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1、学习好资料欢迎下载6. 2传感器的应用 （一） 教案新课标要求（一）学问与技能1. 明白力传感器在电子秤上的应用；2. 明白声传感器在话筒上的应用；3. 明白温度传感器在电熨斗上的应用；（二）过程与方法通过试验或演示试验,明白传感器在生产、生活中的应用；（三）情感、态度与价值观在明白传感器原理及应用时,知道已学学问在生活、生产、科技社会中的价值,增强学习爱好,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；教学方法试验法、观看法、争辩法；教学工具驻极体话筒的工作电路示教板,示波器,同学电源,电熨斗,日光灯起动器（如干）教学过程（一）引入新课师：上节课
2、我们学习了传感器及其工作原理；传感器是能够感知诸如力、温度、光、声、化学成分等非电学量,并把它们依据确定的规律转化成电压、电流等电学量,或转化为电路通断的一类元件；请大家回忆一下光敏电阻、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？生：光敏电阻将 光学量 转化为电阻这个电学量；热敏电阻将温度这个 热学量 转化为电阻这个电学量；霍尔元件把 磁感应强度这个磁学量转化为 电压这个电学量 ；师：这节课我们来学习传感器的应用；板书课题传感器的应用（一）（二）进行新课1、传感器应用的一般模式师：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；生：阅读教材并在练习本上画出传
3、感器应用的一般模式示意图；师：下面学习几个传感器应用的实例；2. 力传感器的应用电子秤师：阅读教材 61 页最终一段,摸索并回答疑题；（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；（ 3）应变片能够把什么力学量转化为什么电学量？ 生：阅读教材,摸索并回答疑题；师：总结点评,结合板画强调讲解应变片测力原理（如以下图）；应变片能够把物体形变这个力学量转化为电压这个电学量；3. 声传感器的应用话筒师：阅读教材 62 页有关内容,摸索并回答疑题；（ 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
4、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？ 生：阅读教材,摸索并回答疑题；生 1：话筒的作用是把声音信号转化为电信号；生 2：动圈式话筒的工作原理是电磁感应现象；膜片接收到声波后引起振动,连接在膜片上的线圈随着一起振动,线圈在永磁体的磁场里振动从而产生感应电流（电信号）,感应电流的大小和方向都变化,振幅和频率的变化都由声波准备,这个信号电流经扩音器放大后传给扬声器,从扬声器中就发出放大的声音；生 3：电容式话筒的工作原理：利用电容器充放电形成的充放电电流；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
5、是电阻R 两端就输出了与声音变化规律相同的电压优点：保真度好；生 4：驻极体话筒的原理同电容式话筒,只是其内部感受声波的是驻极体塑料薄膜优点： 体积小,重量轻,价格廉价,灵敏度高,工作电压低；师：指出：驻极体话筒利用了电介质的极化现象：将电介质放入电场中,在前后两个表面上会分别显现正电荷与负电荷的现象某些电介质在电场中被极化后,去掉外加电场,仍然会长期保持被极化的状态,这种材料称为驻极体师：演示试验：生：观看试验现象；现象：不同的声波信号,荧光屏上显示的波形不同；说明话筒产生的电信号是由接收到的声波把握的；3温度传感器的应用电熨斗师：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
6、信号,通常是利用物体的某一物理性质随温度的变化而转变的特性制成的电熨斗就是靠温度传感器来把握温度 的；试验：（三）课堂总结、点评本节课主要学习了以下几个问题：力传感器的应用电子秤传感器的应用声传感器的应用话筒温度传感器的应用电熨斗生：做试验,观看试验现象；师：电熨斗就装有双金属片温度传感器；这种传感器的作用是把握电路的通断；投影：电熨斗结构图（如以下图）摸索与争辩：（1 ）常温下,上、下触点应是接触的仍是分别的？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,这是如何使用调温旋钮来实现的？ 参考答案：（ 1）常温下,上、下触点应是接触的,但温度过高时
7、,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, 就双金属片向下弯曲, 使触点分别, 从而切断电源, 停止加热温度降低后,双金属片复原原状,重新接通电路加热,这样循环进行,起到自动把握温度的作用（ 2）熨烫棉麻衣物和熨烫丝绸衣物需要设定不同的温度,此时可通过调温旋钮调剂升降螺丝,升降螺丝带动弹性钢片升降,从而转变触点接触的难易,达到把握在不同温度的目的力传感器是把力信号转换成电信号；声传感器是把声音信号转换为电信号,而温度传感器往往是用来进行自动把握（四）实例探究力传感器的应用【例 1】用如以下图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、
8、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 2.0 kg 的滑块可无摩擦滑动,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 在的示数均为 10 N（取 g=10 m s2）（ 1）如传感器 a 的示数为 14 N、b 的示数为 6.0 N,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 的示数为零分析：传感器上所显示出的力的大小,即弹簧对传感器的压力,据牛顿第三定律知,此即为弹簧上的弹力大小,亦即该弹簧对滑
9、块的弹力大小解：（ 1）如以下图,依题意：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=6.0 N滑块所受合力产生加速度a1,依据牛顿其次定律有使温度自动上升到t3 ；当 tt 3, PP,使温度自动降为t3,实现自动保温,正确答案为D；F1F 2ma1点评：对给定图象的题目,要留意分析图象信息,把握变化规律,并结合所学物理规律进行分析争辩得 a14 m/s 2 课余作业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F10 ,因两弹簧相同,左弹簧伸长多少,1、课下阅读有关传感器应用的科普类文章,明白有关传感器的应用实例以及工作
10、原理；2、摸索并回答“问题与练习”第1、 2 题；书面完成第 3 题；右弹簧就缩短多少,所以右弹簧的弹力变为 定律得 F 2ma2 , a2=10m/s 2,方向向左F 220 N；滑块所受合力产生加速度,由牛顿其次 教学体会思维方法是解决问题的灵魂,是物理教学的根本；亲自实践参与学问的发觉过程是培养同学才能的关键,离开了思维方法和实践活动,物理教学就成了无源之水、无本之木；同学素养的培养就成了镜中花,水中月；温度传感器的应用【例 2 】 在家用电热灭蚊器中, 电热部分主要元件是PTC 元件, PTC元件是由钛酸钡等半导体材料制成的电阻器,其电阻率随温度 t 的变化关系如以下图,由于这种特性,
11、 PTC 元件具有发热、保温双重功能对此,以下判定正确选项（）通电后,其电功领先增大,后减小通电后,其电功领先减小, 后增大当其产生的热量与散发的热量相等时,温度保持在 t1 不变当其产生的热量与散发的热量相等时,温度保持在t1 和 t 2 之间的某一值不变ABCD分析： 当电热灭蚊器温度由0 升到 t 1 的过程中, 电阻器的电阻率随温度上升而减小, 其电阻 R 随之减小,由于加在灭蚊器上的电压U 保持不变,灭蚊器的热功率P 随之增大,当 t=t 1 时,P=P1 达到最大当温度由t 1 上升到 t2 的过程中增大, R 增大, P 减小；而温度越高,其与外界环境温度的差别也就越大,高于环境
12、温度的电热灭蚊器的散热功率P也就越大；因此在这之间 的某一温度 t 3 会有 P=P3= P,即电热功率 P 减小到等于散热功率时, 即达到保温； 当 tP, 课本“问题与练习”解答1（1）冰箱内温度较高时,密封系统中的压强增大,盆体膨胀,膜盒3 通过小柱体带动弹簧片 4,使动触点 5 与静触点 6 接触,把握压缩机自动开头工作,而在达到设定的低温时拉簧带动弹簧片 4 将触点 5、6 断开,使压缩机停止工作（2）凸轮逆时针转动会加大连杆9 对弹簧 7 的拉力, 该拉力与弹性膜盒3 共同把握弹簧片 4的运动,故弹簧 7 上弹力的变化会转变设定的温度2该同学设计的电路在原理上可行,当滑动片P 在滑
13、动变阻器中心时P、Q 等势,电压表指针指中心零点这个装置可以同时测出加速度大小和方向,大小可通过电压表示数大小表示,方向可通过偏转方向判定当物体具有图示方向的加速度a 时,滑块向左移,就变阻器右端电阻大,故电流流过滑动变阻器时电势降落大,就Q 点电势高于 P 点,就指针应向零点左侧偏转3（ 1 ） A、B 端（ 2）由图甲知, t=100时 R=50,就继电器电路中电流在100 时,生变化时,引起正对面积发生变化,使电容C 发生变化知道 C 的变化,就可以知道h 的变化情IERRRJ,其中RJ 为继电器的电阻；况图 4 是测定压力 F 的电容式传感器,待测压力F 作用于可动膜片电极上的时候,膜
14、片发生形代入数据解得, R100变,使极板间距离d 发生变化,就可以知道F 的变化情形；资料袋动圈式话筒的原理话筒是把声音转变为电信号的装置图1 是动圈式话筒的构造原理图,它是利用电磁感应现象制成的当声波使金属膜片振动时,连接在膜片上的线圈 （叫做音圈） 随着一起振动, 音圈在永磁体的磁场里振动从而产生 感应电流（电信号） ,感应电流的大小和方向都变化,振幅和频率的变化都由声波准备,这个信号电流经扩音器放大后图 2图 3图 4图 5图 5 是测定位移 x 的电容式传感器,随着电介质进入极板间的长度发生变化,就可以知道x的变化情形实际中有各种各样的传感器它们都是依据各种物换效应设计而成的,我们在中学学过,导传给扬声器,从扬声器中就发出放大的声音；图 1
