（新人教版选修3-2）物理：6.2《传感器的应用（一）》
文档属性
| 名称 | （新人教版选修3-2）物理：6.2《传感器的应用（一）》 |  | |
| 格式 | rar | ||
| 文件大小 | 3.2MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2010-08-23 19:22:00 | ||
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文档简介
课件34张PPT。第六章《传感器》第二节 《传感器的应用（一）》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．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。
（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
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。
★教学方法
实验法、观察法、讨论法。
★教学工具
驻极体话筒的工作电路示教板，示波器，学生电源，电熨斗，日光灯起动器（若干）光控继电器的工作原理是:
当照射光敏电阻时,
(1)光敏电阻的阻值 (变大或变小)；
(2) 被控电路 (填“接通”或“断开”)。光控设备电源变小接通传感器应用的一般模式一、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 数显电子秤电路原理图练习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二、声传感器的应用——话筒阅读教材56页有关内容，思考并回答:
（1）话筒的作用是什么？
（2）说明动圈式话筒的工作原理和工作过程。
（3）说明电容式话筒的工作原理和工作过程。这种话筒的优点是什么？
（4）驻极体话筒的工作原理是什么？有何优点？ 话筒的作用是把声信号转化为电信号 二、声传感器的应用——话筒 膜片在声波下振动，使得与膜片相连的线圈中产生随声波变化的感应电流。1、动圈式话筒：音圈二、声传感器的应用——话筒金属膜片永久磁铁工作原理:电磁感应. 练习2:(2003上海试题)唱卡拉OK用的话筒,内有传感器.其中有一种是动圈式的,它的工作原理是在弹性膜片后面粘接一个轻小的金属线圈,线圈处于永磁体的磁场中,当声波使膜片前后振动时,就将声音信号转变为电信号.下列说法正确的是( )
A.该传感器是根据电流的磁效应工作的
B.该传感器是根据电磁感应原理工作的
C.膜片振动时，穿过金属线圈的磁通量不变
D.膜片振动时，金属线圈中不会产生感应电动势B2、电容式话筒：原理:Q是绝缘支架,薄金属膜M 和固定电极N 形成一个电容器,被直流电源充电.当声波使膜片振动时,电容发生变化,电路中形成变化的电流,于是电阻两端就输出了与声音变化规律相同的电压.优点：保真度好绝缘支架薄金属膜固定电极
练习3：电容式话筒将声音信号被话筒转化为电信号，其中导致电容变化的原因可能是容器两板间的( )
A.距离变化
B.正对面积变化
C.介质变化
D.电压变化A3、驻极体话筒：
原理:电介质极化.(它由内部的驻极体塑料膜感受声波. 工作电压: 3～6 V.)特点：体积小，重量轻，价格便宜，灵敏度高，常用在盒式录音机、声控玩具等便宜的家电上驻极体空隙1.话筒的作用是把______信号转化为___信号。 2.动圈式话筒的工作原理：声音 电磁感应电 3.电容式话筒的工作原理：电容发生变化4.驻极式话筒的工作原理：电介质极化二、声传感器的应用——话筒三、温度传感器的应用:1.电熨斗1.双金属片温度传感器 思考：双金属片温度传感器的作用是什么？作用：控制电路的通断。三、温度传感器的应用:1.电熨斗原理:热胀冷缩
常温下两触点分离。温度升高，两种金属膨胀性能不同，双金属片形状发生变化，使触点接触。(1)双金属片温度传感器 三、温度传感器的应用:1.电熨斗电烫斗的构造：(2)双金属片温度传感器在电熨斗中的应用 (2)双金属片温度传感器在电熨斗中的应用 思考与讨论：
①常温下，上、下触点应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，这是如何使用调温旋钮来实现的？
三、温度传感器的应用:1.电熨斗思考与讨论：
①常温下，上、下触点应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？ 答：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，重新接通电路加热，这样循环进行，起到自动控制温度的作用． (2)双金属片温度传感器在电熨斗中的应用 三、温度传感器的应用:1.电熨斗思考与讨论：
②熨烫棉麻衣物和熨烫丝绸衣物需要设定不同的温度，这是如何使用调温旋钮来实现的？
答：熨烫棉麻衣物和熨
烫丝绸衣物需要设定不同的
温度，此时可通过调温旋钮调节升降螺丝，升降螺丝带动弹性钢片升降，从而改变触点接触的难易，达到控制在不同温度的目的． (2)双金属片温度传感器在电熨斗中的应用 三、温度传感器的应用:1.电熨斗思考与讨论：
1、为什么温度较高时压缩机自动工作，达到设定低温后就自动停止工作？
2、凸轮为什么可以改变设定的温度？氯甲烷及它的蒸气三、温度传感器的应用:2.电冰箱思考与讨论：
1、应该把恒温箱中的加热器接在 A、B 还是 C、D 之间呢？
2、要使箱内温度保持100℃，可变电阻R′值应调节多大？三、温度传感器的应用:3. 恒温箱一、力传感器的应用——电子秤
二、声传感器的应用——话筒
三、温度传感器的应用——
1.电熨斗; 2.电冰箱; 3. 恒温箱
力传感器是把力信号转换成电信号； 声传感器是把声信号转换为电信号; 温度传感器常用做自动控制开关．小结:6.2传感器的应用(一) 例题1：演示位移传感器的工作原理如右图示，物体M在导轨上平移时，带动滑动变阻器的金属滑杆p，通过电压表显示的数据，来反映物体位移的大小x。假设电压表是理想的，则下列说法正确的是 ( )
A. 物体M运动时，电源内的电流会发生变化
B. 物体M运动时，电压表的示数会发生变化
C. 物体M不动时，电路中没有电流
D. 物体M不动时，电压表没有示数B加速度计 例2. 惯性制导系统已广泛应用于导弹工程中，这个系统的重要元件是加速度计。加速度计的构造和原理的示意图如图示，沿导弹长度方向按装的固定光滑杆上套一个质量为m的滑块，滑块的两侧分别与劲度系数均为k的弹簧相连，两弹簧的另一端与固定壁相连。滑块原来静止，弹簧处于自然长度。滑块上有指针，可通过标尺测出滑块的位移，然后通过控制系统进行制导。1.设某段时间内导弹沿水平方向运动，指针向左偏离O点的距离为S，则这段时间内导弹的加速度 （ ）
A. 方向向左，大小为 k S/m
B．方向向右，大小为 k S/m
C．方向向左，大小为 2k S/m
D. 方向向右，大小为 2k S/mD2. 若电位器（可变电阻）总长度为L，其电阻均匀，两端接在稳压电源U0上，当导弹以加速度a沿水平方向运动时，与滑块连接的滑动片P产生位移，此时可输出一个电信号U，作为导弹惯性制导系统的信息源，为控制导弹运动状态输入信息，试写出U与a 的函数关系式。解：a=2kS/m∴ S=ma/2kU=U0 Rx / R = U0 S / L=maU0 / 2kL=mU0 a / 2kL∝a
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。
（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
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。
★教学方法
实验法、观察法、讨论法。
★教学工具
驻极体话筒的工作电路示教板，示波器，学生电源，电熨斗，日光灯起动器（若干）光控继电器的工作原理是:
当照射光敏电阻时,
(1)光敏电阻的阻值 (变大或变小)；
(2) 被控电路 (填“接通”或“断开”)。光控设备电源变小接通传感器应用的一般模式一、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 数显电子秤电路原理图练习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二、声传感器的应用——话筒阅读教材56页有关内容，思考并回答:
（1）话筒的作用是什么？
（2）说明动圈式话筒的工作原理和工作过程。
（3）说明电容式话筒的工作原理和工作过程。这种话筒的优点是什么？
（4）驻极体话筒的工作原理是什么？有何优点？ 话筒的作用是把声信号转化为电信号 二、声传感器的应用——话筒 膜片在声波下振动，使得与膜片相连的线圈中产生随声波变化的感应电流。1、动圈式话筒：音圈二、声传感器的应用——话筒金属膜片永久磁铁工作原理:电磁感应. 练习2:(2003上海试题)唱卡拉OK用的话筒,内有传感器.其中有一种是动圈式的,它的工作原理是在弹性膜片后面粘接一个轻小的金属线圈,线圈处于永磁体的磁场中,当声波使膜片前后振动时,就将声音信号转变为电信号.下列说法正确的是( )
A.该传感器是根据电流的磁效应工作的
B.该传感器是根据电磁感应原理工作的
C.膜片振动时，穿过金属线圈的磁通量不变
D.膜片振动时，金属线圈中不会产生感应电动势B2、电容式话筒：原理:Q是绝缘支架,薄金属膜M 和固定电极N 形成一个电容器,被直流电源充电.当声波使膜片振动时,电容发生变化,电路中形成变化的电流,于是电阻两端就输出了与声音变化规律相同的电压.优点：保真度好绝缘支架薄金属膜固定电极
练习3：电容式话筒将声音信号被话筒转化为电信号，其中导致电容变化的原因可能是容器两板间的( )
A.距离变化
B.正对面积变化
C.介质变化
D.电压变化A3、驻极体话筒：
原理:电介质极化.(它由内部的驻极体塑料膜感受声波. 工作电压: 3～6 V.)特点：体积小，重量轻，价格便宜，灵敏度高，常用在盒式录音机、声控玩具等便宜的家电上驻极体空隙1.话筒的作用是把______信号转化为___信号。 2.动圈式话筒的工作原理：声音 电磁感应电 3.电容式话筒的工作原理：电容发生变化4.驻极式话筒的工作原理：电介质极化二、声传感器的应用——话筒三、温度传感器的应用:1.电熨斗1.双金属片温度传感器 思考：双金属片温度传感器的作用是什么？作用：控制电路的通断。三、温度传感器的应用:1.电熨斗原理:热胀冷缩
常温下两触点分离。温度升高，两种金属膨胀性能不同，双金属片形状发生变化，使触点接触。(1)双金属片温度传感器 三、温度传感器的应用:1.电熨斗电烫斗的构造：(2)双金属片温度传感器在电熨斗中的应用 (2)双金属片温度传感器在电熨斗中的应用 思考与讨论：
①常温下，上、下触点应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，这是如何使用调温旋钮来实现的？
三、温度传感器的应用:1.电熨斗思考与讨论：
①常温下，上、下触点应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？ 答：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，重新接通电路加热，这样循环进行，起到自动控制温度的作用． (2)双金属片温度传感器在电熨斗中的应用 三、温度传感器的应用:1.电熨斗思考与讨论：
②熨烫棉麻衣物和熨烫丝绸衣物需要设定不同的温度，这是如何使用调温旋钮来实现的？
答：熨烫棉麻衣物和熨
烫丝绸衣物需要设定不同的
温度，此时可通过调温旋钮调节升降螺丝，升降螺丝带动弹性钢片升降，从而改变触点接触的难易，达到控制在不同温度的目的． (2)双金属片温度传感器在电熨斗中的应用 三、温度传感器的应用:1.电熨斗思考与讨论：
1、为什么温度较高时压缩机自动工作，达到设定低温后就自动停止工作？
2、凸轮为什么可以改变设定的温度？氯甲烷及它的蒸气三、温度传感器的应用:2.电冰箱思考与讨论：
1、应该把恒温箱中的加热器接在 A、B 还是 C、D 之间呢？
2、要使箱内温度保持100℃，可变电阻R′值应调节多大？三、温度传感器的应用:3. 恒温箱一、力传感器的应用——电子秤
二、声传感器的应用——话筒
三、温度传感器的应用——
1.电熨斗; 2.电冰箱; 3. 恒温箱
力传感器是把力信号转换成电信号； 声传感器是把声信号转换为电信号; 温度传感器常用做自动控制开关．小结:6.2传感器的应用(一) 例题1：演示位移传感器的工作原理如右图示，物体M在导轨上平移时，带动滑动变阻器的金属滑杆p，通过电压表显示的数据，来反映物体位移的大小x。假设电压表是理想的，则下列说法正确的是 ( )
A. 物体M运动时，电源内的电流会发生变化
B. 物体M运动时，电压表的示数会发生变化
C. 物体M不动时，电路中没有电流
D. 物体M不动时，电压表没有示数B加速度计 例2. 惯性制导系统已广泛应用于导弹工程中，这个系统的重要元件是加速度计。加速度计的构造和原理的示意图如图示，沿导弹长度方向按装的固定光滑杆上套一个质量为m的滑块，滑块的两侧分别与劲度系数均为k的弹簧相连，两弹簧的另一端与固定壁相连。滑块原来静止，弹簧处于自然长度。滑块上有指针，可通过标尺测出滑块的位移，然后通过控制系统进行制导。1.设某段时间内导弹沿水平方向运动，指针向左偏离O点的距离为S，则这段时间内导弹的加速度 （ ）
A. 方向向左，大小为 k S/m
B．方向向右，大小为 k S/m
C．方向向左，大小为 2k S/m
D. 方向向右，大小为 2k S/mD2. 若电位器（可变电阻）总长度为L，其电阻均匀，两端接在稳压电源U0上，当导弹以加速度a沿水平方向运动时，与滑块连接的滑动片P产生位移，此时可输出一个电信号U，作为导弹惯性制导系统的信息源，为控制导弹运动状态输入信息，试写出U与a 的函数关系式。解：a=2kS/m∴ S=ma/2kU=U0 Rx / R = U0 S / L=maU0 / 2kL=mU0 a / 2kL∝a