物理：6.3《传感器的应用(二)》.ppt

第六章 传感器 第二节 传感器的应用 河北枣强中学贺占庆 教学目标 一 知识与技能1 了解力传感器在电子秤上的应用 2 理解温度传感器的应用 电饭锅的工作原理 二 过程与方法通过实验或演示实验 了解传感器在生产 生活中的应用 三 情感 态度与价值观在了解传感器原理及应用时 知道已学知识在生活 生产 科技社会中的价值 增强学习兴趣 培养良好的科学态度 教学重点 力 温度的应用原理及结构 教学难点 力 温度的应用原理及结构 教学方法观察法 讨论法 非电学量电学量 制作传感器常用的敏感元件 光敏电阻 热敏电阻 霍尔元件分别能将什么量转化为什么量 光敏电阻 光照强弱转化为电阻 热敏电阻 温度转化为电阻 霍尔元件 磁感应强度转化为电压 复习 转化为 复习引入 压敏电阻的阻值随所受压力的增大而减小 有位同学利用压敏电阻设计了判断小车运动状态的装置 其工作原理如图 a 所示 将压敏电阻和一块挡板固定在绝缘小车上 中间放置一个绝缘重球 小车向右做直线运动过程中 电流表示数如图 b 所示 下列判断正确的是 A 从t1到t2时间内 小车做匀速直线运动B 从t1到t2时间内 小车做匀加速直线运动C 从t2到t3时间内 小车做匀速直线运动D 从t2到t3时间内 小车做匀加速直线运动 D 一 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 装置 力传感器元件 金属梁和应变片 一 力传感器的应用 电子秤 金属梁 两个应变片的形变引起电阻变化致使两个应变片的电压差变化 1 电子秤使用的测力装置是什么 它是由什么元件组成的 3 应变片能够把什么力学量转化为什么电学量 2 简述力传感器的工作原理 装置 力传感器组成 金属梁和应变片 一 力传感器的应用 电子秤 两个应变片的形变引起电阻变化致使两个应变片的电压差变化 练习1 关于电子秤中应变式力传感器的说法正确的是 A 应变片常用半导体材料制成B 当应变片的表面拉伸时 其电阻变大反之 变小C 传感器输出的是应变片上的电压D 外力越大 输出的电压差值也越大 ABD 练习2 右图所示为大型电子地磅电路图 电源电动势为E 内阻不计 不称物体时 滑片P在A端 滑动变阻器接入电路的有效电阻最大 电流最小 称重物时 在压力作用下使滑片P下滑 滑动变阻器有效电阻变小 电流变大 这样把电流对应的重量值刻在刻度盘上 就可以读出被称物体的重量值 若滑动变阻器上A B间距离为L 最大阻值等于定值电阻的阻值 已知两弹簧的总弹力与形变量成正比 比例系数为K 则所称重物的重量G与电流大小I的关系为 A B C D 问题 电饭锅烧饭饭熟后会自动断开 电饭锅烧水水开后能自动断开 回顾在家煮饭的过程 二 温度传感器的应用 电饭锅 阅读教材第58页第1段 回答问题 1 电饭锅中使用的温度传感器的主要元件是什么 2 感温铁氧体的组成物质是什么 3 感温铁氧体有何特点 4 什么是 居里点 答 1 感温铁氧体 2 氧化锰 氧化锌和氧化铁粉末混合烧结而成 3 常温下具有铁磁性 能够被磁体吸引 温度达到约103 时 失去铁磁性 不能被磁体吸引 4 使感温铁氧体失去铁磁性的温度 也叫居里温度 二 温度传感器的应用4 电饭锅 构造 工作原理 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 为什么 2 煮饭时水沸腾后锅内是否会大致保持一定的温度 为什么 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生哪些动作 4 如果用电饭锅烧水 能否在水沸腾后自动断电 答 1 开始煮饭时 用手压下开关按钮 永磁体与感温磁体相吸 手松开后 按钮不再恢复到图示状态 4 电饭锅 2 煮饭时水沸腾后锅内是否会大致保持一定的温度 为什么 答 2 水沸腾后 由于锅内保持1000C不变 故感温磁体仍与永磁体相吸 继续加热 故锅内大致保持1000C不变 工作原理 4 电饭锅 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生哪些动作 答 3 饭熟后 水分被大米吸收 锅底温度升高 当温度升至 居里点1030C 时 感温磁体失去铁磁性 在弹簧作用下 永磁体被弹开 触点分离 切断电源 从而停止加热 工作原理 4 电饭锅 4 如果用电饭锅烧水 能否在水沸腾后自动断电 答 4 如果用电饭锅烧水 水沸腾后 锅内保持1000C不变 温度低于 居里点1030C 电饭锅不能自动断电 只有水烧干后 温度升高到1030C才能自动断电 工作原理 4 电饭锅 叙述电饭锅的工作过程 开始煮饭时 用手压下开关按钮 永磁体与感温磁体相吸 手松开后 按钮不再恢复到图示状态 则触点接通 电热板通电加热 水沸腾后 由于锅内保持1000C不变 故感温磁体仍与永磁体相吸 继续加热 直到饭熟后 水分被大米吸收 锅底温度升高 当温度升至 居里点1030C 时 感温磁体失去铁磁性 在弹簧作用下 永磁体被弹开 触点分离 切断电源 从而停止加热 练习3 如图所示是电饭煲的电路图 S1是一个限温开关 手动闭合 当此开关的温度达到居里点 1030C 时会自动断开 S2是一个自动温控开关 当温度低于约700C时会自动闭合 温度高于800C时会自动断开 红灯是加热状态时的指示灯 黄灯是保温状态时的指示灯 限流电阻R1 R2 500 加热电阻丝R3 50 两灯电阻不计 1 根据电路分析 叙述电饭煲煮饭的全过程 包括加热和保温过程 2 简要回答 如果不闭合开关S1 电饭煲能将饭煮熟吗 3 计算加热和保温两种状态下 电饭煲的消耗功率之比 12 1 解析 1 电饭煲煮饭时 接上电源 S2自动闭合 同时把手动开关S1闭合 这时黄灯短路 红灯亮 电饭煲处于加热状态 加热到80 时 S2自动断开 S1仍闭合 继续加热 待水烧开后温度升高到103 开关S1自动断开 这时饭已煮熟 黄灯亮 电饭煲处于保温状态 由于电饭煲散热 待温度下降到70 时 S2自动闭合 电饭煲又处于加热状态 待温度上升到80 时 S2又自动断开 电饭煲再次处于保温状态 2 不能 因为这种情况下只能加温到80 3 设电饭煲处于加热状态时消耗的电功率为P1 保温状态电功率为P2 则有加热P1 U2 R2