高中物理 第三章 传感器 第2节 温度传感器和光传感器教案2 教科版选修3-2.doc

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1、第三章第2节：温度传感器和光传感器【教学过程】一、引入新课上节课我们学习了力传感器、温度传感器、声音传感器及其工作原理。请大家回忆一下我们学了哪些具体的力、温度、声音传感器？学生思考后回答：电子秤，动圈式话筒，电容式话筒，驻极体话筒，电熨斗，他们都是传感器。这节课我们继续来学习一些传感器的应用二、进行新课1、温度传感器——电饭锅电饭锅的主要部件铁氧体，它的特点是常温下，具有铁氧体，能够被磁铁吸引，但是温度上升到约为103℃时，就失去了磁性，不能被磁体吸引了。我们把103℃就叫做该材料的居里温度或居里点。手动开关接线螺

2、丝触点永磁铁电热板内胆底转轴感温铁氧体师：阅读教材开头几段，然后合上书。问题：取一块电饭锅用的感温铁氧体，使它与一小块的永磁体吸在一起，用功率较大的电烙铁给铁氧体加热，经过一段时间后会发生什么现象？生：随着温度的升高，铁氧体逐渐失去磁性，当温度升高到103℃以上时，铁氧体完全失去磁性，不吸引任何物体了思考与讨论：（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？（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？（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

3、会自动地发生哪些动作？（4）如果用电饭锅烧水，能否在水沸腾后自动断电？生1：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。生2：水沸腾后，锅内大致保持100℃不变。生3：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．生4：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。2．温度传

4、感器的应用——测温仪应用温度传感器可以把温度转换成电信号，由指针式仪表或数字式仪表显示出来，由于电信号可以由测温地点传输到其他地点，所以应用温度传感器可以远距离读取温度的数值，这是吧非电学量转变成电学量的一大优点。几种常见的测温仪，测温元件可以是热敏电阻、金属热电阻、热电偶等，还有红外线敏感元件。师：阅读上述教材，思考并回答问题。（1）温度传感器测温仪有何优点？（2）常见的测温元件有哪些？(3)测温仪是如何工作的(4)什么是热电偶？生1：可以远距离读取温度的数值．因为温度信号变成电信号后可以远距离传输．生2：热敏电阻

5、、金属热电阻、热电偶及红外线敏感元件等．生3：生4：所谓的热电偶就是将两种不同材料的导体或半导体A和B焊接起来，构成一个闭合回路，当导体A和B的两个焊接点1和2之间存在温差时，两者之间便产生电动势,因而在回路中形成一定大小的电流,这种现象称为热电效应。热电偶就是利用这一效应来工作的。AB213．光传感器的应用——火灾报警器师：许多会议室、宾馆房间的天花板上都装有火灾报警器，火灾报警器是光传感器应用的又一实例。师：引导学生阅读教材有关内容，思考并回答有关问题。师：以利用烟雾对光的散射来工作的火灾报警器为例，简述其工作原

6、理。生：报警器带孔的罩子内装有发光二极管LED、光电三极管和不透明的挡板．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．师：实验：把光敏电阻、多用表的直流电流档和干电池按照图甲连成电路，对光照的强度进行比较性测量。光敏电阻受到的光照越强，电路中的电流越大。白天，将它放在教室中适合阅读的地方，记下电流表的读数，晚上，用它来测灯光对书桌的照明。比较两者的差别。还可以按照图乙，把光敏电阻R的引脚穿

7、过硬泡沫塑料板Z而固定，再罩上内壁涂黑、长度足够的遮光简T，避免杂散光的干扰然后分别把不同的光源L（如蜡烛、几种不同功率的白炽灯泡、日光灯管等）都放在与光敏电阻相同距离（例如1m）的位置，比较它们的亮度。这个实验也可以用硅光电池来做。由于光电池在受到光照时可以自己产生电动势，所以电路中不用电源。想一想，怎样用如图所示的装置来制作一个摄影用的曝光表？典型例题：1、温度传感器的应用【例1】如图甲为在温度为10℃左右的环境中工作的某自动恒温箱原理简图，箱内的电阻R1=20kΩ，R2=10kΩ，R3=40kΩ，Rt为热敏电阻

8、，它的电阻随温度变化的图线如图乙所示．当a、b端电压Uab<0时，电压鉴别器会令开关S接通，恒温箱内的电热丝发热，使箱内温度提高；当Uab>0时，电压鉴别器使S断开，停止加热，恒温箱内的温度恒定在_________℃．解析：设电路两端电压为U，当Uab=0时，有解得Rt=20kΩ由图乙可知，当Rt=20kΩ时，t=35℃。答案：352、光传感器