人教版选修32 传感器的应用 第1课时 教案.doc

人教版 高中物理选修3-2第6章第2节 传感器的应用【知识与技能】1了解力传感器在电子秤上的应用。2了解声传感器在话筒上的应用。3了解温度传感器在电熨斗上的应用。【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。【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。【教学重难点】教学重点：各种传感器的应用原理及结构。教学难点：各种传感器的应用原理及结构。【教学过程】重难点一、传感器问题分析1分析思路物理传感器是将所感受的物理量(如力、热、光等)转换为便于测量的电学量的器件我们可以把传感器的应用过程分为三个步骤：(1)信息采集；(2)信息加工、放大、传输；(3)利用所获得的信息执行某种操作2分析传感器问题要注意四点(1)感受量分析要明确传感器所感受的物理量，如力、热、光、磁、声等(2)输出信号分析明确传感器的敏感元件，分析它的输入信号及输出信号，以及输入信号与输出信号间的变化规律(3)电路结构分析认真分析传感器所在的电路结构，在熟悉常用电子元件工作特点基础上，分析电路输出信号与输入信号间的规律(4)执行机构工作分析传感器的应用，不仅包含非电学量如何向电学量转化的过程，还包含根据所获得的信息控制执行机构进行工作的过程【典型例题】用如图所示的装置可以测量汽车在水平路面上做匀加速直线运动的加速度。该装置是在矩形箱子的前、后壁上各安装一个由力敏电阻组成的压力传感器。用两根相同的轻弹簧夹着一个质量为2.0 kg的滑块，滑块可无摩擦滑动，两弹簧的另一端分别压在传感器a、b上，其压力大小可直接从传感器的液晶显示屏上读出。现将装置沿运动方向固定在汽车上，传感器b在前，传感器a在后。汽车静止时，传感器a、b的示数均为10 n(取g10 m/s2)。(1)若传感器a的示数为14 n，b的示数为6.0 n，求此时汽车的加速度大小和方向。(2)当汽车以怎样的加速度运动时，传感器a的示数为零？【审题指导】传感器上所显示出的力的大小，即弹簧对传感器的压力，据牛顿第三定律知，此即为弹簧的弹力大小，亦即该弹簧对滑块的弹力大小。【答案】(1)4.0 m/s2方向向右(2)以方向向左、大小为10 m/s2的加速度运动【解析】（1）如图所示，依题意得左侧弹簧对滑块向右的推力f114 n，右侧弹簧对滑块的向左的推力f26.0 n，滑块所受合力产生加速度a1，根据牛顿第二定律有f1f2ma1可得a1 m/s24 m/s2a1与f1同方向，即向前(向右)。(2)a传感器的读数恰为零，即左侧弹簧的弹力f10，因两弹簧相同，左弹簧伸长多少，右弹簧就缩短多少，所以右弹簧的弹力变为f220 n。滑块所受合力产生加速度a2，由牛顿第二定律得f合f2ma2得a210 m/s2，方向向左。重难点二、常见传感器的应用1生活中的传感器(1)与温度控制相关的家用电器：电饭煲、电冰箱、微波炉、空调、消毒碗柜等，都用到温度传感器。(2)红外传感器：自动门、家电遥控器、生命探测器、非接触红外测温仪以及防盗、防火报警器等。(3)照相机中的光传感器和家用便携式电子秤的压力传感器等。2农业生产中的传感器(1)湿度传感器：判断农田的水分蒸发情况，自动供水或停水。(2)温度传感器和湿度传感器：可对上百个点进行温度和湿度监测。由于有了十分先进可靠的测试技术，有效地减少了霉变现象。3工业生产中的传感器(1)生产的自动化和半自动化。用机器人、自动化小车、自动机床、各种自动生产线或者系统，代替人完成加工、装配、包装、运输、存储等工作。各种传感器使生产的自动运行保持在最佳状态，以确保产品质量，提高效率和产量，节约原材料等。(2)在数控机床中的位移测量装置，就是利用高精度位移传感器进行位移测量，从而实现对零部件的精密加工。4飞向太空的传感器在航空、航天技术领域，传感器应用得较早，也应用得较多，在运载火箭、载人飞船中，都应用了大量的传感器供遥测和遥控系统使用。这些传感器对控制航天器的姿态、接收和发送信息、收集太空数据等都有重要作用。在载人飞船中还使用一类测量航天员各种生理状况的生理传感器，如测量血压、心电图、体温等。【典型例题】如图甲所示为在温度为10 左右的环境中工作的某自动恒温箱原理简图，箱内的电阻r120 k、r210 k、r340 k，rt为热敏电阻，它的电阻随温度变化的图线如图乙所示，a、b端电压uab0时，电压鉴别器会令开关s接触，恒温箱内的电热丝发热，使箱内温度升高；当a、b端电压uab0时，电压鉴别器会令开关s断开，停止加热，则恒温箱内的温度可保持在()a10 b20 c30 d45 【思路探究】由题可知，uab0是电热丝加热和停止加热的临界状态，根据串联分压知识可求得uab0时rt的阻值，然后由乙图读出对应的温度。【答案】c【解析】由题可知uab0是一个电压的临界点，对应着开关s的动作，而开关的动作对应着温度的上升或下降。由电路图可知，