2018-2019学年高中物理选修3-2第6章2传感器的应用

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1、...2传感器的应用学习目标知识脉络1．了解传感器在日常生活和生产中的应用．(重点)2．了解传感器的一般应用模式．3．会设计简单的有关传感器应用的控制电路，提升分析问题、解决问题的能力．(难点)[自主预习·探新知][知识梳理]一、传感器应用的一般模式二、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：金属梁自由端受力F?金属梁发生弯曲?应变片的电阻变化?两应变片上电压的差值变化(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敏感元件工作原理电熨斗双金属片温度变

2、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电饭感温铁氧(1)居里温度：感温铁氧体常温下具有铁磁性，温度上升到1......锅体约103℃时，失去铁磁性，这一温度称为“居里温度”(2)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：如图6-2-1所示，发光二极管LED、光电三极管和不透明的挡板．图6-2-1(2)工作原理：平时光电三极管收不到LED发出的光，呈现高电阻状态，烟雾进

3、入罩内后对光有散射作用，使部分光线照射到光电三极管上，其电阻变小．与传感器连接的电路检测出这种变化，就会发出警报．[基础自测]1．思考判断(1)传感器可以直接用来进行自动控制．(×)(2)传感器可以用来采集信息．(√)(3)传感器可以将所有感受到的信号都转换为电学量．(×)(4)鼠标是力传感器．(×)(5)电吉他是光电传感器．(×)2．为了节约能源，合理适时地使用路灯，要求夜晚亮、白天熄，利用半导体的某种特性制成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．三种特性都利用了【解析】由题意可知，这一装置要对光敏感，能区分白天(

4、光线强)与夜晚(光线暗)，所以选项B正确；虽然白天与夜晚温度也不相同，但温度除与昼夜有关外，还与季节有关，因此C错误；灯的亮熄与压力更无关系，A、D错误．【答案】B3．如图6-2-2所示，实线是某同学利用力传感器悬挂一钩码在竖直方向运动时，数据采集器记录下的力传感器中拉力的大小变化情况．从图中可知道该钩码的重2......力约为____N，A、B、C、D四段图线中钩码处于超重状态的为________，处于失重状态的为________.【导学号：57272139】图6-2-2【解析】当拉力的大小不变时，力传感器悬挂的钩码在竖直方向是匀速运动，此时力传感器的读数就是钩码的

5、重力，约10N．当力传感器读数大于重力时，钩码处于超重状态，即A、D状态．当力传感器读数小于重力时，钩码处于失重状态，即B、C状态．【答案】10A、DB、C[合作探究·攻重难]传感器问题的分析思路物理传感器是将所感受的物理量(如力、热、光等)转换为便于测量的电学量的器件．可以把传感器的应用过程分为三个步骤：(1)信息采集．(2)信息加工、放大、传输．(3)利用所获得的信息执行某种操作．用如图6-2-3所示的装置可以测量汽车在水平路面上做匀加速直线运动的加速度．该装置是在矩形箱子的前、后壁上各安装一个由力敏电阻组成的压力传感器．用两根相同的轻弹簧夹着一个质量为2kg的滑

6、块，滑块可无摩擦滑动，两弹簧的另一端分别压在传感器a、b上，其压力大小可直接从传感器的液晶显示屏上读出．现将装置沿运动方向固定在汽车上，传感器b在前，传感器a在后．汽2)．车静止时，传感器a、b的示数均为10N(g取10m/s图6-2-3(1)若传感器a的示数为14N，b的示数为6N，求此时汽车的加速度大小和方向．3......(2)当汽车以怎样的加速度运动时，传感器a的示数为零？【解析】(1)如图所示，依题意得左侧弹簧对滑块向右的推力F1＝14N，右侧弹簧对滑块的向左的推力F2＝6N，滑块所受合力产生加速度a1，根据牛顿第二定律有F1－F2＝ma1F1－F214－6

7、22可得a1＝＝4m/s2m/sm＝a1与F1同方向，即向前(向右)．(2)a传感器的读数恰为零，即左侧弹簧的弹力F′1＝0，因两弹簧相同，左侧弹簧伸长多少，右侧弹簧就缩短多少，所以右侧弹簧的弹力变为F′2＝20N.滑块所受合力产生加速度a2，由牛顿第二定律得F合＝F′2＝ma2F′22可得a2＝m＝10m/s，方向向左．2【答案】(1)4m/s2方向向右(2)以方向向左、大小为10m/s的加速度运动力传感器是一种测量力的大小的工具.此类题常与牛顿第二定律、运动学的内容综合.当只知道加速度的大小和方向，不知道物体的运动方向时，物体的运动情况有两种可能