高中物理 第六章 传感器 2 传感器的应用学案 新人教版选修3-2

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1、2传感器的应用[目标定位]　1.了解传感器在日常生产、生活中的应用.2.理解传感器在电子秤、电熨斗、电饭锅中的应用.3.理解光传感器在鼠标器和火灾报警器中的应用.一、传感器的应用分析1.传感器应用的一般模式传感器→电路→2.传感器的工作原理分析(1)检测量分析：明确传感器所检测的物理量，如力、热、光、磁、声等.(2)输出信号分析：明确传感器的敏感元件，分析它的输入信号及输出信号，以及输入信号与输出信号间的变化规律.(3)电路结构分析：认真分析传感器所在的电路结构，在熟悉常用元件工作特点的基础上，分析电路输

2、出信号与输入信号间的规律.二、传感器的应用实例1.力传感器的应用——电子秤(1)组成及敏感元件：由金属梁和应变片组成，敏感元件是应变片.(2)工作原理：(3)作用：应变片将物体形变这个力学量转换为电压这个电学量.2.温度传感器的应用实例(1)电熨斗①构造(如图1所示)图1②敏感元件：双金属片.③工作原理：温度变化时，由于双金属片上层金属与下层金属的膨胀系数不同，双金属片发生弯曲从而控制电路的通断.(2)电饭锅非常感谢上级领导对我的信任，这次安排我向股份公司述职，既是对我履行职责的监督，也是对我个人的关心和

3、爱护，更是对**百联东方商厦有限公司工作的高度重视和支持。①构造(如图2所示)图2②敏感元件：感温铁氧体③工作原理(ⅰ)居里温度：感温铁氧体常温下具有铁磁性，温度上升到约103_℃时，失去铁磁性，这一温度称为该材料的“居里温度”.(ⅱ)自动断电原理：用手按下开关通电加热，开始煮饭，当锅内加热温度达到103_℃时，铁氧体失去磁性，与永久磁铁失去吸引力，被弹簧片弹开，从而推动杠杆使触点开关断开.3.光传感器的应用——火灾报警器(1)组成及敏感元件：由带孔的罩子、发光二极管LED、光电三极管和不透明的挡板组成，

4、敏感元件为光电三极管.(2)工作原理：⇨⇨⇨深度思考(1)用电熨斗熨烫棉麻衣物需要设定较高的温度，熨烫丝绸衣物需要设定较低的温度.它是如何利用调温旋钮来实现的？(2)如果用电饭锅烧水会不会自动断电？答案　(1)通过调温旋钮来调升降螺丝的高度来实现不同温度的设定.如需设定的温度较高，则应使升降螺丝下降；反之升高.(2)如果用电饭锅烧水，在水沸腾后因为水温保持在100℃，故不能自动断电，只有水烧干后，温度升到103℃才能自动断电.例1　关于电子秤中应变式力传感器说法正确的是(　　)A.应变片是由导体材料制成B

5、.当应变片的表面拉伸时，其电阻变大，反之变小C.传感器输出的是金属架上的电压D.外力越大，输出的电压差值也越大非常感谢上级领导对我的信任，这次安排我向股份公司述职，既是对我履行职责的监督，也是对我个人的关心和爱护，更是对**百联东方商厦有限公司工作的高度重视和支持。解析　应变片多用半导体材料制成，应变片的表面拉伸时，其电阻变大，反之变小，故选项A错，B对；传感器输出的是应变片上、下两表面的电压差，并且随着外力的增大，输出的电压差值也增大，故C错，D对.答案　BD例2　为了锻炼身体，小明利用所学物理知识设计

6、了一个电子拉力计，如图3所示是原理图.轻质弹簧右端和金属滑片P固定在一起(弹簧的电阻不计，P与R1间的摩擦不计)，弹簧劲度系数为100N/cm.定值电阻R0＝5Ω，ab是一根长为5cm的均匀电阻丝，阻值R1＝25Ω，电源输出电压恒为U＝3V，理想电流表的量程为0～0.6A.当拉环不受力时，滑片P处于a端.下列关于这个电路的说法正确的是(不计电源内阻)(　　)图3A.小明在电路中连入R0的目的是保护电路B.当拉环不受力时，闭合开关后电流表的读数为0.1AC.当拉力为400N时，电流表指针指在0.3A处D.当

7、拉力为400N时，电流表指针指在0.5A处解析　若电路无电阻R0，且金属滑片P在b端时，回路短路损坏电源，R0的存在使电路不出现短路，因此A正确；当拉环不受力时，滑片P在a端，由闭合电路欧姆定律得，I＝＝0.1A，故B正确；拉力为400N时，由F＝kΔx，则Δx＝4cm，对应的电阻为RaP＝20Ω，R1接入电路的电阻RPb＝5Ω，由闭合电路欧姆定律得，I′＝＝0.3A，故D错，C正确.答案　ABC力学传感器的分析方法：(1)分析清楚力学传感器的工作原理，明确装置是如何将力这个非电学量转化为电学量是解决该类

8、问题的关键.(2)涉及电路计算时，注意欧姆定律及分压原理的应用.例3　如图4是电饭锅的结构图，如果感温磁体的“居里温度”为103℃时，下列说法中正确的是(　　)非常感谢上级领导对我的信任，这次安排我向股份公司述职，既是对我履行职责的监督，也是对我个人的关心和爱护，更是对**百联东方商厦有限公司工作的高度重视和支持。图4A.常温下感温磁体具有较强的磁性B.当温度超过103℃时，感温磁体的磁性较强C.饭熟后，水分被大米吸收，锅底的