高二物理人教版選修32：6.2　傳感器的應(yīng)用

1、.課題：二、 傳感器的應(yīng)用一、教學(xué)目的1、理解傳感器應(yīng)用的一般形式；2、理解電子秤、話筒、電熨斗的工作原理。3、會(huì)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單的有關(guān)傳感器應(yīng)用的控制電路。二、教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)重、難點(diǎn)：各種傳感器的應(yīng)用原理及構(gòu)造。三、教具傳感器放大轉(zhuǎn)換電路執(zhí)行機(jī)構(gòu)顯示器計(jì)算機(jī)系統(tǒng) 多媒體課件四、教學(xué)過(guò)程一傳感器應(yīng)用的一般形式： 考慮：為什么要經(jīng)過(guò)放大轉(zhuǎn)換電路？1傳感器輸出的信號(hào)相當(dāng)微弱，難以直接帶動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)去實(shí)現(xiàn)控制；2輸出的信號(hào)進(jìn)展遠(yuǎn)間隔 傳送時(shí)，為了抵御外界干擾，必須先將信號(hào)轉(zhuǎn)換為其他的電信號(hào)。二幾個(gè)傳感器應(yīng)用的實(shí)例 1力傳感器的應(yīng)用電子秤1、電子秤使用的測(cè)力裝置是什么？它是由什么元件組成的？裝置:力傳感器 元件

2、:金屬梁和應(yīng)變片 2、簡(jiǎn)述力傳感器的工作原理。兩個(gè)應(yīng)變片的形變引起電阻變化致使兩個(gè)應(yīng)變片的電壓差變化 3、應(yīng)變片可以把什么力學(xué)量轉(zhuǎn)化為什么電學(xué)量？形變轉(zhuǎn)化為電壓 例題1、用如下圖的裝置可以測(cè)量汽車在程度路面上做勻加速直線運(yùn)動(dòng)的加速度該裝置是在矩形箱子的前、后壁上各安裝一個(gè)由力敏電阻組成的壓力傳感器用兩根一樣的輕彈簧夾著一個(gè)質(zhì)量為2.0 kg的滑塊可無(wú)摩擦滑動(dòng)，兩彈簧的另一端分別壓在傳感器a、b上，其壓力大小可直接從傳感器的液晶顯示屏上讀出現(xiàn)將裝置沿運(yùn)動(dòng)方向固定在汽車上，傳感器b在前，傳感器a在后汽車靜止時(shí)，傳感器a、b在的示數(shù)均為 10 N取g=10 ms21假設(shè)傳感器a的示數(shù)為 14 N、b

3、的示數(shù)為6.0 N，求此時(shí)汽車的加速度大小和方向2當(dāng)汽車以怎樣的加速度運(yùn)動(dòng)時(shí)，傳感器a的示數(shù)為零分析：傳感器上所顯示出的力的大小，即彈簧對(duì)傳感器的壓力，據(jù)牛頓第三定律知，此即為彈簧上的彈力大小，亦即該彈簧對(duì)滑塊的彈力大小解：1如圖，依題意：左側(cè)彈簧對(duì)滑塊向右的推力 F1=14N，右側(cè)彈簧對(duì)滑塊的向左的推力 F2=6.0 N滑塊所受合力產(chǎn)生加速度a1，根據(jù)牛頓第二定律有 得4 m/s2a1與F1同方向，即向前向右2a傳感器的讀數(shù)恰為零，即左側(cè)彈簧的彈力，因兩彈簧一樣，左彈簧伸長(zhǎng)多少，右彈簧就縮短多少，所以右彈簧的彈力變?yōu)镹?；瑝K所受合力產(chǎn)生加速度，由牛頓第二定律得，a2=10m/s2，方向向左2

4、溫度傳感器的應(yīng)用電熨斗 電熨斗構(gòu)造圖如下圖考慮與討論：1常溫下，上、下觸點(diǎn)應(yīng)是接觸的還是別離的？當(dāng)溫度過(guò)高時(shí)，雙金屬片將怎樣起作用？ 常溫下，上、下觸點(diǎn)應(yīng)是接觸的，但溫度過(guò)高時(shí)，由于雙金屬片受熱膨脹系數(shù)不同，上部金屬膨脹大，下部金屬膨脹小，那么雙金屬片向下彎曲，使觸點(diǎn)別離，從而切斷電源，停頓加熱溫度降低后，雙金屬片恢復(fù)原狀，重新接通電路加熱，這樣循環(huán)進(jìn)展，起到自動(dòng)控制溫度的作用2熨燙棉麻衣物和熨燙絲綢衣物需要設(shè)定不同的溫度，這是如何使用調(diào)溫旋鈕來(lái)實(shí)現(xiàn)的？熨燙棉麻衣物和熨燙絲綢衣物需要設(shè)定不同的溫度，此時(shí)可通過(guò)調(diào)溫旋鈕調(diào)節(jié)升降螺絲，升降螺絲帶動(dòng)彈性鋼片升降，從而改變觸點(diǎn)接觸的難易，到達(dá)控制在不同

5、溫度的目的例2、在家用電熱滅蚊器中，電熱部分主要元件是PTC 元件，PTC元件是由鈦酸鋇等半導(dǎo)體材料制成的電阻器，其電阻率隨溫度t的變化關(guān)系如下圖，由于這種特性，PTC元件具有發(fā)熱、保溫雙重功能對(duì)此，以下判斷正確的選項(xiàng)是 通電后，其電功率先增大，后減小 通電后，其電功率先減小，后增大 當(dāng)其產(chǎn)生的熱量與散發(fā)的熱量相等時(shí)，溫度保持在t1不變 當(dāng)其產(chǎn)生的熱量與散發(fā)的熱量相等時(shí)，溫度保持在t1和t2之間的某一值不變A B C D分析：當(dāng)電熱滅蚊器溫度由0升到t1的過(guò)程中，電阻器的電阻率隨溫度升高而減小，其電阻R隨之減小，由于加在滅蚊器上的電壓U保持不變，滅蚊器的熱功率P隨之增大，當(dāng)t=t1時(shí)，P=P1

6、到達(dá)最大當(dāng)溫度由t1升高到t2的過(guò)程中增大，R增大，P減?。欢鴾囟仍礁?，其與外界環(huán)境溫度的差異也就越大，高于環(huán)境溫度的電熱滅蚊器的散熱功率P也就越大；因此在這之間的某一溫度t3會(huì)有P=P3= P，即電熱功率P減小到等于散熱功率時(shí)，即到達(dá)保溫；當(dāng)t<t3，P>P，使溫度自動(dòng)升高到t3；當(dāng)t>t3，P<P，使溫度自動(dòng)降為t3，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)保溫，正確答案為D。電飯鍋中的溫度傳感器主要元件是_，它的特點(diǎn)是：常溫下具有鐵磁性，可以被磁體吸引，但是上升到約103時(shí)，就失去了磁性，不能被磁體吸引了這個(gè)溫度在物理學(xué)中稱為該材料的“_或“居里點(diǎn)感溫鐵氧體是用_、_和_混合燒結(jié)而成的答案：1.

7、電阻應(yīng)變片；電阻；形變；電壓；力傳感器2控制電路的通斷；膨脹系數(shù)3感溫鐵氧體；居里溫度4氧化錳、氧化鋅、氧化鐵粉末3、光傳感器的應(yīng)用火災(zāi)報(bào)警器1、構(gòu)造圖 課本59葉 2、工作原理：在沒(méi)有發(fā)生火災(zāi)時(shí)，光電三極管收不到LED發(fā)出的光，呈現(xiàn)高電阻狀態(tài)。當(dāng)發(fā)生火災(zāi)時(shí)，產(chǎn)生大量煙霧，煙霧進(jìn)入罩內(nèi)后對(duì)光有散射作用，使部分光線照射到光電三極管上，其電阻變小。與傳感器連接的電路檢測(cè)出這種變化，就會(huì)發(fā)出警報(bào)。例題3、如圖1所示為一測(cè)量硫化鎘光敏電阻特性的實(shí)驗(yàn)電路，電源電壓恒定，電流表內(nèi)阻不計(jì)，開關(guān)閉合后，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器滑片，使小燈泡發(fā)光逐漸增強(qiáng)，測(cè)得流過(guò)電阻的電流和光強(qiáng)的關(guān)系曲線如圖2所示，試根據(jù)這一特性設(shè)計(jì)一

8、個(gè)自動(dòng)光控電路解析：由光敏電阻的特性曲線可以看出，當(dāng)入射光增強(qiáng)時(shí)，光敏電阻的阻值減小，流過(guò)光敏電阻的電流增大根據(jù)題意設(shè)計(jì)一個(gè)路燈自動(dòng)控制電路如下圖控制過(guò)程是：當(dāng)有光照時(shí)，光電流經(jīng)過(guò)放大器輸出一個(gè)較大的電流，驅(qū)動(dòng)電磁繼電器吸合使兩個(gè)常閉觸點(diǎn)斷開，當(dāng)無(wú)光照時(shí)，光電流減小，放大器輸出電流減小，電磁繼電器釋放銜鐵，使兩個(gè)常閉觸點(diǎn)閉合，控制路燈電路接通，路燈開場(chǎng)工作五、目的檢測(cè)1電子秤使用的是A超聲波傳感器B溫度傳感器 C壓力傳感器 D紅外線傳感器2以下器件不是應(yīng)用溫度傳感器的是A電熨斗 B話筒 C電飯鍋 D測(cè)溫儀3關(guān)于電飯鍋的說(shuō)法正確的選項(xiàng)是A電飯鍋中的溫度傳感器其主要元件是氧化鐵B鐵氧體在常溫下具有

9、鐵磁性，溫度很高時(shí)失去鐵磁性C用電飯鍋燒水，水開時(shí)能自動(dòng)斷電D用電飯鍋煮飯時(shí)，假設(shè)溫控開關(guān)自動(dòng)斷電后，它不能自動(dòng)復(fù)位4傳感器是一種采集信息的重要器件以下圖是由電容器作為傳感器來(lái)測(cè)定壓力變化的電路，當(dāng)待測(cè)壓力作用于可動(dòng)膜片電極上時(shí)，以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是假設(shè)F向上壓膜片電極，電路中有從a到b的電流唐宋或更早之前，針對(duì)“經(jīng)學(xué)“律學(xué)“算學(xué)和“書學(xué)各科目，其相應(yīng)傳授者稱為“博士，這與當(dāng)今“博士含義已經(jīng)相去甚遠(yuǎn)。而對(duì)那些特別講授“武事或講解“經(jīng)籍者，又稱“講師?！敖淌诤汀爸叹瓰閷W(xué)官稱謂。前者始于宋，乃“宗學(xué)“律學(xué)“醫(yī)學(xué)“武學(xué)等科目的講授者；而后者那么于西晉武帝時(shí)代即已設(shè)立了，主要協(xié)助國(guó)子、博士培養(yǎng)生徒

10、?！爸淘诠糯粌H要作入流的學(xué)問(wèn)，其教書育人的職責(zé)也十清楚晰。唐代國(guó)子學(xué)、太學(xué)等所設(shè)之“助教一席，也是當(dāng)朝打眼的學(xué)官。至明清兩代，只設(shè)國(guó)子監(jiān)國(guó)子學(xué)一科的“助教，其身價(jià)不謂顯赫，也稱得上朝廷要員。至此，無(wú)論是“博士“講師，還是“教授“助教，其今日老師應(yīng)具有的根本概念都具有了。假設(shè)F向上壓膜片電極，電路中有從b到a的電流假設(shè)F向上壓膜片電極，電路中不會(huì)出現(xiàn)電流假設(shè)電流表有示數(shù)，那么說(shuō)明壓力F發(fā)生變化假設(shè)電流表有示數(shù)，那么說(shuō)明壓力F不會(huì)發(fā)生變化ABCD六、作業(yè)1關(guān)于電子秤中應(yīng)變式力傳感器的說(shuō)法正確的選項(xiàng)是A應(yīng)變片是由導(dǎo)體材料制成通八達(dá) B當(dāng)應(yīng)變片的外表拉伸時(shí)，其電阻變大；反之，變小C傳感器輸出的是應(yīng)

11、變片上的電壓 D外力越大，輸出的電壓差值也越大2將萬(wàn)用表的選擇開關(guān)置于歐姆檔，再將電表的兩支表筆分別與光敏電阻Rg的兩端相連，這時(shí)表針恰好指在刻度盤的中央，假設(shè)用不透光的黑紙將Rg包裹起來(lái)，表針將向_填“左或“右轉(zhuǎn)動(dòng)，假設(shè)用手電筒光照射Rg，表針將向_填“左或“右轉(zhuǎn)動(dòng)3按以下圖所示連接好電路，合上S，發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮，原因是_；用電吹風(fēng)對(duì)熱敏電阻吹一會(huì)兒，會(huì)發(fā)現(xiàn)小燈泡_，原因是_；停頓吹風(fēng)，會(huì)發(fā)現(xiàn)_；把熱敏電阻放入冷水中會(huì)發(fā)現(xiàn)_4如下圖是電飯煲的電路圖，S1是一個(gè)控溫開關(guān)，手動(dòng)閉合后，當(dāng)此開關(guān)溫度到達(dá)居里點(diǎn)103時(shí)，會(huì)自動(dòng)斷開S2是一個(gè)自動(dòng)控溫開關(guān)，當(dāng)溫度低于70時(shí)，會(huì)自動(dòng)閉合；溫度高于80時(shí)，

12、會(huì)自動(dòng)斷開紅燈是加熱時(shí)的指示燈，黃燈是保溫時(shí)的指示燈分流電阻R1R2500，加熱電阻絲R350 ，兩燈電阻不計(jì) 1分析電飯煲的工作原理；2計(jì)算加熱和保溫兩種狀態(tài)下，電飯煲消耗的電功率之比七、課堂小結(jié)本節(jié)課主要學(xué)習(xí)了以下幾個(gè)問(wèn)題： 力傳感器的應(yīng)用電子秤 傳感器的應(yīng)用 溫度傳感器的應(yīng)用電熨斗、電飯煲要練說(shuō)，得練聽。聽是說(shuō)的前提，聽得準(zhǔn)確，才有條件正確模擬，才能不斷地掌握高一級(jí)程度的語(yǔ)言。我在教學(xué)中，注意聽說(shuō)結(jié)合，訓(xùn)練幼兒聽的才能，課堂上，我特別重視老師的語(yǔ)言，我對(duì)幼兒說(shuō)話，注意聲音清楚，上下起伏，抑揚(yáng)有致，富有吸引力，這樣能引起幼兒的注意。當(dāng)我發(fā)現(xiàn)有的幼兒不專心聽別人發(fā)言時(shí)，就隨時(shí)表?yè)P(yáng)那些靜聽的幼兒，或是讓他重復(fù)別人說(shuō)過(guò)的內(nèi)容，抓住教育時(shí)機(jī)，要求他們專心聽，用心記。平時(shí)我還通過(guò)各種興趣活動(dòng)，培養(yǎng)幼兒邊聽邊記，邊聽邊想，邊聽邊說(shuō)的才能，如聽詞對(duì)詞，聽詞句說(shuō)意思，聽句子辯正誤，聽故事講述故事，聽謎語(yǔ)猜謎底，聽智力故事，動(dòng)腦筋，出主意，聽兒歌上句，接兒歌下句等，這樣幼兒學(xué)得生動(dòng)活潑，輕松愉快，既訓(xùn)練了聽的才能，強(qiáng)化了記憶，又開展了思維，為說(shuō)打下了根底。 光傳感器的應(yīng)用火災(zāi)報(bào)警器單靠“死記還不行,還得“活用,姑且稱之為“先死后活吧。