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6.2《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，日光灯起动器（若干）光敏电阻光照放大器MNN被控电路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U1U2两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:金属梁和应变片形变电压一、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、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。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)双金属片温度传感器在电熨斗中的应用思考与讨论：①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？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？三、温度传感器的应用:1.电熨斗思考与讨论：①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：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？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1.电饭锅中应用了传感器，它的主要元件是．它的特点是具有铁磁性，能够被磁体吸引，但是上升到约时，就失去了，不能被磁体吸引了．这个温度在物理学中称为该材料的“”或“居里点”．温度传感器的应用——电饭锅温度感温铁氧体常温下103℃铁磁性居里温度电饭锅的结构如图所示是电饭锅的结构图，试回答下列问题：温度传感器的应用——电饭锅(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？为什么？解析：(1)开始煮饭时压下手动开关，使永磁体和感温磁体吸合，以保持触点接触，接通加热电路；手松开后这个按钮不会恢复图示状态，因为永磁体与感温磁体相互吸引，弹簧的弹力不能使永磁体恢复原状态．(2)水沸腾后锅内的温度应大致保持在100℃，因为水的沸点是100℃，此时水分未被米吸收完，锅内水分较充足，所以能保持一段时间．(3)饭熟后，水分被大米吸收，锅底温度会由100℃升到103℃，达到居里点，此时开关按钮会自动弹起，断开加热电路，进入保温状态，因为锅底温度达到103℃时，感温磁体失去磁性，永磁体再不能与它吸合，在弹簧的作用下，开关按钮恢复初始状态．(4)如果用电饭锅烧水，水沸腾后不能自动断电，因为水沸腾的温度是100℃，而不能达到103℃(居里点)，水将一直沸腾直到烧干．1.有些火灾报警器是利用烟雾对光的散射来工作的．2．这种火灾报警器的工作原理结构：带孔的罩子内装有发光二极管LED、和不透明的挡板．平时，光电三极管收不到LED发出的光，呈现状态．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．与传感器连接的电路检测出这种变化，就会发出警报．光传感器的应用——火灾报警器光电三极管高电阻小基础巩固1．(2011年江苏南京)关于传感器，下列说法中正确的是()A．电熨斗通过压力传感器实现温度的自动控制B．动圈式话筒是利用电磁感应原理来工作的声传感器C．金属热电阻是一种将电学量转换为热学量的传感器D．火灾报警器都是利用温度传感器实现报警解析：电熨斗是通过双金属片温度传感器来控制温度的，选项A错误；金属热电阻是将热学量转化为电学量的传感器，选项C错误；有的火灾报警器是利用光传感器实现报警，选项D错误．答案：B即时应用(即时突破，小试牛刀)1.(2011年潮州高二检测)压敏电阻的阻值会随所受压力的增大而减小．一同学利用压敏电阻设计了判断升降机运动状态的装置，如图6－2－3甲所示，将压敏电阻平放在升降机内，受压面朝上，在上面放一物体m，升降机静止时电流表示数为I0.某过程中电流表的示数如图乙所示，则在此过程中()图6－2－3A．物体处于失重状态B．物体处于超重状态C．升降机一定向上做匀加速运动D．升降机可能向下做匀减速运动解析：选BD.电流表的示数变为2I0且保持不变，说明压敏电阻的阻值比升降机静止时小，压敏电阻所受压力变大，物体处于超重状态，即物体具有向上的加速度，B、D正确，A、C错误．如图所示，电源两端的电压恒定，L为小灯泡，R为光敏电阻，LED为发光二极管(电流越大，发出的光越强)，且R与LED距离不变，下列说法正确的是()A．当滑动触头P向左移动时，L消耗的功率增大B．当滑动触头P向左移动时，L消耗的功率减小C．当滑动触头P向右移动时，L消耗的功率可能不变D．无论怎样移动触头P，L消耗的功率都不变能力提升7．温度传感器广泛应用于室内空调、电冰箱等家用电器中，它是利用热敏电阻的阻值随温度变化的特性来工作的．如图甲所示，电源的电动势E＝9.0V，内阻不计；G为灵敏电流表，内阻RG保持不变；R为热敏电阻，其电阻阻值与温度的变化关系如图乙所示．闭合开关S，当温度等于20℃时，电流表示数I1＝2mA；当电流表的示数I2＝3.6mA时，热敏电阻的温度是()A．60℃B．80℃C．100℃D．120℃解析：如图乙可知，当t＝20℃时，热敏电阻阻值R1＝4kΩ.由闭合电路欧姆定律知E＝I1(R1＋RG)，代入数值可求得：RG＝500Ω.当I2＝3.6mA时，设热敏电阻阻值为R2，则E＝I2(R2＋RG)，可求得R2＝2kΩ，由图乙可知，这时热敏电阻温度t′＝120℃.故正确选项为D.答案：D思考与讨论：1、应该把恒温箱中的加热器接在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加速度计现有热敏电阻、电炉丝、电源、电磁继电器、滑动变阻器、开关和导线若干．如下图所示，试设计一个温控电路．要求温度低于某一温度时，电炉丝自动通电供热，超过某一温度时，又可以自动断电，画出电路图并说明工作过程．解析：热敏电阻R1与滑动变阻器及电磁继电器构成低压控制电路．(1)电路图如下图所示．(2)工作过程：闭合开关S，当温度低于设计值时热敏电阻阻值大，通过电磁继电器的电流不能使它工作，K接通电炉丝加热．当温度达到设计值时，热敏电阻阻值减小到某值，通过电磁继电器的电流达到工作电流，K断开，电炉丝断电，停止供热．当温度低于设计值，又重复前述过程．答案：见解析