高中物理 6.2传感器的应用导学案 新人教版选修3-2.doc

第六章 传感器第2节 传感器的应用【学习目标】知识与技能：1知道各种传感器的应用2. 进一步深入认识传感器的应用过程与方法：1、通过对传感器在生活、生产与技术中应用的实例分析，拓展学生的思维，培养创新意识，激发学生的学习兴趣。2、通过实验结合物理学的知识，探究电子秤、电熨斗、电饭锅、火灾报警器等的工作原理，从而了解力传感器、温度传感器、光电传感器的一般应用，进一步总结出传感器应用的一般模式。【重点、难点】重点：各种传感器的应用原理及结构难点：各种传感器的应用原理及结构预习案【自主学习】1力传感器的应用电子秤 （1）、电子秤所使用的测力装置是 传感器，它是由 和 组成的。 （2）、工作原理：弹簧钢梁一端固定，梁的上下表面各贴一个 ，在梁的自由端加压，梁发生弯曲，上表面 ，上表面的 变大；下表面 ，下表面应变片的电阻 。施力越大，弯曲形变越大，应变片的 越大。把这两个应变片的电压差值输出，在表上指示出读数。 （3）、应变片能够把物体 这个力学量转换为 这个电学量。 2. 温度传感器的应用电熨斗 （1）、电熨斗的构造：主要有电热丝、金属底板、 、 、触点、绝缘支架、 、 等组成。其中 为温度传感器，是电熨斗的核心元件，它的作用是控制电路的 。 （2）、双金属片的工作原理：双金属片巧妙地利用了不同金属 的差异，在温度发生变化时，双金属片会发生 ，从而控制电路的 。 （3）、电熨斗的工作原理： 。 3. 温度传感器的应用电饭锅（1）、电饭锅的内部结构：电饭锅主要由接线螺钉、触点、转轴、开关按钮、弹簧、内胆底等构成其中 为主要元件，它的特点主要有：常温下具有铁磁性，能够被磁体吸引，但是上升到时，就失去性，不能被磁体吸引了 （2）、电饭锅的工作原理：4.光传感器的应用火灾报警器(1)、烟雾散射火灾报警器的构造：带孔的罩子内装有、和不透明的档板（2）、烟雾散射式火灾报警器的工作原理：平时，收不到led发出的光，呈现状态烟雾进入罩内后对光有作用，使部分光线照射到，其电阻变，与传感器连接的电路检测发出这种变化，就会发出警报【学始于疑】（请将预习中不能解决的问题记录下来，供课堂解决。） 探究案【合作探究一】（可以根据内容设定问题的个数，内容与自主学习内容要有层次上的区别）问题1：力传感器的应用电子秤（1） 电子秤使用的测力装置是什么？它是由什么元件组成的？（2） 简述力传感器的工作原理。（3） 应变片能够把什么力学量转化为什么电学量问题2：温度传感器的应用电熨斗：电熨斗装有双金属片温度传感器。这种传感器的作用是控制电路的通断，请你根据课本第58页电熨斗结构图，回答下列两个问题：（1） 常温下，上、下触点就是接触的还是分离的？当温度过高时，双金属片将怎样起作用？（2）熨烫棉麻衣物和熨烫丝绸衣物需要设定不同的温度，这是如何利用调温旋钮来实现的？ 问题3：温度传感器电饭锅：电饭锅的主要部件是感温铁氧体，它的特点是常温下具有铁磁性，能够被磁体吸引，但是温度上升到约为1030c时，就失去了磁性，不能被磁体吸引了。我们把1030c就叫做该材料的“居里温度”或“居里点”。结合课本第58页电饭锅结构图回答下列问题（1） 开始煮饭时为什么要压下开关按钮？手松开后这个按钮是否会恢复到图示的状态？（2） 煮饭时水沸腾后锅内是否会大致保持一定的温度？（3） 饭熟后，水分被大米吸收，锅底的温度会有什么变化？这时电饭锅会自动地发出哪些动作？（4） 如果用电饭锅烧水，能否在水沸腾后自动断电？问题4：光传感器的应用火灾报警器参照课本第59页图6.2-8简述其工件原理归纳总结（包括知识与方法）通过实验观察和日常生活经验知道传感器的工作原理。激发学生学习物理的兴趣，能够用物理知识去解释生活中的物理现象。【课堂小结/本节知识网络】传感器的应用电子称-力传感器的应用：力信号电信号电熨斗-温度传感器的应用：自动控制电路的通断电饭锅-温度传感器的应用火灾报警器-光电传感器【思考】日常生活中还有没有其它传感器的应用？【当堂检测】（可以根据内容设定习题的个数，要求附有答案。时间可限定在5-10min）1下列说法正确的（ ）a、电熨斗能自动控制温度主要利用了双金属片，两片金属的膨胀系数相同b、常温下，上下触点是接触的；温度过高时，双金属片发生弯曲使上下触点分开c、需要较高温度熨烫时，要调节温度旋钮，使升降螺丝下移并推动弹性铜片下移d、电熨斗中的双金属片是一种半导体材料2电子秤使用的是（ ）a超声波传感器 b温度传感器c压力传感器 d红外线传感器3若超导体线圈连接在电路中，则（ ）a.超导体线圈中有较小的电流通过b.有强大的电流通过线圈，不能产生强大的磁场c.电流通过超导体线圈，能产生强大的磁场d.电流在超导体线圈中，会有部分能量消失4街道旁的路灯、江海里的航标灯都要求夜晚亮、白天熄，利用半导体的电学特性制成了自动点亮、熄灭的装置，实现了自动控制，这是利用半导体的（ ）a.压敏性 b.光敏性 c.热敏性 d.三特性都利用了5光电传感器利用_将_信号转换成了_信号；热电传感器利用_将_信号转换成了_信号，从而实现自动控制的目的【课后巩固】（可以根据内容设定习题的个数，要求附有答案）7下列说法正确的是 （ ）a、应变式力传感器可以测重力，也可以用来测牵引力b、电子秤的核心元件是应变片，它多用金属材料制成，是一种敏感元件c、应变片能把力学量物体形变转换为电学量电压d、所有电子秤都应用了应变式力传感器8关于电熨斗下列说法正确的（）a、电熨斗能自动控制温度主要利用了双金属片，两片金属的膨胀系数相同b、常温下，上下触点是分开的；温度过高时，双金属片发生弯曲使上下触点分开c、需要较高温度熨烫时，要调节温度旋钮，使升降螺丝下移并推动弹性铜片下移d、电熨斗中的双金属片是一种半导体材料9传感器是一种采集信息的重要器件，图1是由电容器作为传感器来测定压力变化的电路，当待测压力为f作用于可动膜片电极上时，以下说法中正确的 ( )gbarfa、若f向上压膜片电极，电路中有从a和b的电流b、若f向上压膜片电极，电路中有从b和a的电流c、若f向上压膜片电极，电路中不会出现电流d、若电流表有示数，则说明压力f发生变化10、若超导体线圈连接在电路中，则（ ）a、超导体线圈中有较小的电流通过b、有强大的电流通过线圈，不能产生强大的磁场c、电流通过超导体线圈，能产生强大的磁场d、电流在超导体线圈中，会有部分能量消失11如图所示是继电器的原理图，a为常闭触点，b为常开触点，当在接线柱2、3间通入一定的电流时，电磁铁便使衔铁p脱离a而与b接触，从而达到控制电路的目的.接线柱_与有电源的热敏电阻串联.接线柱_与外电路串联，即可在温度过高时切断外电路，实现对外电路的自动控制.若要求切断此电路的同时接通另一个外电路，则需要接通的电路应连在_两个接线柱上.12计算机键盘是由两片金属切片组成的小电容器该电容器的电容可用公式c=计算，式中=910-12,s为金属片的正对面积，d表示两金属片间距当键被按下时，此电容器的电容发生变化，与之相连的电子线路就能检测出哪个键被按下了，从而给出相应的信号设每个金属片的正对面积为50 mm2，键未按下时的金属片间距为06 mm如果电容变化025 pf，电子线路恰能检测出必要的信号，则键至少需要被按下（ ）a、015 mm b、025 mm c、035 mm d、045 mm【答案】 自主学习：1、（1）、力 应变片 金属梁 （2）、应变片 拉伸 电阻 压缩 变小 阻值变化 (3)形变 电压 2、（1）、升降螺丝、弹性铜片、双金属片、调温旋钮 双金属片 通断（2）膨胀系数 膨胀 通断 (3)电熨斗是利用双金属片的膨胀系数不同从而控制电路的通断的。上部的金属膨胀系数大，下部的膨胀系数小，双金属片向下弯曲，使触点分离停止加热。温度降低后，恢复原状，重新加热，起到自动控温作用。3、（1）、感温铁氧体、永磁体、电热板 感温铁氧体 居里点 磁性（2）、开始煮饭时，用手压下开关按钮，永磁体和感温铁氧体相吸，手松开后，按钮不再恢复到初始状态。水沸腾后，锅内大致保持100度不变。饭熟后，水分被大米吸收后，锅底