人教版選修32 傳感器的應(yīng)用 第1課時 教案.doc

人教版 高中物理選修3-2第6章第2節(jié) 傳感器的應(yīng)用【知識與技能】1了解力傳感器在電子秤上的應(yīng)用。2了解聲傳感器在話筒上的應(yīng)用。3了解溫度傳感器在電熨斗上的應(yīng)用?！具^程與方法】通過實驗或演示實驗，了解傳感器在生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用?！厩楦袘B(tài)度與價值觀】在了解傳感器原理及應(yīng)用時，知道已學(xué)知識在生活、生產(chǎn)、科技社會中的價值，增強學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)良好的科學(xué)態(tài)度?！窘虒W(xué)重難點】教學(xué)重點：各種傳感器的應(yīng)用原理及結(jié)構(gòu)。教學(xué)難點：各種傳感器的應(yīng)用原理及結(jié)構(gòu)。【教學(xué)過程】重難點一、傳感器問題分析1分析思路物理傳感器是將所感受的物理量(如力、熱、光等)轉(zhuǎn)換為便于測量的電學(xué)量的器件我們可以把傳感器的應(yīng)用過程分為三個步驟：(1)信息采集；(2)信息加工、放大、傳輸；(3)利用所獲得的信息執(zhí)行某種操作2分析傳感器問題要注意四點(1)感受量分析要明確傳感器所感受的物理量，如力、熱、光、磁、聲等(2)輸出信號分析明確傳感器的敏感元件，分析它的輸入信號及輸出信號，以及輸入信號與輸出信號間的變化規(guī)律(3)電路結(jié)構(gòu)分析認真分析傳感器所在的電路結(jié)構(gòu)，在熟悉常用電子元件工作特點基礎(chǔ)上，分析電路輸出信號與輸入信號間的規(guī)律(4)執(zhí)行機構(gòu)工作分析傳感器的應(yīng)用，不僅包含非電學(xué)量如何向電學(xué)量轉(zhuǎn)化的過程，還包含根據(jù)所獲得的信息控制執(zhí)行機構(gòu)進行工作的過程【典型例題】用如圖所示的裝置可以測量汽車在水平路面上做勻加速直線運動的加速度。該裝置是在矩形箱子的前、后壁上各安裝一個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質(zhì)量為2.0 kg的滑塊，滑塊可無摩擦滑動，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?，F(xiàn)將裝置沿運動方向固定在汽車上，傳感器b在前，傳感器a在后。汽車靜止時，傳感器a、b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，求此時汽車的加速度大小和方向。(2)當(dāng)汽車以怎樣的加速度運動時，傳感器a的示數(shù)為零？【審題指導(dǎo)】傳感器上所顯示出的力的大小，即彈簧對傳感器的壓力，據(jù)牛頓第三定律知，此即為彈簧的彈力大小，亦即該彈簧對滑塊的彈力大小?！敬鸢浮?1)4.0 m/s2方向向右(2)以方向向左、大小為10 m/s2的加速度運動【解析】（1）如圖所示，依題意得左側(cè)彈簧對滑塊向右的推力f114 n，右側(cè)彈簧對滑塊的向左的推力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f1f2ma1可得a1 m/s24 m/s2a1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f10，因兩彈簧相同，左彈簧伸長多少，右彈簧就縮短多少，所以右彈簧的彈力變?yōu)閒220 n?；瑝K所受合力產(chǎn)生加速度a2，由牛頓第二定律得f合f2ma2得a210 m/s2，方向向左。重難點二、常見傳感器的應(yīng)用1生活中的傳感器(1)與溫度控制相關(guān)的家用電器：電飯煲、電冰箱、微波爐、空調(diào)、消毒碗柜等，都用到溫度傳感器。(2)紅外傳感器：自動門、家電遙控器、生命探測器、非接觸紅外測溫儀以及防盜、防火報警器等。(3)照相機中的光傳感器和家用便攜式電子秤的壓力傳感器等。2農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的傳感器(1)濕度傳感器：判斷農(nóng)田的水分蒸發(fā)情況，自動供水或停水。(2)溫度傳感器和濕度傳感器：可對上百個點進行溫度和濕度監(jiān)測。由于有了十分先進可靠的測試技術(shù)，有效地減少了霉變現(xiàn)象。3工業(yè)生產(chǎn)中的傳感器(1)生產(chǎn)的自動化和半自動化。用機器人、自動化小車、自動機床、各種自動生產(chǎn)線或者系統(tǒng)，代替人完成加工、裝配、包裝、運輸、存儲等工作。各種傳感器使生產(chǎn)的自動運行保持在最佳狀態(tài)，以確保產(chǎn)品質(zhì)量，提高效率和產(chǎn)量，節(jié)約原材料等。(2)在數(shù)控機床中的位移測量裝置，就是利用高精度位移傳感器進行位移測量，從而實現(xiàn)對零部件的精密加工。4飛向太空的傳感器在航空、航天技術(shù)領(lǐng)域，傳感器應(yīng)用得較早，也應(yīng)用得較多，在運載火箭、載人飛船中，都應(yīng)用了大量的傳感器供遙測和遙控系統(tǒng)使用。這些傳感器對控制航天器的姿態(tài)、接收和發(fā)送信息、收集太空數(shù)據(jù)等都有重要作用。在載人飛船中還使用一類測量航天員各種生理狀況的生理傳感器，如測量血壓、心電圖、體溫等?！镜湫屠}】如圖甲所示為在溫度為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r120 k、r210 k、r340 k，rt為熱敏電阻，它的電阻隨溫度變化的圖線如圖乙所示，a、b端電壓uab0時，電壓鑒別器會令開關(guān)s接觸，恒溫箱內(nèi)的電熱絲發(fā)熱，使箱內(nèi)溫度升高；當(dāng)a、b端電壓uab0時，電壓鑒別器會令開關(guān)s斷開，停止加熱，則恒溫箱內(nèi)的溫度可保持在()a10 b20 c30 d45 【思路探究】由題可知，uab0是電熱絲加熱和停止加熱的臨界狀態(tài)，根據(jù)串聯(lián)分壓知識可求得uab0時rt的阻值，然后由乙圖讀出對應(yīng)的溫度?！敬鸢浮縞【解析】由題可知uab0是一個電壓的臨界點，對應(yīng)著開關(guān)s的動作，而開關(guān)的動作對應(yīng)著溫度的上升或下降。由電路圖可知，