2013年6.3传感器的应用(一)学案

稻田中学16.2传感器的应用【课标要求】列举传感器在生活和生产中的应用。如了解光敏传感器及其在日常生活中的应用。【知识准备】光敏电阻的电阻值随而变化，能够把（量）转化为（电学量）；热敏电阻或金属电阻的电阻随而变化，能够把（热学量）转化为（电学量）；霍尔元件能够把（磁学量）转化为（电学量）。【课前准备】1、传感器的应用模式2、电子秤中常用的一种力传感器是由金属梁和___________制成．___________是一种敏感元件，多用______材料制成．3、①话筒是一种常用的_________传感器，其作用是将________信号转换为__________信号．②动圈式话筒是利用___________原理将___________信号转换为___________信号的．驻极体话筒由内部的驻极体___________感受声波，其工作电压为___________V．4、电熨斗中的温度传感器的核心元件是___________，它具有将___________转化为___________的性质．电饭锅中的温度传感器的核心元件，电饭锅的温度传感器的核心元件是＿＿＿＿＿＿，它是用＿＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿＿和＿＿＿＿＿＿混合烧结而成的．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。该温度在物理学中称为该材料的＿＿＿＿＿＿或＿＿＿＿＿＿．5、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。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．【自主学习合作探究】1、结合图6.2-3说一说应变片是怎样把力的大小转化为电信号的？2、在教材的P17题4，介绍了动圈式扬声器，也讨论了对这扬声器说话，可否将声音变成相应的电流这个问题。请观察图6.2-5，说一说动圈式话筒的工作原理。3、①观察实验：两片热膨胀系数不同的金属片铆合而成双金属片，它是如何控制电路的？传感器稻田中学2②观察图6.2-9电熨斗的结构，回答以下问题：常温下，电熨斗的上下触点应该是接触的还是分离的？敏感元件双金属片上下层金属的膨胀系数应该哪个比较大？熨烫棉麻衣物需要高温，熨烫丝绸衣物需要低温，有什么方法实现上述要求？当温度达到设定值后时，双金属片将怎样起作用？如何使用调温旋钮来设定温度？4、观察：铁氧体在高温下所发生的现象：讨论：书本的思考与讨论中的4个问题【点播精讲精练提升】1、如图1甲为在温度为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R1=20kΩ，R2=10kΩ，R3=40kΩ，Rt为热敏电阻，它的电阻随温度变化的图线如图1乙所示．当a、b端电压Uab0时，电压鉴别器会令开关S接通，恒温箱内的电热丝发热，使箱内温度提高；当Uab0时，电压鉴别器使S断开，停止加热，恒温箱内的温度恒定在_________℃．2、如图2所示为一实验小车中利用光电脉冲测量车速和行程的装置示意图。A为光源，B为光电接收器，A、B均固定在车身上，C为小车的车轮，D为与C同轴相连的齿轮。车轮转动时，A发出的光束通过旋转齿轮上齿的间隙后变成脉冲光信号，被B接收并转换成电信号，由电子电路记录和显示。若实验显示单位时间内脉冲数为n，累计脉冲数为N，则要测出小车的速度和行程还必须测量的物理量和数据是，小车速度的表达式为v=；行程的表达式为s=。3、书本练习题稻田中学3【课堂检测巩固提高】1、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2、下面的器件不属于温度传感器应用的是（）A．电熨斗B．电饭锅C．测温仪D．鼠标器3、用多用电表的同一档位测量热敏电阻和光敏电阻的阻值时，下列说法正确的是（）A．测热敏电阻时，温度越高，多用电表指针偏角越大B．测热敏电阻时，温度越高，多用电表指针偏角越小C．测光敏电阻时，光照越弱，多用电表指针偏角越大D．测光敏电阻时，光照越弱，多用电表指针偏角越小4、关于话筒，下列说法正确的是（）A．无论动圈式话筒、电容式话筒、还是驻极体话筒，作用相同都将声波――力学量转换成了电压（或电流）――电学量B．电容式话筒和驻极体话筒原理相同，都是声波的变化引起电容变化，进而引起输出电压的变化C．动圈式话筒利用通电线圈在磁场中受安培力振动实现声向电的转化D．因为驻极体话筒价格便宜、灵敏度高，会场大都用驻极体话筒5、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()A．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6、为解决楼道的照明，在楼道内安装一个传感器与电灯控制电路相接．当楼道内有人走动而发出声响时，电灯即被接通电源而发光，这种传感器为＿＿＿＿＿，它输入的是＿＿＿＿＿＿信号，经传感器转换后，输出的是＿＿＿＿＿信号【课后作业】1、如图3所示，R1为定值电阻，R2为负温度系数的热敏电阻，L为小灯泡，当温度降低时（）A．R1两端的电压增大B．电流表的示数增大C．小灯泡的亮度变强D．小灯泡的亮度变弱GbaRF稻田中学42、如图4所示为小型断电器的构造示意图，其中L为含铁芯的线圈，P为可绕O点转动的铁片，K为弹簧，S为一对触头，A、B、C、D为四个接线柱．断电器与传感器配合，可完成自动控制的要求，其工作方式是（）A．A与B接信号电压，C与D可跟被控电路串联B．A与B接信号电压，C与D可跟被控电路并联C．C与D接信号电压，A与B跟被控电路串联D．C与D接信号电压，A与B跟被控电路并联3、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，上下触点是分享的；温度过高时，双金属片发生弯曲使上下触点分享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4、在家用电热灭蚊器中，电热部分主要元件是PTC元件，PTC元件是由钛酸钡等半导体材料制成的电阻器，其电阻率ρ随温度t的变化关系如图5所示，由于这种特性，PTC元件具有发热、保温双重功能．对此，以下判断正确的是（）①通电后，其电功率先增大，后减小②通电后，其电功率先减小，后增大③当其产生的热量与散发的热量相等时，温度保持在t1不变④当其产生的热量与散发的热量相等时，温度保持在t1和t2之间的某一值不变A．①③B．②③C．②④D．①④5、可测量飞机、航天器、潜艇的转动角速度,其结构如图所示。当系统绕轴OO′转动时，元件A发生位移并输出相应的电压信号，成为飞机、卫星等的制导系统的信息源。已知A的质量为m，弹簧的劲度系数为k、自然长度为l，电源的电动势为E、内阻不计。滑动变阻器总长也为l，电阻分布均匀，系统静止时P在B点，当系统以角速度ω转动时，试写出输出电压ω与U的函数式。6、（风力测定仪）如图7所示为一种测定风作用力的仪器原理图，图中P为金属球，悬挂在一细长裸金属丝下面，O是悬挂点，R0是保护电阻，CD是水平放置的光滑电阻丝，与悬挂小球的细金属丝始终保持良好接触，无风时细金属丝与电阻丝在C点接触，此时电路中的电流为I，有风时细金属丝将偏转一角度θ（θ与风力大小有关），细金属丝与电阻丝在稻田中学5C/点接触，已知风力方向水平向左，OC=h，CD=L，球的质量为M，电阻丝单位长度的电阻为k，电源内电阻和细金属丝电阻均不计，金属丝偏转θ角时，电流表的示数为I/，此时风力大小为F，试写出：①风力大小F与θ的关系式；②风力大小F与电流表示数I/的关系式。③此装置所测定的最大风力是多少？7、如图9所示是一种测量血压的压力传感器在工作时的示意图。薄金属片P固定有4个电阻R1、R2、R3、R4（如图10所示），左边是它的侧面图这四个电阻连接成电路如图11所示，试回答下列问题：（1）开始时金属片中央O点未加任何压力，欲使电压表无示数，则4个电阻应满足怎样的关系？（2）当O点加一个压力F后发生形变，这时4个电阻也随之发生形变，形变后各电阻大小如何变化？（3）电阻变化后，电阻的A、B两点哪点电压高？它为什么能测量电压？(提示：当O点加垂直于金属片的压力后，金属片发生形变，由于电阻是固定在金属片上的（由上图），因此R1、R4被拉长，R2、R3被拉宽。)