人教版高二物理选修3-2第六章 6．2 传感器的应用（17张PPT）
文档属性
| 名称 | 人教版高二物理选修3-2第六章 6．2 传感器的应用（17张PPT） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 1.1MB | ||
| 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 | 2020-04-21 21:02:53 | ||
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文档简介
(共17张PPT)
6.2 传感器的应用
学习目标
1.掌握力传感器在电子秤上的应用。
2.掌握温度传感器在电熨斗,电饭锅上的应用。
3.掌握光传感器在火灾报警器上的应用。
问题导学：阅读教材P56-59页，思考以下问题：
（1）电子秤使用的测力装置是什么？
它是由什么元件组成的？
力传感器
它是由一个金属梁和两个应变片一起组成了测力部分。
（2）应变片能够把什么力学量转化为什么电学量？
应变片能够把物体形变这个力学量转化为电压这个电学量。
元件：金属梁和应变片
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 。
敏感元件
精讲一、力传感器的应用——电子秤
例1.（多选）关于电子秤中应变式力传感器的说法 正确的是（ ）
A.应变片是由多用半导体材料制成
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
(一) 双金属片温度传感器
二、温度传感器的应用
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、电熨斗利用什么能够自动控制温度？
双金属片温度传感器
2、双金属片工作原理是什么？
热胀冷缩
3、双金属片上、下热膨胀系数哪个大？
上大下小
4、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？
(二) 双金属片温度传感器的应用——电熨斗
电烫斗的构造：
(2)感温铁氧体有何特点？
常温下具有铁磁性，能够被磁体吸引。温度达到约103℃时，失去铁磁性，不能被磁体吸引。
三、温度传感器的应用——电饭锅
(1)电饭锅中使用的温度传感器的主要元件是什么？
感温铁氧体。
(3)什么是“居里点”？
使感温铁氧体失去铁磁性的温度，也叫居里温度。
(4)电饭锅的结构如何？
思考与讨论：
(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？为什么？
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，按钮不再恢复到图示状态。
(2)煮饭时水沸腾后锅内是否会大致保持一定的温度？为什么？
水沸腾后，锅内大致保持100℃不变。
(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生哪些动作？
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。
(4)如果用电饭锅烧水，能否在水沸腾后自动断电？
如果用电饭锅烧水，水沸腾后，锅内保持100℃不变，温度低于“居里点103℃”，电饭锅不能自动断电。只有水烧干后，温度升高到103℃才能自动断电。
例2.如图所示是电饭煲的电路图，S1是一个限温开关,手动闭合，当此开关的温度达到居里点(1030C)时会自动断开，S2是一个自动温控开关，当温度低于约700C时会自动闭合，温度高于800C时会自动断开，红灯是加热状态时的指示灯，黄灯是保温状态时的指示灯，限流电阻R1＝R2＝500Ω，加热电阻丝R3＝50Ω，两灯电阻不计。
(1)根据电路分析，叙述电饭煲煮饭的全过程(包括
加热和保温过程)。
(2)简要回答,如果不闭合开关
S1，电饭煲能将饭煮熟吗?
(3)计算加热和保温两种状态
下,电饭煲的消耗功率之比。
12:1
四、光传感器的应用
烟雾散射式火灾报警器
阅读教材第59页，回答问题:
(1)烟雾散射火灾报警器的组成?
(2)烟雾散射火灾报警器的工作原理?
力传感器、温度传感器、光传感器的作用
力传感器：力信号转化为电信号。
(形变转化为电压)
温度传感器：自动控制开关。
课堂小结
1.温度传感器广泛应用于室内空调、电冰箱等家用电器中，它是利用热敏电阻的阻值随温度变化的特性来工作的．如下图甲所示，电源的电动势E＝9.0 V，内阻不计；G为灵敏电流表，内阻RG保持不变；R为热敏电阻，其电阻阻值与温度的变化关系如下图乙所示．闭合开关S，当温度等于20℃时，电流表示数I1＝2 mA；当电流表的示数I2＝3.6 mA时，热敏电阻的温度是( )
A．60℃
B．80℃
C．100℃
D．120℃
D
课堂训练
2.如图所示的电路中，电源两端的电压恒定，L为小灯泡，R为光敏电阻，LED为发光二极管(电流越大，发出的光越强)，且R与LED相距不变，下列说法正确的是( )
A.当滑动触头P向左移动时，L消耗的功率增大
B.当滑动触头P向左移动时，L消耗的功率减小
C.当滑动触头P向右移动时,L消耗的功率可能不变
D.无论怎样移动滑动触头P，L消耗的功率都不变
解析：滑动触头P左移，使其电阻减小，流过二极管的电流增大，从而发光增强，使光敏电阻R减小，最终达到增大流过灯泡电流的效果．
A
3. 下左图为某一热敏电阻(电阻值随温度的改变而改变，且对温度很敏感)的I－U关系曲线图。
(1)为了通过测量得到下图所示I－U关系的完整曲线,在图(a)和(b)两个电路中应选择的是图_____；简要说明理由：_______。(电源电动势为9V，内阻不计，滑动变阻器的阻值为0～100Ω)。
(2)在下图所示电路中，电源电压恒为9V，电流表读数为70mA，定值电阻R1＝250Ω。由热敏电阻的I－U关系曲线图可知，热敏电阻两端的电压为________V；电阻R2的阻值为________Ω。
a
5.2
111.8
电压可从0V调大
答案：(1) (a)；因为图(a)电路电压可从0V调到所需电压，电压调节范围大。
(2) 5.2；111.8
6.2 传感器的应用
学习目标
1.掌握力传感器在电子秤上的应用。
2.掌握温度传感器在电熨斗,电饭锅上的应用。
3.掌握光传感器在火灾报警器上的应用。
问题导学：阅读教材P56-59页，思考以下问题：
（1）电子秤使用的测力装置是什么？
它是由什么元件组成的？
力传感器
它是由一个金属梁和两个应变片一起组成了测力部分。
（2）应变片能够把什么力学量转化为什么电学量？
应变片能够把物体形变这个力学量转化为电压这个电学量。
元件：金属梁和应变片
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 。
敏感元件
精讲一、力传感器的应用——电子秤
例1.（多选）关于电子秤中应变式力传感器的说法 正确的是（ ）
A.应变片是由多用半导体材料制成
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
(一) 双金属片温度传感器
二、温度传感器的应用
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、电熨斗利用什么能够自动控制温度？
双金属片温度传感器
2、双金属片工作原理是什么？
热胀冷缩
3、双金属片上、下热膨胀系数哪个大？
上大下小
4、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？
(二) 双金属片温度传感器的应用——电熨斗
电烫斗的构造：
(2)感温铁氧体有何特点？
常温下具有铁磁性，能够被磁体吸引。温度达到约103℃时，失去铁磁性，不能被磁体吸引。
三、温度传感器的应用——电饭锅
(1)电饭锅中使用的温度传感器的主要元件是什么？
感温铁氧体。
(3)什么是“居里点”？
使感温铁氧体失去铁磁性的温度，也叫居里温度。
(4)电饭锅的结构如何？
思考与讨论：
(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？为什么？
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，按钮不再恢复到图示状态。
(2)煮饭时水沸腾后锅内是否会大致保持一定的温度？为什么？
水沸腾后，锅内大致保持100℃不变。
(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生哪些动作？
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。
(4)如果用电饭锅烧水，能否在水沸腾后自动断电？
如果用电饭锅烧水，水沸腾后，锅内保持100℃不变，温度低于“居里点103℃”，电饭锅不能自动断电。只有水烧干后，温度升高到103℃才能自动断电。
例2.如图所示是电饭煲的电路图，S1是一个限温开关,手动闭合，当此开关的温度达到居里点(1030C)时会自动断开，S2是一个自动温控开关，当温度低于约700C时会自动闭合，温度高于800C时会自动断开，红灯是加热状态时的指示灯，黄灯是保温状态时的指示灯，限流电阻R1＝R2＝500Ω，加热电阻丝R3＝50Ω，两灯电阻不计。
(1)根据电路分析，叙述电饭煲煮饭的全过程(包括
加热和保温过程)。
(2)简要回答,如果不闭合开关
S1，电饭煲能将饭煮熟吗?
(3)计算加热和保温两种状态
下,电饭煲的消耗功率之比。
12:1
四、光传感器的应用
烟雾散射式火灾报警器
阅读教材第59页，回答问题:
(1)烟雾散射火灾报警器的组成?
(2)烟雾散射火灾报警器的工作原理?
力传感器、温度传感器、光传感器的作用
力传感器：力信号转化为电信号。
(形变转化为电压)
温度传感器：自动控制开关。
课堂小结
1.温度传感器广泛应用于室内空调、电冰箱等家用电器中，它是利用热敏电阻的阻值随温度变化的特性来工作的．如下图甲所示，电源的电动势E＝9.0 V，内阻不计；G为灵敏电流表，内阻RG保持不变；R为热敏电阻，其电阻阻值与温度的变化关系如下图乙所示．闭合开关S，当温度等于20℃时，电流表示数I1＝2 mA；当电流表的示数I2＝3.6 mA时，热敏电阻的温度是( )
A．60℃
B．80℃
C．100℃
D．120℃
D
课堂训练
2.如图所示的电路中，电源两端的电压恒定，L为小灯泡，R为光敏电阻，LED为发光二极管(电流越大，发出的光越强)，且R与LED相距不变，下列说法正确的是( )
A.当滑动触头P向左移动时，L消耗的功率增大
B.当滑动触头P向左移动时，L消耗的功率减小
C.当滑动触头P向右移动时,L消耗的功率可能不变
D.无论怎样移动滑动触头P，L消耗的功率都不变
解析：滑动触头P左移，使其电阻减小，流过二极管的电流增大，从而发光增强，使光敏电阻R减小，最终达到增大流过灯泡电流的效果．
A
3. 下左图为某一热敏电阻(电阻值随温度的改变而改变，且对温度很敏感)的I－U关系曲线图。
(1)为了通过测量得到下图所示I－U关系的完整曲线,在图(a)和(b)两个电路中应选择的是图_____；简要说明理由：_______。(电源电动势为9V，内阻不计，滑动变阻器的阻值为0～100Ω)。
(2)在下图所示电路中，电源电压恒为9V，电流表读数为70mA，定值电阻R1＝250Ω。由热敏电阻的I－U关系曲线图可知，热敏电阻两端的电压为________V；电阻R2的阻值为________Ω。
a
5.2
111.8
电压可从0V调大
答案：(1) (a)；因为图(a)电路电压可从0V调到所需电压，电压调节范围大。
(2) 5.2；111.8