选修3-2第六章第3节传感器的应用(二)学案
高中物理选修3-2人教版学案设计 6.3《实验：传感器的应用》
实验：传感器的应用诱学·导入·点拨材料：随着人们生活水平的提高，传感器在工农业生产中的应用越来越广泛，如走廊里的声、光控开关、温度报警器、孵化小鸡的恒温箱、路灯的自动控制、银行门口的自动门等，都用到了传感器。
传感器的工作离不开电子电路，传感器只是把非电学量转换为电学量，对电学量的放大、处理均是通过电子组件组成的电路来完成的。
问题：各电路是如何实现自动控制的？导入点拨：以上各种自动控制电路都用到了传感器，但传感器完成将非电学量转换为电学量后不能直接控制电路，应通过电路将得到的电学量进行处理后才能实现自动控制。
请尝试说出它们各自的原理。
知识·巧学·升华一、光控开关1.工作原理白天，光强度较大，光敏电阻R G电阻值较小，加在斯密特触发器A端的电压较低，则输出端Y输出高电平，发光二极管LED不导通；当天色暗到一定程度时，R G的阻值增大到一定值，斯密特触发器的输入端A电压上升到某个值（1.6 V），输出端Y突然从高电平跳到低电平，则发光二极管LED导通发光（相当于路灯亮了），这样就达到了使路灯天明熄灭，天暗自动开启的目的。
知识拓展斯密特触发器是具有特殊功能的非门，即输入低电平将输出高电平；反之，则输出低电平。
光敏电阻随着光强度的变化而改变，引起斯密特触发器A端电势的变化。
2.实验探究（1）探究过程：按图连接电路，改变R G的电阻，观察发光二极管LED的发光情况。
探究要想在天更暗时路灯才会点亮，应该把R1的阻值调大些还是调小些。
（2）分析论证：要想在天更暗时路灯才会点亮，应该把R1的阻值调大些，这样要使斯密特触发器的输入端A电压达到某个值（如1.6 V），就需要R G的阻值达到更大，即天色更暗。
联想发散R1和R G为分压电阻，其两端电压与其电阻成正比，所以斯密特触发器A端的电压高低与两个电阻都有关系。
3.问题探究（1）问题提出：由于集成电路允许通过的电流比较小，如何使通过灯泡中的电流更大些？（2）分析论证：采用小电流通过继电器控制电流较大的另一灯泡工作电路图6-4-2。
物理人教版高中选修3-2传感器的简单应用 教学案
传感器的简单应用1、知道什么是传感器，传感器的工作原理。
2、知道传感器中常见的三种敏感元件及其它们的工作原理。
3、了解电容式传感器的应用。
（一）、传感器及其工作原理1、传感器：传感器是指这样一类元件：它能够感受诸如力、温度、光、声、化学成分等非电学量，并能把它们按照一定的规律转换为电压、电流等电学量，或转换为电路的通断。
把非电学量转换为电学量以后，就可以很方便地进行测量、传输、处理和控制了。
2、传感器一般由敏感元件和输出部分组成，通过敏感元件获取外界信息并转换为电信号，通过输出部分输出，然后经控制器分析处理。
常见的传感器有：力传感器、气敏传感器、超声波传感器、磁敏传感器3、 常见传感器元件：（1）光敏电阻：光敏电阻的材料是一种半导体，无光照时，载流子极少，导电性能不好；随着光照的增强，载流子增多，导电性能变好，光敏电阻能够把光照强弱这个光学量转换为电阻这个电学量。
它就象人的眼睛，可以看到光线的强弱。
（2）金属热电阻和热敏电阻：金属热电阻的电阻率随温度的升高而增大，用金属丝可以制作温度传感器，称为热电阻。
它能用把温度这个热学量转换为电阻这个电学量。
热敏电阻的电阻率则可以随温度的升高而升高或降低。
与热敏电阻相比，金属热电阻的化学稳定性好，测温范围大，但灵敏度较差。
（3）电容式位移传感器能够把物体的位移这个力学量转换为电容这个电学量。
拓展：分析下列传感器的工作原理：４、霍尔元件能够把磁感应强度这个磁学量转换为电压这个考纲解读基础突破电学量如图，霍尔元件是在一个很小的矩形半导体（例如砷化铟）薄片上，制作4个电极E 、F 、M 、N 而成。
若在E 、F 间通入恒定的电流I ，同时外加与薄片垂直的匀强磁场B ，薄片中的载流子就在洛伦兹力的作用下发生偏转，使M 、N 间出现电压U H 。
这个电压叫霍尔电压，其决定式为H IBU k d=。
式中d 为薄片的厚度，k 为霍尔系数，它的大小与薄片的材料有关 推导：二、传感器的应用实例1、力传感器的应用-----电子秤（1）电子秤理有应变片、电压放大器、模数转换器微处理器和数字显示器等器件.电阻应变片受到力的作用时 ,它的阻值会发生变化,把应变片放在合适的电路中,他能够把物体物体的形变这个力学量转换为电压这个电学量,因而电子秤是力传感器的应用.（2）工作原理:如图所示,弹簧钢制成的梁形元件右端固定,在梁的上下表面各贴一个应变片,在梁的自由端施力F ,则梁发生弯曲,上表面拉伸,下表面压缩, 上表面应变片的电阻变大，下表面应变片的电阻变小。
学案：高中物理第6章传感器2传感器的应用学案新人教版选修3_2
2 传感器的应用[学习目标] 1.[科学态度与责任]了解传感器在日常生活和生产中的应用．(重点) 2.[科学思维]了解传感器的一般应用模式． 3.[科学思维]会设计简单的有关传感器应用的控制电路，提升分析问题、解决问题的能力．(难点)一、传感器应用的一般模式二、传感器的应用实例1．力传感器的应用——电子秤(1)组成及敏感元件：由金属梁和应变片组成，敏感元件是应变片．(2)工作原理：(3)作用：应变片将物体形变这个力学量转换为电压这个电学量．2．温度传感器的应用实例敏感元件工作原理电熨斗双金属片温度变化时，由于双金属片上层金属与下层金属的膨胀系数不同，双金属片发生弯曲从而控制电路的通断电饭锅感温铁氧体(1)居里温度：感温铁氧体常温下具有铁磁性，温度上升到约103 ℃时，失去铁磁性，这一温度称为“居里温度”(2)自动断电原理：用手按下开关通电加热，开始煮饭，当锅内加热温度达到103 ℃时，铁氧体失去磁性，与永久磁铁失去吸引力，被弹簧片弹开，从而推动杠杆使触点开关断开(1)组成：如图所示，发光二极管LED、光电三极管和不透明的挡板．(2)工作原理：平时光电三极管收不到LED发出的光，呈现高电阻状态，烟雾进入罩内后对光有散射作用，使部分光线照射到光电三极管上，其电阻变小．与传感器连接的电路检测出这种变化，就会发出警报．1．思考判断(正确的打“√”，错误的打“×”)(1)传感器可以直接用来进行自动控制．(×)(2)传感器可以用来采集信息．(√)(3)传感器可以将所有感受到的信号都转换为电学量．(×)(4)鼠标是力传感器．(×)(5)电吉他是光电传感器．(×)2．为了节约能源，合理适时地使用路灯，要求夜晚亮、白天熄，利用半导体的某种特性制成自动点亮熄灭的装置，实现了自动控制．这是利用半导体的( )A．压敏性B．光敏性C．热敏性D．三种特性都利用了B [由题意可知，这一装置要对光敏感，能区分白天(光线强)与夜晚(光线暗)，所以选项B正确；虽然白天与夜晚温度也不相同，但温度除与昼夜有关外，还与季节有关，因此C错误；灯的亮熄与压力更无关系，A、D错误．]3．如图所示，实线是某同学利用力传感器悬挂一钩码在竖直方向运动时，数据采集器记录下的力传感器中拉力的大小变化情况．从图中可知道该钩码的重力约为N，A、B、C、D四段图线中钩码处于超重状态的为，处于失重状态的为．[解析] 当拉力的大小不变时，力传感器悬挂的钩码在竖直方向是匀速运动，此时力传感器的读数就是钩码的重力，约10 N．当力传感器读数大于重力时，钩码处于超重状态，即A、D状态．当力传感器读数小于重力时，钩码处于失重状态，即B、C状态．[答案] 10 A、D B、C传感器问题的分析思路应用过程分为三个步骤：(1)信息采集．(2)信息加工、放大、传输．(3)利用所获得的信息执行某种操作．【例1】用如图所示的装置可以测量汽车在水平路面上做匀加速直线运动的加速度．该装置是在矩形箱子的前、后壁上各安装一个由力敏电阻组成的压力传感器．用两根相同的轻弹簧夹着一个质量为2 kg 的滑块，滑块可无摩擦滑动，两弹簧的另一端分别压在传感器a、b上，其压力大小可直接从传感器的液晶显示屏上读出．现将装置沿运动方向固定在汽车上，传感器b在前，传感器a在后．汽车静止时，传感器a、b的示数均为10 N(g取10 m/s2)．(1)若传感器a的示数为14 N，b的示数为6 N，求此时汽车的加速度大小和方向．(2)当汽车以怎样的加速度运动时，传感器a 的示数为零？[解析] (1)如图所示，依题意得左侧弹簧对滑块向右的推力F 1＝14 N ，右侧弹簧对滑块的向左的推力F 2＝6 N ，滑块所受合力产生加速度a 1， 根据牛顿第二定律有F 1－F 2＝ma 1可得a 1＝F 1－F 2m＝14－62m/s 2＝4 m/s 2a 1与F 1同方向，即向前(向右)．(2)a 传感器的读数恰为零，即左侧弹簧的弹力F ′1＝0，因两弹簧相同，左侧弹簧伸长多少，右侧弹簧就缩短多少，所以右侧弹簧的弹力变为F ′2＝20 N.滑块所受合力产生加速度a 2，由牛顿第二定律得F 合＝F ′2＝ma 2可得a 2＝F ′2m＝10 m/s 2，方向向左．[答案] (1)4 m/s 2 方向向右 (2)以方向向左、大小为10 m/s 2的加速度运动力传感器是一种测量力的大小的工具.此类题常与牛顿第二定律、运动学的内容综合.当只知道加速度的大小和方向，不知道物体的运动方向时，物体的运动情况有两种可能，即沿某一方向的匀加速或相反方向的匀减速，不要漏掉其中一种.[跟进训练]1.如图所示为大型电子地磅电路图，电源电动势为E ，内阻不计，不称物体时，滑动头P 在A 端，滑动变阻器接入电路中有效电阻最大，电流较小；称重物时，在压力作用下滑动头下移，滑动变阻器有效电阻变小，电流变大．这样把电流对应的质量值刻在刻度盘上，就可以读出被称物体的质量．若滑动变阻器上A 、B 间长度为l ，最大阻值为R 0，已知两弹簧的总弹力与形变量成正比，比例系数为k ，试导出所称重物重力G 与电路中电流I 的函数关系．[解析] 设称重物G 时弹簧的压缩量为x ，由题意得G ＝kx①此时，滑动头P 距B 端距离为l －x ，滑动变阻器有效电阻为R 0－xlR 0，由欧姆定律有I ＝ER 0＋⎝⎛⎭⎪⎫R 0－x l R 0 ②由①②式解得G ＝2kl －Ekl IR 0.[答案] G ＝2kl －Ekl IR 0常见传感器1.(1)与温度控制相关的家用电器：电饭煲、电冰箱、微波炉、空调、消毒碗柜等，都用到温度传感器． (2)红外传感器：自动门、家电遥控器、生命探测器、非接触红外测温仪以及防盗、防火报警器等． (3)照相机中的光传感器和家用便携式电子秤的压力传感器等． 2．农业生产中的传感器(1)湿度传感器：判断农田的水分蒸发情况，自动供水或停水．(2)温度传感器和湿度传感器：可对上百个点进行温度和湿度监测．由于有了十分先进可靠的测试技术，有效地减少了霉变现象．3．工业生产中的传感器(1)生产的自动化和半自动化．用机器人、自动化小车、自动机床、各种自动生产线或者系统，代替人完成加工、装配、包装、运输、存储等工作．各种传感器使生产的自动运行保持在最佳状态，以确保产品质量，提高效率和产量，节约原材料等．(2)在数控机床中的位移测量装置，就是利用高精度位移传感器进行位移测量，从而实现对零部件的精密加工．4．飞向太空的传感器在航空、航天技术领域，传感器应用得较早，也应用得较多，在运载火箭、载人飞船中，都应用了大量的传感器供遥测和遥控系统使用．这些传感器对控制航天器的姿态、接收和发送信息、收集太空数据等都有重要作用．在载人飞船中还使用一类测量航天员各种生理状况的生理传感器，如测量血压、心电图、体温等．【例2】 如图所示，甲为在温度为10 ℃左右的环境中工作的某自动恒温箱原理简图，箱内的电阻R 1＝20 kΩ、R 2＝10 kΩ、R 3＝40 kΩ，R T 为热敏电阻，它的电阻随温度变化的图线如图乙所示，a 、b 端电压U ab ≤0时，电压鉴别器会令开关S 闭合，恒温箱内的电热丝发热，使箱内温度升高；当a 、b 端电压U ab ＞0时，电压鉴别器会令开关S 断开，停止加热，则恒温箱内的温度可保持在( )甲 乙A ．10 ℃B ．20 ℃C ．35 ℃D ．45 ℃C [由题可知U ab ＝0是一个电压的临界点，对应着开关S 的动作，而开关的动作对应着温度的上升或下降．由电路图可知，在R 1、R 2、R 3给定的条件下，热敏电阻R T 的阻值决定了U ab 的正负．设电源负极的电势为零，则φa ＝R 2R 1＋R 2U ，φb ＝R TR 3＋R TU ，其中U 为电源的路端电压，令φa ＝φb ，即U ab ＝0，则可得R 2R 1＝R T R 3，代入数据得R T ＝20 kΩ，查表得对应的温度为35 ℃，故C 正确．]温度传感器一般使用的是热敏电阻，负温度系数的热敏电阻的阻值随温度升高而减小，正温度系数的热敏电阻的阻值随温度升高而增大，在解答有关温度传感器的应用问题时应注意区分这一性质.[跟进训练]2．如图所示是会议室和宾馆房间的天花板上装有的火灾报警器的结构原理图，罩内装有发光二极管LED、光电三极管和不透明的挡板．平时光电三极管接收不到LED发出的光，呈现高电阻状态．发生火灾时，下列说法正确的是( )A．进入罩内的烟雾遮挡了光线，使光电三极管电阻更大，检测电路检测出变化发出警报B．光电三极管温度升高，电阻变小，检测电路检测出变化发出警报C．进入罩内的烟雾对光有散射作用，部分光线照到光电三极管上，电阻变小，发出警报D．以上说法均不正确C [由火灾报警器的原理可知，发生火灾时烟雾进入罩内，使光发生散射，部分光线照到光电三极管上，电阻变小，与传感器相连的电路检测出这种变化，发出警报，选项C正确．]电容式传感器1.理量(如角度θ、位移x、深度H等)的变化引起上述某个因素的变化，从而引起电容的变化，通过电容的变化就可以确定上述物理量的变化，这种电容器称为电容式传感器．2．常见电容式传感器名称传感器原理测定角度θ的电容式传感器当动片与定片之间的角度θ发生变化时，引起极板正对面积S的变化，使电容C发生变化，知道C的变化，就可以知道θ的变化情况测定液面高度h的电容式传感器在导线芯的外面涂上一层绝缘物质，放入导电液体中，导线芯和导电液体构成电容器的两个极，导线芯外面的绝缘物质就是电介质，液面高度h发生变化时，引起正对面积发生变化，使电容C发生变化．知道C的变化，就可以知道h的变化情况测定压力F的电容式传感器待测压力F作用于可动膜片电极上的时候，膜片发生形变，使极板间距离d发生变化，引起电容C的变化，知道C的变化，就可以知道F的变化情况测定位移x的电容式传感器随着电介质进入极板间的长度发生变化，电容C发生变化，知道C的变化，就可以知道x的变化情况【例3】如图所示为测定压力的电容式传感器，将平行板电容器、灵敏电流表(零刻度在中间)和电源串联成闭合回路，当压力F作用于可动膜片电极上时，膜片发生形变，引起电容的变化，导致灵敏电流表指针偏转，在对膜片开始施加压力使膜片电极从图中的虚线推到图中实线位置并保持固定的过程中，灵敏电流表指针偏转情况为(电流从电流表正接线柱流入时指针向右偏)( )A．向右偏到某一刻度后回到零刻度B．向左偏到某一刻度后回到零刻度C．向右偏到某一刻度后不动D．向左偏到某一刻度后不动思路点拨：根据电容的公式C＝εr S4πkd和C＝QU，按以下思路进行分析．A [压力F作用时，极板间距d变小，由C＝εr S4πkd，电容器电容C变大，又根据Q＝CU，极板带电荷量变大，所以电容器应充电，灵敏电流计中产生由正接线柱流入的电流，所以指针将右偏．F不变时，极板保持固定后，充电结束，指针回到零刻度．故选A.]电容式传感器是一多功能传感器，可把压力、转角、位移、压强、声音等非电学量转换为电容这一电学量，分析原理时，关键要搞清是哪个非电学量转换为电容，然后结合电容的决定式来分析.[跟进训练]3．传感器是将能感受的物理量(如力、热、光、声等)转换成便于测量的量(一般是电学量)的一类元件，在自动控制中有相当广泛的应用，如图所示的装置是一种测定液面高度的电容式传感器．金属芯线与导电液体构成一个电容器，从电容C大小的变化情况就能反映出液面高度h的高低情况，则两者的关系是( )①C增大表示h增大②C增大表示h减小③C减小表示h减小④C减小表示h增大A．只有①正确B．只有①、③正确C．只有②正确D．只有②、④正确B [液面高度的变化，相当于电容器极板正对面积的变化．当h增大时，相当于正对面积增大，则电容应增大；当h减小时，相当于正对面积减小，电容C应减小，B正确．]1．[物理观念]传感器在日常生活和生产中的应用．2．[科学探究]通过实验或演示实验，认识传感器在技术或生产中的应用．3．[科学探究]能设计简单的传感器应用电路．4．[科学态度与责任]通过对传感器原理及应用的了解，体会所学知识在实际应用中的价值，增强学习兴趣并培养正确的科学态度．1．(多选)下列关于光传感火灾报警器的说法中正确的是( )A．发光二极管、光电三极管都是由半导体材料制成的B．光电三极管与光敏电阻一样都是光敏感元件，都是将光信号转换为电信号C．发光二极管发出的是脉冲微光D．如果把挡板撤去，火灾报警器照样工作AB [发光二极管工作时是持续发光的，挡板撤去，光始终照到光电三极管上，始终发出警报，和有无火灾无关．]2．用遥控器调换电视机频道的过程，实际上就是传感器把光信号转换为电信号的过程，下列属于这类传感器的是( )A．红外报警装置B．走廊照明灯的声控开关C．自动洗衣机中的压力传感装置D．电饭煲中控制加热和保温的温控器A [红外报警器是当有人或物通过时，将红外线遮住从而使得光信号被遮住，光电效应装置无电流通过，红外报警器则通过另外的装置联系一定的动作，是将光信号转换为电信号的过程，则A选项正确；而B选项是将声音信号转换为电信号的过程；C选项是利用压力来传递信息的过程；D选项则通过温度来控制的过程．]3．(多选)家用电热灭蚊器电热部分的主要部件是PTC元件，PTC元件是由钛酸钡等导体材料组成的电阻器，其电阻率ρ与温度t的关系如图所示．由于这种特性，PTC元件具有发热、控温双重功能，若电热灭蚊器环境温度低于t1，以下判断正确的是( )A．通电后，其电功率先增大后减小B．通电后，其电功率先减小后增大C．当其产生的热量与散发的热量相等时，温度保持在t1或t2不变D．当其产生的热量与散发的热量相等时，温度保持在t1～t2间的某一值不变AD [从题图线上可以看出，如果通电前PTC的温度t＜t1，通电后由于发热的缘故，温度升高致使电阻率减小，发热功率将进一步增大，形成正反馈效应，致使温度大于t1，随着温度的升高，电阻率也增大，功率将减小，形成负反馈效应，发热功率的减小制约了温度的进一步升高．从以上分析可知，t＜t1时，温度会升高；t＞t2时，温度会降低．故温控点在t1～t2，即温度保持在t1～t2间的某一值．故A、D 正确．]4．一般的电熨斗用合金丝作发热元件，合金丝电阻随温度T变化的关系如图中实线①所示．由于环境温度以及熨烫的衣物厚度、干湿等情况不同，熨斗的散热功率不同，因而熨斗的温度可能会在较大的范围内波动，易损坏衣物．有一种用主要成分为BaTiO3被称为“PTC”的特殊材料可作发热元件的电熨斗，具有升温快、能自动控制温度的特点．PTC材料的电阻随温度变化的关系如图中实线②所示．根据图线解答：(1)为什么原处于冷态的PTC熨斗刚通电时比普遍电熨斗升温快？(2)通电一段时间后电熨斗温度T自动地稳定在<T＜范围之内．[解析] 由题图知，PTC元件在T0～T6温度内，电阻随温度升高而减小，在电源电压一定时电功率增大，故升温快；当温度超过T6时，电阻随温度升高迅速增大，电功率减小，当发热功率小于散热功率时，温度不升反降，直到发热功率等于散热功率时，温度可保持在一定的范围内不变，即可控制在T6～T7范围之内．[答案] (1)冷态时PTC电阻很小，电功率很大，所以升温很快(2)T6T7。
新人教版选修3-2高中物理第6章第3讲实验传感器的应用课件
实验
传感器的应用
要求不发声 “非”门
(1) RT的阻值很大 P、X之间电压较大
(2) RT 阻值 减小
P、X 之间电 压降低
“非” 门输出 高电压
电铃 响起
(3) 若R较大，则RT两端的电压 不太高，外界温度不太高时， 就能使P、X之间电压降到低电 压输入，电铃就能发声．因此R 较大，反应较灵敏．
课堂讲义
课堂讲义
实验
传感器的应用
R1 的阻值使斯密 例2 温度报警器电路如图所示，常温下，调整________ 特触发器的输入端A处于低电平，则输出端Y处于高电平，无电流通过 减小 ， 蜂鸣器，蜂鸣器不发声；当温度升高时，热敏电阻RT阻值________ 斯密特触发器的输入端A电势________ 升高 ，当达到某一值(高电平)时，其 输出端由高电平跳到低电平，蜂鸣器通电，从而发出报警声．R1的阻 值不同，则报警温度不同．
课堂讲义
针对训练2 如图所示，是一个火警 报警装置的逻辑电路图．RT是一个 热敏电阻，低温时电阻值很大，高 温时电阻值很小，R是一个阻值较小 的分压电阻． (1)要做到低温时电铃不响，火警时 产生高温，电铃响起，在图中虚线 处应接入怎样的元件？ (2)为什么温度高时电铃会被接通？ (3)为了提高该电路的灵敏度，即报 警温度调得稍低些，R的值应大一些 还是小一些？
实验
传感器的应用
三、自动控制电路的分析与设计 例3 如图所示，某小型电磁继电器，其中L为 含铁芯的线圈．P为可绕O点转动的铁片，K为 弹簧，S为一对触头，A、B、C、D为四个接线 柱．电磁继电器与传感器配合，可完成自动控 制的要求，其工作方式是( ) A．A与B接信号电压，C与D跟被控电路串联 B．A与B接信号电压，C与D跟被控电路并联 C．C与D接信号电压，A与B跟被控电路串联 D．C与D接信号电压，A与B跟被控电路并联 电磁继电器 接信号电压
物理3-2人教新资料第六章第3节传感器的应用二教案
物理3-2人教新资料第六章第3节传感器的应用二教案选修3-2第六章第3节：传感器的应用〔二〕教案一、教材分析本节继第二节之后再介绍四种传感器的应用实例，进一步拓展学生的视野，提高学生的认识和分析能力，了解这几种传感器的工作原理，了解敏感元件的特征，学会分析操纵电路，并能够迁移到其他操纵电路的分析和简单设计中去。
【二】教学目标1、知识目标：〔1〕、理解温度传感器的应用――电饭锅的工作原理。
〔2〕、理解温度传感器的应用――测温仪的工作原理。
(3)、理解光电传感器的应用――鼠标器的工作原理〔4〕、理解光电传感器的应用――火灾报警器的工作原理。
2、能力目标：〔1〕通过对电饭锅的构造和原理的探究以及测温仪的了解，进一步地深入认识温度传感器的应用〔2〕通过小组对鼠标器以及火灾报警器的原理的探究和讨论，认识光传感器的应用。
3、情感、态度和价值观目标：培养学生的学习兴趣，激发创造的欲望。
【三】教学重点难点重点：温度、光传感器的应用原理及结构。
难点：温度、光传感器的应用原理及结构。
【四】学情分析我们的学生属于基础较差，讲太快的话同意不了，因此讲解时要细致，同时因为本节与生活联系较紧密，尽量让学生多动手，必要时需要教师指导并借助动画给予直观的认识。
五、教学方法PPT课件，演示实验，讲授六、课前预备1、学生的学习预备：预习新课，初步把握传感器的原理和方法步骤。
2、教师的教学预备：多媒体课件制作，课前预习学案，课内探究学案，课后延伸拓展学案。
3、教学环境的设计和布置：四人一组，课前预备好电饭锅，鼠标器，烟雾式火灾报警器等材料用具。
七、课时安排：1课时八、教学过程〔一〕预习检查、总结疑惑检查落实了学生的预习情况并了解了学生的疑惑，使教学具有了针对性。
（二）情景导入、展示目标。
上节课我们学习了力传感器、温度传感器、声音传感器及其工作原理。
请大伙回忆一下我们学了哪些具体的力、温度、声音传感器？学生思考后回答：电子秤，动圈式话筒，电容式话筒，驻极体话筒，电熨斗，他们基本上传感器。
选修3-2§6.2传感器的应用导学案
班级：组别：姓名：组内评价：教师评价：§6.2 传感器的应用课型：新授课课前预习学案【预习目标】：1、了解传感器应用的一般模式。
2、预习四种传感器的工作原理。
【预习内容】二、1．力传感器的应用——电子秤（1）、电饭锅的内部结构：电饭锅主要由接线螺钉、触点、转轴、开关按钮、＿＿＿、＿＿＿、＿＿＿、弹簧、内胆底等构成．其中为主要元件，它是用、和＿＿＿混合烧结而成的．它的特点主要有：常温下具有铁磁性，能够被磁体吸引，但是上升到＿＿＿＿＿＿时，就失去＿＿＿＿＿＿性，不能被磁体吸引了．该温度在物理学中称为该材料的＿＿＿＿＿＿或＿＿＿＿＿＿．（2）、电饭锅的工作原理：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿．4.光传感器的应用——火灾报警器(1)、烟雾散射火灾报警器的构造：带孔的罩子内装有＿＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿和不透明的档板．（2）、烟雾散射式火灾报警器的工作原理：平时，＿＿＿＿＿＿收不到LED发出的光，呈现＿＿＿＿＿＿状态．烟雾进入罩内后对光有＿＿＿＿＿＿作用，使部分光线照射到＿＿＿＿＿＿，其电阻变＿＿＿＿＿＿，与传感器连接的电路检测发出这种变化，就会发出警报．课内探究学案【学习目标】(1)、了解传感器应用的一般模式；(2)、理解电子秤、电熨斗、电饭锅、火灾报警器的工作原理。
(3)、会设计简单的有关传感器应用的控制电路。
(4)、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、光电传感器的一般应用，进一步总结出传感器应用的一般模式。
(5)、知道已学知识在生活、生产、科技社会中的价值，增强学习兴趣，培养良好的科学态度。
通过实验激发的学习兴趣，培养动手能力，提高创新意识，提高物理理论知识与实际相结合的综合实践能力。
【学习重点】：各种传感器的应用原理及结构。
【学习难点】：各种传感器的应用原理及结构。
【学习方法】：探究、实验【合作探究】1、传感器应用的一般模式问题1：传感器的信号输入是依赖 来实现的，但其输出的电信号一般很弱，不能直接使用，需经 ，才能实际使用。
高中物理选修3-2第六章传感器全章教案
教学课题：传感器及其工作原理一．教学目标【知识和技能】1、了解什么是传感器，知道非电学量转化为电学量的技术意义；2、知道传感器中常见的三种敏感元件光敏电阻、热敏电阻和霍尔元件及其它们的工作原理。
3、了解传感器的应用。
【过程和方法】通过对实验的观察、思考和探究，让学生在了解传感器、熟悉传感器工作原理的同时，经历科学探究过程，学习科学研究方法，培养学生的观察能力、实践能力和创新思维能力。
【情感、态度、价值观】1、体会传感器在生活、生产、科技领域的种种益处，激发学生的学习兴趣，拓展学生的知识视野，并加强物理与STS的联系。
2、通过动手实验，培养学生实事求是的科学态度、团队合作精神和创新意识。
【教学重点】：理解并掌握传感器的三种常见敏感元件的工作原理。
二．教学重点、难点重点：理解并掌握传感器的三种常见敏感元件的工作原理。
难点：分析并设计传感器的应用电路。
三．教学仪器干簧管，磁铁，光敏电阻、热敏电阻演示仪、传感器简单应用实验盒、万用表。
四．教学方法实验、探究、讨论五．教学过程引入一、引入新课从上世纪八十年代起，国际上出现了“传感器热”，传感器在当今科技发展中有着十分重要的地位。
本课的设计思路是通过对实验的观察、思考和探究，了解什么是传感器，传感器是如何将非电学量转换成电学量的，传感器在生产、生活中有哪些具体应用，为学生利用传感器制作简单的自控装置作一铺垫。
教学时力避深奥的理论，侧重于联系实际，让学生感受传感器的巨大作用，进而提高学生的学习兴趣，培养学生热爱科学的情感和崇尚科学的精神。
今天我们生活中常用的电视、空调的遥控器是如何实现远距离操纵的？楼梯上的电灯如何能人来就开，人走就熄的？工业生产中所用的自动报警器、恒温烘箱是如何工作的？“非典”病毒肆虐华夏大地时，机场、车站、港口又是如何实现快速而准确的体温检测的？所有这些，都离不开一个核心，那就是本堂课将要学习的传感器。
新课1．什么是传感器演示实验1：如图1所示，小盒子的侧面露出一个小灯泡，盒外没有开关，当把磁铁放到盒子上面，灯泡就会发光，把磁铁移开，灯泡熄灭。
人教版物理选修3-2 第6章第三节实验：传感器的应用
光电管的作用是继电器控制电路
的通断开关， 有光照射时， 继电器通电， 的通断开关 ， 有光照射时 ， 继电器通电 ， 无光照 射时， 继电器断电． 射时 ， 继电器断电 ． 人对照射到光电管上的光的 遮挡作为电路的输入指令． 遮挡作为电路的输入指令． 精讲精析】 【精讲精析】 阴极K发射电子，电路中产生电流, 阴极 发射电子，电路中产生电流 发射电子
课堂互动讲练
自动控制电路的设计 现有热敏电阻、 电炉丝、 电源、 现有热敏电阻 、 电炉丝 、 电源 、 电磁继电 滑动变阻器、开关和导线若干．如图6－ － 器、滑动变阻器、开关和导线若干．如图 －3－4 所示， 试设计一个温控电路， 所示 ， 试设计一个温控电路 ， 要求温度低于某一 值时， 电炉丝自动通电供热， 高于另一值时， 值时 ， 电炉丝自动通电供热 ， 高于另一值时 ， 又 可以自动断电，画出电路图并说明工作过程． 可以自动断电，画出电路图并说明工作过程．
第 三 节 实 验： 传 感 器 的 应 用
课前自主学案
课堂互动讲练
知能优化训练
课前自主学案
一、实验目的 了解与传感器技术相关的物理知识， 了解与传感器技术相关的物理知识， 练习用传感器 制作自动控制装置． 制作自动控制装置． 二、实验器材 1． 光控开关实验 ： 斯密特触发器 、 发光二极管 、 ． 光控开关实验： 斯密特触发器、 发光二极管、 二极管、继电器、灯泡(6 二极管、继电器、灯泡 V,0.3 A)、可变电阻 1(最 、可变电阻R 最 、光敏电阻、 大阻值51 kΩ)、电阻R2(330 Ω)、光敏电阻、集成电 大阻值 、电阻 路实验板、直流电源(5 、导线若干、黑纸． 路实验板、直流电源 V)、导线若干、黑纸．
说明：要使热敏电阻在感测到更低的温度时报警， 说明：要使热敏电阻在感测到更低的温度时报警， 应增大R1的阻值，R1阻值越大，要使斯密特触发器 应增大 的阻值， 阻值越大， 输入端达到高电平，则热敏电阻阻值要求越大， 输入端达到高电平，则热敏电阻阻值要求越大，即 温度越低． 温度越低．
2017-2018学年人教版选修3-2 传感器的应用 第2课时 教案
教学课题：第二节传感器的应用教学目标1．了解传感器应用的一般模式。
2．探究并理解电子秤、话筒、电熨斗的工作原理，认识力、声、温度传感器的一般应用。
3．会分析和设计简单的传感器应用的控制电路。
4．初步了解传感器在生活、生产、科技中的应用，激发学习兴趣，培养理论联系实际的能力，树立学以致用的思想，提高创新意识。
教学重点难点重点：1.探究并理解电子秤、话筒、电熨斗的工作原理。
2．会分析和设计简单的传感器应用的控制电路。
难点：应变片的测力原理，三种话筒的工作原理，电熨斗的双金属片作用。
设计塑料片海绵模拟应变片实验，可以形象地认识应变片的测力原理，采取动画演示、小老师、演示实验等多种形式，帮助学生理解不同话筒的工作原理，利用启动器的双金属片实验，启发学生认识温度传感器的作用。
教学方法与手段实验法：以演示实验和分组实验为先导，创设情景，激发兴趣，突破难点，帮助学生理解各种传感器的工作原理，引领学生认识、概括各种传感器的作用。
讨论法：小组合作学习为主，调动学生展开对三种传感器的讨论。
教具：话筒、扩音器、扬声器、拉力传感器、声控电灯、驻极体话筒的工作电路示教板、示波器、学生电源、电熨斗、日光灯启动器(若干)、多媒体课件。
知识准备复习传感器的作用，电磁感应和电容的知识。
教学过程：导入新课①让学生代表利用话筒、扩音器和扬声器进行一分钟科技新闻播报。
②演示实验：用力传感器通过计算机显示作用力和反作用力。
③演示实验：用声控开关控制电灯的通断。
问题引导：话筒、力传感器、声传感器获得的信号一般很微弱，难以听到、看到或触发控制电路，上述三种情景中，传感器应用的一般模式是怎样的？推进新课教学任务：传感器应用的一般模式。
师生活动：教师展示：PPT课件展示上述前两种情景中传感器的工作流程图。
声音→话筒(传感器)→扩音器(放大电路)→扬声器用声控开关控制电灯的通断，再列举生活中一些自动控制实例，如：遥控器控制电视开关；日光控制路灯的开关；走近自动门，自动门会自动打开；电梯两门靠拢到接触人体时，会重新自动打开等。
高中物理选修3-2学案3：6.2传感器的应用
6.2传感器的应用基础知识一、传感器应用的一般模式传感器→放大转换电路→⎩⎪⎨⎪⎧执行机构显示器指针式电表、数字屏计算机系统二、力传感器的应用——电子秤1．组成：电子秤使用的测力装置是力传感器．常用的一种力传感器是由金属梁和应变片组成的．应变片是一种敏感元件，现在多用半导体材料制成．2．原理：如图所示，弹簧钢制成的梁形元件右端固定，在梁的上下表面各贴一个应变片，在梁的自由端施力F，则梁发生弯曲，上表面拉伸，下表面压缩，上表面应变片的电阻变大，下表面应变片的电阻变小．力F越大，弯曲形变越大，应变片的电阻变化就越大．如果让应变片中通过的电流保持恒定，那么上表面应变片两端的电压变大，下表面应变片两端的电压变小．传感器把这两个电压的差值输出．力F越大，输出的电压差值也就越大．3．作用：应变片将物体形变这个力学量转换为电压这个电学量．三、温度传感器的应用1．电熨斗(1)构造(如图所示)它主要由调温旋钮、升降螺钉、绝缘支架、触点、双金属片、弹性铜片、电热丝、金属底板等几部分组成．(2)敏感元件：双金属片．(3)工作原理：温度变化时，由于双金属片上层金属与下层金属的膨胀系数不同，双金属片发生弯曲从而控制电路的通断．2．电饭锅(1)构造(如图所示)(2)敏感元件：感温铁氧体(3)工作原理①居里温度：感温铁氧体常温下具有铁磁性，温度上升到约103 ℃时，失去铁磁性，这一温度称为该材料的“居里温度”．②自动断电原理：用手按下开关通电加热，开始煮饭，当锅内加热温度达到103_℃时，铁氧体失去磁性，与永久磁铁失去吸引力，被弹簧片弹开，从而推动杠杆使触点开关断开．四、光传感器的应用——火灾报警器1．构造：带孔的罩子内装有发光二极管LED、光电三极管和不透明的挡板．2．工作原理：平时，光电三极管收不到LED发出的光，呈现高电阻状态，烟雾进入罩内后对光有散射作用，使部分光线照射到光电三极管上，其电阻变小，与传感器连接的电路检测出这种变化，就会发出警报．基础练习1．光电式感烟探测器(简称烟感器)由光源、光电元件和电子开关组成。
人教版高中物理选修3-2第六章6.3《实验：传感器的应用》教案设计设计
传感器的应用实验教案【教学目标】1．知识与技能：（1）、知道二极管的单向导电性和发光二极管的发光特性。
（2）、知道晶体三极管的放大特性。
(3)、掌握逻辑电路的基本知识和基本应用。
2．过程与方法：通过实验的方法，让学生在组装和调试中，更为深入地认识传感器的应用。
3．情感、态度与价值观培养学生的学习兴趣，倡导以创新为主，实践为重的素质教育理念。
【教学重点】：传感器的应用实例。
【教学难点】：由门电路控制的传感器的工作原理。
【教学方法】：PPT课件，演示实验，讲授【教学用具】：斯密特触发器或非门电路，二极管，三极管，蜂鸣器，滑线变阻器，热敏电阻，光敏电阻。
【教学过程】一、引入新课上节课我们学习了温度传感器、光传感器及其工作原理。
请大家回忆一下我们学了哪些具体的温度、光传感器？学生思考后回答：电饭锅，测温仪，鼠标器，火灾报警器这节课我们将结合简单逻辑电路中的知识学习由门电路以及传感器控制的电路问题。
二、进行新课在我们学习这些知识之前，先要学习一些相关的元件的作用功能，及其工作原理。
（一）、普通二极管和发光二极管固态电子器件中的半导体两端器件。
起源于19世纪末发现的点接触二极管效应，发展于20世纪30年代，主要特征是具有单向导电性，即整流特性。
利用不同的半导体材料、掺杂分布、几何结构，可制成不同类型的二极管，用来产生、控制、接收、变换、放大信号和进行能量转换。
例如稳压二极管可在电源电路中提供固定偏压和进行过压保护；雪崩二极管作为固体微波功率源，用于小型固体发射机中的发射源；半导体光电二极管能实现光-电能量的转换，可用来探测光辐射信号；半导体发光二极管能实现电-光能量的转换，可用作指示灯、文字-数字显示、光耦合器件、光通信系统光源等；肖特基二极管可用于微波电路中的混频、检波、调制、超高速开关、倍频和低噪声参量放大等。
按用途分：检波二极管、整流二极管、稳压二极管、开关管、光电管。
按结构分：点接触型二极管、面接触型二极管发光二极管简称为LED。
2024-2025学年高中物理第六章传感器3实验：传感器的应用(2)教案新人教版选修3-2
本节课的核心素养目标主要围绕物理学科的核心素养进行设计，包括物理观念、科学思维、实验探究和科学态度四个方面。
1.物理观念：通过实验，让学生进一步理解传感器的工作原理和特性，形成对传感器的基本认识，建立正确的物理观念。
2.科学思维：通过观察、记录和分析实验现象，培养学生运用科学思维方法，对实验结果进行解释和推理，提高学生的逻辑思维能力。
在知识层面，学生已经掌握了与传感器相关的物理知识，如电路知识、信号处理等，为本节课的深入学习奠定了基础。在能力层面，大部分学生具备较强的动手操作能力，能够独立完成实验操作。同时，他们的思维能力、观察能力和分析能力也得到了一定程度的锻炼。
然而，在学习过程中，我发现部分学生在理论知识方面较为扎实，但在实验操作和数据分析方面存在不足；还有一部分学生对理论知识掌握不牢固，对复杂实验操作过程容易产生畏难情绪。此外，部分学生在解决问题时缺乏创新意识，习惯于依赖课本和教师的指导，缺乏独立思考的能力。
在教学过程中，我还应关注学生的情感态度，激发他们的学习兴趣，帮助他们树立自信心。针对部分学生在面对困难时容易灰心丧气的问题，我要及时给予鼓励和支持，让他们感受到成功的喜悦，从而增强他们克服困难的勇气。
此外，我要充分利用课堂讨论和小组合作的机会，培养学生的团队合作精神和沟通能力。通过设置合理的课堂提问和讨论话题，引导学生积极思考、发表自己的观点，提高他们的表达能力。同时，在实验过程中，鼓励学生之间的交流与合作，让他们在实践中学会倾听、理解和尊重他人。
教学资源
1.软硬件资源：
-实验室用传感器设备
-数据采集器
-电脑及投影仪
-实验桌椅
-多媒体教学系统
2.课程平台：
-学校物理实验室
-校园网络教学平台
人教版高中物理选修3-2第六章传感器学案2-3
学案2传感器的应用学案3实验：传感器的应用[学习目标定位]1.了解传感器在日常生活和生产中的应用.2.了解传感器应用的一般模式.3.能设计简单的应用传感器的控制电路.4.利用斯密特触发器设计光控开关和温度报警器．1．二极管具有单向导电性，发光二极管导电时还能发光．2．输出状态和输入状态呈相反的逻辑关系叫“非”逻辑关系，具有“非”逻辑关系的电路叫“非”门，符号为.传感器应用的一般模式一、力传感器的应用——电子秤常用的一种力传感器是由金属梁和应变片组成的，应变片能够把物体形变这个力学量转换为电压这个电学量．二、温度传感器的应用——电熨斗、电饭锅1．电熨斗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．2．电饭锅中也应用了温度传感器，它的主要元件是感温铁氧体．其常温下具有铁磁性，能够被磁体吸引，但是温度上升到约103_℃时，就失去了铁磁性，不能被磁体吸引，这个温度称为该材料的“居里温度”或“居里点”．三、光传感器的应用——火灾报警器烟雾散射式火灾报警器是利用烟雾对光的散射来工作的．四、实验：传感器的应用斯密特触发器是具有特殊功能的非门，它可以将连续变化的模拟信号转换为突变的数字信号，常用符号表示.一、力传感器的应用——电子秤1．组成及敏感元件：由金属梁和应变片组成，敏感元件是应变片．2．工作原理：二、温度传感器的应用——电熨斗[问题设计]如图1所示为电熨斗的构造，其中双金属片上层金属的热膨胀系数大于下层金属．图1(1)常温下，电熨斗的上、下触点应当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)熨烫棉麻衣物需要设定较高的温度，熨烫丝绸衣物需要设定较低的温度，这是如何利用调温旋钮来实现的？答案(1)常温时，电熨斗的上、下触点接触，这样电熨斗接通电源后能进行加热．当温度过高时双金属片膨胀，因上层的热膨胀系数较大，故上层膨胀的厉害，双金属片向下弯曲，弯曲到一定程度后，两触点分离，电路断开，电热丝停止加热；当温度降低后，双金属片恢复原状，重新接通电路加热．(2)熨烫棉麻衣物需要设定较高的温度，也就是要求双金属片弯曲程度较大时，两触点分离，所以应使调温旋钮下旋．反之熨烫丝绸衣物需要设定较低的温度，应使调温旋钮上旋．[要点提炼]双金属片温度传感器的工作原理：温度变化时，因双金属片上层金属与下层金属的热膨胀系数不同，双金属片发生弯曲从而控制电路的通断．三、温度传感器的应用——电饭锅[问题设计]电饭锅的结构如图2所示．图2(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？(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？答案(1)煮饭时压下开关按钮，感温磁体与永磁体相互吸引结合在一起，触点相接，电路接通，开始加热，手松开后，由于锅内的温度低，感温磁体与永磁体相互吸引而不能使按钮恢复到题图所示的状态．(2)煮饭时水沸腾后锅内的温度基本保持在水的沸点不变．因为水沸腾时，温度不变．(3)饭熟后，水分被大米吸收，锅底的温度会升高，当温度上升到“居里温度”(约103 ℃)时，感温磁体失去磁性，在弹簧作用下永磁铁与之分离，开关自动断开，且不能自动复位．(4)不能，因为如果用电饭锅烧水，水沸腾后，锅内的温度保持在100 ℃不变，低于“居里温度”103 ℃，电饭锅不能自动断电，只有水烧干后，温度升高到103 ℃才能自动断电，因此用电饭锅来烧水、煲汤不能实现自动控温．[要点提炼]电饭锅中温度传感器为感温铁氧体．1．居里温度：感温铁氧体常温下具有铁磁性，温度上升到约103℃时，失去铁磁性，这一温度称为该材料的“居里温度”或“居里点”．2．自动断电原理：用手按下开关按钮通电加热，开始煮饭，当锅内温度达到103℃时，感温铁氧体失去磁性，与永久磁铁失去吸引力，被弹簧弹开，从而推动杠杆使触点开关断开．四、光传感器的应用——火灾报警器1．组成：如图3所示，发光二极管LED、光电三极管和不透明的挡板．2．工作原理：平时，光电三极管收不到LED发出的光，呈现高电阻状态，烟雾进入罩内后对光有散射作用，使部分光线照射到光电三极管上，其电阻变小．与传感器连接的电路检测出这种变化，就会发出警报．图3五、光控开关和温度报警器[问题设计]如图4所示的光控电路，用二极管LED模仿路灯，R G为光敏电阻，R1的最大阻值为51 kΩ，R2阻值为330 Ω.试分析其工作原理．图4答案白天，光照强度较大，光敏电阻R G阻值较小，加在斯密特触发器A端的电压较低，则输出端Y输出高电平，发光二极管LED不导通；当天色暗到一定程度时，R G的阻值增大到一定值，斯密特触发器的输入端A的电压上升到某个值(如1.6 V)，输出端Y突然从高电平跳到低电平，则发光二极管LED导通发光(相当于路灯亮了)，这样就达到了使路灯天明熄灭、天暗自动开启的目的．[延伸思考]要想在天更暗时路灯才会被点亮，应该怎样调节R1?答案要想在天更暗时路灯才会亮，应该把R1的阻值调大些，这样要使斯密特触发器的输入端A的电压达到某个值(如1.6 V)，就需要R G的阻值更大，即天色更暗．[要点提炼]1．斯密特触发器：当输入端电压逐渐上升到某一个值(1.6 V)时，输出端会突然从高电平跳到低电平(0.25 V)，当输入端电压下降到另一个值(0.8 V)时，输出端会从低电平跳到高电平(3.4 V)．2．普通二极管：具有单向导电性．3．发光二极管：具有单向导电性，同时还能发光．4．光控开关工作原理电路图(如图5甲、乙所示)图55．温度报警器工作原理电路图(如图6所示)图6R1的阻值不同，则报警温度不同，可以通过调节R1来调节蜂鸣器的报警温度．一、传感器的应用举例例1按图7所示连接好电路，合上S，发现小灯泡不亮，原因是_______________________；用电吹风对热敏电阻吹一会儿，会发现小灯泡________，原因是_________________；停止吹风，会发现________________；把热敏电阻放入冷水中会发现__________________________________________．图7答案由于热敏电阻阻值较大，左侧电路电流较小，电磁铁磁性较弱吸不住衔铁亮了电吹风对热敏电阻加热使其阻值变小，电路中电流增大，电磁铁吸住衔铁小灯泡不会立即熄灭，因为热敏电阻温度仍然较高小灯泡熄灭二、传感器的应用实例例2电饭煲的工作原理如图图88所示，可分为两部分，即控制部分：由S2、R1和黄灯组成．工作(加热)部分：由发热电阻R3、R2和红灯组成，S1是一个磁铁限温开关，手动闭合，当此开关的温度达到居里点(103℃)时，自动断开，且不能自动复位(闭合)，S2是一个双金属片自动开关，当温度达到70℃～80℃时，自动断开，低于70℃时，自动闭合，红灯、黄灯是指示灯，通过的电流必须较小，所以R1、R2起________作用，R3是发热电阻，由于煮饭前温度低于70℃，所以S2是________(填“断开的”或“闭合的”)．接通电源并按下S1后，黄灯灭而红灯亮，R3发热，当温度达到70℃～80℃时，S2断开，当温度达到103℃时饭熟，S1断开，当温度降到70℃以下时，S2闭合，电饭煲处于保温状态，由以上描述可知R2________R3(填“＜”“＝”或“＞”)，若用电饭煲烧水时，直到水被烧干S1才会断开，试解释此现象．解析R1、R2起的作用是限流，防止指示灯(氖泡)因电流过大而烧毁，S2是自动控制温度开关，当温度低于70℃时自动闭合，当温度达到70℃～80℃时又自动断开，使电饭煲处于保温状态，由于R3的功率较大，因此R2＞R3.由于开关S1必须当温度达到103℃时才自动断开，而水的沸点只有100℃，因此用电饭煲烧水时，直到水被烧干后S1才会断开．答案见解析三、温度报警器的应用例3图9是一个火警报警装置的逻辑电路图，R T是一个热敏电阻，低温时电阻值很大，高温时电阻值很小，R是一个阻值较小的分压电阻．图9(1)要做到低温时电铃不响，火警时产生高温，电铃响起，在图中虚线处应接入怎样的元件？(2)为什么高温时电铃会被接通？(3)为了提高该电路的灵敏度，即报警温度调得稍低些，R的值应大一些还是小一些？解析(1)温度较低时R T的阻值很大，R的阻值比R T小得多，因此P、X之间电压较大．要求此时电铃不发声，表明输出给电铃的电压应该较小，输入与输出相反，可见虚线处元件应是“非”门．(2)高温时，R T阻值减小，P、X之间电压降低，输入低电压时，从“非”门输出的是高电压，电铃响起．(3)由前面分析可知，若R较大，由于它的分压作用，R T两端的电压不太高，则外界温度不太高时，就能使P、X之间电压降到低电压输入，电铃就能发声，因此R较大时，反应较灵敏．答案见解析1．(传感器的应用实例)压敏电阻的阻值会随所受压力的增大而减小．一同学利用压敏电阻设计了判断升降机运动状态的装置，如图10甲所示，将压敏电阻平放在升降机内，受压面朝上，在上面放一物体m，升降机静止时电流表示数为I0.某过程中电流表的示数如图乙所示，则在此过程()图10A．物体处于失重状态B．物体处于超重状态C．升降机一定向上做匀加速运动D．升降机可能向下做匀减速运动答案BD解析电流表的示数变为2I0且保持不变，说明压敏电阻的阻值比升降机静止时小，压敏电阻所受压力变大，物体处于超重状态，即物体具有向上的加速度，B、D正确，A、C错误．2．(传感器的应用实例)在家用电热灭蚊器中，电热部分主要元件是PTC元件，PTC元件是由钛酸钡等半导体材料制成的电阻器，其电阻率ρ随温度t的变化关系如图11所示，由于这种特性，PTC元件具有发热、保温双重功能．对此，以下判断正确的是()图11①通电后，其电功率先增大后减小②通电后，其电功率先减小后增大③当其产生的热量与散发的热量相等时，温度保持在t1不变④当其产生的热量与散发的热量相等时，温度保持在t1和t2之间的某一值不变A．①②B．②③C．②④D．①④答案 D解析当温度由零升到t1的过程中，PTC的电阻率ρ随温度升高而减小，其电阻R随之减小，由于加在灭蚊器上的电压U保持不变，灭蚊器的热功率P随之增大，当t＝t1时，P＝P1达到最大．当温度继续升高，ρ增大，R增大，P减小；而温度越高，其与外界环境温度的差别也就越大，电热灭蚊器的散热功率P′也就越大，因此在这之间的某一温度t3会有P ＝P3＝P′，即电热功率P减小到等于散热功率时，即达到保温；当t＜t3时，P＞P′，使温度自动升高到t3；当t＞t3时，P＜P′，使温度自动降到t3，实现自动保温，正确选项为D.3．(光控开关的分析)逻辑电路在电子线路中有着重要的应用．某同学利用“非”门电路设计了一个路灯自动控制门电路．天黑了，让路灯自动接通；天亮了，让路灯自动熄灭．图12中R G是一个光敏电阻，当有光线照射时，光敏电阻的阻值会明显减小．R是可调电阻，起分压作用．“非”门电路能将输入的高压信号转变为低压信号，或将低压信号转变为高压信号，J为路灯总开关控制继电器，它在获得高电压时才启动(图中未画路灯电路)．图12(1)当天黑时，R G的阻值变________、“非”门电路获得________电压，J得到________电压．(填“大”、“小”或“高”、“低”)(2)如果路灯开关自动接通时天色还比较亮，现要调节自动控制装置，使得它在天色较暗时才会自动接通开关，应将R的阻值调________(填“大”或“小”)一些．答案(1)大低高(2)大解析(1)天黑时，光线减弱，光敏电阻R G的阻值变大，A端输入低电压，Y端输出高压信号，J得到高电压，开始控制路灯工作．(2)如果路灯开关自动接通时天色还比较亮，应将R 的阻值调大，使A端输入电压较高，当天色较暗时，R G的电阻变大，A端的电压降低，Y 端的电压升高，J得到高电压，开始控制路灯工作．题组一传感器应用实例1．关于电饭锅的说法正确的是()A．电饭锅中的温度传感器的主要元件是氧化铁B．感温铁氧体在常温下具有铁磁性，温度很高时失去铁磁性C．用电饭锅烧水，水开时能自动断电D．用电饭锅煮饭时，若温控开关自动断电后，它不能自动复位答案BD2．如图1所示是会议室和宾馆房间的天花板上装有的火灾报警器的结构原理图，罩内装有发光二极管LED、光电三极管和不透明的挡板．平时光电三极管接收不到LED发出的光，呈现高电阻状态．发生火灾时，下列说法正确的是()图1A．进入罩内的烟雾遮挡了光线，使光电三极管电阻更大，检测电路检测出变化发出警报B．光电三极管温度升高，电阻变小，检测电路检测出变化发出警报C．进入罩内的烟雾对光有散射作用，部分光线照到光电三极管上，电阻变小，发出警报D．以上说法均不正确答案 C解析由火灾报警器的原理可知，发生火灾时烟雾进入罩内，使光发生散射，部分光线照到光电三极管上，电阻变小，与传感器相连的电路检测出这种变化，发出警报，C对．3．某楼梯口的电灯开关装有传感器，天黑时，出现声音才能发光，而白天即使有声音，电灯也不能发光，该开关中有两种传感器，它们可能是()A．热敏电阻和光敏电阻B．金属热电阻和光敏电阻C．热敏电阻和霍尔元件D．光敏电阻和驻极体话筒答案 D解析两种传感器分别把声音信号转换为电信号，把光信号转换为电信号，所以选项D正确．4．如图2所示为用热敏电阻R和继电器L等组成的一个简单的恒温控制电路，其中热敏电阻的阻值会随温度的升高而减小．电源甲与继电器、热敏电阻等组成控制电路，电源乙与恒温箱加热器(图中未画出)相连接．则()图2A．当温度降低到某一数值，衔铁P将会被吸下B．当温度升高到某一数值，衔铁P将会被吸下C．工作时，应该把恒温箱内的加热器接在C、D端D．工作时，应该把恒温箱内的加热器接在A、C端答案 B解析根据温度变化，分析R的变化，确定电路中电流的变化，电流增大时，继电器L对衔铁P吸引力增大，P将会被吸下．当温度降低到某一数值，热敏电阻R的阻值增大，电路中电流减小，继电器L对衔铁P吸引力减小，P将不会被吸下，故A错误．当温度升高到某一数值，热敏电阻R的阻值减小，电路中电流增大，继电器L对衔铁P吸引力增大，P 将会被吸下．故B正确．恒温箱内温度高到一定数值后，应与电源断开停止加热，由以上分析可知，温度升高后，A、B端断开，所以工作时，应该把恒温箱内的加热器接在A、B 端．故C、D错误．故选B.题组二光控开关和温度报警器的分析5．如图3所示为一个电平检测逻辑电路，A与被测点相接，则()图3A．A为低电平，LED发光B．A为高电平，LED发光C．A为低电平，LED不发光D．A为高电平，LED不发光答案BC解析A为低电平时，Y为高电平，LED不发光；A为高电平时，Y为低电平，LED发光，故B、C正确．6.如图4所示的光控电路中，发光二极管LED模仿路灯，R G为光敏电阻．“”是具有特殊功能的非门，当加在它的输入端A的电势逐渐上升到某个值时，输出端Y会突然从高电平跳到低电平，而当输入端A的电势下降到另一个值时，Y会从低电平跳到高电平．在天暗时路灯(发光二极管)会点亮，下列说法中正确的是()图4A．天暗时，Y处于高电平B．天暗时，Y处于低电平C．当R1调大时，A端的电势降低，灯(发光二极管)点亮D．当R1调大时，A端的电势降低，灯(发光二极管)熄灭答案BD解析天暗时，R G阻值增大，则A处于高电平，Y处于低电平，在电源正极和Y之间的发光二极管导通发光．当R1调大时，R1分压增大，则A点电势低，所以Y处于高电平，发光二极管不导通，灯熄灭．7．如图5是温度报警器电路示意图，下列关于此电路的分析正确的是()图5A．当R T的温度升高时，R T阻值减小，A端电势降低，Y端电势升高，蜂鸣器会发出报警声B．当R T的温度升高时，R T减小，A端电势升高，Y端电势降低，蜂鸣器会发出报警声C．当增大R1时，A端电势升高，Y端电势降低，蜂鸣器会发出报警声D．当增大R1时，A端电势降低，Y端电势升高，蜂鸣器会发出报警声答案BC解析当R T温度升高时，R T阻值减小，A点电势升高到某一数值时，Y端电势突然降低，蜂鸣器导通发出警报声，A错，B对．当增大R1时，A端电势升高到某一数值时，Y端电势突然降低，电流通过蜂鸣器，发出报警声，C对，D错．题组三传感器的应用分析8．如图6所示为小型电磁继电器的构造示意图，其中L为含铁芯的线圈．P为可绕O点转动的铁片，K为弹簧，S为一对触头，A、B、C、D为四个接线柱．电磁继电器与传感器配合，可完成自动控制的要求．其工作方式是()图6A．A与B接信号电压，C与D可跟被控电路串联B．A与B接信号电压，C与D可跟被控电路并联C．C与D接信号电压，A与B可跟被控电路串联D．C与D接信号电压，A与B可跟被控电路并联答案 A9．如图7所示为一自动控制温度的电路，请说明其工作原理．图7答案见解析解析当开关P在弹簧拉力作用下拉到上面与a接触时，电热丝工作；随着温度升高，热敏电阻温度升高、阻值减小，通过电磁铁的电流增大，电磁铁磁性增强到一定程度时把P 吸到b，电热丝停止工作，指示灯亮．10．如图8甲所示为一测量硫化镉光敏电阻特性的实验电路，电源电压恒定．电流表内阻不计，开关闭合后，调节滑动变阻器的滑片，使小灯泡发光亮度逐渐增强，测得流过电阻的电流和光强的关系曲线如图乙所示，试根据这一特性用图丙中给定的器材设计一个自动光控电路．图8答案见解析解析由光敏电阻的特性曲线可以看出，当入射光增强时，光敏电阻的阻值减小，通过光敏电阻的电流增大．根据题意设计的自动光控电路如图所示．控制过程是：当有光照射时，电路中电流增大，经过放大器输出一个较大的电流，驱动电磁继电器吸引衔铁使两个触点断开，当无光照射时，电路中电流减小，放大器输出电流减小，电磁继电器释放衔铁，使两个触点闭合，控制电路接通，灯开始工作．。
选修3-2第六章第3节传感器的应用(二)学案
选修3-2第六章第3节：传感器的应用（二）学案课前预习学案一、预习目标预习四种传感器的工作原理 二、预习内容1、温度传感器——电饭锅（1）、电饭锅的内部结构（如图6－3－1所示）：电饭锅主要由接线螺钉、触点、转轴、开关按钮、＿＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿＿、弹簧、内胆底等构成．其中＿＿＿＿＿＿为主要元件，它是用＿＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿＿和＿＿＿＿＿＿混合烧结而成的．它的特点主要有：常温下具有铁磁性，能够被磁体吸引，但是上升到＿＿＿＿＿＿时，就失去＿＿＿＿＿＿性，不能被磁体吸引了．该温度在物理学中称为该材料的＿＿＿＿＿＿或＿＿＿＿＿＿．（2）、电饭锅的工作原理：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿．2．温度传感器的应用——测温仪测温仪的原理：温度传感器要以把＿＿＿＿＿＿转换成＿＿＿＿＿＿，再由指针式仪表或数字式仪表显示出来．这就是指针式测温仪和数字式测温仪的原理．由于电信可以远距离传输，所以应用温度传感器可以进行远距离测温．测温元件：它可以是＿＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿＿（利用该元件可以实现无接触测温）． 3．光传感器的应用——鼠标器（1）、机械式鼠标器的内部结构：它由一个滚球、两个滚轴、两个＿＿＿＿＿＿（它手动开关接线螺丝触点永磁铁电热板 内胆底转轴感温铁氧体的边缘开有许多等间距的小齿）、两个＿＿＿＿＿＿（LED ）、还有两个＿＿＿＿＿＿（两个光传感器）等组成的．(2)、机械式鼠标器的工作原理：当鼠标器在桌面上移动时，滚球的运动通过＿＿＿＿＿＿带动两个＿＿＿＿＿＿转动，红外线接收管就收到的＿＿＿＿＿＿，输出相应的＿＿＿＿＿＿．计算机分别统计x ，y 两个方向的脉冲信，处理后就使屏幕上的光标产生相应的＿＿＿＿＿＿． (3)、鼠标器的主要组成？(4)、鼠标器中光传感器的主要部件是什么？。
(5)、鼠标器的工作原理？ 4．光传感器的应用——火灾报警器(1)、烟雾散射火灾报警器的构造：带孔的罩子内装有＿＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿＿和不透明的档板．（2）\烟雾散射式火灾报警器的工作原理：平时，＿＿＿＿＿＿收不到LED 发出的光，呈现＿＿＿＿＿＿状态．烟雾进入罩内后对光有＿＿＿＿＿＿作用，使部分光线照射到＿＿＿＿＿＿，其电阻变＿＿＿＿＿＿，与传感器连接的电路检测发出这种变化，就会发出警报．发光二极管红外接收管滚轴 码盘滚球（3）、以利用烟雾对光的散射来工作的火灾报警器为例，简述其工作原理。
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学校：实验高中 学科：物理 编写人：张洁 审稿人：：刘云涛选修3-2第六章第3节：传感器的应用（二）学案课前预习学案一、预习目标预习四种传感器的工作原理 二、预习内容1、温度传感器——电饭锅（1）、电饭锅的内部结构（如图6－3－1所示）：电饭锅主要由接线螺钉、触点、转轴、开关按钮、＿＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿＿、弹簧、内胆底等构成．其中＿＿＿＿＿＿为主要元件，它是用＿＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿＿和＿＿＿＿＿＿混合烧结而成的．它的特点主要有：常温下具有铁磁性，能够被磁体吸引，但是上升到＿＿＿＿＿＿时，就失去＿＿＿＿＿＿性，不能被磁体吸引了．该温度在物理学中称为该材料的＿＿＿＿＿＿或＿＿＿＿＿＿．（2）、电饭锅的工作原理：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿．2．温度传感器的应用——测温仪测温仪的原理：温度传感器要以把＿＿＿＿＿＿转换成＿＿＿＿＿＿，再由指针式仪表或数字式仪表显示出来．这就是指针式测温仪和数字式测温仪的原理．由于电信号可以远距离传输，所以应用温度传感器可以进行远距离测温．测温元件：它可以是＿＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿＿（利用该元件可以实现无接触测温）． 3．光传感器的应用——鼠标器手动开关接线螺丝触点永磁铁电热板 内胆底转轴感温铁氧体（1）、机械式鼠标器的内部结构：它由一个滚球、两个滚轴、两个＿＿＿＿＿＿（它的边缘开有许多等间距的小齿）、两个＿＿＿＿＿＿（LED ）、还有两个＿＿＿＿＿＿（两个光传感器）等组成的．(2)、机械式鼠标器的工作原理：当鼠标器在桌面上移动时，滚球的运动通过＿＿＿＿＿＿带动两个＿＿＿＿＿＿转动，红外线接收管就收到的＿＿＿＿＿＿，输出相应的＿＿＿＿＿＿．计算机分别统计x ，y 两个方向的脉冲信号，处理后就使屏幕上的光标产生相应的＿＿＿＿＿＿． (3)、鼠标器的主要组成？(4)、鼠标器中光传感器的主要部件是什么？。
(5)、鼠标器的工作原理？ 4．光传感器的应用——火灾报警器(1)、烟雾散射火灾报警器的构造：带孔的罩子内装有＿＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿＿和不透明的档板．（2）\烟雾散射式火灾报警器的工作原理：平时，＿＿＿＿＿＿收不到LED 发出的光，呈现＿＿＿＿＿＿状态．烟雾进入罩内后对光有＿＿＿＿＿＿作用，使部分光线照射到＿＿＿＿＿＿，其电阻变＿＿＿＿＿＿，与传感器连接的电路检测发出这种变化，就会发出警报．发光二极管红外接收管滚轴 码盘滚球（3）、以利用烟雾对光的散射来工作的火灾报警器为例，简述其工作原理。
三、提出疑惑同学们，通过你的自主学习，你还有哪些疑惑，请把它填在下面的表格中疑惑点疑惑内容课内探究学案一、学习目标正确理解四种传感器的工作原理二、学习过程探究一：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。
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？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？手动开关接线螺丝触点永磁铁电热板内胆底转轴感温铁氧体（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？（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？探究二：温度传感器的应用——测温仪应用温度传感器可以把温度转换成电信号，由指针式仪表或数字式仪表显示出来，由于电信号可以由测温地点传输到其他地点，所以应用温度传感器可以远距离读取温度的数值，这是吧非电学量转变成电学量的一大优点。
几种常见的测温仪，测温元件可以是热敏电阻、金属热电阻、热电偶等，还有红外线敏感元件。
（1）温度传感器测温仪有何优点？（2）常见的测温元件有哪些？(3) 测温仪是如何工作的(4) 什么是热电偶？探究三．光传感器的应用——鼠标器（1）鼠标器的主要组成？（2）鼠标器中光传感器的主要部件是什么？（3）鼠标器的工作原理？发光二极管红外接收管滚轴码盘滚球AB21探究四．光传感器的应用——火灾报警器许多会议室、宾馆房间的天花板上都装有火灾报警器，火灾报警器是光传感器应用的又一实例。
（1）学生阅读教材有关内容，思考并回答有关问题。
（2）以利用烟雾对光的散射来工作的火灾报警器为例，简述其工作原理。
（3）实验：把光敏电阻、多用表的直流电流档和干电池按照图甲连成电路，对光照的强度进行比较性测量。
光敏电阻受到的光照越强，电路中的电流越大。
白天，将它放在教室中适合阅读的地方，记下电流表的读数，晚上，用它来测灯光对书桌的照明。
比较两者的差别。
还可以按照图乙，把光敏电阻R 的引脚穿过硬泡沫塑料板Z 而固定，再罩上内壁涂黑、长度足够的遮光简T ，避免杂散光的干扰然后分别把不同的光源L （如蜡烛、几种不同功率的白炽灯泡、日光灯管等）都放在与光敏电阻相同距离（例如1m ）的位置，比较它们的亮度。
这个实验也可以用硅光电池来做。
由于光电池在受到光照时可以自己产生电动势，所以电路中不用电源。
想一想，怎样用如图所示的装置来制作一个摄影用的曝光表？三、反思总结本节课主要学习了以下几个问题：温度传感器光传感器传感器的应用四、当堂检测1．计算机的鼠标器：它内部的两个__________就是两个光传感器，分别负责x 、y 两个方向的移动信息．2．火灾报警器：内部敏感元件是光电三极管，无光照射时呈__________状态，有光照射时其__________变小．这种变化被电路检测后就会发出警报．3．温度传感器：应用温度传感器可以把__________转换成__________，由__________或__________显示出来．4．如图所示为小型断电器的构造示意图，其中L 为含铁芯的线圈，P 为可绕O 点转动的铁片，K 为弹簧，S 为一对触头，A 、B 、C 、D 为四个接线柱．断电器与传感器配合，可完成自动控制的要求，其工作方式是（ ）A ．A 与B 接信号电压，C 与D 可跟被控电路串联 B ．A 与B 接信号电压，C 与D 可跟被控电路并联 C ．C 与D 接信号电压，A 与B 跟被控电路串联 D ．C 与D 接信号电压，A 与B 跟被控电路并联5．家用电饭煲中的电热部分是在电路中串联一个PTC 元件（以钛酸钡为主要材料的热敏电阻器），其电阻率随温度变化的规律如图所示．由于这种特性，它具有温控功能，能使电饭煲自动地处于煮饭和保温状态．对于PTC 元件在电饭煲中的作用，以下说法中正确的是（ ）A ．通电后功率先增大，后减小B ．通电后功率先减小，后增大C ．当其产生的热量与散发的热量相等时，温度保持在T1不变D ．当其产生的热量与散发的热量相等时，温度保持在T1~T2之间的某一值不变 6、用多用电表的同一档位测量热敏电阻和光敏电阻的阻值时，下列说法正确的是 （ ）A 、测热敏电阻时，温度越高，多用电表指针偏角越大B 、测热敏电阻时，温度越高，多用电表指针偏角越小C 、测光敏电阻时，光照越弱，多用电表指针偏角越大D 、测光敏电阻时，光照越弱，多用电表指针偏角越小7、随着生活质量的提高，自动干手机已经进入家庭．洗手后，将湿手靠近自动干手机，机内的传感器便驱动电热器加热，有热空气从机内喷出，将湿手烘干，手靠近自动干手机能使传感器工作，是因为 A 、改变了湿度 B 、改变了温度 C 、改变了磁场 D 、改变了电容8、下面的器件不属于温度传感器应用的是（ ）A 、电熨斗B 、电饭锅C 、测温仪D 、鼠标器课后练习与提高1.(2008江苏泰州第一次联考)（考查传感器兼顾考查超重失重）压敏电阻的阻值会随所受压力的增大而减小，某位同学利用压敏电阻设计了判断电梯运动状态的装置，其装置示意图如图所示，将压敏电阻平放在电梯内，受压面朝上，在上面放一物体m ，电梯静止时电流表示数为I0，电梯在不同的运动过程中，电流表的示数分别如图甲、乙、丙、丁所示，下列判断中不正确的是 A ．甲图表示电梯可能做匀速直线运动 B ．乙图表示电梯可能做匀加速上升运动 C ．丙图表示电梯可能做匀加速上升运动 D ．丁图表示电梯可能做变减速下降运动2.如图甲为在温度为10℃左右的环境中工作的某自动恒温箱原理简图，箱内的电阻R1=20 k Ω，R2=10 k Ω，R3=40 k Ω，Rt 为热敏电阻，它的电阻随温度变化的图线如图乙所示．当 a 、b 端电压 Uab<0时，电压鉴别器会令开关S 接通，恒温箱内的电热丝发热，使箱内温度提高；当Uab>0时，电压鉴别器使 S 断开，停止加热，恒温箱内的温度恒定在_________℃．3.如图所示为一实验小车中利用光电脉冲测I 02I 0 ItI 02I 0 I tI 02I 0 I tI 02I 0 I t甲乙 丙 丁量车速和行程的装置示意图。
A 为光源，B 为光电接收器，A 、B 均固定在车身上，C 为小车的车轮，D 为与C 同轴相连的齿轮。
车轮转动时，A 发出的光束通过旋转齿轮上齿的间隙后变成脉冲光信号，被B 接收并转换成电信号，由电子电路记录和显示。
若实验显示单位时间内脉冲数为n ，累计脉冲数为N ，则要测出小车的速度和行程还必须测量的物理量和数据是 ,小车速度的表达式为v= ；行程的表达式为s = 。
答案：当堂检测1、答案：红外接收管2、答案：高电阻 电阻3、答案：温度 电信号 指针式仪表 数字式仪表4、答案： AB5、答案： AD思路解析：当电饭煲内的温度从T0升高到T1的过程中，热敏电阻的电阻率ρ随温度的升高而减小，则电阻R 也随着温度的升高而减小，而加在电饭煲上的电压U 保持不变，由P1=R U 2知，此过程中电饭煲生热功率P1随温度升高而增大，当T=T1时，P1达到最大．当温度从T1上升到T2过程中，随着温度的升高，ρ增大，R 增大，所以P1减小；而温度越高，温度与外界环境温度的差别越大，电饭煲的散热功率P2就越大；因此，在这之间的某一温度会有P2=P1，即达到保温状态，设此时的温度为T3，当T<T3时，P1>P2，使温度自动上升至T3，当T>T3时，P2>P1，会使电饭煲的温度自动降为T3，实现自动保温效果．6、答案：AD7、答案：D8、答案：D课后练习与提高1.C 【解析】匀速时物体受力与静止时相同，电流应为I0，A 项正确；匀加速上升时物体超重，压力恒定，电流恒定且变大，B 项正确，C 项错误；丁图电流减小，电路中的电阻增大，故此过程压力减小，可能为变减速下降，D 项正确。