第一篇：高中物理《傳感器的應(yīng)用實(shí)驗(yàn)》教案[最終版]

高中物理《傳感器的應(yīng)用實(shí)驗(yàn)》教案轉(zhuǎn)載

一、教材分析

本節(jié)繼第三節(jié)介紹四種傳感器的應(yīng)用實(shí)例之后，再進(jìn)一步拓展學(xué)生的視野，提高學(xué)生的認(rèn)識(shí)和分析能力以及動(dòng)手能力，并通過實(shí)驗(yàn)的方法，讓學(xué)生在組裝和調(diào)試中，更為深入地認(rèn)識(shí)傳感器的應(yīng)用。

二、教學(xué)目標(biāo) 1．知識(shí)目標(biāo)：

（1）、知道二極管的單向?qū)щ娦院桶l(fā)光二極管的發(fā)光特性。（2）、知道晶體三極管的放大特性。(3)、掌握邏輯電路的基本知識(shí)和基本應(yīng)用。2．能力目標(biāo)：

通過實(shí)驗(yàn)的方法，讓學(xué)生在組裝和調(diào)試中，更為深入地認(rèn)識(shí)傳感器的應(yīng)用。3．情感、態(tài)度和價(jià)值觀目標(biāo)：

培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，倡導(dǎo)以創(chuàng)新為主，實(shí)踐為重的素質(zhì)教育理念。

三、教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn) 重點(diǎn)：傳感器的應(yīng)用實(shí)例。

難點(diǎn)：由門電路控制的傳感器的工作原理。

四、學(xué)情分析

我們的學(xué)生屬于理解較差，動(dòng)手能力不好，盡量讓學(xué)生多動(dòng)手，必要時(shí)需要教師指導(dǎo)并借助動(dòng)畫給予直觀的認(rèn)識(shí)。

五、教學(xué)方法

PPT課件，演示實(shí)驗(yàn)，講授

六、課前準(zhǔn)備

1．學(xué)生的學(xué)習(xí)準(zhǔn)備：預(yù)習(xí)新課，初步把握實(shí)驗(yàn)原理及方法步驟。

2．教師的教學(xué)準(zhǔn)備：多媒體課件制作，課前預(yù)習(xí)學(xué)案，課內(nèi)探究學(xué)案，課后延伸拓展學(xué)案。3．教學(xué)環(huán)境的設(shè)計(jì)和布置：四人一組，課前準(zhǔn)備好斯密特觸發(fā)器或非門電路，二極管，三極管，蜂鳴器，滑線變阻器，熱敏電阻，光敏電阻等材料用具。

七、課時(shí)安排：1課時(shí)

八、教學(xué)過程

（一）預(yù)習(xí)檢查、總結(jié)疑惑

檢查落實(shí)了學(xué)生的預(yù)習(xí)情況并了解了學(xué)生的疑惑，使教學(xué)具有了針對(duì)性。

（二）情景導(dǎo)入、展示目標(biāo)。

上節(jié)課我們學(xué)習(xí)了溫度傳感器、光傳感器及其工作原理。請(qǐng)大家回憶一下我們學(xué)了哪些具體的溫度、光傳感器？ 學(xué)生思考后回答：電飯鍋，測(cè)溫儀，鼠標(biāo)器，火災(zāi)報(bào)警器

這節(jié)課我們將結(jié)合簡(jiǎn)單邏輯電路中的知識(shí)學(xué)習(xí)由門電路以及傳感器控制的電路問題。

（三）合作探究、精講點(diǎn)撥。

探究一：（?。┢胀ǘO管和發(fā)光二極管

1、二極管具有單向?qū)щ娦?/p>

2、發(fā)光二極管除了具有單向?qū)щ娦酝?，?dǎo)電時(shí)還能發(fā)光，普通發(fā)光二極管使用磷化鎵或磷砷化鎵等半導(dǎo)體材料制成，直接將電能轉(zhuǎn)化為光能，該類發(fā)光二極管的正向?qū)妷捍笥?.8V。

（2）晶體三極管

1、三極管具有電流放大作用。

2、晶體三極管能夠?qū)⑽⑷醯男盘?hào)放大，晶體三極管的三個(gè)極分別是發(fā)射極e，基極b和集電極c。

3、傳感器輸出的電流和電壓很小，用一個(gè)三極管可以放大幾十倍或幾百倍，三極管的放大作用表現(xiàn)為基極b的電流對(duì)集電極c的電流起了控制作用。

（三）邏輯電路

邏輯門電路符號(hào)圖包括與門，或門，非門，1．與邏輯

對(duì)于與門電路，只要一個(gè)輸入端輸入為0，則輸出端一定是0，只有當(dāng)所有輸入端輸入都同為1時(shí)，輸出才是1.2．或邏輯

對(duì)于或門電路，只要一個(gè)輸入端輸入為1，則輸出一定是1，反之，只有當(dāng)所有輸入端都為0時(shí)，輸出端才是0.3.非門電路

對(duì)于非門電路，當(dāng)輸入為0時(shí)，輸出總是1，當(dāng)輸入為1時(shí)，輸出反而是0，非門電路也稱反相器。

4.斯密特電路：

斯密特觸發(fā)器是特殊的非門電路，當(dāng)加在它的輸入端A的電壓逐漸上升到某個(gè)值1.6V時(shí)，輸出端Y會(huì)突然從高電平調(diào)到低電平0.25V，而當(dāng)輸入端A的電壓下降到另一個(gè)值的時(shí)候0.8V，Y會(huì)從低電平跳到高電平3.4V。斯密特觸發(fā)器可以將連續(xù)變化的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為突變的數(shù)字信號(hào)。而這正是進(jìn)行光控所需要的。

探究點(diǎn)二：應(yīng)用實(shí)例

1、光控開關(guān)

電路組成：斯密特觸發(fā)器，光敏電阻，發(fā)光二極管LED模仿路燈，滑線變阻器，定值電阻，電路如圖所示。工作原理：天明時(shí)，RG變小，流過R1的電流變大，A端輸入電壓降低到0.8V，Y會(huì)從低電平跳到高電平3.4V，LED上的電壓低于正向?qū)妷?.8V，LED不會(huì)發(fā)光，當(dāng)天色暗到一定程度時(shí)，RG變大，輸入端A的電壓升高到某一個(gè)值1.6V時(shí)，輸出端Y突然從高電平跳到低電平0.25V，此時(shí)加在LED上的正向電壓大于導(dǎo)通電壓1.8V，二極管LED發(fā)光。特別提醒：要想在天暗時(shí)路燈才會(huì)亮，應(yīng)該把R1的阻值調(diào)大一些，這樣要使斯密特觸發(fā)器的輸入端A電壓達(dá)到某個(gè)值1.6V，就需要RG的阻值達(dá)到更大，即天色更暗。拓展：如果電路不用發(fā)光二極管來模擬，直接用在電路中，就必須用到電磁繼電器。如下圖。

2．溫度報(bào)警器（熱敏電阻式報(bào)警器）

結(jié)構(gòu)組成：斯密特觸發(fā)器，熱敏電阻，蜂鳴器，變阻器，定值電阻，如圖所示。工作原理：常溫下，調(diào)整R1的阻值使斯密特觸發(fā)器的輸入端A處于低電平，則輸出端Y處于高電平，無電流通過蜂鳴器，蜂鳴器不發(fā)聲，當(dāng)溫度升高時(shí)，熱敏電阻RT阻值減小，斯密特觸發(fā)器輸入端A電勢(shì)升高，當(dāng)達(dá)到某一值（高電平），其輸出端由高電平調(diào)到低電平，蜂鳴器通電，從而發(fā)出報(bào)警聲，R1的阻值不同，則報(bào)警器溫度不同。

特別提示：要使熱敏電阻在感測(cè)到更高的溫度時(shí)才報(bào)警，應(yīng)該減小R1的阻值，R1阻值越小，要使斯密特觸發(fā)器輸入達(dá)到高電平，則熱敏電阻阻值要求越小，即溫度越高。典型例題：

1.與門的輸入端輸入信號(hào)為何時(shí)，輸出端輸出“1”（）A.0 0 B.0 1 C.1 0 D.1 1 答案：D 2.或門的輸入端輸入信號(hào)為何時(shí)，輸出端輸出“0”（）A.0 0 B.1 0 C.0 1 D.1 1 答案：A 3.聯(lián)合國(guó)安理會(huì)每個(gè)常任理事國(guó)都擁有否決權(quán)，假設(shè)設(shè)計(jì)一個(gè)表決器，常任理事國(guó)投反對(duì)票時(shí)輸入“0”，投贊成或棄權(quán)時(shí)輸入“1”，提案通過為“1”，通不過為“0”，則這個(gè)表決器應(yīng)具有哪種邏輯關(guān)系（）

A.與門 B.非門 C.或門 D.與非門 答案：A 4.圖是一個(gè)復(fù)合門電路，由一個(gè)x門電路與一個(gè)非門組成.若整個(gè)電路成為一個(gè)與門，則x電路應(yīng)是（）

A.與門 B.或門 C.與非門 D.或非門 答案：C 5.“第4題”中的整個(gè)電路若成為一個(gè)或門，則x電路應(yīng)是（）答案：D

（四）反思總結(jié)，當(dāng)堂檢測(cè)。

教師組織學(xué)生反思總結(jié)本節(jié)課的主要內(nèi)容，并進(jìn)行當(dāng)堂檢測(cè)。設(shè)計(jì)意圖：引導(dǎo)學(xué)生夯實(shí)基礎(chǔ)并對(duì)所學(xué)內(nèi)容進(jìn)行簡(jiǎn)單的反饋糾正。（課堂實(shí)錄）

（五）發(fā)導(dǎo)學(xué)案、布置預(yù)習(xí)。

我們已經(jīng)學(xué)習(xí)了幾種傳感器的基本元件，這節(jié)課后大家可以課下先對(duì)本章內(nèi)容做一個(gè)總結(jié)并構(gòu)建知識(shí)網(wǎng)絡(luò)。完成本節(jié)的課后練習(xí)及課后延伸拓展作業(yè)。設(shè)計(jì)意圖：總結(jié)本章知識(shí)。教師課后及時(shí)批閱本節(jié)的延伸拓展訓(xùn)練。

九、板書設(shè)計(jì)

第四節(jié)：傳感器的應(yīng)用實(shí)驗(yàn)教案

1、二極管的特點(diǎn)和作用：?jiǎn)蜗驅(qū)щ娦?，發(fā)光二極管不但能單向?qū)щ娦裕€能發(fā)光。

2、三極管的特點(diǎn)和作用，能放大微弱的電流

3、斯密特觸發(fā)器的特點(diǎn)和作用：觸發(fā)器其實(shí)由6個(gè)非門電路組成

4、斯密特觸發(fā)器的應(yīng)用：光控電路，溫度報(bào)警器

十、教學(xué)反思

學(xué)以致用是學(xué)習(xí)的最終目的，將所學(xué)的知識(shí)用于實(shí)際生活和實(shí)際問題中，知識(shí)才有實(shí)用價(jià)值。

第二篇：傳感器實(shí)驗(yàn)教案

實(shí)驗(yàn)一 開關(guān)式霍爾傳感器測(cè)轉(zhuǎn)速實(shí)驗(yàn)

一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模毫私忾_關(guān)式霍爾傳感器測(cè)轉(zhuǎn)速的應(yīng)用

二、基本原理：開關(guān)式霍爾傳感器是線性霍爾元件的輸出信號(hào)經(jīng)放大器放大，再經(jīng)施密特觸發(fā)器整形成矩形波（開關(guān)信號(hào)）輸出的傳感器。開關(guān)式霍爾傳感器測(cè)轉(zhuǎn)速的原理圖如圖所示：當(dāng)被測(cè)圓盤上裝有只磁性體時(shí)，圓盤每轉(zhuǎn)一周，磁場(chǎng)變化6次，開關(guān)式霍爾傳感器就同頻率f相應(yīng)變化輸出，再經(jīng)轉(zhuǎn)速表顯示轉(zhuǎn)速n。

三、實(shí)驗(yàn)儀器：傳感器實(shí)驗(yàn)臺(tái)

四、實(shí)驗(yàn)步驟：

1、根據(jù)圖將霍爾轉(zhuǎn)速傳感器安轉(zhuǎn)于霍爾架上，傳感器的端面對(duì)準(zhǔn)轉(zhuǎn)盤上的磁鋼并調(diào)節(jié)升降桿使傳感器端面與磁鋼之間的間隙大約為2~3mm。

2、將主機(jī)箱中的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)電源0~24V旋鈕調(diào)到最?。鏁r(shí)針方向轉(zhuǎn)到底）后接入電壓表（電壓表量程切換開關(guān)打到20V檔）：其它接線按圖所是連接（注意霍爾轉(zhuǎn)速傳感器的三根引線的序號(hào)）：將頻頻轉(zhuǎn)速表的開關(guān)按到轉(zhuǎn)速檔。

3、檢查接線無誤后合上主機(jī)箱電源開關(guān)，在小于12V范圍內(nèi)（電

壓表監(jiān)測(cè)）調(diào)節(jié)主機(jī)箱的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)電源（調(diào)節(jié)電壓改變直流電機(jī)電驅(qū)電壓），觀察電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)及轉(zhuǎn)速表的現(xiàn)實(shí)情況。

4、從2V開始記錄，每增加1V相應(yīng)電機(jī)轉(zhuǎn)速的數(shù)據(jù)（待電機(jī)轉(zhuǎn)速穩(wěn)定后讀取數(shù)據(jù)）；畫出電機(jī)的V-n（電機(jī)電驅(qū)電壓與電機(jī)轉(zhuǎn)速的關(guān)系）特性曲線，實(shí)驗(yàn)完畢，關(guān)閉電源。

五、思考題：

利用開關(guān)式霍爾傳感器測(cè)轉(zhuǎn)速時(shí)被測(cè)對(duì)象要滿足什么條件？

實(shí)驗(yàn)二

磁電式傳感器測(cè)轉(zhuǎn)速實(shí)驗(yàn)

一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模毫私獯烹娛綔y(cè)量轉(zhuǎn)速的原理。

二、基本原理：磁電傳感器是一種將被測(cè)物理量轉(zhuǎn)化成為感應(yīng)電勢(shì)的傳感器，也稱為電 動(dòng)式傳感器。根據(jù)電磁感應(yīng)定律，一個(gè)匝數(shù)為N的線圈在磁場(chǎng)中切割磁力線時(shí)穿過線圈的磁通量發(fā)生變化，線圈兩端就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)，線圈中感應(yīng)電勢(shì)為：e??Nd?dB??NS。在線圈匝數(shù)一定的情況下，感應(yīng)電勢(shì)的大小與穿過該線圈的磁dtdt通變化率成正比。當(dāng)傳感器的線圈匝數(shù)和永久磁鋼選定（即磁場(chǎng)強(qiáng)度已定）后，使穿過線圈的磁通量發(fā)生變化的方法有兩種：一種是讓線圈和磁力線作相對(duì)運(yùn)動(dòng)，即利用線圈切割磁力線而使線圈產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)；另一種則是把線圈和磁鋼部固定，靠銜鐵運(yùn)動(dòng)來改變磁路中的磁阻，從而改變通過線圈的磁通。因此，磁電式傳感器可分為兩大類型：動(dòng)磁式及可動(dòng)銜鐵式（即可變磁阻式）。本實(shí)驗(yàn)應(yīng)用動(dòng)磁式磁電傳感器，實(shí)驗(yàn)原理框圖如圖20-1所示。當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)盤上嵌入6個(gè)磁鋼時(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)盤每轉(zhuǎn)一周磁電傳感器感應(yīng)電勢(shì)e產(chǎn)生6次的變化，感應(yīng)電勢(shì)e通過放大，整形由頻率表顯示f，轉(zhuǎn)速n=10f。

三、需用器件與單元：

0~24V直流穩(wěn)壓電源、電壓表、頻頻/轉(zhuǎn)速表；磁電式傳感器、轉(zhuǎn)動(dòng)源。

四、實(shí)驗(yàn)步驟：

磁電式轉(zhuǎn)速傳感器測(cè)速試驗(yàn)除了傳感器不用接電源外（傳感器探頭中心與轉(zhuǎn)盤磁鋼 對(duì)準(zhǔn)），其它完全與開關(guān)式霍爾傳感器測(cè)轉(zhuǎn)速原理相同；請(qǐng)按圖20-2示意按裝、接線并按照實(shí)驗(yàn)九中的步驟做實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)完畢，關(guān)閉電源。

五、思考題：

磁電式轉(zhuǎn)速傳感器測(cè)很低的轉(zhuǎn)速時(shí)會(huì)降低精度，甚至不能測(cè)量。如何創(chuàng)造條件保證磁電式轉(zhuǎn)速傳感器正常測(cè)轉(zhuǎn)速？能說明理由嗎？

實(shí)驗(yàn)三

光纖位移傳感器

一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模毫私夤饫w位移傳感器的工作原理和性能。

二、基本原理：光纖傳感器是利用光纖的特性研制而成的傳感器。光纖具有很多優(yōu)異的性能，例如：抗電磁干擾和原子輻射的性能，徑細(xì)、質(zhì)軟、重量輕的機(jī)械性能，絕緣、無感應(yīng)的電氣性能，耐水、耐高溫、耐腐蝕的化學(xué)性能耐等，它還能夠在人達(dá)不到的地方（如高溫區(qū)），或者對(duì)人有害的地區(qū)（如核輻射區(qū)），起到人的耳目作用，而且還能超越人的生理界限，接受人的感官所感受不到的外界信息。

光纖傳感器主要分為兩種：功能型光纖傳感器及肺功能型光纖傳感器（也稱為物性性和結(jié)構(gòu)型）。功能型光纖傳感利用對(duì)外界信息具有敏感能力和檢測(cè)功能的光纖，構(gòu)成“傳”和“感”合為一體的傳感器。這里光纖不僅起傳光的作用，而且還起敏感作用。工作時(shí)利用檢測(cè)量去改變描述光束的一些基本參數(shù)，如光的強(qiáng)度、相位、偏振、頻率等，它們的改變反應(yīng)了被測(cè)量的變化。由于對(duì)光信號(hào)的檢測(cè)通常使用光電二極管等光電元件，所以光的那些參數(shù)的變化，最終都要被光接受器接受并被轉(zhuǎn)化成強(qiáng)度及相位的變化。這些變化信號(hào)處理后，就可得到被測(cè)的物理量。應(yīng)用光纖傳感器的這種特性可以實(shí)現(xiàn)力，壓力、溫度等物理參數(shù)的測(cè)量。非功能型光纖傳感器主要是利用光纖對(duì)光的傳輸作用，由其它敏感元件與光纖信息傳輸同路組成測(cè)試系統(tǒng)，光纖在此僅起傳輸作用。

本實(shí)驗(yàn)采用的是傳光型光纖傳感器，它由兩束光纖混合后，組成Y形光纖，半圓分布即雙D分布，一束光纖端部與光源相接發(fā)射光束，另一束端部與光電轉(zhuǎn)換器相接接受光束。兩光束混合后的端部是工作端亦稱探頭，它與被測(cè)物體相距d,由光源發(fā)出的光纖傳到端部出射后再經(jīng)被測(cè)體放射回來，另一束光纖接收光信號(hào)由光電器轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)化成電量，如圖26-1。

傳光型光纖傳感器位移量測(cè)是根據(jù)傳送光纖的光場(chǎng)與受訊光纖交叉地方視景做決定。當(dāng)光纖探頭與被測(cè)物體接觸或零間隙時(shí)（d=0），則全部傳輸光量直接被反射至傳輸光纖。沒有提供光給接收端之光纖，輸出訊號(hào)便增大，當(dāng)探頭與被測(cè)物之距離增加時(shí)，接受端之光纖接受之光量也越多，輸出訊號(hào)便增大，當(dāng)探頭與被測(cè)物之距離增加到一定值時(shí)，接受端光纖全部被照明為止，此時(shí)也被稱之為“光峰值”。達(dá)到光峰值后，探針與被測(cè)物之距離繼續(xù)增加時(shí)，將造成放射光擴(kuò)散或超過接收端接收視野。使得輸出信號(hào)與量測(cè)距離成反比例關(guān)系。如圖26-2曲線所示，一般都選用線性范圍較好的前坡為測(cè)試區(qū)域。

三、器件與單元：

直流穩(wěn)壓電源、萬用電表、Y型光纖傳感器、測(cè)微頭、反射面（拋光鐵圓片）

四、實(shí)驗(yàn)步驟：

1、觀察光纖結(jié)構(gòu)，兩根多模光纖組成Y型位移傳感器，將兩根光纖尾部端面（包括鐵部）對(duì)準(zhǔn)自然光照射，觀察探頭端面現(xiàn)象，當(dāng)其中一根光纖的尾部端面用不透光紙擋住時(shí)，在探頭端觀察半圓雙D型結(jié)構(gòu)。

2、按圖安裝接線，注意：（1）安裝光纖時(shí)，要用手捏住兩根光纖尾部的包鐵部份輕輕插入光電座中，不能用手拔捏光纖的黑色包皮部分，插入時(shí)不能用力，

第三篇：傳感器的應(yīng)用教案

傳感器的應(yīng)用教案

【教學(xué)目標(biāo)】 1.知識(shí)與技能:(1)、了解傳感器應(yīng)用的一般模式;(2)、理解應(yīng)變式力傳感器的應(yīng)用――電子秤的工作原理。(3)、理解聲傳感器的應(yīng)用――話筒的工作原理。

4、理解溫度傳感器的應(yīng)用――電熨斗的工作原理(5)、會(huì)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單的有關(guān)傳感器應(yīng)用的控制電路。2.過程與方法: 通過實(shí)驗(yàn)結(jié)合物理學(xué)的知識(shí),探究電子秤、話筒、電熨斗等的工作原理,從而了解力傳感器、聲傳感器和溫度傳感器的一般應(yīng)用,進(jìn)一步總結(jié)出傳感器應(yīng)用的一般模式。

3.情感、態(tài)度與價(jià)值觀 激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,培養(yǎng)動(dòng)手能力,提高創(chuàng)新意識(shí),提高物理理論知識(shí)與實(shí)際相結(jié)合的綜合實(shí)踐能力。

【教學(xué)重點(diǎn)】:各種傳感器的應(yīng)用原理及結(jié)構(gòu)?！窘虒W(xué)難點(diǎn)】:各種傳感器的應(yīng)用原理及結(jié)構(gòu)?！窘虒W(xué)方法】:PPT課件,演示實(shí)驗(yàn),講授

【教學(xué)用具】:小型電子秤,話筒,電熨斗、示波器?！窘虒W(xué)過程】

一、引入新課

師:上節(jié)課我們學(xué)習(xí)了傳感器及其工作原理。傳感器是能夠感知諸如力、溫度、光、聲、化學(xué)成分等非電學(xué)量,并把它們按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)化成電壓、電流等電學(xué)量,或轉(zhuǎn)化為電路通斷的一類元件。請(qǐng)大家回憶一下光敏電阻、熱敏電阻、霍爾元件各是把什么物理量轉(zhuǎn)化為電學(xué)量的元件? 學(xué)生思考后回答:光敏電阻將光學(xué)量轉(zhuǎn)化為電阻這個(gè)電學(xué)量。熱敏電阻將溫度這個(gè)熱學(xué)量轉(zhuǎn)化為電阻這個(gè)電學(xué)量。霍爾元件把磁感應(yīng)強(qiáng)度這個(gè)磁學(xué)量轉(zhuǎn)化為電壓這個(gè)電學(xué)量。這節(jié)課我們來學(xué)習(xí)傳感器的應(yīng)用

二、進(jìn)行新課

1、傳感器應(yīng)用的一般模式

師:閱讀教材開頭幾段,然后合上書,在練習(xí)本上畫出傳感器應(yīng)用的一般模式示意圖。提示:一般情況下,傳感器產(chǎn)生的信號(hào)非常微弱,要想觸發(fā)控制電路,此信號(hào)必須進(jìn)一步放大才可以,所以需要放大電路,即放大器。

生:閱讀教材并在練習(xí)本上畫出傳感器應(yīng)用的一般模式示意圖。

師:下面學(xué)習(xí)幾個(gè)傳感器應(yīng)用的實(shí)例。2.力傳感器的應(yīng)用----電子秤

師:閱讀教材61頁(yè)最后一段,思考并回答問題。

(1)電子秤使用的測(cè)力裝置是什么?它是由什么元件組成的?(2)簡(jiǎn)述力傳感器的工作原理。

(3)應(yīng)變片能夠把什么力學(xué)量轉(zhuǎn)化為什么電學(xué)量? 生:閱讀教材,思考并回答問題。

生1:電子秤的測(cè)力裝置是力傳感器,它是由一個(gè)金屬梁和兩個(gè)應(yīng)變片一起組成了測(cè)力部分。

生2:在金屬梁沒有力的情況下,金屬梁處于水平狀態(tài),梁的上下應(yīng)變片的長(zhǎng)度沒變且相等,兩應(yīng)變片的電阻大小也相等,當(dāng)給金屬梁施加豎直向下的力時(shí),金屬梁會(huì)向下彎曲,使得金屬梁上面的應(yīng)變片被拉長(zhǎng),電阻變大,兩端電壓也變大,而下邊的應(yīng)變片被擠壓收縮,電阻變小,兩端的電壓也減小,使得兩應(yīng)變片兩端電壓值不相等,存在差值,控制電路就通過這個(gè)差值,經(jīng)過放大電路將差值信號(hào)放大,再在顯示器上顯示出數(shù)字,即力F的大小。生3:應(yīng)變片能夠?qū)⑿巫冞@個(gè)力學(xué)量轉(zhuǎn)化為電阻這個(gè)電學(xué)量。

師:總結(jié)點(diǎn)評(píng),結(jié)合板畫強(qiáng)調(diào)講解應(yīng)變片測(cè)力原理。3.聲傳感器的應(yīng)用-----話筒

師:閱讀教材62頁(yè)有關(guān)內(nèi)容,思考并回答問題。(1)話筒的作用是什么?(2)說明動(dòng)圈式話筒的工作原理和工作過程。

(3)說明電容式話筒的工作原理和工作過程。這種話筒的優(yōu)點(diǎn)是什么?(4)駐極體話筒的工作原理是什么?有何優(yōu)點(diǎn)? 生:閱讀教材,思考并回答問題。

生1:話筒的作用是把聲音信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)。

生2:動(dòng)圈式話筒的工作原理是電磁感應(yīng)現(xiàn)象。膜片接收到聲波后引起振動(dòng),連接在膜片上的線圈隨著一起振動(dòng),線圈在永磁體的磁場(chǎng)里振動(dòng)從而產(chǎn)生感應(yīng)電流(電信號(hào)),感應(yīng)電流的大小和方向都變化,振幅和頻率的變化都由聲波決定,這個(gè)信號(hào)電流經(jīng)擴(kuò)音器放大后傳給揚(yáng)聲器,從揚(yáng)聲器中就發(fā)出放大的聲音。

生3:電容式話筒的工作原理:利用電容器充放電形成的充放電電流。薄金屬膜M和固定電極N形成一個(gè)電容器,被直流電源充電.當(dāng)聲波使膜片振動(dòng)時(shí),電容發(fā)生變化,電路中形成變化的電流,于是電阻R兩端就輸出了與聲音變化規(guī)律相同的電壓.優(yōu)點(diǎn):保真度好。

生4:駐極體話筒的原理同電容式話筒,只是其內(nèi)部感受聲波的是駐極體塑料薄膜.優(yōu)點(diǎn):體積小,重量輕,價(jià)格便宜,靈敏度高,工作電壓低。

師:指出:駐極體話筒利用了電介質(zhì)的極化現(xiàn)象:將電介質(zhì)放入電場(chǎng)中,在前后兩個(gè)表面上會(huì)分別出現(xiàn)正電荷與負(fù)電荷的現(xiàn)象.某些電介質(zhì)在電場(chǎng)中被極化后,去掉外加電場(chǎng),仍然會(huì)長(zhǎng)期保持被極化的狀態(tài),這種材料稱為駐極體.師:演示實(shí)驗(yàn): 按照如圖所示的連接駐極體話筒的工作電路,話筒的輸出端經(jīng)過隔直電容接到示波器。對(duì)著話筒喊話,觀察示波器的熒光屏上的波形,再用另外一人同樣對(duì)話筒喊話,比較兩次聲音產(chǎn)生的波形有什么不一樣。上述過程,就是話筒將聲音信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的過程。生:觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象?，F(xiàn)象:不同的聲波信號(hào),熒光屏上顯示的波形不同。說明話筒產(chǎn)生的電信號(hào)是由接收到的聲波控制的。4.溫度傳感器的應(yīng)用---電熨斗

師:溫度傳感器是應(yīng)用最廣泛的傳感器之一,它能把溫度的高低轉(zhuǎn)變成電信號(hào),通常是利用物體的某一物理性質(zhì)隨溫度的變化而改變的特性制成的.電熨斗就是靠溫度傳感器來控制溫度的。實(shí)驗(yàn):取一個(gè)報(bào)廢的日光燈啟輝器,去掉外殼,敲碎氖泡的玻璃,可以看到一個(gè)U型的雙金屬片,雙金屬片的旁邊有一根直立的金屬絲,兩者構(gòu)成一對(duì)觸點(diǎn),常溫下觸點(diǎn)是分離的,用火焰靠近金屬片,可以看到雙金屬片的形狀變化,與金屬絲接觸,熄滅火焰,雙金屬片逐漸恢復(fù)原狀,兩個(gè)觸點(diǎn)分離。把這個(gè)啟動(dòng)器用到溫控開關(guān),可以控制小燈泡的亮和滅。生:做實(shí)驗(yàn),觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。

師:電熨斗就裝有雙金屬片溫度傳感器。這種傳感器的作用是控制電路的通斷。

投影:電熨斗結(jié)構(gòu)圖(如圖所示)思考與討論:(1)常溫下,上、下觸點(diǎn)應(yīng)是接觸的還是分離的?當(dāng)溫度過高時(shí),雙金屬片將怎樣起作用?(2)熨燙棉麻衣物和熨燙絲綢衣物需要設(shè)定不同的溫度,這是如何使用調(diào)溫旋鈕來實(shí)現(xiàn)的? 參考答案:(1)常溫下,上、下觸點(diǎn)應(yīng)是接觸的,但溫度過高時(shí),由于雙金屬片受熱膨脹系數(shù)不同,上部金屬膨脹大,下部金屬膨脹小,則雙金屬片向下彎曲,使觸點(diǎn)分離,從而切斷電源,停止加熱.溫度降低后,雙金屬片恢復(fù)原狀,重新接通電路加熱,這樣循環(huán)進(jìn)行,起到自動(dòng)控制溫度的作用.(2)熨燙棉麻衣物和熨燙絲綢衣物需要設(shè)定不同的溫度,此時(shí)可通過調(diào)溫旋鈕調(diào)節(jié)升降螺絲,升降螺絲帶動(dòng)彈性鋼片升降,從而改變觸點(diǎn)接觸的難易,達(dá)到控制在不同溫度的目的.拓展:溫度傳感器的另一應(yīng)用----電冰箱的溫控裝置

如圖所示是某種電冰箱內(nèi)溫度控制器的結(jié)構(gòu),銅質(zhì)的測(cè)溫泡1,細(xì)管2和彈性金屬膜盒3連成密封的系統(tǒng),里面充有氯甲烷盒它的蒸汽,構(gòu)成一個(gè)溫度傳感器,膜盒3為扁圓形,右表面固定,左表面通過小柱體與彈簧片4連接,盒中氣體的壓強(qiáng)增大時(shí),盒體就會(huì)膨脹,測(cè)溫泡1安裝在冰箱的冷藏室中。

5、6分別是電路的動(dòng)觸點(diǎn)盒靜觸點(diǎn),控制制冷壓縮機(jī)的工作,拉簧7的兩端分別連接到彈簧片4盒連桿9上。連桿9的下端是裝在機(jī)箱上的軸。凸輪8是由設(shè)定溫度的旋鈕控制的,逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)凸輪連桿上端右移,從而加大對(duì)彈簧7的拉力。自動(dòng)控溫原理:如圖所示是某種電冰箱內(nèi)溫度控制器的結(jié)構(gòu),銅制的測(cè)溫泡

1、細(xì)管2和彈性金屬膜盒3連通成密封的系統(tǒng),里面充有氯甲烷和它的蒸汽,構(gòu)成了一個(gè)溫度傳感器,膜盒為扁圓形,右表面固定,左表面通過小柱體與彈簧片4連接,盒中氣體的壓強(qiáng)增大時(shí),盒體就會(huì)膨脹,測(cè)溫泡1安裝在冰箱的冷藏室中。

5、6分別是電路的動(dòng)觸點(diǎn)和靜觸點(diǎn),控制制冷壓縮機(jī)的工作,拉簧7的兩端分別連接到彈簧片和連桿9上,連桿9的下端裝在機(jī)箱上的軸,凸輪8是由設(shè)定溫度的旋鈕控制的,逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)凸輪連桿上端右移,從而加大對(duì)彈簧7的拉力。當(dāng)冷藏室里的溫度升高時(shí),1、2、3中的氯甲烷受熱膨脹,彈性金屬膜盒3的左端膨脹,推動(dòng)彈簧片4向左轉(zhuǎn)動(dòng),使5、6接觸,控制的壓縮機(jī)電路開始工作制冷,當(dāng)溫度下降到一定程度,氯甲烷受冷收縮,5、6又分開,制冷結(jié)束,直到下次溫度升高再重復(fù)上述過程。溫度設(shè)定原理:將凸輪8逆時(shí)針旋轉(zhuǎn),凸輪將連桿9向右頂,使得彈簧7彈力增大,此時(shí)要將5、6觸點(diǎn)接通,所需要的力就要大些,溫度要高一些,即溫控?fù)鯌?yīng)低一些(例如1級(jí)),順時(shí)針旋轉(zhuǎn)凸輪8,控制的溫度低一些,控溫?fù)跻咭恍?/p>

(三)典型例題 例1.用如圖所示的裝置可以測(cè)量汽車在水平路面上做勻加速直線運(yùn)動(dòng)的加速度.該裝置是在矩形箱子的前、后壁上各安裝一個(gè)由力敏電阻組成的壓力傳感器.用兩根相同的輕彈簧夾著一個(gè)質(zhì)量為2.0 kg的滑塊可無摩擦滑動(dòng),兩彈簧的另一端分別壓在傳感器a、b上,其壓力大小可直接從傳感器的液晶顯示屏上讀出.現(xiàn)將裝置沿運(yùn)動(dòng)方向固定在汽車上,傳感器b在前,傳感器a在后.汽車靜止時(shí),傳感器a、b在的示數(shù)均為 10 N(取g10 m/s2).(1)若傳感器a的示數(shù)為 14 N、b的示數(shù)為6.0 N,求此時(shí)汽車的加速度大小和方向.(2)當(dāng)汽車以怎樣的加速度運(yùn)動(dòng)時(shí),傳感器a的示數(shù)為零.分析:傳感器上所顯示出的力的大小,即彈簧對(duì)傳感器的壓力,據(jù)牛頓第三定律知,此即為彈簧上的彈力大小,亦即該彈簧對(duì)滑塊的彈力大小.解:(1)如圖所示,依題意:左側(cè)彈簧對(duì)滑塊向右的推力 F114N,右側(cè)彈簧對(duì)滑塊的向左的推力 F26.0 N.滑塊所受合力產(chǎn)生加速度a1,根據(jù)牛頓第二定律有 得4 m/s2 a1與F1同方向,即向前(向右).(2)a傳感器的讀數(shù)恰為零,即左側(cè)彈簧的彈力,因兩彈簧相同,左彈簧伸長(zhǎng)多少,右彈簧就縮短多少,所以右彈簧的彈力變?yōu)镹?；瑝K所受合力產(chǎn)生加速度,由牛頓第二定律得,a210m/s2,方向向左.例

2、如圖5是電容式話筒的示意圖,它是利用電容制作的傳感器,話筒的振動(dòng)膜前面鍍有薄薄的金屬層,膜后距膜幾十微米處有一金屬板,振動(dòng)膜上的金屬層和這個(gè)金屬板構(gòu)成電容器的兩極,在兩極間加一電壓U,人對(duì)著話筒說話時(shí),振動(dòng)膜前后振動(dòng),使電容發(fā)生變化,導(dǎo)致話筒所在電路中的其它量發(fā)生變化,使聲音信號(hào)被話筒轉(zhuǎn)化為電信號(hào),其中導(dǎo)致電容變化的原因可能是容器兩板間的(A)(A)距離變化(B)正對(duì)面積變化(C)介質(zhì)變化(D)電壓變化

【課堂總結(jié)】 本節(jié)課主要學(xué)習(xí)了以下幾個(gè)問題: 力傳感器的應(yīng)用---電子秤

聲傳感器的應(yīng)用---話筒

溫度傳感器的應(yīng)用---電熨斗 力傳感器是把力信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào);聲傳感器是把聲音信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào),而溫度傳感器往往是用來進(jìn)行自動(dòng)控制.【布置作業(yè)】課本P58-59 1、2、3 【板書設(shè)計(jì)】 第二節(jié):傳感器的應(yīng)用

一、傳感器應(yīng)用的一般模式示意圖

二、力傳感器的應(yīng)用---電子秤

三、聲傳感器的應(yīng)用----話筒

四、溫度傳感器的應(yīng)用---電熨斗

【教學(xué)反思】

思維方法是解決問題的靈魂,是物理教學(xué)的根本;親自實(shí)踐參與知識(shí)的發(fā)現(xiàn)過程是培養(yǎng)學(xué)生能力的關(guān)鍵,離開了思維方法和實(shí)踐活動(dòng),物理教學(xué)就成了無源之水、無本之木。學(xué)生素質(zhì)的培養(yǎng)就成了鏡中花,水中月。

第四篇：傳感器的應(yīng)用教案

我講課的題目是“傳感器及其工作原理”，選自人民教育出版社高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書選修3-2第六章第一節(jié)。

(課標(biāo)要求)《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)(實(shí)驗(yàn)稿)》對(duì)本章內(nèi)容的內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)是是知道非電學(xué)量轉(zhuǎn)換成電學(xué)量的技術(shù)意義，通過實(shí)驗(yàn)知道常見傳感器的工作原理，列舉傳感器在生活和生產(chǎn)中的應(yīng)用。活動(dòng)建議是調(diào)查日常生活中的傳感器的應(yīng)用，利用傳感器制作簡(jiǎn)單的自動(dòng)控制裝置。《課標(biāo)》將“傳感器”列為選修3-2模塊的二級(jí)主題，集中體現(xiàn)了《課標(biāo)》對(duì)科學(xué)、技術(shù)與社會(huì)相互關(guān)系的關(guān)注，這部分內(nèi)容也是《課標(biāo)》中“在課程內(nèi)容上體現(xiàn)時(shí)代性”的一個(gè)標(biāo)志。本節(jié)有關(guān)技術(shù)的內(nèi)容十分豐富，但是在教學(xué)要求上不同于技術(shù)課程，它側(cè)重于物理原理在傳感技術(shù)中的應(yīng)用。

(說教材)本節(jié)課內(nèi)容是第六章的第一節(jié)。第六章是繼電磁感應(yīng)、交變電流之后的一個(gè)獨(dú)立章節(jié)，是新課程新增的教學(xué)內(nèi)容，而本節(jié)課又是本章的開篇之作。因此本節(jié)課既是之后學(xué)習(xí)的鋪墊和準(zhǔn)備，也能夠充分展現(xiàn)新課程的“讓物理貼近生活，讓物理走向社會(huì)”的理念。本節(jié)課內(nèi)容有“什么是傳感器”、“光敏電阻”、“熱敏電阻和熱金屬電阻”以及“霍爾元件”四部分。

本節(jié)課教學(xué)內(nèi)容的主要特點(diǎn)是定性研究一些原理性基礎(chǔ)知識(shí)，但不做定量的計(jì)算。教學(xué)的關(guān)鍵在于多舉例子和多做實(shí)驗(yàn)，很多初看起來的很神秘的原理，動(dòng)手一做就可明白其中的物理奧妙。所以本節(jié)課的學(xué)習(xí)過程應(yīng)是快樂輕松的，能讓學(xué)生學(xué)到許多與生活相關(guān)的實(shí)用知識(shí)，還能夠培養(yǎng)他們理論聯(lián)系實(shí)際的科學(xué)素養(yǎng)。

(說學(xué)情)本節(jié)課的主要學(xué)習(xí)對(duì)象是高二理科學(xué)生，他們?cè)谥暗膶W(xué)習(xí)中已經(jīng)掌握了有關(guān)力、熱、電、磁、光等基本知識(shí)和原理，尤其有關(guān)電路、磁場(chǎng)的內(nèi)容，這是學(xué)習(xí)本節(jié)課的知識(shí)儲(chǔ)備。近年來，傳感器的應(yīng)用日益普遍，可以說是處處皆是。俗話說“處處留心皆學(xué)問”，那么學(xué)生只要細(xì)心觀察，就肯定會(huì)發(fā)現(xiàn)生活中的傳感器的“影子”。然而，他們此前并沒有接觸有關(guān)傳感技術(shù)的知識(shí)，可能并不知道某些實(shí)例是傳感器的應(yīng)用，或者略知一二。這就可以作為本節(jié)課教學(xué)的經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)，教學(xué)中應(yīng)充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的思維，積極回憶和聯(lián)想生活中傳感器實(shí)例，讓他們感覺到傳感器其實(shí)就在身邊，消除一些同學(xué)的學(xué)習(xí)心理障礙。此外，高中

學(xué)生可能并不滿足只知道“什么是傳感器”和“生活中有哪些傳感器”，因此這一興趣特征就能夠激發(fā)起學(xué)生的探究欲望和自主學(xué)習(xí)的熱情，從而為本節(jié)課的實(shí)驗(yàn)探究提供了有利條件。

(說教學(xué)目標(biāo))基于新課程標(biāo)準(zhǔn)的要求和對(duì)教材內(nèi)容的分析，結(jié)合學(xué)生的實(shí)際，我將本節(jié)課的教學(xué)目標(biāo)設(shè)立為以下三個(gè)維度：(可不細(xì)說)

知識(shí)與技能維度：.知道傳感器的概念及基本原理;了解干簧管、光敏電阻、熱敏電阻和霍爾元件的特性及其工作原理;知道非電學(xué)量轉(zhuǎn)換成電學(xué)量的技術(shù)意義。

過程與方法維度：.通過對(duì)實(shí)驗(yàn)和生活實(shí)例的觀察和分析，了解常見傳感器的特性及其工作原理;經(jīng)歷科學(xué)探究過程，學(xué)習(xí)科學(xué)研究方法，培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力、實(shí)踐能力和創(chuàng)新思維能力

情感態(tài)度與價(jià)值觀維度：通過演示實(shí)驗(yàn)和動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣;感受傳感技術(shù)在信息時(shí)代的作用與意義，加強(qiáng)物理與sts的聯(lián)系;培養(yǎng)學(xué)生敢于涉難的科學(xué)精神，拓展學(xué)生的思維，進(jìn)一步探討科技發(fā)展給人類帶來的利與弊。

(說教學(xué)重難點(diǎn))我認(rèn)為在實(shí)現(xiàn)以上教學(xué)目標(biāo)的過程中，教學(xué)重點(diǎn)在于：通過實(shí)驗(yàn)觀察與分析常見傳感器的特性及工作原理;知道非電學(xué)量轉(zhuǎn)換為電學(xué)量的技術(shù)意義。

教學(xué)難點(diǎn)是通過實(shí)驗(yàn)探究常見傳感器的敏感元件的工作特性。

(說教學(xué)方法)為了突出重點(diǎn)、突破難點(diǎn)，我根據(jù)教育心理學(xué)家布魯納曾提出過著名的“學(xué)科結(jié)構(gòu)論”和發(fā)現(xiàn)式學(xué)習(xí)模式的相關(guān)理論，將采用多種方法并用的教學(xué)方式完成教學(xué)。例如實(shí)驗(yàn)演示、講解、學(xué)生>閱讀、討論和分組實(shí)驗(yàn)探究等多種教學(xué)方法，關(guān)注科學(xué)探究學(xué)習(xí)目的的達(dá)成。

(說教學(xué)過程)綜上所述，我將教學(xué)過程設(shè)計(jì)如下：

一、創(chuàng)設(shè)物理情境，導(dǎo)入新課。我將用自制的“干簧管”演示儀和音樂茶杯演示實(shí)驗(yàn)。這樣的實(shí)驗(yàn)并不同與平常的原理演示實(shí)驗(yàn)，更有利于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。學(xué)生會(huì)立即對(duì)自己所觀察的現(xiàn)象產(chǎn)生疑惑，激發(fā)探索欲望。也符合《課標(biāo)》中用生活常見的物品做實(shí)驗(yàn)的建議。

二、進(jìn)行新課教學(xué)。首先我將和學(xué)生一起來分析為什么磁鐵能控制燈泡的亮與滅，向?qū)W生介紹干簧管的結(jié)構(gòu)和工作原理。然后舉一反三，列舉生活中常見的

傳感器實(shí)例，總結(jié)出傳感器是將一種物理量轉(zhuǎn)換為另一種物理量的元件，尤其是將非電學(xué)量轉(zhuǎn)換成電學(xué)量的器件。在認(rèn)知結(jié)構(gòu)中原有的幾個(gè)觀念的基礎(chǔ)上學(xué)習(xí)一個(gè)包容性程度更高的命題，這是一種上位學(xué)習(xí)模式，借鑒了布魯納的發(fā)現(xiàn)式學(xué)習(xí)理論。

接著，我引導(dǎo)學(xué)生探索音樂水杯的“奧秘”，利用自制的原理演示儀進(jìn)一步演示規(guī)律和深入研究，進(jìn)而得出光傳感器的關(guān)鍵部件——光敏電阻。此時(shí)，學(xué)生可能對(duì)光敏電阻有很多猜想和假設(shè)，我就以此為契機(jī)引導(dǎo)他們?cè)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來探究光敏隨光照強(qiáng)弱的變化規(guī)律，讓他們?cè)谔剿髦袑W(xué)習(xí)，發(fā)現(xiàn)中學(xué)習(xí)。這樣既提高他們的學(xué)習(xí)興趣和熱情，也很好地培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力和科學(xué)研究能力。小組合作學(xué)習(xí)能增強(qiáng)學(xué)生的合作意識(shí)和責(zé)任感。

然后，我將以“空調(diào)怎樣測(cè)室溫”的提問轉(zhuǎn)入對(duì)熱敏電阻與熱金屬電阻的學(xué)習(xí)。雖然熱敏電阻和光敏電阻的工作特性不同，但可以用類似的方法的來研究它。相同的方法在不同地方也可以運(yùn)用，培養(yǎng)學(xué)生遷移學(xué)習(xí)的意識(shí)，不要拘泥一格。此時(shí)要注意提示學(xué)生實(shí)驗(yàn)不僅有“控制變量法”，還有“對(duì)照法”。這些都是常見的科學(xué)研究方法，這很有利于培養(yǎng)學(xué)生認(rèn)識(shí)和分析實(shí)際問題的實(shí)踐能力。符合《課標(biāo)》中“發(fā)揮實(shí)驗(yàn)在物理教學(xué)中的重要作用”的要求。

霍爾元件原理的解釋其實(shí)是一個(gè)非常好的自主學(xué)習(xí)材料。因?yàn)榛魻栐此坪苄迈r，但其原理卻是學(xué)生早已熟悉的有關(guān)磁場(chǎng)作用力的知識(shí)。讓學(xué)生體驗(yàn)學(xué)以致用的喜悅，并認(rèn)識(shí)到從自我認(rèn)識(shí)到交流學(xué)習(xí)的重要性。因此我將通過ppt展示和提供學(xué)習(xí)參考材料，引導(dǎo)學(xué)生自行學(xué)習(xí)并組織討論，并結(jié)合相應(yīng)的練習(xí)來評(píng)價(jià)自學(xué)結(jié)果。

三、課堂小結(jié)。與學(xué)生一起回顧教學(xué)過程?；仡櫿n堂，建構(gòu)比較完整的知識(shí)體系。

四、布置課后研究性課題。打破習(xí)題練習(xí)的常規(guī)，布置研究性課題，這是新課程的一個(gè)重要體現(xiàn)。有助于培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際、動(dòng)手實(shí)踐、科學(xué)研究的能力。還可以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，加強(qiáng)物理與sts的聯(lián)系。

第五篇：高中物理傳感器總結(jié)練習(xí)題

高中物理傳感器總結(jié)練習(xí)題

2、美國(guó)科學(xué)家Willard S.Boyle與GeorgeE.Snith因電荷耦合器件(CCD)的重要發(fā)明榮獲2009諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng).CCD是將光學(xué)量轉(zhuǎn)變成電學(xué)量的傳感器.下列器件可作為傳感器的有 A.發(fā)光二極管 B.熱敏電阻 C.霍爾元件 D.干電池

3、當(dāng)前傳感器被廣泛應(yīng)用于各種電器、電子產(chǎn)品之中,下述關(guān)于常用的幾種家用電子器件所采用傳感器說法中,正確的是()A.電視機(jī)對(duì)無線遙控信號(hào)的接收主要是采用了光電傳感器 B.電子體溫計(jì)中主要是采用了溫度傳感器 C.電腦所用的光電鼠標(biāo)主要是采用聲波傳感器 D.電子秤中主要是采用了力電傳感器

4、關(guān)于電子秤中應(yīng)變式力電傳感器的說法正確的是()A.應(yīng)變片是由導(dǎo)體材料制成

B.當(dāng)應(yīng)變片的表面拉伸時(shí),其電阻變大;反之,變小 C.傳感器輸出的是應(yīng)變片上的電壓 D.外力越大,輸出的電壓差值也越大

5、有定值電阻、熱敏電阻、光敏電阻三只元件,這三只元件分別接入如圖所示電路中的A、B兩點(diǎn)后,用黑紙包住元件或者把元件置入熱水中,觀察歐姆表的示數(shù),下列說法中正確的是()A.置入熱水中與不置入熱水中相比,歐姆表示數(shù)變化較大,這只元件一定是熱敏電阻 B.置入熱水中與不置入熱水中相比,歐姆表示數(shù)不變化,這只元件一定是定值電阻

C.用黑紙包住元件與不用黑紙包住元件相比,歐姆表示數(shù)變化較大,這只元件一定是光敏電阻 D.用黑紙包住元件與不用黑紙包住元件相比,歐姆表示數(shù)相同,這只元件一定是定值電阻

6、用遙控器調(diào)換電視機(jī)頻道的過程,實(shí)際上就是傳感器把光信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)的過程.下列屬于這類傳感器的是()A.紅外報(bào)警裝置 B.走廊照明燈的聲控開關(guān) C.自動(dòng)洗衣機(jī)中的壓力傳感裝置 D.電飯煲中控制加熱和保溫的溫控器

7、傳感器擔(dān)負(fù)著信息采集的任務(wù)，它常常是()A．將力學(xué)量(如形變量)轉(zhuǎn)變成電學(xué)量 B．將熱學(xué)量轉(zhuǎn)變成電學(xué)量 C．將光學(xué)量轉(zhuǎn)變成電學(xué)量 D．將電學(xué)量轉(zhuǎn)變成力學(xué)量

8、下列技術(shù)涉及傳感器的應(yīng)用的是()A．賓館的自動(dòng)門 B．工廠、電站的靜電除塵 C．家用電飯煲的跳閘和保溫 D．聲控開關(guān)

9、街旁的路燈、江海里的航標(biāo)都要求在夜晚亮、白天熄，利用半導(dǎo)體的電學(xué)特性制成了自動(dòng)點(diǎn)亮、熄滅的裝置，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)控制，這是利用半導(dǎo)體的()A．壓敏性

B．光敏性 C．熱敏性 D．三種特性都利用

10、電容式傳感器是用來將各種非電信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)的裝置．由于電容器的電容取決于極板正對(duì)面積、極板間距離以及極板間的電介質(zhì)這幾個(gè)因素，當(dāng)某一物理量發(fā)生變化時(shí)就能引起上述某個(gè)因素的變化，從而又可推出另一個(gè)物理量的值．如圖K46－1所示是四種電容式傳感器的示意圖，關(guān)于這四個(gè)傳感器的作用，下列說法不正確的是()A．甲圖的傳感器可以用來測(cè)量角度 B．乙圖的傳感器可以用來測(cè)量液面的高度 C．丙圖的傳感器可以用來測(cè)量壓力 D．丁圖的傳感器可以用來測(cè)量速度

11、在探究超重和失重規(guī)律時(shí)，某體重為G的同學(xué)站在一壓力傳感器上完成一次下蹲動(dòng)作．傳感器和計(jì)算機(jī)相連，經(jīng)計(jì)算機(jī)處理后得到壓力F隨時(shí)間t變化的圖象如圖K46－2所示，其中可能正確的是()

A

B

C

D

12、如圖K46－3所示是一個(gè)火警報(bào)警器電路的示意圖．其中R3為用半導(dǎo)體熱敏材料制成的傳感器，這種半導(dǎo)體熱敏材料的電阻率隨溫度的升高而增大．值班室的顯示器為電路中的電流表，電源兩極之間接一報(bào)警器．當(dāng)傳感器R3所在處出現(xiàn)火情時(shí)，顯示器的電流I、報(bào)警器兩端的電壓U的變化情況是()A．I變大，U變小 B．I變小，U變大 C．I變小，U變小 D．I變大，U變大

13、如圖K46－4所示的電路中，當(dāng)半導(dǎo)體材料做成的熱敏電阻浸泡到熱水中時(shí)，電流表示數(shù)增大，則說明()A．在溫度越高時(shí)，熱敏電阻阻值越大 B．在溫度越高時(shí)，熱敏電阻阻值越小 C．半導(dǎo)體材料溫度升高時(shí)，導(dǎo)電性能變差 D．半導(dǎo)體材料溫度升高時(shí)，導(dǎo)電性能變好

14、酒精測(cè)試儀的工作原理如圖K46－5所示，其中P是半導(dǎo)體型酒精氣體傳感器，該傳感器電阻r′的倒數(shù)與酒精氣體的濃度c成正比，R0為定值電阻．如圖K46－6所示關(guān)于電壓表示數(shù)的倒數(shù)()與酒精氣體濃度的倒數(shù)()之間關(guān)系的圖象正確的是()

圖K46－5

15、如圖K46－7所示是電熨斗的結(jié)構(gòu)圖，下列說法正確的是()A．雙金屬片上層金屬的膨脹系數(shù)小于下層金屬

B．常溫下，上、下觸點(diǎn)接觸；溫度過高時(shí)，雙金屬片發(fā)生彎曲使上、下觸點(diǎn)分離 C．需要較高溫度熨燙時(shí)，要調(diào)節(jié)調(diào)溫旋鈕，使升降螺絲下移并推動(dòng)彈性銅片下移 D．雙金屬片溫度傳感器的作用是控制電路的通斷

圖K46－7

16、某一電學(xué)黑箱內(nèi)可能有電容器、電感線圈、定值電阻等元件，在接線柱間以如圖K46－8甲所示的“Z”字形連接(兩接線柱間只有一個(gè)元件)．為了確定各元件種類，小華同學(xué)用電流傳感器(相當(dāng)于電流表)與一直流電源、滑動(dòng)變阻器、開關(guān)串聯(lián)后，分別將AB、BC、CD接入如圖K46－8乙所示的電路，閉合開關(guān)，計(jì)算機(jī)顯示的電流隨時(shí)間變化的圖象分別如圖K46－9甲、乙、丙所示，則下列判斷中正確的是()A．AB間是電容器 B．BC間是電感線圈 C．CD間是電容器 D．CD間是定值電阻

甲

乙 圖K46－8

甲

乙

丙 圖K46－9

三、綜合題

17、在開展研究性學(xué)習(xí)的過程中，某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)利用線圈測(cè)量轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)速的裝置，如圖K46－10所示，在輪子的邊緣貼上小磁體，將小線圈靠近輪邊放置，接上數(shù)據(jù)采集器和電腦(即DIS實(shí)驗(yàn)器材)．如果小線圈的面積為S，圈數(shù)為N匝，小磁體附近的磁感應(yīng)強(qiáng)度最大值為B，回路的總電阻為R，實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，輪子轉(zhuǎn)過θ角，小線圈的磁感應(yīng)強(qiáng)度由最大值變?yōu)榱悖虼?，他說“只要測(cè)得此時(shí)感應(yīng)電流的平均值I，就可以測(cè)出轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)速的大小．”請(qǐng)你運(yùn)用所學(xué)的知識(shí)，通過計(jì)算對(duì)該同學(xué)的結(jié)論作出評(píng)價(jià)．

圖K46－10

18、角速度計(jì)可測(cè)量飛機(jī)、航天器等的轉(zhuǎn)動(dòng)角速度,其結(jié)構(gòu)如圖所示.當(dāng)系統(tǒng)OO′轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),元件A發(fā)生位移并輸出電壓信號(hào),成為飛機(jī)、航天器等的制導(dǎo)系統(tǒng)的信號(hào)源.已知A的質(zhì)量為m,彈簧的勁度系數(shù)為K、自然長(zhǎng)度為L(zhǎng),電源的電動(dòng)勢(shì)為E、內(nèi)阻不計(jì),滑動(dòng)變阻器總長(zhǎng)度為l,電阻分布均勻.系統(tǒng)靜止時(shí)P在B點(diǎn),當(dāng)系統(tǒng)以角速度出每步理由及主要方程)

轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),請(qǐng)導(dǎo)出輸出電壓U和的函數(shù)式.(要求:寫

參考答案

2、【 發(fā)光二極管是將電轉(zhuǎn)化為光,干電池是把其他能轉(zhuǎn)化為電能,不能作為傳感器.【答案】 BC

3、電視機(jī)對(duì)無線遙控信號(hào)的接收主要接收紅外線光,紅外線屬于電磁波也屬于光,A對(duì);電腦所用的光電鼠標(biāo)主要是采用光電傳感器,C錯(cuò).電子體溫計(jì)最核心的元件就是感知溫度的NTC溫度傳感器,電子體溫計(jì)是利用溫度傳感器輸出電信號(hào),再將電流信號(hào)轉(zhuǎn)換成液晶數(shù)字顯示溫度,同樣能保持被測(cè)溫度的最高值,B對(duì).電子秤中主要是采用了應(yīng)變片,屬于力電傳感器.【答案】 ABD

4、【解析】 應(yīng)變片是半導(dǎo)體材料制成;應(yīng)變片的表面拉伸時(shí),其電阻變大,其兩端電壓變大;傳感器輸出的是上、下應(yīng)變片兩端的電壓之差.【答案】 BD

5、【解析】 熱敏電阻的阻值隨溫度變化而變化,定值電阻和光敏電阻不隨溫度變化,故B項(xiàng)也可能是光敏電阻,B項(xiàng)錯(cuò);光敏電阻的阻值隨光照變化而變化,定值電阻和熱敏電阻不隨之變化,故D項(xiàng)也可能是熱敏電阻,D錯(cuò).【答案】 AC

6、【解析】 紅外報(bào)警裝置正是把光信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)的器件.【答案】 A

7、ABC [解析] 傳感器是將所感受到的不便于測(cè)量的物理量(如力、熱、光、聲等)轉(zhuǎn)換成便于測(cè)量的物理量(一般是電學(xué)量)的一類元件．故選項(xiàng)ABC正確、選項(xiàng)D錯(cuò)誤．

8、ACD [解析] 賓館的自動(dòng)門采用了光電傳感器，故選項(xiàng)A正確；家用電飯煲的加熱和保溫功能的轉(zhuǎn)換采用了熱電傳感器，故選項(xiàng)C正確；聲控開關(guān)采用了聲電傳感器，故選項(xiàng)D正確．

9、B [解析] 街旁的路燈和江海里的航標(biāo)都是利用了半導(dǎo)體的光敏性，晚上光照強(qiáng)度很小，光敏電阻器的電阻很大，白天光照強(qiáng)度很大，光敏電阻器的電阻很小，以此控制電路的通斷．

10、D [解析] 甲圖通過改變角度、乙圖通過改變極板正對(duì)面積、丙圖通過改變板間距離、丁圖通過插入電介質(zhì)的深度來改變電容器的電容量，以達(dá)到測(cè)量角度、液面高度、壓力及位移的目的.11、D [解析] 該同學(xué)站在壓力傳感器上完成一次下蹲動(dòng)作過程中，先向下加速，后向下減速，其加速度先向下后向上，即先失重后超重，選項(xiàng)D正確．

12、D [解析] 當(dāng)R3處出現(xiàn)火情時(shí)，其電阻增大，電路中的總電阻增大，總電流減小，路端電壓增大，所以報(bào)警器兩端的電壓增大，其中電流表支路的電流也增大．

13、BD [解析] 電流表的示數(shù)增大，說明電路中的電流增大，電阻減小，所以這個(gè)熱敏電阻的電阻率是隨溫度的升高而降低的；電阻率減小，導(dǎo)電性能變好，故選項(xiàng)BD正確．

14、A [解析] 由于二氧化錫半導(dǎo)體型酒精氣體傳感器電阻的倒數(shù)與酒精氣體的濃度成正比，則＝kc，電路中U＝IR0＝，則＝，即隨變化的函數(shù)關(guān)系為線性關(guān)系，但圖象不過坐標(biāo)原點(diǎn)，選項(xiàng)A正確．

15、BCD [解析] 雙金屬片上層金屬的膨脹系數(shù)應(yīng)大于下層金屬，這樣當(dāng)溫度較高時(shí)，雙金屬片向下彎曲，電路斷開；要想得到較高的溫度，只需將螺絲下移即可．

16、ABD 直流電路中接入電容器，電路中會(huì)產(chǎn)生充電電流，充電完畢后，電流消失；接入定值電阻，瞬間產(chǎn)生穩(wěn)定電流；接入電感線圈，由于對(duì)電流有阻礙作用，不能瞬間達(dá)到穩(wěn)定電流．

三、綜合題

17、結(jié)論正確

[解析] 設(shè)轉(zhuǎn)輪的角速度、轉(zhuǎn)速分別為ω、n，輪子轉(zhuǎn)過θ角所需時(shí)間為Δt，通過線圈的磁通量的變化量為ΔΦ，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的平均值為E.根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律有E＝N＝N

由閉合電路歐姆定律得，感應(yīng)電流的平均值 I＝

又Δt＝，n＝聯(lián)立以上各式，得n＝由此可見，該同學(xué)的結(jié)論是正確的．

18、【解析】 設(shè)穩(wěn)定狀態(tài)時(shí),彈簧的伸長(zhǎng)為x,物塊A在彈力Kx的作用下,做勻速圓周運(yùn)動(dòng)

因電阻分布均勻,所以阻值與長(zhǎng)度成正比

根據(jù)歐姆定律

由以上三式解得.【答案】