2019-2020年高中物理 6.2传感器的应用(一)导学案新人教版选修3-2

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1、2019-2020年高中物理6.2传感器的应用(一)导学案新人教版选修3-2【学习目标】(1)、了解传感器应用的一般模式;(2)、理解电子秤、话筒、电熨斗的工作原理。(3)、会设计简单的有关传感器应用的控制电路。(4)、通过实验结合物理学的知识,探究电子秤、话筒、电熨斗等的工作原理,从而了解力传感器、声传感器和温度传感器的一般应用,进一步总结出传感器应用的一般模式。(5)、通过实验激发的学习兴趣,培养动手能力,提高创新意识,提高物理理论知识与实际相结合的综合实践能力。【学习重点】:各种传感器的应用原理及结构。【学习难点】:各种传感

2、器的应用原理及结构。【学习方法】:探究实验【学习过程】问题1:光敏电阻、热敏电阻、霍尔元件各是把什么物理量转化为电学量的元件?1、传感器应用的一般模式阅读教材开头几段,然后合上书,在练习本上画出传感器应用的一般模式示意图。提示:一般情况下,传感器产生的信号非常微弱,要想触发控制电路,此信号必须进一步放大才可以,所以需要放大电路,即放大器。阅读教材并在练习本上画出传感器应用的一般模式示意图。传感器2、下面学习几个传感器应用的实例。(1).力传感器的应用——电子秤师:阅读教材56页最后一段,思考并回答问题。问题2:电子秤使用的测力装置

3、是什么?它是由什么元件组成的?问题3:简述力传感器的工作原理。问题4:应变片能够把什么力学量转化为什么电学量?(2).声传感器的应用——话筒阅读教材56页有关内容,思考并回答问题。问题5:话筒的作用是什么?问题6:说明动圈式话筒的工作原理和工作过程。问题7: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?问题8:驻极体话筒的工作原理是什么?有何优点?阅读教材,思考并回答问题。指出:驻极体话筒利用了电介质的现象:将电介质放入电场中,在前后两个表面上会分别出现与的现象.某些电介质在电场中被极化后,去掉外加电场,仍然会长期保持

4、被极化的状态,这种材料称为.演示实验:按照如图所示的连接驻极体话筒的工作电路,话筒的输出端经过隔直电容接到示波器。对着话筒喊话,观察示波器的荧光屏上的波形,再用另外一人同样对话筒喊话,比较两次声音产生的波形有什么不一样。上述过程,就是话筒将声音信号转换为电信号的过程。观察实验现象。结论:(3).温度传感器的应用——电熨斗温度传感器是应用最广泛的传感器之一,它能把温度的高低转变成电信号,通常是利用物体的某一物理性质随温度的变化而改变的特性制成的.电熨斗就是靠温度传感器来控制温度的。实验:取一个报废的日光灯启辉器,去掉外壳,敲碎氖泡的

5、玻璃,可以看到一个U型的双金属片,双金属片的旁边有一根直立的金属丝,两者构成一对触点,常温下触点是分离的,用火焰靠近金属片,可以看到双金属片的形状变化,与金属丝接触,熄灭火焰,双金属片逐渐恢复原状,两个触点分离。把这个启动器用到温控开关,可以控制小灯泡的。做实验,观察实验现象。电熨斗就装有双金属片温度传感器。这种传感器的作用是控制电路的通断。投影:电熨斗结构图(如图所示)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

6、旋钮来实现的?(4)、拓展:温度传感器的另一应用——电冰箱的温控装置如图所示是某种电冰箱内温度控制器的结构,铜质的测温泡1,细管2和弹性金属膜盒3连成密封的系统,里面充有氯甲烷盒它的蒸汽,构成一个温度传感器,膜盒3为扁圆形,右表面固定,左表面通过小柱体与弹簧片4连接,盒中气体的压强增大时,盒体就会膨胀,测温泡1安装在冰箱的冷藏室中。5、6分别是电路的动触点盒静触点,控制制冷压缩机的工作,拉簧7的两端分别连接到弹簧片4盒连杆9上。连杆9的下端是装在机箱上的轴。凸轮8是由设定温度的旋钮控制的,逆时针旋转时凸轮连杆上端右移,从而加大对弹

7、簧7的拉力。自动控温原理:如图所示是某种电冰箱内温度控制器的结构,铜制的测温泡1、细管2和弹性金属膜盒3连通成密封的系统,里面充有氯甲烷和它的蒸汽,构成了一个温度传感器,膜盒为扁圆形,右表面固定,左表面通过小柱体与弹簧片4连接,盒中气体的压强增大时,盒体就会膨胀,测温泡1安装在冰箱的冷藏室中。5、6分别是电路的动触点和静触点,控制制冷压缩机的工作,拉簧7的两端分别连接到弹簧片和连杆9上,连杆9的下端装在机箱上的轴,凸轮8是由设定温度的旋钮控制的,逆时针旋转时凸轮连杆上端右移,从而加大对弹簧7的拉力。当冷藏室里的温度升高时,1、2、

8、3中的氯甲烷受热膨胀,弹性金属膜盒3的左端膨胀,推动弹簧片4向左转动,使5、6接触,控制的压缩机电路开始工作制冷,当温度下降到一定程度,氯甲烷受冷收缩,5、6又分开,制冷结束,直到下次温度升高再重复上述过程。温度设定原理:将凸轮8逆时针旋转,凸轮将

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