恰好指在刻度盘的这时表针恰好指在刻度盘的正中间若往正中间若往Rt上擦一些酒精，表针将向上擦一