新人教版高中物理選修3-2同步教案 第6章 6-3 傳感器的應(yīng)用

1、63 傳感器的應(yīng)用 （二）教學(xué)目標(biāo)（一）知識與技能1了解溫度傳感器在電飯鍋和測溫儀上的應(yīng)用。2了解光傳感器在鼠標(biāo)器和火災(zāi)報(bào)警器上的應(yīng)用。（二）過程與方法通過實(shí)驗(yàn)或演示實(shí)驗(yàn)，了解傳感器在生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用。（三）情感、態(tài)度與價(jià)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(jià)值，增強(qiáng)學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)良好的科學(xué)態(tài)度。教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)重點(diǎn)各種傳感器的應(yīng)用原理及結(jié)構(gòu)。難點(diǎn)各種傳感器的應(yīng)用原理及結(jié)構(gòu)。教學(xué)方法實(shí)驗(yàn)法、觀察法、討論法。教學(xué)手段演示用的感溫鐵氧體，磁鐵，電烙鐵，計(jì)算機(jī)的鼠標(biāo)器，光敏電阻，多用表，干電池，蠟燭，各種功率的白熾燈等教學(xué)過程（一）引入新課傳感器的應(yīng)用已經(jīng)滲透到環(huán)境保

2、護(hù)、交通運(yùn)輸、航天、軍事以及家庭生活等各領(lǐng)域例如，空調(diào)、電冰箱、微波爐、消毒碗柜等與溫度控制相關(guān)的家用電器，幾乎都要使用溫度傳感器光傳感器的應(yīng)用也十分廣泛，如電腦上的鼠標(biāo)器、路燈的自動控制及火災(zāi)報(bào)警器等這節(jié)課我們就來學(xué)習(xí)溫度傳感器和光傳感器的應(yīng)用實(shí)例。（二）進(jìn)行新課1、溫度傳感器的應(yīng)用電飯鍋引導(dǎo)學(xué)生閱讀教材有關(guān)內(nèi)容。（1）溫度傳感器的主要元件是什么？ 感溫鐵氧體。（2）感溫鐵氧體的組成物質(zhì)是什么？氧化錳、氧化鋅和氧化鐵粉末混合燒結(jié)而成。（3）感溫鐵氧體有何特點(diǎn)？常溫下具有鐵磁性，能夠被磁體吸引，溫度達(dá)到約103，失去鐵磁性（4）什么是“居里點(diǎn)”？居里點(diǎn)，又稱居里溫度，即指103。觀察演示實(shí)驗(yàn)：

3、感溫鐵氧體的特性?，F(xiàn)象：當(dāng)感溫鐵氧體的溫度升高到一定數(shù)值時，感溫鐵氧體與磁鐵分離。說明溫度升高到一定數(shù)值時，感溫鐵氧體的磁性消失。投影電飯鍋的結(jié)構(gòu)示意圖。引導(dǎo)學(xué)生思考并回答教材“思考與討論”中的問題，了解電飯鍋的工作原理。（1）開始煮飯時，用手壓下開關(guān)按鈕，永磁體與感溫磁體相吸，手松開后，按鈕不再恢復(fù)到圖示狀態(tài)。（2）水沸騰后，鍋內(nèi)大致保持100不變。（3）飯熟后，水分被大米吸收，鍋底溫度升高，當(dāng)溫度升至“居里點(diǎn)103”時，感溫磁體失去鐵磁性，在彈簧作用下，永磁體被彈開，觸點(diǎn)分離，切斷電源，從而停止加熱(4)如果用電飯鍋燒水，水沸騰后，鍋內(nèi)保持100不變，溫度低于“居里點(diǎn)103”，電飯鍋不能自

4、動斷電。只有水燒干后，溫度升高到103才能自動斷電。引導(dǎo)學(xué)生連貫地?cái)⑹鲭婏堝伒墓ぷ鬟^程。開始煮飯時，用手壓下開關(guān)按鈕，永磁體與感溫磁體相吸，手松開后，按鈕不再恢復(fù)到圖示狀態(tài)，則觸點(diǎn)接通，電熱板通電加熱，水沸騰后，由于鍋內(nèi)保持100不變，故感溫磁體仍與永磁體相吸，繼續(xù)加熱，直到飯熟后，水分被大米吸收，鍋底溫度升高，當(dāng)溫度升至“居里點(diǎn)103”時，感溫磁體失去鐵磁性，在彈簧作用下，永磁體被彈開，觸點(diǎn)分離，切斷電源，從而停止加熱2溫度傳感器的應(yīng)用測溫儀引導(dǎo)學(xué)生閱讀教材，思考并回答有關(guān)問題。（1）溫度傳感器測溫儀有何優(yōu)點(diǎn)？可以遠(yuǎn)距離讀取溫度的數(shù)值因?yàn)闇囟刃盘栕兂呻娦盘柡罂梢赃h(yuǎn)距離傳輸（2）常見的測溫元件

5、有哪些？熱敏電阻、金屬熱電阻、熱電偶及紅外線敏感元件等3光傳感器的應(yīng)用鼠標(biāo)器在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中經(jīng)常用到自動控制裝置，而設(shè)計(jì)自動控制裝置很多情況下要用到傳感器如光電傳感器，把光信號轉(zhuǎn)化為電信號，然后對電信號進(jìn)行放大，再將電信號輸入到相應(yīng)的裝置，進(jìn)而完成相應(yīng)的自動控制。下面我們學(xué)習(xí)光傳感器的應(yīng)用實(shí)例鼠標(biāo)器。引導(dǎo)學(xué)生閱讀教材有關(guān)內(nèi)容，思考并回答有關(guān)問題。（1）機(jī)械式鼠標(biāo)器的內(nèi)部組成是什么？滾球、滾軸與碼盤、紅外發(fā)射管與紅外接收管（光傳感器，如圖所示）豆品多一（2）簡述機(jī)械式鼠標(biāo)器的工作原理。鼠標(biāo)器移動時，滾球運(yùn)動通過軸帶動兩個碼盤轉(zhuǎn)動，紅外接收管就收到斷續(xù)的紅外線脈沖，輸出相應(yīng)的電脈沖信號，計(jì)算機(jī)分別統(tǒng)

6、計(jì)兩個方向的脈沖信號，紅外接收管處理后就使屏幕上的光標(biāo)產(chǎn)生相應(yīng)的位移。4光傳感器的應(yīng)用火災(zāi)報(bào)警器許多會議室、賓館房間的天花板上都裝有火災(zāi)報(bào)警器，火災(zāi)報(bào)警器是光傳感器應(yīng)用的又一實(shí)例。引導(dǎo)學(xué)生閱讀教材有關(guān)內(nèi)容，思考并回答有關(guān)問題。（1）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。報(bào)警器帶孔的罩子內(nèi)裝有發(fā)光二極管LED、光電三極管和不透明的擋板平時，光電三極管收不到LED發(fā)出的光，呈現(xiàn)高電阻狀態(tài)煙霧進(jìn)入罩內(nèi)后對光有散射作用，使部分光線照射到光電三極管上，其電阻變小與傳感器連接的電路檢測出這種變化，就會發(fā)出警報(bào)實(shí)驗(yàn)做實(shí)驗(yàn)，記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。（三）課堂總結(jié)、點(diǎn)評本節(jié)課主要學(xué)習(xí)了以下幾個問題：

7、電飯鍋測溫儀溫度傳感器鼠標(biāo)器火災(zāi)報(bào)警器光傳感器傳感器的應(yīng)用各種傳感器廣泛應(yīng)用于人們?nèi)粘Ｉ?、生產(chǎn)中，如空調(diào)、電冰箱、電飯堡、火災(zāi)報(bào)警器、路燈自動控制、電腦鼠標(biāo)器等傳感器把所感受到的物理量，如力、熱、磁、光、聲等，轉(zhuǎn)換成便于測量的電壓、電流等，與電路相結(jié)合達(dá)到自動控制的目的（四）實(shí)例探究溫度傳感器的應(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 Uab0時，電壓鑒別器使 S斷開，停止加熱，恒溫箱內(nèi)的溫度恒定在_ 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，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