高中物理：6.3《傳感器的應(yīng)用（二）》學(xué)案（新人教版選修3-2）

1、第三節(jié)：傳感器的應(yīng)用（二）學(xué)案【學(xué)習(xí)目標(biāo)】（1）、理解溫度傳感器的應(yīng)用電飯鍋、測溫儀的工作原理。（2）、理解光電傳感器的應(yīng)用鼠標(biāo)器、火災(zāi)報(bào)警器的工作原理。（3）、通過對電飯鍋的構(gòu)造和原理的探究以及測溫儀的了解，進(jìn)一步地深入認(rèn)識溫度傳感器的應(yīng)用（4）通過對鼠標(biāo)器以及火災(zāi)報(bào)警器的原理的探究，認(rèn)識光傳感器的應(yīng)用?！緦W(xué)習(xí)重點(diǎn)】：溫度、光傳感器的應(yīng)用原理及結(jié)構(gòu)?！緦W(xué)習(xí)難點(diǎn)】：溫度、光傳感器的應(yīng)用原理及結(jié)構(gòu)?！緦W(xué)習(xí)方法】：探究實(shí)驗(yàn)，討論【學(xué)習(xí)過程】一、問題引入問題1：上節(jié)課我們學(xué)習(xí)了力傳感器、溫度傳感器、聲音傳感器及其工作原理。請大家回憶一下我們學(xué)了哪些具體的力、溫度、聲音傳感器？二、學(xué)習(xí)新課1、溫度傳感

2、器電飯鍋（1）、電飯鍋的內(nèi)部結(jié)構(gòu)（如圖631所示）：電飯鍋主要由接線螺釘、觸點(diǎn)、轉(zhuǎn)軸、開關(guān)按鈕、彈簧、內(nèi)膽底等構(gòu)成其中為主要元件，它是用、和混合燒結(jié)而成的它的特點(diǎn)主要有：常溫下具有鐵磁性，能夠被磁體吸引，但是上升到時(shí)，就失去性，不能被磁體吸引了該溫度在物理學(xué)中稱為該材料的或（2）、電飯鍋的工作原理：手動開關(guān)接線螺絲觸點(diǎn)永磁鐵電熱板內(nèi)膽底轉(zhuǎn)軸感溫鐵氧體問題：取一塊電飯鍋用的感溫鐵氧體，使它與一小塊的永磁體吸在一起，用功率較大的電烙鐵給鐵氧體加熱，經(jīng)過一段時(shí)間后會發(fā)生什么現(xiàn)象？思考與討論：（1）開始煮飯時(shí)為什么要壓下開關(guān)按鈕？手松開后這個(gè)按鈕是否會恢復(fù)到圖示的狀態(tài)？為什么？（2）煮飯時(shí)水沸騰后鍋內(nèi)

3、是否會大致保持一定的溫度？為什么？（3）飯熟后，水分被大米吸收，鍋底的溫度會有什么變化？這時(shí)電飯鍋會自動地發(fā)生哪些動作？（4）如果用電飯鍋燒水，能否在水沸騰后自動斷電？2溫度傳感器的應(yīng)用測溫儀(1)、測溫儀的原理：溫度傳感器要以把轉(zhuǎn)換成，再由指針式儀表或數(shù)字式儀表顯示出來這就是指針式測溫儀和數(shù)字式測溫儀的原理由于電信號可以遠(yuǎn)距離傳輸，所以應(yīng)用溫度傳感器可以進(jìn)行遠(yuǎn)距離測溫測溫元件：它可以是、（利用該元件可以實(shí)現(xiàn)無接觸測溫）（1）溫度傳感器測溫儀有何優(yōu)點(diǎn)？ (2) 測溫儀是如何工作的(3) 什么是熱電偶？3光傳感器的應(yīng)用鼠標(biāo)器（1）、機(jī)械式鼠標(biāo)器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)：它由一個(gè)滾球、兩個(gè)滾軸、兩個(gè)（它的邊緣開

4、有許多等間距的小齒）、兩個(gè)（LED）、還有兩個(gè)（兩個(gè)光傳感器）等組成的(2)、機(jī)械式鼠標(biāo)器的工作原理：當(dāng)鼠標(biāo)器在桌面上移動時(shí)，滾球的運(yùn)動通過帶動兩個(gè)轉(zhuǎn)動，紅外線接收管就收到的，輸出相應(yīng)的計(jì)算機(jī)分別統(tǒng)計(jì)x，y兩個(gè)方向的脈沖信號，處理后就使屏幕上的光標(biāo)產(chǎn)生相應(yīng)的(3)、鼠標(biāo)器的主要組成？(4)、鼠標(biāo)器中光傳感器的主要部件是什么？。發(fā)光二極管紅外接收管滾軸碼盤滾球(5)、鼠標(biāo)器的工作原理？4光傳感器的應(yīng)用火災(zāi)報(bào)警器(1)、煙霧散射火災(zāi)報(bào)警器的構(gòu)造：帶孔的罩子內(nèi)裝有、和不透明的檔板（2）煙霧散射式火災(zāi)報(bào)警器的工作原理：平時(shí)，收不到LED發(fā)出的光，呈現(xiàn)狀態(tài)煙霧進(jìn)入罩內(nèi)后對光有作用，使部分光線照射到，其電

5、阻變，與傳感器連接的電路檢測發(fā)出這種變化，就會發(fā)出警報(bào) （3）、以利用煙霧對光的散射來工作的火災(zāi)報(bào)警器為例，簡述其工作原理。實(shí)驗(yàn)：把光敏電阻、多用表的直流電流檔和干電池按照圖甲連成電路，對光照的強(qiáng)度進(jìn)行比較性測量。光敏電阻受到的光照越強(qiáng)，電路中的電流越大。白天，將它放在教室中適合閱讀的地方，記下電流表的讀數(shù)，晚上，用它來測燈光對書桌的照明。比較兩者的差別。還可以按照圖乙，把光敏電阻R 的引腳穿過硬泡沫塑料板Z 而固定，再罩上內(nèi)壁涂黑、長度足夠的遮光簡T ，避免雜散光的干擾然后分別把不同的光源L （如蠟燭、幾種不同功率的白熾燈泡、日光燈管等）都放在與光敏電阻相同距離（例如1m ）的位置，比較它們

6、的亮度。這個(gè)實(shí)驗(yàn)也可以用硅光電池來做。由于光電池在受到光照時(shí)可以自己產(chǎn)生電動勢，所以電路中不用電源。想一想，怎樣用如圖所示的裝置來制作一個(gè)攝影用的曝光表？典型例題：1、溫度傳感器的應(yīng)用【例1】如圖甲為在溫度為10左右的環(huán)境中工作的某自動恒溫箱原理簡圖，箱內(nèi)的電阻R1=20 k，R2=10 k，R3=40 k，Rt為熱敏電阻，它的電阻隨溫度變化的圖線如圖乙所示當(dāng) a、b端電壓 Uab<0時(shí)，電壓鑒別器會令開關(guān)S接通，恒溫箱內(nèi)的電熱絲發(fā)熱，使箱內(nèi)溫度提高；當(dāng)Uab>0時(shí)，電壓鑒別器使 S斷開，停止加熱，恒溫箱內(nèi)的溫度恒定在_ 2、光傳感器的應(yīng)用【例2】如圖所示為一實(shí)驗(yàn)小車中利用光電脈沖測量車速和行程的裝置示意圖。A為光源，B為光電接收器，A、B均固定在車身上，C為小車的車輪，D為與C同軸相連的齒輪。車輪轉(zhuǎn)動時(shí)，A發(fā)出的光束通過旋轉(zhuǎn)齒輪上齒的間隙后變成脈沖光信號，被B接收并轉(zhuǎn)換成電信號，由電子電路記錄和顯示。若實(shí)驗(yàn)顯示單位時(shí)間內(nèi)脈沖數(shù)為n，累計(jì)脈沖數(shù)為N，則要測出小車的速度和行程還必須