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《2021_2022版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_220210319234.doc》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、高考传感器的应用目标导航思维脉图1.了解传感器在日常生活和生产中的应用。(物理观念)2.通过实验了解传感器的一般应用模式。(科学思维)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。(科学态度与责任)必备知识·自主学习一、传感器应用的一般模式二、力传感器的应用——电子秤电子秤使用的测力装置是什么?它是由什么元件组成的?提示:测力装置是力传感器,力传感器是由金属梁和应变片组成的。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。三、温度传感器的应用实例 生活中
2、与温度控制相关的家用电器有很多,试举例说明。-15-/15高考提示:电饭煲、电冰箱、电冰柜、微波炉、空调、消毒柜等。1.电熨斗:(1)构造(如图所示):主要由调温旋钮、升降螺钉、绝缘支架、触点、双金属片、弹性铜片、电热丝、金属底板等几部分组成。(2)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热膨胀系数不同,双金属片发生弯曲从而控制电路的通断。2.电饭锅:(1)构造(如图所示):(2)敏感元件:感温铁氧体。(3)工作原理:①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
3、”。 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,被弹簧弹开,从而推动杠杆使触点开关断开。 -15-/15高考四、光传感器的应用——火灾报警器 烟雾散射式火灾报警器的工作原理是什么?提示:烟雾散射式火灾报警器的工作原理: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。1.组成:如图所示发光二极管LED、光电三极管和不透明的挡板。2.工作原理:3.关于传感器的解释符合科学实际的有:②④①应变片是由导体材料制成的。②当应变片
4、的表面拉伸时,其电阻变大,反之变小。③传感器输出的是金属架上的电压。④外力越大,输出的电压差值也越大。 (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。(√)-15-/15高考(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。(×)关键能力·合作学习知识点一 传感器问题的分析1.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。我们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
5、作。2.分析传感器问题要注意四点:(1)感受量分析:要明确传感器所感受的物理量,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,在熟悉常用电子元件工作特点的基础上,分析电路输出信号与输入信号间的规律。(4)执行机构工作分析:传感器的应用,不仅包含非电学量如何向电学量转化的过程,还包含根据所获得的信息控制执行机构进行工作的过程。【典例】-15-/15高考用如图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
6、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。汽车静止时,传感器a、b的示数均为10N。(1)若传感器a的示数为14N,传感器b的示数为6N,求此时汽车的加速度大小和方向。(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,右侧弹簧对滑块向左的推力F2=6N,滑块所受合力产生加速度a
7、1,根据牛顿第二定律有F1-F2=ma1可得a1==m/s2=4m/s2a1与F1同方向,即向前(向右)。(2)传感器a的读数恰为零,即左侧弹簧的弹力F1′=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F2′=20N。滑块所受合力产生加速度a2,由牛顿第二定律得F合=F2′=ma2可得a2==10m/s2,方向向左。答案:(1)4m/s2 方向向右(2)以方向向左、大小为10m/s2的加速度运动-15-/15高考如图所示为大型电子地磅电路图,电源电动势为E,内阻不计,不称物体时,滑动头P在A端,滑动变阻器接入电路中有效电阻最大,
8、电流较小;称重物时,在压
