高中物理 第六章 傳感器課件 新人教版選修3-2.ppt
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1傳感器及其工作原理2傳感器的應用3實驗：傳感器的應用本章總結提升,,第六章傳感器,第六章傳感器,1傳感器及其工作原理,1傳感器及其工作原理,1傳感器及其工作原理│三維目標,三維目標,【知識與技能】(1)知道非電學量轉換成電學量的技術意義．(2)通過實驗，知道常見傳感器的工作原理．(3)初步探究使用和設計簡單的傳感器．,,1傳感器及其工作原理│三維目標,【過程與方法】(1)通過對實驗的觀察、思考和探究，讓學生了解傳感器、熟悉傳感器的工作原理．(2)讓學生自己設計簡單的傳感器，經歷科學探究過程，學習科學研究方法，培養(yǎng)學生的實踐能力和創(chuàng)新思維能力．,,1傳感器及其工作原理│三維目標,【情感、態(tài)度與價值觀】在理解傳感器工作原理的基礎上，通過自己設計簡單的傳感器，體驗科技創(chuàng)新的樂趣，激發(fā)學習物理的興趣.,,1傳感器及其工作原理│重點難點,重點難點,【重點】幾種常見傳感器的工作原理(演示實驗)．【難點】學生自己設計簡單的傳感器．,,1傳感器及其工作原理│教學建議,教學建議,學生有較強的解題能力，但學生的技術知識甚至技術常識十分貧乏，動手能力也不強，因此本章內容并非想象中的那樣易學．教師在教學過程中要充分運用演示、講解和動手實驗等多種教學方式，培養(yǎng)學生分析實際問題的能力和設計有關技術的能力．對于物理實驗，無論是演示實驗還是分組實驗，學生都表現出極大的興趣．本堂課課前，允許全班學生自由組合成八個探究小組，這樣一來，學生實驗和思考就更加自然化和常態(tài)化，能表現出最佳的思維狀態(tài)．,,1傳感器及其工作原理│教學建議,用幾個有趣的傳感器實驗引入課題，激發(fā)學生探究傳感器原理的興趣．給出“傳感器就是把非電學量轉換為電學量”的概念之后，重點介紹光敏電阻、金屬熱電阻、熱敏電阻．安排音樂茶杯和火警裝置兩個設計性問題讓學生體會傳感器的簡單應用．結合電容、霍爾效應、電阻定律等知識讓學生設計傳感器，進一步深化傳感器的工作原理．,,1傳感器及其工作原理│新課導入,新課導入,【導入一】準備知識：從上世紀八十年代起，國際上出現了“傳感器熱”．傳感器在當今科技發(fā)展中有著十分重要的地位．本課的設計思路是通過對實驗的觀察、思考和探究，了解什么是傳感器，傳感器是如何將非電學量轉換成電學量的，傳感器在生產、生活中有哪些具體應用，為學生利用傳感器制作簡單的自控裝置作一鋪墊．教學時力避深奧的理論，側重于聯系實際，讓學生感受傳感器的巨大作用，進而提高學生的學習興趣，培養(yǎng)學生熱愛科學的情感和崇尚科學的精神．,,1傳感器及其工作原理│新課導入,今天我們生活中常用的電視、空調的遙控器是如何實現遠距離操控的？樓梯上的電燈如何能人來就開，人走就熄的？工業(yè)生產中所用的自動報警器、恒溫烘箱是如何工作的？“非典”病毒肆虐華夏大地時，機場、車站、港口又是如何實現快速而準確地檢測體溫的？所有這些，都離不開一個核心，那就是本堂課將要學習的傳感器．,,1傳感器及其工作原理│新課導入,【導入二】2003年6月10日，勇氣號發(fā)射升空；接下來的7個多月里，勇氣號成功完成6次軌道調整；登陸前一小時左右，推進器旋轉，調整熱擋板，準備著陸；滑行臺分離，進入火星大氣層；打開降落傘，著陸器從它的后艙里脫離出來；啟動雷達系統(tǒng)開始測定它的高度和直降落速度；同時，氣囊充氣，準備軟著陸；反向推動器點火，離地面只有100米左右，三個火箭同時點火，確保在距離火星表面13米時達到0速度，拋棄降落傘，自由下落；,,1傳感器及其工作原理│新課導入,在火星地表開始滾動，最后停下；著陸后，同時收回氣囊，展開太陽能電池板，啟動廣角照相機；通過奧德賽飛船向地球傳輸完數據，勇氣號就進入休眠狀態(tài)了．這臺十多個小時前成功登陸的火星車，迎來抵達“紅色星球”后的第一個早晨．火星時間早上8點12分，地面控制人員用英國搖滾樂隊披頭士的歌曲《GoodDaySunshine》“喚醒”了遠在火星上的“勇氣”號，它在地面控制下展開電池板為自己充電，開始一天繁忙的工作．勇氣號的主要任務是探測火星上是否存在水和生命，并分析其物質成分，以推斷火星能否通過改造適合生命生存．,,1傳感器及其工作原理│新課導入,遠離我們億萬公里之遙的小小探測器為什么能如此聽話地“任人擺布”？人們又是如何操控它的？其實人們不必直接接觸，就可以控制一些電器．例如用紅外線遙控器控制電視的開關；用聲音的強弱控制走廊內照明燈的開關等．要想知道這些自動控制的道理，就要學習一些有關傳感器的知識．,,1傳感器及其工作原理│知識必備,知識必備,1．能夠感受諸如力、溫度、光、聲、化學成分等_____量，并能把它們按照一定的規(guī)律轉換為便于傳送和處理的物理量(通常是電壓、電流等_____量)，或轉換為電路的______的元件叫傳感器．2．制作傳感器常用的元器件有__________、__________和金屬熱電阻、_________等．,物理,通斷,電學,光敏電阻,熱敏電阻,霍爾元件,1傳感器及其工作原理│學習互動,學習互動,考點一傳感器[想一想]如圖611所示，小盒子A的側面露出一個小燈泡，盒外沒有開關，但是把磁鐵B放到盒子上面，燈泡就會發(fā)光，把磁鐵移走，燈泡熄滅．盒子里有什么樣的裝置，才能出現這樣的現象？,,圖6-1-1,1傳感器及其工作原理│學習互動,【答案】盒子里用到了干簧管，把干簧管串入電路，當磁鐵靠近時兩個簧片被磁化而接通，所以干簧管能起到開關的作用．,1傳感器及其工作原理│學習互動,物理,電壓,電流,敏感元件,電學量,1傳感器及其工作原理│學習互動,例1(多選)下列說法正確的是()A．傳感器擔負著信息采集的任務B．干簧管是一種能夠感知磁場的傳感器C．傳感器不是電視遙控接收器的主要元件D．傳感器是把力、溫度、光、聲、化學成分等轉換為電信號的主要工具,1傳感器及其工作原理│學習互動,ABD[解析]傳感器的任務就是采集信息，A對；干簧管的主要構造是由平行不接觸的兩個極易被磁化的軟鐵片組成的，它靠近磁場時被磁化后相互吸引而接觸，B對；由傳感器的定義知D對．,1傳感器及其工作原理│學習互動,考點二光敏電阻[想一想]工廠生產車間的生產線上安裝計數器后，就可以準確得知生產產品的數量，圖612為光敏電阻自動計數器的示意圖，其中R1為光敏電阻，R2為定值電阻．此光電計數器的基本工作原理是什么？,,圖6-1-2,1傳感器及其工作原理│學習互動,【答案】當光被產品擋住時，R1電阻增大，電路中電流減小，R2兩端電壓減小，信號處理系統(tǒng)得到低電壓，每通過一個產品信號處理系統(tǒng)就獲得一次低電壓，就計數一次．,1傳感器及其工作原理│學習互動,[要點總結]1．光敏電阻的材料是一種半導體，無光照時，載流子極少，導電性能不好；隨著光照的增強，載流子增多，導電性______，即光敏電阻的阻值隨光照增強而______．2．光敏電阻能夠把_________這個光學量轉換為______這個電學量．,減小,變好,光照強弱,電阻,1傳感器及其工作原理│學習互動,例2(多選)如圖613所示，R1、R2為定值電阻，L為小燈泡，R3為光敏電阻，當照射光強度增大時(),,圖6-1-3,1傳感器及其工作原理│學習互動,A．電壓表的示數增大B．R2中電流減小C．小燈泡的功率增大D．電路的路端電壓增大,1傳感器及其工作原理│學習互動,ABC[解析]當照射光強度增大時，R3阻值減小，外電路電阻隨R3的減小而減小，R1兩端電壓因干路電流增大而增大，電壓表的示數增大，因內電壓增大，故電路的路端電壓減小，A項正確，D項錯誤．由路端電壓減小，R1兩端電壓增大知，R2兩端電壓必減小，則R2中電流減小，故B項正確．由干路電流增大知流過小燈泡的電流必增大，故小燈泡的功率增大，C項正確．,1傳感器及其工作原理│學習互動,考點三熱敏電阻和金屬熱電阻[想一想]如圖614所示，將多用電表的選擇開關置于歐姆擋，再將電表的兩支表筆與負溫度系數的熱敏電阻(溫度升高，電阻減小)RT的兩端相連，這時表針恰好指在刻度盤的正中央．若在RT上擦一些酒精，表針將如何擺動？若用吹風機將熱風吹向電阻，表針將如何擺動？,,圖6-1-4,1傳感器及其工作原理│學習互動,【答案】由于酒精蒸發(fā)，熱敏電阻RT溫度降低，電阻值增大，指針將向左偏；用吹風機將熱風吹向電阻，電阻RT溫度升高，電阻值減小，指針將向右偏．,1傳感器及其工作原理│學習互動,[要點總結]1．熱敏電阻：用________材料制成，對于具有負溫度系數的熱敏電阻，其電阻值隨溫度______而減?。?．金屬熱電阻：金屬的電阻率隨溫度______而增大，利用這一特性金屬絲也可以制作______傳感器，這種傳感器稱為金屬熱電阻．3．熱敏電阻和金屬熱電阻都能夠把_____這個熱學量轉換為______這個電學量．金屬熱電阻的化學穩(wěn)定性好，測溫范圍大，而熱敏電阻的________較好．,升高,半導體,升高,溫度,溫度,電阻,靈敏度,1傳感器及其工作原理│學習互動,例3如圖615所示，R1為定值電阻，R2為負溫度系數的熱敏電阻，L為小燈泡，當溫度降低時(),,圖6-1-5,1傳感器及其工作原理│學習互動,A．R1兩端的電壓增大B．電流表的示數增大C．小燈泡的亮度變強D．小燈泡的亮度變弱,1傳感器及其工作原理│學習互動,C[解析]R2與燈泡L并聯后與R1串聯，與電源構成閉合電路，當熱敏電阻R2溫度降低時，它的電阻值增大，外電路電阻增大，電流表讀數減小，燈泡L兩端電壓增大，燈泡亮度變強，R1兩端電壓減小，故C正確，其余各項均錯．,1傳感器及其工作原理│學習互動,考點四霍爾元件[要點總結]1．霍爾元件如圖616所示，在一個很小的矩形半導體(例如砷化銦)薄片上，制作四個電極E、F、M、N，它就成了一個霍爾元件．,,圖6-1-6,1傳感器及其工作原理│學習互動,電壓,磁感應強度,1傳感器及其工作原理│學習互動,例4在一次實驗中，一塊霍爾材料制成的薄片寬ab＝1.010－2m、長bc＝4.010－2m、厚h＝110－3m，水平放置在方向豎直向上的磁感應強度大小為B＝1.5T的勻強磁場中，bc方向通有I＝3.0A的電流，如圖617所示，沿薄片寬度產生1.010－5V的橫向電壓．,,,圖6-1-7,1傳感器及其工作原理│學習互動,(1)假定載流子是電子，a、b兩端中的哪端電勢較高？(2)薄片上形成電流I的載流子定向運動的速率多大？,,1傳感器及其工作原理│學習互動,,1傳感器及其工作原理│備用習題,備用習題,1．如圖所示是電容式話筒的示意圖，它是利用電容制成的傳感器，話筒的振動膜前面有薄薄的金屬層，膜后距膜幾十微米處有一金屬板，振動膜上的金屬層和這個金屬板構成電容器的兩極．在兩極間加一電壓U，人對著話筒說話時，振動膜前后振動，使電容發(fā)生變化，從而使聲音信號被話筒轉化為電信號，其中導致電容變化的原因是電容器兩板間的(),,,1傳感器及其工作原理│備用習題,A．距離變化B．正對面積變化C．電介質變化D．電壓變化,,1傳感器及其工作原理│備用習題,A[解析]振動膜前后振動，使振動膜上的金屬層與金屬板間的距離發(fā)生變化，從而將聲音信號轉化為電信號．,,1傳感器及其工作原理│備用習題,2．如圖所示是一種測定油箱油量多少或變化多少的裝置．其中電源電壓保持不變，R是滑動變阻器，它的金屬滑片是金屬桿的一端．在裝置中使用了一只電壓表(圖中沒有畫出)，通過觀察電壓表示數，可以了解油量情況．,,,1傳感器及其工作原理│備用習題,(1)你認為電壓表應該接在圖中的________兩點之間，按照你的接法請回答：當油箱中油量減少時，電壓表的示數將________(選填“增大”或“減小”)．(2)將電壓表分別接在b、c之間與c、d之間，當油量變化時，電壓表的示數變化有何不同？,,1傳感器及其工作原理│備用習題,(1)c、d減小(2)見解析[解析](1)由圖可知，當油箱內液面高度變化時，R的金屬滑片將會移動，從而引起R兩端電壓的變化．當油量減少時，R接入電路的電阻會增大，電路中的電流會減小，c、d間的電壓會減?。敯央妷罕斫釉赾、d兩點間，電壓表示數減小時，表示油量在減少．(2)①把電壓表接在b、c之間，油量增加時，R接入電路的電阻減小，電壓表的示數減??；油量減少時，R接入電路的電阻，電壓表的示數增大．②把電壓表接在c、d之間，油量增加時，R接入電路的電阻減小，電路中電流增大，則R′兩端的電壓增大，電壓表的示數增大，同理，油量減少時，電壓表的示數減?。?,1傳感器及其工作原理│備用習題,3．(多選)如圖所示，R1、R2為定值電阻，L為小燈泡，R3為光敏電阻．當入射光強度增大時(),,,1傳感器及其工作原理│備用習題,A．電壓表的示數增大B．R2中的電流減小C．小燈泡的功率增大D．電路的路端電壓增大,,1傳感器及其工作原理│備用習題,ABC[解析]當入射光強度增大時，R3阻值減小，外電路電阻隨R3的減小而減小，R1兩端電壓隨干路電流增大而增大，從而電壓表的示數增大，同時內電壓增大，電路的路端電壓減小，A正確，D錯誤．因路端電壓減小，而R1兩端電壓增大，故R2兩端電壓減小，則R2中的電流減小，B正確．結合干路電流增大知，流過小燈泡的電流必增大，故小燈泡的功率增大，C正確．,,1傳感器及其工作原理│備用習題,4．(多選)如圖所示是霍爾元件的工作原理示意圖，用d表示薄片的厚度，k為霍爾系數，對于一個霍爾元件，d、k為定值，如果保持I恒定，則可以驗證UH隨B的變化情況．以下說法中正確的是(工作面是指較大的平面)(),,,1傳感器及其工作原理│備用習題,A．將永磁體的一個磁極逐漸靠近霍爾元件的工作面，UH將變大B．在測定地球兩極的磁場強弱時，霍爾元件的工作面應保持水平C．在測定地球赤道上的磁場強弱時，霍爾元件的工作面應保持水平D．改變磁感線與霍爾元件工作面的夾角，UH將發(fā)生變化,,1傳感器及其工作原理│備用習題,,1傳感器及其工作原理│備用習題,5．電磁流量計廣泛應用于測量可導電流體(如污水)在管中的流量(即單位時間內通過管內橫截面的流體的體積)．為了簡化，假設流量計是如圖所示的橫截面為長方形的一段管道，中空部分的長、寬、高分別為圖中的a、b、c.流量計的兩端與輸送流體的管道相連(圖中虛線)．圖中流量計的上、下兩面是金屬材料，前、后兩面是絕緣材料．現于流量計所在處加磁感應強度為B的勻強磁場，磁場方向垂直于前、后兩面．當導電流體穩(wěn)定地流經流量計時，在管外將流量計上、下兩表面分別與一串接了電阻R的電流表的兩端連接，I表示測得的電流值．已知流體的電阻率為ρ，不計電流表的內阻，則可求得流量為(),,1傳感器及其工作原理│備用習題,,,1傳感器及其工作原理│備用習題,,1傳感器及其工作原理│備用習題,,,1傳感器及其工作原理│自我檢測,自我檢測,1．(傳感器)傳感器是把非電學量(如位移、壓力、流量、聲強等)轉換成電學量的一種元件．圖618為一種電容傳感器示意圖，電路可將聲音信號轉化為電信號．電路中a、b構成一個電容器，b是固定不動的金屬板，a是能在聲波驅動下沿水平方向振動的鍍有金屬層的振動膜，若聲源S發(fā)出頻率恒定的聲波使a振動，則a在振動過程中(),,圖6-1-8,1傳感器及其工作原理│自我檢測,A．a、b板之間的電場強度不變B．a、b板所帶的電荷量不變C．電路中始終有方向不變的電流D．向右位移最大時，電容器的電容最大,1傳感器及其工作原理│自我檢測,1傳感器及其工作原理│自我檢測,2．(光敏電阻)如圖619所示，將一光敏電阻接入多用電表兩表筆上，將多用電表的選擇開關置于歐姆擋，用光照射光敏電阻時，表針的偏角為θ；現用手掌擋住部分光線，表針的偏角為θ′，則可判斷(),,圖6-1-9,1傳感器及其工作原理│自我檢測,A．θ′＝θB．θ′＜θC．θ′＞θD．不能確定,1傳感器及其工作原理│自我檢測,B[解析]光敏電阻的阻值隨光照強度的增強而減小，用手掌擋住部分光線，阻值變大，指針偏轉角度變?。?1傳感器及其工作原理│自我檢測,3．(熱敏電阻和金屬熱電阻)在信息技術高速發(fā)展、電子計算機廣泛應用的今天，擔負著信息采集任務的傳感器在自動控制、信息處理技術中發(fā)揮著越來越重要的作用，其中熱電傳感器是利用熱敏電阻將熱信號轉換成電信號的元件．某學習小組的同學在用多用電表研究熱敏電阻特性實驗時，安裝好如圖6110所示裝置．向杯內加入冷水，溫度計的示數為20℃，多用電表選擇適當的倍率，讀出熱敏電阻的阻值R1.然后向杯內加入熱水，溫度計的示數為60℃，發(fā)現多用電表的指針偏轉角度較大，則下列說法正確的是(),1傳感器及其工作原理│自我檢測,,圖6-1-10,1傳感器及其工作原理│自我檢測,A．應選用電流擋，溫度升高換用大量程測量B．應選用電流擋，溫度升高換用小量程測量C．應選用歐姆擋，溫度升高時換用倍率大的擋D．應選用歐姆擋，溫度升高時換用倍率小的擋,1傳感器及其工作原理│自我檢測,D[解析]多用電表與熱敏電阻構成的回路中未接入電源，故不能用電流擋，A、B均錯；當溫度升高時多用電表指針偏轉角度較大，說明熱敏電阻的阻值變小了，應該換用倍率小的擋，C錯誤，D正確．,1傳感器及其工作原理│自我檢測,4．(霍爾元件)霍爾元件能()A．把溫度這個熱學量轉換成電阻這個電學量B．把磁感應強度這個磁學量轉換成電壓這個電學量C．把力這個力學量轉換成電壓這個電學量D．把光照強弱這個光學量轉換成電阻這個電學量,1傳感器及其工作原理│自我檢測,2傳感器的應用,2傳感器的應用,3實驗：傳感器的應用,3實驗：傳感器的應用,2傳感器的應用3實驗：傳感器的應用│三維目標,三維目標,【知識與技能】(1)了解力傳感器在電子秤上的應用．(2)了解聲傳感器在話筒上的應用．(3)了解兩個實驗的基本原理．(4)通過實驗，加深對傳感器作用的體會，培養(yǎng)學生的動手能力．,,2傳感器的應用3實驗：傳感器的應用│三維目標,【過程與方法】(1)通過實驗或演示實驗，了解傳感器在生產、生活中的應用．(2)通過實驗培養(yǎng)動手能力，體會傳感器在實際中的應用．,,2傳感器的應用3實驗：傳感器的應用│三維目標,【情感、態(tài)度與價值觀】(1)在了解傳感器的原理及應用時，知道已學知識在生活、生產、科技社會中的價值，增強學習興趣，培養(yǎng)良好的科學態(tài)度．(2)在實驗中通過動手組裝和調試，增強理論聯系實際的意識，激發(fā)學習興趣，培養(yǎng)良好的科學態(tài)度．,,2傳感器的應用3實驗：傳感器的應用│重點難點,重點難點,【重點】(1)各種傳感器的應用原理及結構．(2)了解斯密特觸發(fā)器的工作特點，能夠分析光控電路的工作原理．(3)溫度報警器電路的工作原理．【難點】(1)各種傳感器的應用原理及結構．(2)光控電路和溫度報警器電路的工作原理．,,2傳感器的應用3實驗：傳感器的應用│教學建議,教學建議,傳感器是新課程教材中新增設的十分重要的一部分內容．在課程標準中傳感器部分卻屬于“了解”水平．對傳感器的概念和傳感器的工作原理都只是要求知道．事實上，課本對于傳感器的定義也是屬于描述性的，并沒有確切的一個定義．而傳感器的工作原理是十分復雜的，涉及大學里面數字電路的一些知識，對于高中生的認知水平來說，要想完全理解還是有很大困難的．因此，教材對于傳感器的工作原理也只是作為簡單電路中的一個器件來進行講述，并沒有涉及傳感器的內部結構和復雜的邏輯電路等．所以，在給學生講解時，需要注意難度的把握．通過課本或者日常生活中的實例或者小實驗來進行講解．,,2傳感器的應用3實驗：傳感器的應用│教學建議,絕大多數同學親眼見過或者聽說過“聲控燈”，使用過冰箱、空調、飲水機，看到過電子秤、自動門等．他們對這些東西十分熟悉，但卻并不了解其自動控制的奧秘，所以心中一直心存疑惑．教師可以利用學生的疑惑來進行新課的引入，從“生活走向物理”，引導學生逐漸深入地揭開傳感器的神秘面紗．有條件的話，本節(jié)課教學要盡量讓學生多觀察、多動手，至少要讓學生多看看相關的視頻文件．教學中多舉一些生活相關的實例，如走廊里的聲、光控開關及溫度報警器、孵小雞用的恒溫箱、路燈的自動控制、銀行門口的自動門等．,,2傳感器的應用3實驗：傳感器的應用│新課導入,新課導入,【導入一】師：上節(jié)課我們學習了傳感器及其工作原理．傳感器是能夠感知諸如力、溫度、光、聲、化學成分等非電學量，并把它們按照一定的規(guī)律轉化成電壓、電流等電學量，或轉化為電路通斷的一類元件．請大家回憶一下光敏電阻、熱敏電阻、霍爾元件各是把什么物理量轉化為電學量的元件？生：光敏電阻將光學量轉化為電阻這個電學量．熱敏電阻將溫度這個熱學量轉化為電阻這個電學量．霍爾元件把磁感應強度這個磁學量轉化為電壓這個電學量．師：這節(jié)課我們來學習傳感器的應用．[板書課題]傳感器的應用,,2傳感器的應用3實驗：傳感器的應用│新課導入,【導入二】師：同學們，我們今天在上新課之前，先來做一個小實驗．同學們都見過過道里的聲控燈吧？生：見過．師：同學們看到聲控燈一般亮是在什么情況下呀？生1：夜晚．生2：要大聲說話或者跺腳．師：很好．聲控燈就是在天黑之后，有腳步聲或者說話聲時才會亮．,,2傳感器的應用3實驗：傳感器的應用│新課導入,師：老師這里也有一個聲控燈，現在是白天，大家覺得我們現在拍手或者大聲說話，燈會亮嗎？生：(猜測．有的覺得會亮，有的覺得燈不會亮．)師：(把燈放在講臺上，插好電源．一拍手，燈不亮．)生：(猜不亮的同學很高興．)師：(故弄玄虛．把燈用手捧住，吹一口氣，燈亮了．)生：(很驚訝．)師：(故意留下懸念)同學們，是不是覺得很神奇呀？想知道白天聲控燈為什么也會亮嗎？那我們就來學習今天的新課——第五章傳感器第二節(jié)傳感器的應用．,,2傳感器的應用3實驗：傳感器的應用│新課導入,【導入三】師：隨著人們生活水平的提高，傳感器在工農業(yè)生產中的應用越來越廣泛，如走廊里的聲、光控開關及溫度報警器、孵小雞用的恒溫箱、路燈的自動控制、銀行門口的自動門等，都用到了傳感器．傳感器的工作離不開電子電路，傳感器只是把非電學量轉換成電學量，對電學量的放大、處理均是通過電子元件組成的電路來完成的．這節(jié)課我們就來動手組裝光控開關或溫度報警器．,,2傳感器的應用3實驗：傳感器的應用│新課導入,【導入四】上節(jié)課我們學習了力傳感器、溫度傳感器、聲音傳感器及其工作原理．請大家回憶一下我們學了哪些具體的力、溫度、聲音傳感器？學生思考后回答：電子秤、動圈式話筒、電容式話筒、駐極體話筒、電熨斗，它們都是傳感器．這節(jié)課我們繼續(xù)來學習一些傳感器的應用．,,2傳感器的應用3實驗：傳感器的應用│知識必備,知識必備,1．傳感器應用的一般模式,,,圖6-3-1,傳感器,執(zhí)行,計算機,2傳感器的應用3實驗：傳感器的應用│知識必備,2．應變式力傳感器是由________和________組成的，應變片能夠把物體______這個力學量轉換為______這個電學量．3．感溫鐵氧體具有這樣的性質，常溫下具有_______，能夠被磁體吸引，但是溫度上升到約________時，就失去了________，不能被磁體吸引，這個溫度叫作該材料的“居里溫度”或“居里點”．,應變片,金屬梁,形變,電壓,鐵磁性,鐵磁性,103℃,2傳感器的應用3實驗：傳感器的應用│學習互動,學習互動,,考點一力傳感器的應用——電子秤[要點總結]1．應變式力傳感器主要由________和________組成．2．工作原理：如圖632所示，彈簧鋼制成的梁形元件右端固定，在梁的上、下表面各貼一個應變片，在梁的自由端施加力F，則梁發(fā)生彎曲，上表面拉伸，下表面壓縮，上表面應變片的電阻______，下表面的電阻______．力F越大，彎曲形變越大，應變片的電阻變化就越大，如果讓應變片中通過的電流保持恒定，那么上面應變片兩端的電壓______，下面應變片兩端的電壓______．傳感器把這兩個電壓的差值輸出．力F越大，輸出的________也就越大．,應變片,金屬梁,變大,變大,變小,變小,電壓差值,2傳感器的應用3實驗：傳感器的應用│學習互動,,,圖6-3-1,2傳感器的應用3實驗：傳感器的應用│學習互動,例1(多選)關于電子秤中應變式力傳感器，正確的說法是()A．應變片是由導體材料制成B．當應變片的表面拉伸時，其電阻變大，反之，其電阻變小C．傳感器輸出的是應變片上的電壓D．外力越大，輸出的電壓差值也越大,,2傳感器的應用3實驗：傳感器的應用│學習互動,BD[解析]應變片多用半導體材料制成，故選項A錯；當應變片的表面拉伸時，其電阻變大，反之，其電阻變小，B對；傳感器輸出的是應變片上、下兩表面的電壓差，并且隨著外力的增大，輸出的電壓差值也增大，故C錯，D對．,,2傳感器的應用3實驗：傳感器的應用│學習互動,考點二溫度傳感器的應用——電熨斗[想一想]圖633為電熨斗的構造圖，其中雙金屬片上層金屬的熱膨脹系數大于下層金屬．,,,圖6-3-3,2傳感器的應用3實驗：傳感器的應用│學習互動,1．常溫下，電熨斗的上、下觸點應當是接觸的還是分離的？當溫度過高時雙金屬片將起怎樣的作用？2．熨燙棉麻衣物需要設定較高的溫度，熨燙絲綢衣物需要設定較低的溫度，這是如何利用調溫旋鈕來實現的？,,2傳感器的應用3實驗：傳感器的應用│學習互動,【答案】(1)常溫時，電熨斗的上、下觸點接觸，這樣電熨斗接通電源后能進行加熱．當溫度過高時雙金屬片膨脹，因上層的熱膨脹系數大，故上層膨脹得厲害，雙金屬片向下彎曲，彎曲到一定程度后，兩觸點分離，電路斷開電熱絲停止加熱，當溫度降低后，雙金屬片恢復原狀，重新接通電路加熱．(2)熨燙棉麻衣物需要設定較高的溫度，也就是要求雙金屬片彎曲程度較大時，兩觸點分離，所以應使調溫旋鈕下旋．反之熨燙絲綢衣物需要設定較低的溫度，應使調溫旋鈕上旋．,,2傳感器的應用3實驗：傳感器的應用│學習互動,,[要點總結]1．電熨斗內部的雙金屬片溫度傳感器的作用是控制電路的______．2．常溫下，上、下觸點是______的，當溫度過高時，雙金屬片彎曲，使觸點______，從而切斷電源，停止加熱．當溫度降低后，雙金屬片___________，重新_____電路加熱．,通斷,接觸,分離,恢復原狀,接通,2傳感器的應用3實驗：傳感器的應用│學習互動,例2一般的電熨斗用合金絲作為發(fā)熱元件，合金絲電阻隨溫度的關系如圖634中實線①所示，由于環(huán)境溫度以及熨燙的衣服厚度、干濕等情況不同，電熨斗的散熱功率不同，因而電熨斗的溫度可能會在較大范圍內波動，易損壞衣物．有一種用主要成分為BaTiO3(被稱為“PTC”的特殊材料)作為發(fā)熱元件的電熨斗，具有升溫快、能自動控制溫度的特點，PTC材料的電阻隨溫度變化的關系如圖中實線②所示，根據圖線分析：,,,2傳感器的應用3實驗：傳感器的應用│學習互動,(1)處于冷態(tài)的PTC電熨斗剛通電時比普通電熨斗升溫快的原因是_________________________________________．(2)通電一段時間后電熨斗溫度t自動穩(wěn)定在____
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- 高中物理 第六章 傳感器課件 新人教版選修3-2 第六 傳感器 課件 新人 選修
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