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1、高中物理新人教版 选修-系列课件,第六章传感器,第二节 传感器的应用（一）,教学目标,（一）知识与技能 1了解力传感器在电子秤上的应用。 2了解声传感器在话筒上的应用。 3了解温度传感器在电熨斗上的应用。 （二）过程与方法 通过实验或演示实验，了解传感器在生产、生活中的应用。,（三）情感、态度与价值观 在了解传感器原理及应用时，知道已学知识在生活、生产、科技社会中的价值，增强学习兴趣，培养良好的科学态度。 教学重点 各种传感器的应用原理及结构。 教学难点 各种传感器的应用原理及结构。 教学方法 实验法、观察法、讨论法。 教学工具 驻极体话筒的工作电路示教板，示波器，学生电源，电熨斗，日光灯起动
2、器（若干）,光控继电器的工作原理是: 当照射光敏电阻时, (1)光敏电阻的阻值 (变大或变小)； (2) 被控电路 (填“接通”或“断开”)。,光控设备,电源,变小,接通,传感器应用的一般模式,一、力传感器的应用电子秤,1.电子秤使用的测力装置是什么?它是由什么元件组成的?,2.简述力传感器的工作原理.,装置:力传感器 元件:金属梁和应变片,一、力传感器的应用电子秤,金属梁,两个应变片的形变引起电阻变化 致使两个应变片的电压差变化,1.电子秤使用的测力装置是什么?它是由什么元件组成的?,3.应变片能够把什么力学量转化为什么电学量？,2.简述力传感器的工作原理.,装置:力传感器 组成:金属梁和应
3、变片,一、力传感器的应用电子秤,两个应变片的形变引起电阻变化 致使两个应变片的电压差变化,数显电子秤电路原理图,练习1. 关于电子秤中应变式力传感器的说法正确的是 （ ） A.应变片常用半导体材料制成 B.当应变片的表面拉伸时，其电阻变大反之，变小 C.传感器输出的是应变片上的电压 D.外力越大，输出的电压差值也越大,ABD,二、声传感器的应用话筒,阅读教材56页有关内容，思考并回答: （1）话筒的作用是什么？ （2）说明动圈式话筒的工作原理和工作过程。 （3）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？ （4）驻极体话筒的工作原理是什么？有何优点？,话筒的作用是把声信号转化为电
4、信号,二、声传感器的应用话筒,膜片在声波下振动，使得与膜片相连的线圈中产生随声波变化的感应电流。,1、动圈式话筒：,音圈,二、声传感器的应用话筒,金属膜片,永久磁铁,工作原理:电磁感应.,练习2:(2003上海试题)唱卡拉OK用的话筒,内有传感器.其中有一种是动圈式的,它的工作原理是在弹性膜片后面粘接一个轻小的金属线圈,线圈处于永磁体的磁场中,当声波使膜片前后振动时,就将声音信号转变为电信号.下列说法正确的是( ) A.该传感器是根据电流的磁效应工作的 B.该传感器是根据电磁感应原理工作的 C.膜片振动时，穿过金属线圈的磁通量不变 D.膜片振动时，金属线圈中不会产生感应电动势,B,2、电容式话
5、筒：,原理:Q是绝缘支架,薄金属膜M 和固定电极N 形成一个电容器,被直流电源充电.当声波使膜片振动时,电容发生变化,电路中形成变化的电流,于是电阻两端就输出了与声音变化规律相同的电压.,优点：保真度好,绝缘支架,薄金属膜,固定电极,练习3：电容式话筒将声音信号被话筒转化为电信号，其中导致电容变化的原因可能是容器两板间的( ) A.距离变化 B.正对面积变化 C.介质变化 D.电压变化,A,3、驻极体话筒： 原理:电介质极化.(它由内部的驻极体塑料膜感受声波. 工作电压: 36 V.),特点：体积小，重量轻，价格便宜，灵敏度高，常用在盒式录音机、声控玩具等便宜的家电上,驻极体,空隙,较弱的声音
6、,扩音器,扬声器,1.话筒的作用是把_信号转化为_信号。,2.动圈式话筒的工作原理：,声音,电磁感应,电,3.电容式话筒的工作原理：,电容发生变化,4.驻极式话筒的工作原理：,电介质极化,二、声传感器的应用话筒,三、温度传感器的应用:1.电熨斗,1.双金属片温度传感器,思考：双金属片温度传感器的作用是什么？,作用：控制电路的通断。,三、温度传感器的应用:1.电熨斗,原理:热胀冷缩 常温下两触点分离。温度升高，两种金属膨胀性能不同，双金属片形状发生变化，使触点接触。,(1)双金属片温度传感器,三、温度传感器的应用:1.电熨斗,电烫斗的构造：,(2)双金属片温度传感器在电熨斗中的应用,(2)双金属
7、片温度传感器在电熨斗中的应用,思考与讨论： 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？ 熨烫棉麻衣物和熨烫丝绸衣物需要设定不同的温度，这是如何使用调温旋钮来实现的？,三、温度传感器的应用:1.电熨斗,思考与讨论： 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？,答：常温下，上、下触 点应是接触的，但温度过高时， 由于双金属片受热膨胀系数不同，上部金属膨胀大，下部金属膨胀小，则双金属片向下弯曲，使触点分离，从而切断电源，停止加热温度降低后，双金属片恢复原状，重新接通电路加热，这样循环进行，起到自动控制温度的作用,(2)双金属片温度传
8、感器在电熨斗中的应用,三、温度传感器的应用:1.电熨斗,思考与讨论： 熨烫棉麻衣物和熨烫丝绸衣物需要设定不同的温度，这是如何使用调温旋钮来实现的？,答：熨烫棉麻衣物和熨 烫丝绸衣物需要设定不同的 温度，此时可通过调温旋钮调节升降螺丝，升降螺丝带动弹性钢片升降，从而改变触点接触的难易，达到控制在不同温度的目的,(2)双金属片温度传感器在电熨斗中的应用,三、温度传感器的应用:1.电熨斗,思考与讨论： 1、为什么温度较高时压缩机自动工作，达到设定低温后就自动停止工作？ 2、凸轮为什么可以改变设定的温度？,氯甲烷及它的蒸气,三、温度传感器的应用:2.电冰箱,思考与讨论： 1、应该把恒温箱中的加热器接在
9、 A、B 还是 C、D 之间呢？ 2、要使箱内温度保持100，可变电阻R值应调节多大？,三、温度传感器的应用:3. 恒温箱,一、力传感器的应用电子秤 二、声传感器的应用话筒 三、温度传感器的应用1.电熨斗; 2.电冰箱; 3. 恒温箱力传感器是把力信号转换成电信号； 声传感器是把声信号转换为电信号; 温度传感器常用做自动控制开关,小结:6.2传感器的应用(一),例题1：（2003上海考题）演示位移传感器的工作原理如右图示，物体M在导轨上平移时，带动滑动变阻器的金属滑杆p，通过电压表显示的数据，来反映物体位移的大小x。假设电压表是理想的，则下列说法正确的是 ( ) A. 物体M运动时，电源内的电
10、流会发生变化 B. 物体M运动时，电压表的示数会发生变化 C. 物体M不动时，电路中没有电流 D. 物体M不动时，电压表没有示数,B,加速度计,例2. 惯性制导系统已广泛应用于导弹工程中，这个系统的重要元件是加速度计。加速度计的构造和原理的示意图如图示，沿导弹长度方向按装的固定光滑杆上套一个质量为m的滑块，滑块的两侧分别与劲度系数均为k的弹簧相连，两弹簧的另一端与固定壁相连。滑块原来静止，弹簧处于自然长度。滑块上有指针，可通过标尺测出滑块的位移，然后通过控制系统进行制导。1.设某段时间内导弹沿水平方向运动，指针向左偏离O点的距离为S，则这段时间内导弹的加速度 （ ）A. 方向向左，大小为 k S/mB方向向右，大小为 k S/mC方向向左，大小为 2k S/m D. 方向向右，大小为 2k S/m,D,2. 若电位器（可变电阻）总长度为L，其电阻均匀，两端接在稳压电源U0上，当导弹以加速度a沿水平方向运动时，与滑块连接的滑动片P产生位移，此时可输出一个电信号U，作为导弹惯性制导系统的信息源，为控制导弹运动状态输入信息，试写出U与a 的函数关系式。,解：a=2kS/m, S=ma/2k,U=U0 Rx / R = U0 S / L,=maU0 / 2kL,=mU0 a / 2kLa,再见,
