2018版高中物理第6章電磁波與信息時代第3節(jié)信息時代的電子“感官”學(xué)案魯科版.docx

第3節(jié)信息時代的電子“感官”學(xué)習(xí)目標(biāo)知識脈絡(luò)1.知道傳感器具有將非電學(xué)量轉(zhuǎn)化為電學(xué)量的特性對常見的傳感器的種類有所了解2.了解溫度傳感器的基本原理知道溫度傳感器具有將溫度信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘柕墓δ?重點、難點)3.了解常見傳感器在林業(yè)、農(nóng)業(yè)、生活和航空航天中的應(yīng)用，體會傳感器的應(yīng)用給人們帶來的方便.傳 感 器 及 其 工 作 原 理1傳感器(1)定義：能夠感受外部信息，并將其按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換成電信號的器件或裝置(2)原理：能夠?qū)⒎请妼W(xué)量轉(zhuǎn)化成電學(xué)量它處于被測量信息輸入的第一道關(guān)口，能夠感受到被測量的各種信息，并能將感受到的信息通過電路處理變換成電信號輸出(3)非電學(xué)量：溫度、濕度、光線、聲音、力、位置、位移、速度、流量等，它們不能直接進行自動化信息處理和交換2傳感器的分類傳感器的類型非常多，根據(jù)測量的非電學(xué)量不同，傳感器可分為溫度傳感器、光傳感器、壓力傳感器、磁傳感器、氣體傳感器、濕度傳感器、射線傳感器等；按工作原理的不同，傳感器有電阻、電容、電感、電壓、熱電偶、等類型3傳感器如何傳感信息傳感器是由敏感元件、轉(zhuǎn)換元件(處理電路)及輔助電源組成的敏感元件是能敏銳地感受某種物理信息并將其轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘柕奶胤N電子元件轉(zhuǎn)換元件是將信號進行放大和濾波處理，隨后將電信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號輸出的裝置1傳感器就是傳遞某種信息的電學(xué)元件()2所有傳感器的工作原理都是一樣的()在一些樓道、走廊等公共場所，都裝有一種“節(jié)能”燈，白天燈不會發(fā)光，晚上安靜時燈也不工作若晚上有一定的聲音，如腳步聲或擊掌聲，燈會馬上亮起來，過一會兒安靜后又自動熄滅請簡單說明它的工作原理【提示】利用光傳感器和聲傳感器控制開關(guān)在光較暗時，若聲傳感器接收到聲音，電路接通，燈泡發(fā)光；無聲音和在白天時，電路斷開，燈不發(fā)光1傳感器能像人的感覺器官那樣感受外界信息，并能按照一定的規(guī)律和要求把這些信息轉(zhuǎn)換成可用于輸出信息的器件或裝置2人是通過下面五種感覺(如圖631)接收外界信息的，因此人本身就是高級傳感器圖6313組成：傳感器一般由敏感元件、轉(zhuǎn)換元件和轉(zhuǎn)換電路三部分組成(1)敏感元件是傳感器的核心部分，它是利用材料對某一物理量敏感的特性制成的溫度傳感器常用的敏感元件有：雙金屬片、光敏電阻、熱敏電阻等(2)轉(zhuǎn)換元件的作用是把敏感元件輸出的與被測物理量滿足一定關(guān)系的非電信號轉(zhuǎn)換為電信號的電子元件(3)轉(zhuǎn)換電路的作用是將轉(zhuǎn)換元件轉(zhuǎn)換的電信號轉(zhuǎn)換成易于傳播或測量的電學(xué)量輸出1(多選)關(guān)于傳感器的下列說法正確的是()A電視機遙控器就是一個傳感器B傳感器是一種能夠?qū)⒎请妼W(xué)量轉(zhuǎn)換為電學(xué)量的檢測裝置C傳感器是實現(xiàn)信息自動檢測和自動控制的首要器件D無人管理的自動灌溉系統(tǒng)是溫度傳感器在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用【解析】電視機的遙控器是一種發(fā)射和接收紅外線的裝置，不是傳感器，故A錯；自動灌溉系統(tǒng)是一種利用濕度傳感器判斷農(nóng)田水分蒸發(fā)情況、自動決定供水和停水的裝置，故D錯選B、C.【答案】BC2唱卡拉OK用的話筒內(nèi)有傳感器，其中有一種是動圈式的，它的工作原理是在彈性膜片后面粘接一個輕小的金屬線圈，線圈處于永磁體的磁場中，當(dāng)聲波使膜片前后振動時，就將聲音信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘枺铝姓f法正確的是() 【導(dǎo)學(xué)號：18152126】A該傳感器是根據(jù)電流的磁效應(yīng)進行工作的B該傳感器是根據(jù)電磁感應(yīng)的原理進行工作的C膜片振動時，穿過金屬線圈的磁通量不變D膜片振動時，金屬線圈中不會產(chǎn)生感應(yīng)電流【解析】當(dāng)聲波使膜片前后振動時，膜片后的線圈就跟著振動，從而使處于永磁體磁場的線圈切割磁感線，穿過線圈的磁通量變化，產(chǎn)生感應(yīng)電流從而將聲音信號轉(zhuǎn)化為電信號可見這是利用了電磁感應(yīng)原理，故只有B正確【答案】B3關(guān)于傳感器及其作用，下列說法正確的是()A傳感器一定是把非電學(xué)量轉(zhuǎn)換為電學(xué)量B傳感器一定是把非電學(xué)量轉(zhuǎn)換為電路的通斷C傳感器把非電學(xué)量轉(zhuǎn)換為電學(xué)量是為了方便進行測量、傳輸、處理和控制D電磁感應(yīng)是把磁學(xué)的量轉(zhuǎn)換為電學(xué)的量，所以電磁感應(yīng)也是傳感器【解析】傳感器是指一種元件或裝置，它能感受力、溫度、光、聲、磁、化學(xué)成分等非電學(xué)量，并能把它們按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換為電壓、電流等電學(xué)量，或轉(zhuǎn)換為電路的通斷；其作用和目的是更方便地測量、傳輸、處理、控制非電學(xué)量，找出非電學(xué)量和電學(xué)量之間的對應(yīng)關(guān)系電磁感應(yīng)是一種現(xiàn)象，不是元件和裝置，不能稱為傳感器【答案】C常 用 傳 感 器1傳感器的廣泛應(yīng)用傳感器被廣泛應(yīng)用于工業(yè)自動化、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、家用電器和航空、航天領(lǐng)域中2常用傳感器(1)雙金屬片溫度傳感器：利用兩片金屬的熱膨脹系數(shù)不同，在溫度變化時兩片金屬伸長或縮短量不同而彎曲，從而控制電路的通斷應(yīng)用：電熨斗、恒溫箱等(2)熱敏電阻溫度傳感器：利用熱敏電阻器的電阻值隨溫度變化而改變的特點，在溫度變化時，熱敏電阻器的電阻值發(fā)生變化，從而引起電路中電流和電壓的變化應(yīng)用：空調(diào)、電冰箱、微波爐、消毒柜等(3)光敏電阻傳感器：利用光敏電阻器的電阻值隨光照的強度變化而改變的特點無光照時，光敏電阻器的電阻值很大，有光照時，光敏電阻器的電阻值變小，從而引起電路中電流和電壓的變化應(yīng)用：工業(yè)自動化控制、光電計數(shù)器等(4)紅外線傳感器：接收攜帶信息的紅外線，轉(zhuǎn)換成電信號，從而獲得紅外線輻射源的相關(guān)信息應(yīng)用：航空攝影、衛(wèi)星遙感遙測、自動門、紅外線測溫儀、防盜防火警報器、家用電器遙控器等(5)另外還有壓力傳感器、生物傳感器、氣味傳感器等4按圖632所示連接好電路，合上S，發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮，原因是_；用電吹風(fēng)對熱敏電阻加熱一會兒，會發(fā)現(xiàn)小燈泡_，原因是_；停止吹風(fēng)，會發(fā)現(xiàn)_；把熱敏電阻放入冷水中會發(fā)現(xiàn)_圖632【解析】由于熱敏電阻溫度低時阻值較大，左側(cè)電路電流較小，電磁鐵磁性較弱吸不住銜鐵對熱敏電阻加熱其阻值減小后，電路電流變大，電磁鐵把銜鐵吸下后接通右側(cè)電路，燈變亮停止吹風(fēng)小燈泡不會立即熄滅，因為熱敏電阻溫度仍然較高；把熱敏電阻放入冷水后，溫度降低，小燈泡熄滅【答案】見解析5在地震救援行動中，救援隊借助“生命探測儀”可以發(fā)現(xiàn)深埋在廢墟中的傷員，根據(jù)所學(xué)知識，你認(rèn)為“生命探測儀”可能用到了()A紅外線傳感器B壓力傳感器C振動傳感器D電容傳感器【解析】傷員被深埋在廢墟中，借助紅外線傳感器可以感知人與周圍環(huán)境的差別，且傷員與尸體的溫度不同，借助探測儀可以探測到活著的被困人員，故應(yīng)選A.【答案】A6(多選)如圖633所示為光敏電阻自動計數(shù)器的示意圖，其中R1為光敏電阻，R2為定值電阻，此光電計數(shù)器的基本工作原理是() 【導(dǎo)學(xué)號：18152127】圖633A當(dāng)有光照射R1時，信號處理系統(tǒng)獲得高電壓B當(dāng)有光照射R1時，信號處理系統(tǒng)獲得低電壓C信號處理系統(tǒng)每獲得一次低電壓就計數(shù)一次D信號處理系統(tǒng)每獲得一次高電壓就計數(shù)一次【解析】R1為光敏電阻，當(dāng)有光照射時，R1的阻值變小，R2上的電壓變大，信號處理系統(tǒng)獲