师：同学们好，这节课我们来复习传感器。我们先梳理知识、构建网络。这部分内容主要包括传感器及其工作原理，具体讲述传感器的定义、有哪些敏感元件以及工作流程；还会讲传感器的应用，包括它的工作模式以及具体应用。首先，来看传感器及其工作原理。

　　一、传感器的一般概念。传感器是一种元件，它能够感受力、温度、光、声、化学成分等非电学量，并能按照一定规律将它们转化为电压、电流等电学量，或者转化为电路的通与断。把非电量转化为电量后，就方便进行测量、传输、处理和控制了。

　　传感器是采集信息的重要器件，一般由敏感元件和输出部分组成。敏感元件获取外界信息并转化为电信号，再通过输出部分输出，然后由控制器分析处理。常见的传感器有热电传感器、光电传感器、声电传感器、力传感器等等。下面看看常见传感器的元件及其特点。

　　光敏电阻对光很敏感，光照强度改变时，其电阻大小随之改变，一般光照强度增大，电阻值减小。看例一，在如图所示的闭合电路中，r 是半导体光敏电阻，R1 是滑动变阻器，当用一束光照射光敏电阻时，电路结构是光敏电阻 r 与滑动变阻器及电源等串联。光照强度变大，电阻减小。在这个串联电路中，r 减小时，电路电流会变大，光敏电阻分到的电压会减小，所以 a 正确，b 错误。

　　再看 c 选项，电源总功率，根据公式 p = iE，可知功率变大；电源内阻的功率，其表达式 p = i2r，I 增大，功率也增大。本题正确答案是 a、C、d。

　　第二个元件，热敏电阻和金属热电阻。金属热电阻由铂、铜等金属材料制成，特点是温度升高，电阻变大。如右图蓝线所示，电阻随温度几乎呈线性关系，所以常用它做金属温度计，刻度近乎均匀。热敏电阻由半导体材料制成，特点是温度升高，电阻变小。它们都能把温度这个热学量转化为电阻这个电学量。热敏电阻如图中红线所示，对温度非常敏感。

　　例 2，在温控电路中，通过热敏电阻阻值随温度的变化实现对电路相关物理量的控制。如图所示电路，R1 是定值电阻，R2 是半导体热敏电阻，温度越高电阻越小。c 是电容器，当环境温度降低，根据已知条件，热敏电阻阻值随温度降低而变大。

　　观察右图电路图，R1、R2 串联。R2 变大时，总电阻变大，总电流减小，路端电压即伏特表的读数将变大，因为 u 路端电压 = E - Ir。a 选项，电容器带电量 q = CU，这里的 U 指 R2 上的电压，由于 R2 变大，串联分压成正比，R2 分到的电压变大，所以带电量增大。电容器两端电压变大，板间距没变，场强应该变大，所以 c 错误。R1 的功率是 i2R1，i 减小，功率应该减小。

　　本题正确答案为 a 和 b。小结一下，在含有热敏电阻、光敏电阻的电路进行动态分析时，首先要明确热敏电阻或光敏电阻阻值随温度或光照强度变化的规律，这是前提。然后分析整个电路电阻的增减、总电流的增减，从整体到部分，再分析部分电路的电压、电流变化。请看变式训练，压敏电阻的阻值随受到压力的增大而减小。

　　在升降机中将重物放在压敏电阻上，如图，压敏电阻接在如图甲所示电路中，观察电路，是定值电阻 r、压敏电阻以及电源、安培表构成串联电路，电流表读数如图乙先是定值，然后均匀增加。某同学根据电流表示数变化推断升降机运动状态，这里是力与电结合。在电学中，通过传感器找压敏电阻值变化，进而找电路中电流、压力变化。其次要判断运动状态，所以需对物体受力分析，找力与运动的关系。

　　首先看选项 AB，0 到 T1。由乙图可知 0 到 T1 内电流是定值，这反映了压敏电阻阻值不变，也就反映压敏电阻受到的压力不变。对物块受力分析，它受重力和压敏电阻的支持力。大 F 不变，意味着物体受的两个力都是恒力，合外力是定值，能反映出什么运动呢？只能说可能，如果合外力为 0，可能匀速；如果合外力向上恒定，可能减速上升或加速下降；如果合外力向下，可能加速下降或减速上升。所以无法确定是哪种运动，只能说可能。

　　在 T1 和 T2 时，电路中电流逐渐变大，意味着压敏电阻阻值减小，压力增大，即 F 增大，能反映出什么运动呢？可以肯定，不管做啥运动，合外力 F 与 MG 的合力一定是变力，所以不可能是匀速，也不可能是匀变速，所以 CD 错误。

　　本题正确答案为 b 选项。再看变式训练二。输液时，药液有时会从针口流出体外，为及时发现，设计报警装置，电路如图所示。m 是贴在针口处的传感器，接触药液后，IM 会变化，导致 s 两端电压增大，装置发出警报。首先观察电路结构，发现电路是 m 和 r 红框内并联，红框再与下边的 s 串联分压。要求 s 两端电压增大，即并联部分红框电压要减小。根据串联分压比例关系，要让红框内并联总电阻减小，而并联电阻表达式为 1/r 并 = 1/r m + 1/r。要使 r 并减小，即 r m 要减小，所以答案锁定在 CD 上。

　　IM 减小，看 CD 区别，r 越大，u 变化越明显还是 r 越小，u 变化越明显？要求 u 变化明显，即在并联总电阻中，m 的电阻起决定性作用，相当于它是关键因素，并联电路总电阻主要由两个电阻中较小的那个决定，所以要求 r 很大，因此本题选 c 选项。

　　再来看第三组传感器叫霍尔元件。例 3，如图所示的 g 型半导体薄片 EF 间通入恒定电流 i，同时外加与薄片垂直的磁场 b，Mn 之间会出现电压，叫霍尔电压，可感知磁场。同学们分析一下，为什么 Mn 间会出现电压？原来电流由电荷定向移动形成，定向移动的载流子在磁场中受洛伦兹力发生偏转，所以 Mn 间出现电压。同学们思考一下，如果霍尔元件是金属材料，导电物质是带负电的电子，能判断 Mn 左右两侧哪边电势高吗？请课后尝试。接下来讨论霍尔电压表达式。首先假设一些物理量，假设霍尔元件厚度为 d，长方形两条边分别为 L1、L2。电流从屏幕外侧向里侧流动，载流子受洛伦兹力偏转，Mn 间形成电压，该电压在内部形成电场，稳定时，载流子所受洛伦兹力和电场力平衡。