四、信息化社会
五、课题研究：社会生活中的电磁波
学 习 目 标
知 识 脉 络
1.知道常见传感器及其应用．(重点)
2.理解三种简单传感器的工作原理．(难点)
3.掌握信息的拾取、信息的传递、信息的处理、信息的记录等基本知识．(重点)
4.知道信息时代给人们的生活和工作方式带来哪些变革．
一、信息的拾取和传感器
1．现代信息技术的三大基础是信息的拾取、传输和处理．
2．双金属温度传感器
把两种热膨胀系数不同的金属片贴合在一起，制成一条双金属片，温度变化时，两种金属片膨胀或收缩不同而发生弯曲，使电路的开关闭合或断开．
3．光敏电阻传感器
光敏电阻的阻值能随光照的强度而改变，从而根据电信号的变化来探知光的强弱．
4．压力传感器
根据电容器的电容随两极板间距离的变化而改变的原理制成的．待测压力作用于膜片上，膜片发生形变，使电容器两极板间的距离发生变化，引起电容器电容的变化，通过电子电路就能测出压力的变化．
电容式话筒：声音使振动膜振动，电容器的电容不断变化产生充放电电流，声音信号被话筒转化为电信号输出．
二、信息的传递
1．利用纸张
纸和印刷术的发明使得信息能够大量流通，书籍、报纸、杂志因此发展起来．
2．利用电磁波
电磁波可以通过电缆、光缆进行有线传输，也可以进行无线传输，电磁波的频率越高，相同时间传递的信息量越大．
3．电磁波传播途径
(1)微波能够穿透空气电离层，可通过卫星转发．
(2)短波可在电离层反射而传播．
4．模拟信号
音频信号电流(或电压)的振幅随着声振动而变化．
5．数字信号
(1)它用点“·”与画“—”的不同组合，代表不同的意思．
(2)数字信号的优点是抗干扰能力强，容易加密，便于用计算机处理，增大了传输的容量，所以一般要把模拟信号处理成数字信号进行数字通信．
6．数字电视
利用数字信号传送的高清晰电视，可以给我们带来更清晰的图像、更富临场效果的声音，并且使用了与计算机及现代通信兼容的技术．
1．思考判断
(1)双金属片传感器受热时会弯曲． (√)
(2)光敏电阻就是其阻值随光照的不同发生明显变化的电阻． (√)
(3)传感器是把非电学量转换为电学量的装置． (√)
(4)利用电磁波可以传递信息． (√)
(5)电磁波的传播需要介质． (×)
(6)数字化信号传输更精确． (√)
2．(多选)关于传感器，下列说法正确的是( )
A．传感器是将非电学量转化为电学量的装置
B．压力传感器是将力学量转化为电学量的装置
C．光敏电阻在有光照射时，电阻会变大
D．传感器广泛应用于信息采集系统
ABD [传感器一定是通过非电学量转换成电学量来传递信号的，所以A正确；压力传感器是将力学量转化为电学量的装置，所以B正确；光敏电阻在有光照射时，电阻会变小，所以C错误；传感器材料分半导体材料、陶瓷材料、金属材料和有机材料，传感器广泛应用于信息采集系统，所以D正确．]
3．关于光敏电阻和热敏电阻，下列说法中正确的是( )
A．光敏电阻是用半导体材料制成的，其阻值随光照增强而减小，随光照的减弱而增大
B．光敏电阻是把光照强度这个光学量转换为电流这个电学量的传感器
C．热敏电阻是用金属铂制成的，它对温度感知很灵敏
D．热敏电阻是把热量这个热学量转换为电阻这个电学量的传感器
A [光敏电阻是把光照强度转换为电阻的元件；热敏电阻是把温度转换为电阻的元件，故选项B、D错误；热敏电阻与热电阻是两个不同概念，热敏电阻和光敏电阻都是半导体材料制成的，半导体具有光敏性和热敏性，金属铂与热敏电阻相反，金属铂温度升高，电阻增大，故选项C错误．]
4．(多选)数字信号比模拟信号具有的优点是( )
A．抗干扰力强 B．容易加密
C．便于计算机处理 D．传输简单
[答案] ABC
传感器及其应用
1．传感器：是一种把不易测量或处理的非电学量(如：温度、湿度、光线、声音、力等)转换成易测量的电学量(如电压、电流、电阻等)或电路通断的装置．
2．常用传感器举例
类型
原理
应用举例
双金属温度传感器
把两种不同热膨胀系数的金属片贴合在一起，温度变化时，两种金属片伸长不同，导致弯曲，控制电路的通或断
日光灯的启动器、电熨斗、电饭锅的自动控温开关
热敏电阻温度传感器
利用热敏电阻阻值随温度的升高而减小，实现电路的通断或发出警报
火灾监控报警器、自动温箱
光敏电阻传感器
利用光敏电阻阻值随光照增强而电阻减小的特性
工业生产中的自动计数器、城市街道路灯的自动通断
红外线传感器
通过接收物体发出的红外线，转换成电信号
自动感应门、生命探测仪、防盗门等
【例】 传感器是一种采集信息的重要器件．如图所示为测定压力的电容式传感器，A为固定电极，B为可动电极，组成一个电容大小可变的电容器．可动电极两端固定，当待测压力施加在可动电极上时，可动电极发生形变，从而改变了电容器的电容．现将此电容式传感器与零刻度在中央的灵敏电流计和电源串联成闭合电路，已知电流从电流计正接线柱流入时指针向右偏转．当待测压力增大时( )
A．电容器的电容将减小
B．灵敏电流计指针在正中央零刻度处
C．灵敏电流计指针向左偏转
D．灵敏电流计指针向右偏转
思路点拨：根据电容器电容的影响因素及电容器的充、放电过程分析．
D [压力增大，则电容器极板的间距减小，电容变大．因为电容器极板间电压不变，所以电容器要充电，电流从电流计正接线柱流入，指针向右偏转，故D项正确．]
1．对于温度传感器的说法，正确的是( )
A． 温度传感器的核心部件是热敏电阻
B. 温度传感器的核心部件是热胀冷缩金属片
C． 热敏电阻的电压随温度变化而变化
D． 温度传感器属于生物传感器
A [热敏电阻是将热量转化为电流这个电学量，温度传感器的核心部件是热敏电阻，故A正确，B错误；热敏电阻的电阻随温度变化而变化，将热量转化为电流这个电学量，故C错误；温度传感器由半导体材料制作，不属于生物传感器，故D错误．]
数字信号的特点
1.数字信号的特点
(1)抗干扰能力强、无噪声积累，可实现长距离、高质量的传输．
(2)便于加密处理．
(3)便于存储、处理和交换．
(4)设备便于集成化、微型化．
(5)便于构成综合数字网和综合业务数字网．
(6)占用信道频带较宽．一路模拟电话的频带为4 kHz带宽，一路数字电话约占64 kHz，这是模拟通信目前仍有生命力的主要原因．
2．信息安全
信息安全是指信息网络的硬件、软件及其系统中的数据受到保护，不受偶然的或者恶意的原因而遭到破坏、更改、泄露，系统连续可靠正常地运行，信息服务不中断．
2．下列关于数字电视和模拟电视的区别，说法正确的是( )
A．模拟电视可以直接播放数字信号
B．二者在电视信号的制作方面都使用模拟信号
C．二者在电视信号的记录方面都使用数字信号
D．数字电视传送的信号是数字化的
D [模拟电视不能直接播放数字信号，要播放数字信号，可以加装一个机顶盒装置，数字信号和模拟信号的制作和记录都不同．]
1．(多选)下列对网络的说法中正确的是( )
A．因特网就是信息高速公路
B．在网上可以远程教学，访问电子图书馆，可以用于娱乐、购物等
C．网络对我们的生活有百利而无一害
D．沉迷于网络游戏而不能自拔的网瘾问题是令现在青少年困惑的问题
BD [因特网和其他小网络连在一起被称为信息高速公路，选项A错误．在网上可以远程教学，访问电子图书馆，可以用于娱乐、购物等，选项B正确. 网络也有有害的一面，选项C错误，选项D正确．]
2．为了防止火灾的发生，在宾馆房间的天花板上大多装有一个传感器，该传感器是( )
A．气体传感器 B．温度传感器
C．压力传感器 D．光传感器
D [当有烟雾进入火灾报警器的罩内后，烟雾对光有散射作用，使部分光线照射到光电三极管上，其电阻变小，故应用的是光传感器．]
3．关于传感器及其作用，下列说法正确的是( )
A．传感器一定是把非电学量转换为电学量
B．传感器一定是把非电学量转换为电路的通断
C．传感器把非电学量转换为电学量是为了方便地进行测量、传输、处理和控制
D．电磁感应是把磁学的量转换为电学的量，所以电磁感应也是传感器
C [传感器是指一种元件或装置，它能感受力、温度、光、声、磁、化学成分等非电学量，并能把它们按照一定的规律转换为电压、电流等电学量，或转换为电路的通断；其作用和目的是更方便地测量、传输、处理、控制非电学量，找出非电学量和电学量之间的对应关系．电磁感应是现象，不是元件和装置，不能称为传感器．故只有C正确．]
4．要完成以下工作，你认为要用什么传感器？
(1)电子秤称量物体的重力．
(2)恒温孵化器要保持禽蛋的温度在一定范围内．
(3)楼道自动开关的功能是：晚上，有人经过楼道，开关自动接通；白天，不管是否有人经过楼道，开关都是断开的．
[解析] (1)中是力转化为电信号，所以所用的传感器是压力传感器．(2)中要保持恒温，要用双金属温度传感器．(3)要用声音传感器和光敏电阻传感器．
[答案] (1)压力传感器 (2)温度传感器 (3)声音传感器和光敏电阻传感器
课件39张PPT。第四章 电磁波及其应用四、信息化社会
五、课题研究：社会生活中的电磁波234拾取传输处理热膨胀系数膨胀或收缩56距离电容电信号 7有线无线越高8穿透反射声振动9不同抗干扰能力10数字信号计算机现代通信11
√√√√×√12131415161718传感器及其应用 1920212223242526数字信号的特点 272829303132333435363738点击右图进入…Thank you for watching !课时分层作业(二十一) 信息化社会
课题研究：社会生活中的电磁波
(时间：40分钟 分值：100分)
[基础达标练]
1．(6分)关于传感器的下列说法正确的是( )
A．所有传感器都是由半导体材料做成的
B．金属材料也可以制成传感器
C．传感器主要是通过感知电压的变化来传递信号的
D．以上说法都不正确
B [半导体材料可以制成传感器，其他材料也可以制成传感器，所以A错误，B正确；传感器不但能感知电压的变化，还能感知力、温度、光、声、化学成分等非电学量，所以C错误．]
2．(6分)下列应用了温度传感器的是( )
A．商场里的自动玻璃门
B．夜间自动打开的路灯
C．自动恒温冰箱
D．楼梯口的夜间有声音时就亮的灯
C [商场里的自动玻璃门是应用了红外线传感器，A错误；夜间自动打开的路灯是利用了光传感器，B错误；自动恒温冰箱是利用了温度传感器，C正确；夜间有声音时就亮的楼梯灯是利用了声音传感器和光传感器，D错误．]
3．(6分)为了更加安全、快捷地测量体温，医疗机构大量采用了非接触式体温计，这种体温计采用了( )
A．压力传感器 B．声音传感器
C．红外线传感器 D．生物传感器
C [由于人的体温变化时辐射的红外线也发生变化，所以医疗机构为了安全、快捷，并采取非接触式的测量体温的体温计，是采用了红外线传感器，故选项C正确．]
4．(6分)(多选)下列关于传感器应用的几种说法正确的是( )
A．电热水器的自控装置应为湿度传感器
B．银行门口的自动门安装了红外线传感器
C．超市中的电子秤用了压力传感器
D．楼道中的自动开关只用声传感器即可
BC [电热水器的自控装置应为温控，所以用温度传感器；银行门口的自动门靠安在门口上方的红外线传感器感知人的靠近，从而控制开门装置自动打开；超市中的电子秤是利用压力传感器，不同质量的物体放到秤盘上产生不同压力，从而转换成不同的电信号；楼道中的自动开关不仅用声传感器，还用到光传感器，保证夜间在有声情况下开启，而白天则不开启．综上可知，只有B、C项正确．]
5．(6分)用遥控器调换电视机频道的过程，实际上就是传感器把光信号转换为电信号的过程．下列属于这类传感器的是( )
A．红外线报警器
B．走廊照明灯的声控开关
C．自动洗衣机中的压力传感器
D．电饭煲中控制加热和保温的温控器
A [红外线报警器是利用了光传感器．走廊声控开关应用了声传感器和光传感器．自动洗衣机应用了压力传感器．电饭煲中控制加热和保温的是温度传感器．]
6．(6分)能把温度这个物理量转化为电阻这个物理量的元器件是( )
A．热敏电阻 B．光敏电阻
C．电容器 D．电源
A [能把温度这个物理量转化为电阻这个物理量的元器件是热敏电阻，故选A.]
7．(6分)(多选)下列说法正确的是( )
A．电磁波可以通过光缆进行有线传输，也可以进行无线传输，但光缆比无线电波传递的信息量大
B．现代信息技术三大基础是信息的拾取、信息的记录和信息的处理
C．通过数字电视可以在因特网上浏览，可以收发电子邮件
D．过去的电视机要想接收数字信号，必须加装一个“机顶盒”
ACD [电磁波可以通过光缆进行有线传输，如光信号，因为光的频率比无线电波频率高，所以相同时间内传递的信息量大，因此A项正确．现代信息技术三大基础是信息的拾取、信息的传输和信息的处理，故B项错误．数字电视由于使用了与计算机及现代通信兼容的技术，因此通过数字电视可以在因特网上浏览，可以收发电子邮件，可以实现网上购物、网上银行等业务．过去的电视接收模拟信号，要接收数字信号，就必须加“机顶盒”，故C、D均正确．]
8．(6分)下列应用了温度传感器的是( )
A． 电视遥控器 B． 话筒
C． 电子秤 D． 电饭煲
D [电视机的遥控器是应用了红外线传感器，A错误；电容式话筒使用了位移传感器，故B错误；电子秤使用的压力传感器，故C错误；电饭锅的工作原理：开始煮饭时，用手压下开关按钮，永磁体与感温磁体相吸，手松开后，按钮不再恢复到原状态，则触点接通，电饭锅通电加热，水沸腾后，由于锅内保持100 ℃不变，故感温磁体仍与永磁体相吸，继续加热，直到饭熟后，水分被大米吸收，锅底温度升高，当温度升至“居里点103 ℃”时，感温磁体失去铁磁性，在弹簧作用下，永磁体被弹开，触点分离，切断电源，从而停止加热．故D正确．]
[能力提升练]
9．(6分)传感器的应用改变了我们的生活，没有传感器，就不可能有现代化的自动控制技术，下列有关传感器的判断正确的是( )
A．传感器是将电学量(如电压、电流等)转化成非电学量(如压力、温度、位移等)的装置
B．温度传感器中使用到的热敏电阻是利用了一些半导体材料在温度发生变化时电阻不变这一特性而制成的
C．空调机、电冰箱、微波炉和消毒柜等家用电器几乎都要用到红外线传感器
D．自动门、家电遥控系统、生命探测器等使用的是红外线传感器
D [传感器是把非电学物理量(如位移、速度、压力、角度等)转换成电学物理量(如电压、电流、电量等)的一种元件，故A错误．热敏电阻利用了半导体材料随温度升高而阻值变小的特性，选项B错误．空调机、电冰箱、消毒柜在达到设定的温度后，会自动停止工作，这是因为使用了温度传感器，故C错误．自动门、生命探测器、家电遥控系统、非接触式测温仪均能接收人或物体发出的红外线，所以使用的是红外线传感器，故D正确．]
10．(6分)(多选)如图所示为光电自动计数装置的示意图，其中R2为定值电阻，关于此光电计数器( )
A．电阻R1是光敏电阻
B．电阻R1是热敏电阻
C．当有光照射R1时，信号处理系统获得较低电压
D．信号处理系统每获得一次较高电压就计数一次
ACD [光电自动计数装置是利用射向电阻器R1的光线每被挡住一次，电路中信号处理系统的电压就变化一次而达到计数的目的，因此电阻R1应是光敏电阻，选项A对，选项B错；光敏电阻受到的光照越强，其阻值越小，选项C对；由自动计数装置的工作原理，光线每被挡住一次，计数器计数一次，而光线被挡住时光敏电阻R1的电阻变大，信号处理系统获得一次较高电压，故选项D对．]
11．(6分)卡拉OK用的话筒，内有传感器．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，当声波使膜片振动时，就将声音信号转换为电信号．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，线圈中不会产生感应电动势
B [膜片振动时，通过金属线圈的磁通量发生变化，线圈中产生感应电动势，从而就将声音信号转换为电信号，所以选项B正确、选项A、C、D错．]
12．(6分)如图所示是高标准的过街天桥．与其他过街天桥不同，为了方便老年人、残疾人，该过街天桥首次加设室外感应扶梯．有人乘坐时，扶梯以原有设计速度运行；无人乘坐时，扶梯则自动减速或停止运行．与全天运行的自动扶梯相比，感应扶梯可省电60%.你认为该扶梯之所以能自动控制，最有可能利用的是下列哪种传感器( )
A．温度传感器 B．湿度传感器
C．压力传感器 D．声传感器
C [根据扶梯有人时运行，无人时会减速或停止运行的特点分析，最有可能借助于压力传感器来控制．]
13．(14分)有一个自动控制装置电路如图所示，其M是质量较大的一个金属块，将装置固定在一辆汽车上，汽车向右启动时，________灯亮，原理是____________________．汽车刹车时，________灯亮．
[解析] 当汽车向右启动时，由于物体具有惯性，金属块M后移，接通电路，点亮绿灯；同理，刹车时，金属块前移，点亮红灯．
[答案] 绿 物体具有惯性 红
14．(14分)现有热敏电阻、电炉丝、电源、电磁继电器、滑动变阻器、开关和导线若干．如图所示，试设计一个温控电路．要求温度低于某一温度时，电炉丝自动通电供热，超过某一温度时，又可以自动断电，画出电路图并说明工作过程．
[解析] 热敏电阻与滑动变阻器及电磁继电器构成低压控制电路．(1)电路如图所示．(2)工作过程：闭合开关S，当温度低于设计值时热敏电阻阻值大，通过电磁继电器的电流不能使它工作，K接通电炉丝加热．当温度达到设计值时，热敏电阻阻值减小到某值，通过电磁继电器的电流达到工作电流，K断开，电炉丝断电，停止供热．当温度低于设计值时，又重复前述过程．
[答案] 见解析
