传感器的应用教学设计(物理选修3-2).doc

：传感器的应用教学设计 王小云 【教学目标】 1．知识与技能： （1）、了解传感器应用的一般模式； （2）、理解应变式力传感器的应用――电子秤的工作原理。 （3）、理解温度传感器的应用――电熨斗的工作原理。 (4)、理解温度传感器的应用――电饭锅的工作原理 （5）、理解光电传感器的应用――火灾报警器的工作原理。 2．过程与方法： 通过实验结合物理学的知识，探究电子秤、电熨斗、电饭锅、火灾报警器等的工作原理，从而了解力传感器、温度传感器、光传感器的一般应用，理解传感器应用的一般模式。[来源:学。科。网] 学生思考后回答：光敏电阻将光学量转化为电阻这个电学量。热敏电阻将温度这个热学量转化为电阻这个电学量。霍尔元件把磁感应强度这个磁学量转化为电压这个电学量。 播放视频：智能洗澡 这节课我们来学习传感器的应用 二、进行新课 1、传感器应用的一般模式 师：阅读教材开头几段，然后合上书，在练习本上画出传感器应用的一般模式示意图。 提示：一般情况下，传感器产生的信号非常微弱，要想触发控制电路，此信号必须进一步放大才可以，所以需要放大电路，即放大器。 生：阅读教材并在练习本上画出传感器应用的一般模式示意图。 师：下面学习几个传感器应用的实例。 2．力传感器的应用——电子秤 师：阅读教材61页最后一段，思考并回答问题。 （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。 （3）应变片能够把什么力学量转化为什么电学量？ 生：阅读教材，思考并回答问题。 生1：电子秤的测力装置是力传感器，它是由一个金属梁和两个应变片一起组成了测力部分。 生2：在金属梁没有力的情况下，金属梁处于水平状态，梁的上下应变片的长度没变且相等，两应变片的电阻大小也相等，当给金属梁施加竖直向下的力时，金属梁会向下弯曲，使得金属梁上面的应变片被拉长，电阻变大，两端电压也变大，而下边的应变片被挤压收缩，电阻变小，两端的电压也减小，使得两应变片两端电压值不相等，存在差值，控制电路就通过这个差值，经过放大电路将差值信号放大，再在显示器上显示出数字，即力F的大小。 生3：应变片能够将形变这个力学量转化为电阻这个电学量。 师：总结点评，结合板画强调讲解应变片测力原理。 3．温度传感器的应用——电熨斗 师：温度传感器是应用最广泛的传感器之一，它能把温度的高低转变成电信号，通常是利用物体的某一物理性质随温度的变化而改变的特性制成的．电熨斗就是靠温度传感器来控制温度的。 实验：取一个报废的日光灯启辉器，去掉外壳，敲碎氖泡的玻璃，可以看到一个U型的双金属片，双金属片的旁边有一根直立的金属丝，两者构成一对触点，常温下触点是分离的，用火焰靠近金属片，可以看到双金属片的形状变化，与金属丝接触，熄灭火焰，双金属片逐渐恢复原状，两个触点分离。 把这个启动器用到温控开关，可以控制小灯泡的亮和灭。 师：电熨斗就装有双金属片温度传感器。这种传感器的作用是控制电路的通断。 投影：电熨斗结构图（如图所示） 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？ 参考答案：（1）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）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． 4、温度传感器——电饭锅 电饭锅的主要部件铁氧体，它的特点是常温下，具有铁氧体，能够被磁铁吸引，但是温度上升到约为103℃时，就失去了磁性，不能被磁体吸引了。我们把103℃就叫做该材料的居里温度或居里点。 师：阅读教材开头几段，然后合上书。 问题：取一块电饭锅用的感温铁氧体，使它与一小块的永磁体吸在一起，用功率较大的电烙铁给铁氧体加热，经过一段时间后会发生什么现象？ 生：随着温度的升高，铁氧体逐渐失去磁性，当温度升高到103℃以上时，铁氧体完全失去磁性，不吸引任何物体了 思考与讨论： （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？[来源:学_科_网] （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？ 生1：开始煮饭时，用手压下开关按钮，永磁体与感温磁体相吸，手松开后，按钮不再恢复到图示状态。 生