2019-2020学年人教版物理选修3-2抢分教程课件：第六章 第2节　传感器的应用

1、| |第六章第六章 传感器传感器| | |物理|选修3-2菜菜 单单 课课 前前 预预 习习 落落 实实 基基 础础 课课 堂堂 互互 动动 考考 点点 突突 破破 课课 下下 作作 业业 能能 力力 提提 升升 第第2 2节传感器的应用节传感器的应用 | |第六章第六章 传感器传感器| | |物理|选修3-2菜菜 单单 课课 前前 预预 习习 落落 实实 基基 础础 课课 堂堂 互互 动动 考考 点点 突突 破破 课课 下下 作作 业业 能能 力力 提提 升升 学习目标学习目标 1.了解传感器在日常生活和生产中的应用。了解传感器在日常生活和生产中的应用。 2了解传感器应用的一般模拟。了解传感

2、器应用的一般模拟。 3会设计简单的有关传感器应用的控制电路，提高会设计简单的有关传感器应用的控制电路，提高 分析解决问题的能力。分析解决问题的能力。 | |第六章第六章 传感器传感器| | |物理|选修3-2菜菜 单单 课课 前前 预预 习习 落落 实实 基基 础础 课课 堂堂 互互 动动 考考 点点 突突 破破 课课 下下 作作 业业 能能 力力 提提 升升 一、传感器应用的一般模式一、传感器应用的一般模式 课前预习课前预习落实基础落实基础 | |第六章第六章 传感器传感器| | |物理|选修3-2菜菜 单单 课课 前前 预预 习习 落落 实实 基基 础础 课课 堂堂 互互 动动 考考 点点

3、 突突 破破 课课 下下 作作 业业 能能 力力 提提 升升 二、传感器的应用实例二、传感器的应用实例 1力传感器的应用力传感器的应用电子秤电子秤 常用的一种力传感器是由常用的一种力传感器是由_和和_组成组成 的，应变片能够把物体的，应变片能够把物体_这个力学量转换为这个力学量转换为_这这 个电学量。个电学量。 2温度传感器的应用温度传感器的应用电熨斗、电饭锅电熨斗、电饭锅 (1)(1)电熨斗装有电熨斗装有_传感器，这种传传感器，这种传 感器的作用是控制电路的感器的作用是控制电路的_。 金属梁金属梁应变片应变片 形变形变电压电压 双金属片温度双金属片温度 通断通断 | |第六章第六章 传感器传

4、感器| | |物理|选修3-2菜菜 单单 课课 前前 预预 习习 落落 实实 基基 础础 课课 堂堂 互互 动动 考考 点点 突突 破破 课课 下下 作作 业业 能能 力力 提提 升升 (2)电饭锅中也应用了温度传感器，它的主要元件是电饭锅中也应用了温度传感器，它的主要元件是 _其常温下具有其常温下具有_，能够被磁体，能够被磁体 吸引，但是温度上升到约吸引，但是温度上升到约_时，就失去了时，就失去了_， 不能被磁体吸引，这个温度称为该材料的不能被磁体吸引，这个温度称为该材料的“居里温度居里温度”或或 “居里点居里点”。 感温铁氧体感温铁氧体铁磁性铁磁性 103 铁磁性铁磁性 | |第六章第六章

5、 传感器传感器| | |物理|选修3-2菜菜 单单 课课 前前 预预 习习 落落 实实 基基 础础 课课 堂堂 互互 动动 考考 点点 突突 破破 课课 下下 作作 业业 能能 力力 提提 升升 3光传感器的应用光传感器的应用火灾报警器火灾报警器 烟雾散射式火灾报警器是利用烟雾对烟雾散射式火灾报警器是利用烟雾对_的散射来的散射来 工作的。敏感元件为工作的。敏感元件为_。 光光 光电三极管光电三极管 | |第六章第六章 传感器传感器| | |物理|选修3-2菜菜 单单 课课 前前 预预 习习 落落 实实 基基 础础 课课 堂堂 互互 动动 考考 点点 突突 破破 课课 下下 作作 业业 能能 力

6、力 提提 升升 判断下列说法的正误。判断下列说法的正误。 1通常的传感器可以直接用来进行自动控制。通常的传感器可以直接用来进行自动控制。( ) 2传感器可以用来采集信息。传感器可以用来采集信息。( ) 3传感器可以将感受到的一些信号转换为电学量。传感器可以将感受到的一些信号转换为电学量。 ( ) 自主思考自主思考 | |第六章第六章 传感器传感器| | |物理|选修3-2菜菜 单单 课课 前前 预预 习习 落落 实实 基基 础础 课课 堂堂 互互 动动 考考 点点 突突 破破 课课 下下 作作 业业 能能 力力 提提 升升 4力传感器中金属梁是敏感元件。力传感器中金属梁是敏感元件。( ) 5感

7、温铁氧体的温度上升到感温铁氧体的温度上升到“居里温度居里温度”时，就会时，就会 失去铁磁性。失去铁磁性。( ) 6光电三极管在受到光照时呈高电阻状态。光电三极管在受到光照时呈高电阻状态。( ) | |第六章第六章 传感器传感器| | |物理|选修3-2菜菜 单单 课课 前前 预预 习习 落落 实实 基基 础础 课课 堂堂 互互 动动 考考 点点 突突 破破 课课 下下 作作 业业 能能 力力 提提 升升 1传感器问题的分析思路传感器问题的分析思路 物理传感器是将所感受的物理量物理传感器是将所感受的物理量(如力、热、光等如力、热、光等)转转 换为便于测量的电学量的器件。我们可以把传感器的应用换为

8、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：过程分为三个步骤： 课堂互动课堂互动考点突破考点突破 考点一传感器的应用分析考点一传感器的应用分析 | |第六章第六章 传感器传感器| | |物理|选修3-2菜菜 单单 课课 前前 预预 习习 落落 实实 基基 础础 课课 堂堂 互互 动动 考考 点点 突突 破破 课课 下下 作作 业业 能能 力力 提提 升升 (1)信息采集。信息采集。 (2)信息加工、放大、传输。信息加工、放大、传输。 (3)利用所获得的信息执行某种操作。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分析传感器问题要注意四点 (1)感受量分析感受

9、量分析 要明确传感器所感受的物理量，如力、热、光、磁、要明确传感器所感受的物理量，如力、热、光、磁、 声等。声等。 | |第六章第六章 传感器传感器| | |物理|选修3-2菜菜 单单 课课 前前 预预 习习 落落 实实 基基 础础 课课 堂堂 互互 动动 考考 点点 突突 破破 课课 下下 作作 业业 能能 力力 提提 升升 (2)输出信号分析输出信号分析 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。号，以及输入信号与输出信号间的变化规律。 (3)电路结构分析电路结构分析 认真分析传感器所在的电路结构，

10、在熟悉常用电子元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。律。 | |第六章第六章 传感器传感器| | |物理|选修3-2菜菜 单单 课课 前前 预预 习习 落落 实实 基基 础础 课课 堂堂 互互 动动 考考 点点 突突 破破 课课 下下 作作 业业 能能 力力 提提 升升 (4)执行机构工作分析执行机构工作分析 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 的过程及包含根据所获得的信息控制执行机构进行工作的的过程及包含根据所获得的信

11、息控制执行机构进行工作的 过程。过程。 | |第六章第六章 传感器传感器| | |物理|选修3-2菜菜 单单 课课 前前 预预 习习 落落 实实 基基 础础 课课 堂堂 互互 动动 考考 点点 突突 破破 课课 下下 作作 业业 能能 力力 提提 升升 例例 1 (2018宜春高二检测宜春高二检测)车床在工作时是不允许车床在工作时是不允许 将手随便接近飞转的工件的，为了防止万一，设计了下面将手随便接近飞转的工件的，为了防止万一，设计了下面 的光电自动控制安全电路，只要人手不小心靠近了工件，的光电自动控制安全电路，只要人手不小心靠近了工件， 机器就自动停转。图中机器就自动停转。图中621的的A为

12、车床上的电动机；为车床上的电动机；B 为随电动机高速转动的工件；为随电动机高速转动的工件；C为光源，它发出的光照在为光源，它发出的光照在 光敏电阻光敏电阻D上；上；E为电磁铁；为电磁铁；F为衔铁；为衔铁；G为电源；为电源；H为弹为弹 簧。请简述其工作原理：当手在簧。请简述其工作原理：当手在C、D间靠近工件时，遮间靠近工件时，遮 挡住射向光敏电阻的光。光敏电阻的阻值挡住射向光敏电阻的光。光敏电阻的阻值_，电路，电路 中的电流中的电流_，使电磁铁磁性，使电磁铁磁性_从而放开衔从而放开衔 铁，造成电动机断路，使工件停转以保证安全。铁，造成电动机断路，使工件停转以保证安全。 | |第六章第六章 传感器

13、传感器| | |物理|选修3-2菜菜 单单 课课 前前 预预 习习 落落 实实 基基 础础 课课 堂堂 互互 动动 考考 点点 突突 破破 课课 下下 作作 业业 能能 力力 提提 升升 图图621 | |第六章第六章 传感器传感器| | |物理|选修3-2菜菜 单单 课课 前前 预预 习习 落落 实实 基基 础础 课课 堂堂 互互 动动 考考 点点 突突 破破 课课 下下 作作 业业 能能 力力 提提 升升 思路引导思路引导 (1)射向光敏电阻的光被挡住时，光敏电阻上光照减射向光敏电阻的光被挡住时，光敏电阻上光照减 少，电阻值如何变化？少，电阻值如何变化？ (2)电磁铁线圈中电流大小与电磁铁

14、的磁性大小有何电磁铁线圈中电流大小与电磁铁的磁性大小有何 关系？关系？ | |第六章第六章 传感器传感器| | |物理|选修3-2菜菜 单单 课课 前前 预预 习习 落落 实实 基基 础础 课课 堂堂 互互 动动 考考 点点 突突 破破 课课 下下 作作 业业 能能 力力 提提 升升 解析解析当手在当手在C、D间靠近工件时，遮挡住光线，间靠近工件时，遮挡住光线， 光敏电阻阻值增大，电路中的电流减小，使电磁铁的磁性光敏电阻阻值增大，电路中的电流减小，使电磁铁的磁性 减弱，从而放开衔铁，使电路自动断开。减弱，从而放开衔铁，使电路自动断开。 答案答案增大减小减弱增大减小减弱 | |第六章第六章 传感

15、器传感器| | |物理|选修3-2菜菜 单单 课课 前前 预预 习习 落落 实实 基基 础础 课课 堂堂 互互 动动 考考 点点 突突 破破 课课 下下 作作 业业 能能 力力 提提 升升 1(2018北京高二检测北京高二检测)(多选多选)压敏电阻的阻值会随压敏电阻的阻值会随 所受压力的增大而减小。一同学利用压敏电阻设计了判断所受压力的增大而减小。一同学利用压敏电阻设计了判断 升降机运动状态的装置，如图甲所示，将压敏电阻平放在升降机运动状态的装置，如图甲所示，将压敏电阻平放在 升降机内，受压面朝上，在上面放一物体升降机内，受压面朝上，在上面放一物体m，升降机静止，升降机静止 时电流表示数为时电

16、流表示数为I0。某过程中电流表的示数如图乙所示，。某过程中电流表的示数如图乙所示， 则在此过程中则在此过程中 变式训练变式训练 | |第六章第六章 传感器传感器| | |物理|选修3-2菜菜 单单 课课 前前 预预 习习 落落 实实 基基 础础 课课 堂堂 互互 动动 考考 点点 突突 破破 课课 下下 作作 业业 能能 力力 提提 升升 图图622 | |第六章第六章 传感器传感器| | |物理|选修3-2菜菜 单单 课课 前前 预预 习习 落落 实实 基基 础础 课课 堂堂 互互 动动 考考 点点 突突 破破 课课 下下 作作 业业 能能 力力 提提 升升 A物体处于失重状态物体处于失重状

17、态 B物体处于超重状态物体处于超重状态 C升降机一定向上做匀加速运动升降机一定向上做匀加速运动 D升降机可能向下做匀减速运动升降机可能向下做匀减速运动 | |第六章第六章 传感器传感器| | |物理|选修3-2菜菜 单单 课课 前前 预预 习习 落落 实实 基基 础础 课课 堂堂 互互 动动 考考 点点 突突 破破 课课 下下 作作 业业 能能 力力 提提 升升 解析解析电流表的示数变为电流表的示数变为2I0且保持不变，说明压敏且保持不变，说明压敏 电阻的阻值比升降机静止时小，压敏电阻所受压力变大，电阻的阻值比升降机静止时小，压敏电阻所受压力变大， 物体处于超重状态，即物体具有向上的加速度，物

18、体处于超重状态，即物体具有向上的加速度，B、D正正 确，确，A、C错误。错误。 答案答案BD | |第六章第六章 传感器传感器| | |物理|选修3-2菜菜 单单 课课 前前 预预 习习 落落 实实 基基 础础 课课 堂堂 互互 动动 考考 点点 突突 破破 课课 下下 作作 业业 能能 力力 提提 升升 1电子秤的工作原理电子秤的工作原理 如图如图623所示，弹簧钢制成的梁形元件右端固所示，弹簧钢制成的梁形元件右端固 定，在梁的上下表面各贴一个应变片，在梁的自由端施力定，在梁的上下表面各贴一个应变片，在梁的自由端施力 F，则梁发生弯曲，上表面拉伸，下表面压缩，上表面应，则梁发生弯曲，上表面拉

19、伸，下表面压缩，上表面应 变片的电阻变大，下表面的电阻变小。变片的电阻变大，下表面的电阻变小。F越大，弯曲形变越大，弯曲形变 越大，应变片的电阻变化就越大。如果让应变片中通过的越大，应变片的电阻变化就越大。如果让应变片中通过的 电流保持恒定，那么上表面应变片两端的电压变大，下表电流保持恒定，那么上表面应变片两端的电压变大，下表 面应变片两端的电压变小。传感器把这两个电压的差值输面应变片两端的电压变小。传感器把这两个电压的差值输 出。外力越大，输出的电压差值也就越大，由电压差值的出。外力越大，输出的电压差值也就越大，由电压差值的 大小，即可得到外力大小，即可得到外力F的大小。的大小。 考点二传感

20、器的应用实例考点二传感器的应用实例 | |第六章第六章 传感器传感器| | |物理|选修3-2菜菜 单单 课课 前前 预预 习习 落落 实实 基基 础础 课课 堂堂 互互 动动 考考 点点 突突 破破 课课 下下 作作 业业 能能 力力 提提 升升 图图623 | |第六章第六章 传感器传感器| | |物理|选修3-2菜菜 单单 课课 前前 预预 习习 落落 实实 基基 础础 课课 堂堂 互互 动动 考考 点点 突突 破破 课课 下下 作作 业业 能能 力力 提提 升升 2电熨斗的应用电熨斗的应用 (1)温度传感器：由半导体材料制成的热敏电阻和金温度传感器：由半导体材料制成的热敏电阻和金 属热

21、电阻均可制成温度传感器，它可以把热信号转换为电属热电阻均可制成温度传感器，它可以把热信号转换为电 信号进行自动控制。信号进行自动控制。 (2)电熨斗的自动控温原理：其内部装有双金属片温电熨斗的自动控温原理：其内部装有双金属片温 度传感器，如图度传感器，如图624所示：所示： | |第六章第六章 传感器传感器| | |物理|选修3-2菜菜 单单 课课 前前 预预 习习 落落 实实 基基 础础 课课 堂堂 互互 动动 考考 点点 突突 破破 课课 下下 作作 业业 能能 力力 提提 升升 图图624 | |第六章第六章 传感器传感器| | |物理|选修3-2菜菜 单单 课课 前前 预预 习习 落落

22、 实实 基基 础础 课课 堂堂 互互 动动 考考 点点 突突 破破 课课 下下 作作 业业 能能 力力 提提 升升 常温下，上下触点应是接触的。但温度过高时，由于常温下，上下触点应是接触的。但温度过高时，由于 双金属片受热膨胀系数不同，上部金属膨胀大，下部金属双金属片受热膨胀系数不同，上部金属膨胀大，下部金属 膨胀小，则双金属片向下弯曲，使触点分离，从而切断电膨胀小，则双金属片向下弯曲，使触点分离，从而切断电 源停止加热；温度降低后，双金属片恢复原状，重新接通源停止加热；温度降低后，双金属片恢复原状，重新接通 电路加热，这样循环进行，起到自动控制温度的作用。电路加热，这样循环进行，起到自动控制

23、温度的作用。 | |第六章第六章 传感器传感器| | |物理|选修3-2菜菜 单单 课课 前前 预预 习习 落落 实实 基基 础础 课课 堂堂 互互 动动 考考 点点 突突 破破 课课 下下 作作 业业 能能 力力 提提 升升 3电饭锅的工作原理电饭锅的工作原理 图图625 | |第六章第六章 传感器传感器| | |物理|选修3-2菜菜 单单 课课 前前 预预 习习 落落 实实 基基 础础 课课 堂堂 互互 动动 考考 点点 突突 破破 课课 下下 作作 业业 能能 力力 提提 升升 (1)结构：如图结构：如图625所示，它的主要元件感温铁所示，它的主要元件感温铁 氧体；是用氧化锰、氧化锌和氧

24、化铁粉末混合烧结而成氧体；是用氧化锰、氧化锌和氧化铁粉末混合烧结而成 的。它的特点是：常温下具有磁性，能被磁体吸引，但是的。它的特点是：常温下具有磁性，能被磁体吸引，但是 温度上升到约温度上升到约103 时，就失去了磁性，不能被磁体吸引时，就失去了磁性，不能被磁体吸引 了。了。 (2)工作原理：电饭锅工作时，按下开关按钮，感温工作原理：电饭锅工作时，按下开关按钮，感温 磁体与永磁体接触，两个接线螺钉通过触点相连，电路接磁体与永磁体接触，两个接线螺钉通过触点相连，电路接 通，开始工作，电饭锅内温度升高，当达到通，开始工作，电饭锅内温度升高，当达到103 时，感时，感 温磁体与磁体分离，带动触点分

25、离，电路断开，不再加温磁体与磁体分离，带动触点分离，电路断开，不再加 热，电饭锅停止工作。热，电饭锅停止工作。 | |第六章第六章 传感器传感器| | |物理|选修3-2菜菜 单单 课课 前前 预预 习习 落落 实实 基基 础础 课课 堂堂 互互 动动 考考 点点 突突 破破 课课 下下 作作 业业 能能 力力 提提 升升 4火灾报警器的工作原理火灾报警器的工作原理 如图如图626所示为利用烟雾对光的散射来工作的一所示为利用烟雾对光的散射来工作的一 种火灾报警器，其工作原理是：种火灾报警器，其工作原理是： 图图626 | |第六章第六章 传感器传感器| | |物理|选修3-2菜菜 单单 课课

26、前前 预预 习习 落落 实实 基基 础础 课课 堂堂 互互 动动 考考 点点 突突 破破 课课 下下 作作 业业 能能 力力 提提 升升 带孔的罩子内装有发光二极管带孔的罩子内装有发光二极管LED。光电三极管和。光电三极管和 不透明的挡板。平时，光电三极管收不到不透明的挡板。平时，光电三极管收不到LED发出的发出的 光，呈现高电阻状态。烟雾进入罩内后对光有散射作用，光，呈现高电阻状态。烟雾进入罩内后对光有散射作用， 使部分光线照射到光电三极管上，其电阻变小。与传感器使部分光线照射到光电三极管上，其电阻变小。与传感器 连接的电路检测出这种变化，就会发出警报。连接的电路检测出这种变化，就会发出警报

27、。 | |第六章第六章 传感器传感器| | |物理|选修3-2菜菜 单单 课课 前前 预预 习习 落落 实实 基基 础础 课课 堂堂 互互 动动 考考 点点 突突 破破 课课 下下 作作 业业 能能 力力 提提 升升 例例 2 如图如图627所示，甲为在温度为所示，甲为在温度为10 左右的左右的 环境中工作的某自动恒温箱原理简图，箱内的电阻环境中工作的某自动恒温箱原理简图，箱内的电阻R120 k、R2 10 k、R340 k，Rt为热敏电阻，它的电阻为热敏电阻，它的电阻 随温度变化的图线如图乙所示，随温度变化的图线如图乙所示，a、b端电压端电压Uab0时，电时，电 压鉴别器会令开关压鉴别器会令

28、开关S接触，恒温箱内的电热丝发热，使箱接触，恒温箱内的电热丝发热，使箱 内温度升高；当内温度升高；当a、b端电压端电压Uab0时，电压鉴别器会令开时，电压鉴别器会令开 关关S断开，停止加热，则恒温箱内的温度可保持在断开，停止加热，则恒温箱内的温度可保持在 | |第六章第六章 传感器传感器| | |物理|选修3-2菜菜 单单 课课 前前 预预 习习 落落 实实 基基 础础 课课 堂堂 互互 动动 考考 点点 突突 破破 课课 下下 作作 业业 能能 力力 提提 升升 图图627 | |第六章第六章 传感器传感器| | |物理|选修3-2菜菜 单单 课课 前前 预预 习习 落落 实实 基基 础础 课课 堂堂 互互 动动 考考 点点 突突 破破 课课 下下 作作 业业 能能 力力 提提 升升 A10 B20 C30 D40 | |第六章第六章 传感器传感器| | |物理|选修3-2菜菜 单单 课课 前前 预预 习习 落落 实实 基基 础础 课课 堂堂 互互 动动 考考 点点 突突 破破 课课 下下 作作 业业 能能 力力 提提 升升 答案答案C | |第六章第六章 传感器传感器| | |物理|选修3-2菜菜 单单 课课 前前 预预 习习 落落 实实 基