2019-2020学年高中物理 6.2传感器的应用导学案(新人教版)选修3-2

2019-2020学年高中物理 6.2传感器的应用导学案(新人教版)选修

3-2

【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

0

磁性，能够被磁体吸引，但是温度上升到约为103C时，就失去了磁性，不能被磁体吸引了。

0

我们把103C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 ( ) 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 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

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