2013高中物理选修3-2：第6章 第3节 应用创新演练
人教版高中物理选修3-2第六章 传感器单元练习题(含详细答案)
第六章传感器一、单选题1.如下图所示为一种温度自动报警器的原理图,在水银温度计的顶端封入一段金属丝,以下说法正确的是( )A．温度升高至74 ℃时,L1亮灯报警B．温度升高至74 ℃时,L2亮灯报警C．温度升高至78 ℃时,L1亮灯报警D．温度升高至78 ℃时,L2亮灯报警2.如图所示,有电流流过长方形金属块,磁场的方向垂直于前后表面,由于发生霍尔效应,下列说法中正确的是( )A．金属块上表面a电势高B．金属块下表面b电势高C．金属块前表面c电势高D．金属块后表面d电势高3.下列关于传感器的说法正确的是( )A．话筒是一种常用的传感器,其作用是将电信号转换为声音信号B．在天黑楼道里出现声音时,楼道里的灯才亮,说明它的控制电路中只有声音传感器C．光敏电阻能够把光照强弱变化转换为电阻大小变化D．电子秤中所使用的测力装置是温度传感器4.如图所示是观察电阻值随温度变化情况的示意图．现在把杯中的水由冷水变为热水,关于欧姆表的读数变化情况正确的是( )A．如果R为金属热电阻,读数变大,且变化非常明显B．如果R为金属热电阻,读数变小,且变化不明显C．如果R为热敏电阻(用半导体材料制作),读数变化非常明显D．如果R为热敏电阻(用半导体材料制作),读数变化不明显5.利用传感器和计算机可以研究快速变化的力的大小．实验时,把图甲中的小球举高到绳子的悬点O处,然后让小球自由下落．用这种方法获得的弹性绳的拉力随时间的变化图线如图乙所示．根据图线所提供的信息,以下判断正确的是( )A．t2时刻小球所处位置是运动中最高点B．t1～t2期间小球速度先增大后减小C．t3时刻小球动能最小D．t2与t5时刻小球速度大小不同6.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的变化关系如图所示,由于这种特性,PTC元件具有发热、保温双重功能．以下对电热灭蚊器的判断正确的是( )①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失的热量相等时,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．①③B．②③C．②④D．①④7.电子打火机的点火原理是压电效应,压电片在受压时会在两侧形成电压且电压大小与压力近似成正比．现有一利用压电效应制造的电梯加速度传感器,如图所示．压电片安装在电梯地板下,电压表与压电片构成闭合回路用来测量压电片两侧形成的电压,若发现电压表示数增大,下列说法正确的是( )A．电梯一定加速上升B．电梯一定减速下降C．电梯加速度一定向上D．电梯加速度一定向下8.以下家用电器中利用了温度传感器的是( )A．防盗报警器B．自动门C．电子秤D．电饭煲9.许多楼道照明灯具有这样的功能：天黑时,出现声音它就开启；而在白天,即使有声音它也没有反应,它的控制电路中可能接入的传感器是( )①温度传感器；②光传感器；③声音传感器；④热传感器A．①②B．②③C．③④D．②④10.霍尔元件能转换哪个物理量( )A．把温度这个热学量转换成电阻这个电学量B．把磁感应强度这个磁学量转换成电压这个电学量C．把力这个力学量转换成电压这个电学量D．把光照强弱这个光学量转换成电阻这个电学量二、多选题11.(多选)如图所示,用光敏电阻LDR和灯泡制成的一种简易水污染指示器,下列说法中正确的是( )A．严重污染时,LDR是高电阻B．轻度污染时,LDR是高电阻C．无论污染程度如何,LDR的电阻不变,阻值大小由材料本身因素决定D．该仪器的使用会因为白天和晚上受到影响12.(多选)美国科学家Willard S．Boyle与George E．Smith因电荷耦合器件(CCD)的重要发明荣获2009年度诺贝尔物理学奖．CCD是将光学量转变成电学量的传感器．下列器件可作为传感器的有( )A．发光二极管B．热敏电阻C．霍尔元件D．干电池13.(多选)为锻炼身体,小明利用所学物理知识设计了一个电子拉力计,如图所示是原理图．轻质弹簧右端和金属滑片P固定在一起(弹簧的电阻不计,P与R1间的摩擦不计),弹簧劲度系数为100 N/cm.定值电阻R0＝5 Ω,ab是一根长为5 cm的均匀电阻丝,阻值R1＝25 Ω,电源输出电压恒为U ＝3 V,理想电流表的量程为0～0.6 A,当拉环不受力时,滑片P处于a端．下列关于这个电路的说法正确的是(不计电源内阻)( )A．小明在电路中连入R0的目的是保护电路B．当拉环不受力时,闭合开关后电流表的读数为0.1 AC．当拉力为400 N时,电流表指针指在0.3 A处D．当拉力为400 N时,电流表指针指在0.5 A处三、实验题14.如图所示,一热敏电阻R T放在控温容器M内；A为毫安表,量程6 mA,内阻为数十欧姆；E为直流电源,电动势约为3 V,内阻很小；R为电阻箱,最大阻值为999.9 Ω,S为开关．已知R T在95 ℃时的阻值为150 Ω,在20 ℃时的阻值约为550 Ω.现要求在降温过程中测量在20～95 ℃之间的多个温度下R T的阻值．(1)在图中画出连线,完成实验原理电路图．(2)完成下列实验步骤中的填空：a．依照实验原理电路图连线．b．调节控温容器M内的温度,使得R T的温度为95 ℃.c．将电阻箱调到适当的阻值,以保证仪器安全．d．闭合开关．调节电阻箱,记录电流表的示数I0,并记录________．e．将R T的温度降为T1(20 ℃＜T1＜95 ℃)；调节电阻箱,使得电流表的读数________,记录________．f．温度为T1时热敏电阻的电阻值R T1＝________.g．逐步降低T1的数值,直到20 ℃；在每一温度下重复步骤e、f.15.现有器材：直流恒流电源(在正常工作状态下输出的电流恒定)、电压表、待测热敏电阻、保温容器、温度计、开关和导线等．(1)若用上述器材测量热敏电阻的阻值随温度变化的特性,请你在实物图上连线．(2)实验的主要步骤：①正确连接电路,在保温容器中注入适量冷水,接通电源,调节并记录电源输出的电流值；②在保温容器中添加少量热水,待温度稳定后,闭合开关,________,________,断开开关．③实验小组算得该热敏电阻在不同温度下的阻值,并据此绘得R－t关系图线．请根据图中的图线写出该热敏电阻的R－t关系式：R＝________＋________t(Ω)保留3位有效数字．四、计算题16.在航天事业中要用角速度计测得航天器的自转角速度ω,结构如图所示,当系统绕轴OO′转动时元件A在光滑杆上发生滑动,并输出电信号成为航天器的制导信号源,已知A质量为m,弹簧的劲度系数为k,原长为l0,电源电动势为E,内阻不计,滑动变阻器总长为l,电阻分布均匀,系统静止时滑动变阻器触头P在中点,与固定接头Q正对,当系统以角速度ω转动时,求：(1)弹簧形变量x与ω的关系式；(2)电压表示数U与角速度ω的关系式．17.如图所示是一种悬球式加速度仪,它可以用来测定沿水平轨道运动的列车的加速度．金属球的质量为m,它系在金属丝的下端,金属丝的上端悬挂在O点,AB是一根长为L的均匀电阻丝,其阻值为R,金属丝与电阻丝接触良好,摩擦不计,电阻丝的中心C焊接一根导线,从O点也引出一根导线,两线之间接入一个电压表(金属丝和导线电阻不计)．图中虚线OC与AB垂直,且OC＝h,电阻丝AB接在电压为U的直流稳压电源上,整个装置固定在列车中使AB与车前进的方向保持水平．列车静止时金属丝呈竖直状态,当列车加速或减速前进时,金属丝将偏离竖直方向,从电压表的读数变化可以测出加速度的大小．(1)当列车向右做匀加速直线运动时,试推导出加速度a与电压表读数U′的关系式(a用U′、U、L、h及重力加速度g等表示)；(2)用推导出的a与U′的关系式说明表盘上a的刻度是否均匀？(3)C点设置在电阻丝AB中点的原因是什么？对电压表的选择应有什么特殊要求？18.如图所示为一种加速度仪的示意图．质量为m的振子两端连有劲度系数均为k的轻弹簧,电源的电动势为E,不计内阻,滑动变阻器的总阻值为R,有效长度为L,系统静止时滑动触头位于滑动变阻器正中,这时电压表指针恰好在刻度盘正中．求：(1)系统的加速度a(以向右为正)和电压表读数U的函数关系式．(2)将电压表刻度改为加速度刻度后,其刻度是均匀的还是不均匀的？为什么？(3)若电压表指针指在满刻度的3/4位置,此时系统的加速度大小和方向如何？五、填空题19.目前有些居民区内楼道灯的控制,使用的是一种延时开关．该延时开关的简化原理图如图所示．图中D是红色光发光二极管(只要有很小的电流通过就能使其发出红色亮光),R为限流电阻,K 为按钮式开关,虚线框内S表示延时开关电路,当按下K接通电路瞬间,延时开关触发,相当于S闭合．这时释放K后,延时开关S约在1 min后断开,电灯熄灭．根据上述信息和原理图,我们可推断：按钮开关K按下前,发光二极管是________(填“发光的”或“熄灭的”),按钮开关K按下再释放后,电灯L发光持续时间约________ min.这一过程中发光二极管是________．限流电阻R的阻值和灯丝电阻R L相比,应满足R________R L的条件．20.按如图所示接好电路,合上S1,S2,发现小灯泡不亮,原因是________________；用电吹风对热敏电阻吹一会儿热风,会发现小灯泡________________,原因是________________；停止吹风,会发现小灯泡________________,原因是____________________________；把热敏电阻放入冷水中会发现小灯泡________________,原因是____________________________．21.如图甲所示,某同学设计了一种“闯红灯违规证据模拟记录器”,它可以通过拍摄照片来记录机动车辆闯红灯时的情景．它的工作原理是：当光控开关接收到某种颜色光时,开关自动闭合,且当压敏电阻受到车的压力,它的阻值变化引起电流变化达到一定值时,继电器的衔铁就被吸下,工作电路中的电控照相机就工作,拍摄违规车辆．光控开关未受到该种光照射就自动断开,衔铁不被吸引,工作电路中的指示灯发光．(1)要记录车辆违规闯红灯的情景,光控开关应在接收到________光(填“红”“绿”或“黄”)时自动闭合．(2)已知控制电路的电源电动势为 6 V,内阻为 1 Ω,继电器电阻为R0＝9 Ω,当控制电路中电流大于0.06 A时,衔铁会被吸引,如图乙所示,则只有质量超过________ kg的车辆违规时才会被记录．(g取10 N/kg)22.电饭煲的工作原理如图所示,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．23.如图所示,由电源、小灯泡、电阻丝、开关组成的电路中,当闭合开关S后,小灯泡正常发光,若用酒精灯加热电阻丝时,发现小灯泡亮度变化是________,发生这一现象的主要原因是________．A．小灯泡的电阻发生了变化B．小灯泡灯丝的电阻率随温度发生了变化C．电阻丝的电阻率随温度发生了变化D．电源的电压随温度发生了变化答案解析1.【答案】D【解析】2.【答案】B【解析】当电流在导体中流动时,自由电子定向移动的方向向左,受到向上的洛伦兹力作用,向金属块上表面聚集,于是金属块的上、下表面分别带上了负电荷与正电荷,从而形成了电势差,且下表面电势高,选项B正确．3.【答案】C【解析】A项,话筒是一种常用的传感器,其作用是将声音信号转换为电信号；B项,天黑楼道里出现声音时,楼道里的灯才亮,说明它的控制电路中有光传感器和声音传感器；C项,光敏电阻随光照强弱变化,其阻值会发生变化,即它够把光照强弱变化转换为电阻大小变化；D项,电子秤中所使用的测力装置是压力传感器；故选C.4.【答案】C【解析】若为金属热电阻、温度升高后,电阻变大,读数变化不明显,A、B错误．若为热敏电阻,读数将明显变化,C对,D错．5.【答案】B【解析】小球下落的轨迹展开图如图所示,B处为绳子原长处,C处为小球重力与绳上拉力相等处,D 处为小球下落的最低点,在F－t图中,0～t1小球在OB间下落,t1～t2小球在BD间下落,t2～t3小球由D回到B处,t3～t4小球在BO间上升,而后下落至B点．由F－t图知,小球在t2时刻下落到最大距离,然后最大距离在逐渐减小,由以上分析知,小球的最大速度出现在C点,对应于t1～t2之间,A 错,B对；小球动能最小出现在t2时刻或t3～t4间某时刻,C错误；t2和t5分别对应小球先后两次下落过程中经过最低点的时刻,速度大小都为零,D错误．正确选项为B.6.【答案】D【解析】在温度由零升到T1的过程中,电阻器的电阻率ρ随温度的升高而减小,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,在温度由T1升高到T2的过程中,ρ增大,R增大,P减小．而温度越高,其与外界环境的温度差也就越大,高于环境温度的电热灭蚊器的散热功率P′也就越大,因此在这之间的某温度T3会有P＝PT3＝P′,即电热功率等于散热功率时,达到保温,当T<T3时,P>P′,温度自动升高到T3；当T>T3时,P<P′,温度自动降低到T3,实现自动保湿,正确选项为D.7.【答案】C【解析】电压表示数增大说明人对地板的压力变大,对人受力分析知地板对人的支持力大于人所受重力,即人的加速度一定向上,所以电梯可能向上加速,也可能向下减速．8.【答案】D【解析】9.【答案】B【解析】10.【答案】B【解析】选B,霍尔元件是将磁感应强度转换成电压的．11.【答案】AD【解析】严重污染时,透过污水照到LDR上的光线较少,LDR电阻较大,A对,B错；LDR由半导体材料制成,受光照影响电阻会发生变化,C错；白天和晚上自然光强弱不同,或多或少会影响LDR的电阻,D对．12.【答案】BC【解析】13.【答案】ABC【解析】若电路无电阻R0,且金属滑片P在b端时,回路短路损坏电源,R0的存在使电路不出现短路,因此A正确．当拉环不受力时,滑片P在a端,由欧姆定律得,I＝＝0.1 A,故B正确．拉力为400 N时,由F＝kΔx,则Δx＝4 cm,对应的电阻为RaP＝20 Ω,R1接入电路的电阻RPb＝5 Ω,由闭合电路欧姆定律得,I′＝＝0.3 A,故D错,C正确．14.【答案】(1)如图所示(2)d.电阻箱的读数R0 e．仍为I0电阻箱的读数R1 f．R0－R1＋150 Ω【解析】(1)电阻箱的最大阻值与热敏电阻的最大阻值相差不大,因此电阻箱应与热敏电阻串联．(2)本实验原理是当电路的两种状态的电流相等时,外电路的总电阻相等．95 ℃和T1时对应的电路的总电阻相等,有150 Ω＋R0＝R T1＋R1,即R T1＝R0－R1＋150 Ω.15.【答案】(1)如图(2)②读取温度计示数读取电压表示数(3)100 0.400【解析】(1)连接实物图时导线不能交叉,电压表应并联在电阻两端,电流由电压表的正接线柱流入电压表．(2)因本实验是探究热敏电阻的阻值随温度变化的特性,所以实验需测出热敏电阻的阻值及相应的温度,热敏电阻的阻值用R＝间接测量,故需记录的数据是温度计示数和电压表的示数．(3)设热敏电阻R＝R0＋kt,由图线斜率知k＝0.400.温度为10 ℃时,热敏电阻R＝104 Ω,则R0＝R－kt＝104 Ω－0.400×10 Ω＝100 Ω,所以R＝100＋0.400t(Ω)．16.【答案】(1)x＝(2)U＝【解析】(1)由圆周运动规律知kx＝mω2R＝mω2(l0＋x)即kx－mω2x＝mω2l0所以x＝(2)由串联电路的规律知U＝E＝.17.【答案】(1)设列车加速度为a时,小球偏离竖直方向θ角,此时小球受力情况如图所示,根据牛顿第二定律得mg tanθ＝ma.①因为tanθ＝,②由①②两式得a＝g③又设列车加速度为a时,电压表读数为U′＝＝,④由④式得DC＝,⑤将⑤式代入③式得a＝⑥(2)由⑥式可知,g、L、U、h均为常数,则列车加速度a与电压表读数U′成正比,可将电压表中刻度一一对应地改成加速度a的数值,因而可知表盘上加速度a的刻度与电压表的刻度一样,是均匀的．(3)原因是列车可能加速运动也可能减速运动(加速度方向随之变化)；所选择的电压表中间刻度应为零【解析】18.【答案】(1)a＝(E－2U)(2)均匀,因为加速度a与电压表示数U是一次函数(线性)关系(3)方向向左【解析】(1)当振子向左偏离中间位置x距离时,由牛顿第二定律得2kx＝ma①电压表的示数为U＝E②由以上两式解得a＝(E－2U)．③(2)均匀,因为加速度a与电压表示数U是一次函数(线性)关系．(3)当滑动触头滑到最右端时,电压表最大示数U m＝E,电压表指针指在满刻度的位置时,U＝E代入③式解得a＝－,负号表示方向向左．19.【答案】发光的 1 熄灭的≫【解析】开关K按下前,S为断开,有电流经过发光二极管,故发光二极管是发光的．当按下开关K 后,延时开关S闭合,二极管和R被短路,二极管不发光,由于延时开关S约1 min后断开,故电灯L 能持续发光1 min,由于R为限流电阻,且二极管只要有很小的电流通过就能发光,故应满足R≫R L.20.【答案】由于热敏电阻在常温时阻值较大,左侧电路电流较小,电磁铁磁性较弱吸不住衔铁发光当用电吹风对热敏电阻加热使其阻值变小,左侧电路中电流增大,电磁铁吸住衔铁,使右侧电路接通,小灯泡亮了发光热敏电阻温度仍然较高熄灭当把热敏电阻放入冷水后,热敏电阻温度降低很快,阻值变大,左侧电路中电流减小,电磁铁将衔铁放开,故小灯泡熄灭【解析】21.【答案】(1)红(2)400【解析】当车辆闯红灯或车辆压在压敏电阻超载时,光控开关闭合,继电器的衔铁就被吸下,电控照相机自动拍照,根据闭合电路欧姆定律I＝,当电流为0.06 A时,外电阻R＝90 Ω,从题图乙中找出对应的压力为4×103N,故质量为400 kg.22.【答案】限流闭合的>【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．23.【答案】变暗 C【解析】电阻丝的电阻率随温度的升高而增大,电阻也增大,电路中电流减小,根据P＝I2R知,小灯泡的实际功率减小,所以变暗．。
2013年人教版物理选修3-2全册精品课件 第六章第三节
＝220 V电源，M排风扇、G继电器、A控制电
源、S控制开关．请设计一个家用自动排烟电 路，在图中完成连线图．
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第六章
传感器
【解题样板】
电磁继电器起开关作用，所
以电池组、开关和电磁继电器应组成一个低 压电路，另一个是由排风扇和高压电源组成 的高压电路． 【答案】 如图6－3－6所示
图6－3－6
第六章
传感器
第三节
实验：传感器的应用
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第六章
传感器
目标导航
学习目标：1.了解光控开关和温度报警器的工作原理． 2．利用斯密特触发器设计光控开关电路和温度报警器． 3．练习用传感器制作自动控制设备．
重点难点：光控开关和温度报警器的工作原理．
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第六章
传感器
新知初探自主学习
一、实验目的 1.了解光控开关和温度报警器的工作原理． 2.练习用传感器制作自动控制设备． 二、实验器材 1.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 V，0.3 A)、可变电阻R1(最 大阻值51 kΩ)、电阻R2(330 Ω)、光敏电阻、集成 电路实验板、直流电源(5 V)、导线若干、黑纸．
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第六章
传感器
2.温度报警器实验：斯密特触发器、蜂鸣器、 热敏电阻、可变电阻R1(最大阻值1 kΩ)、集成 电路实验板、直流电源(5 V)、导线若干、烧 杯(盛有热水)． 三、实验步骤
1.光控开关实验步骤
(1)按照电路图将各元件组装到集成电路实验 板上．
(2)检查各元件的连接，确保无误．
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所示是温度报警器电路示意图，下列关于对 此电路的分析正确的是( ) A．当RT的温度升高时，RT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RT的温度升高时，RT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
新人教版高中物理选修3-2同步教案 第6章 6-3 传感器的应用 (2)(2篇)
6．3 传感器的应用（二）教学目标（一）知识与技能1．了解温度传感器在电饭锅和测温仪上的应用。
2．了解光传感器在鼠标器和火灾报警器上的应用。
（二）过程与方法通过实验或演示实验，了解传感器在生产、生活中的应用。
（三）情感、态度与价值观在了解传感器原理及应用时，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。
教学重点、难点重点各种传感器的应用原理及结构。
难点各种传感器的应用原理及结构。
教学方法实验法、观察法、讨论法。
教学手段演示用的感温铁氧体，磁铁，电烙铁，计算机的鼠标器，光敏电阻，多用表，干电池，蜡烛，各种功率的白炽灯等教学过程（一）引入新课传感器的应用已经渗透到环境保护、交通运输、航天、军事以及家庭生活等各领域．例如，空调、电冰箱、微波炉、消毒碗柜等与温度控制相关的家用电器，几乎都要使用温度传感器．光传感器的应用也十分广泛，如电脑上的鼠标器、路灯的自动控制及火灾报警器等．这节课我们就来学习温度传感器和光传感器的应用实例。
（二）进行新课1、温度传感器的应用——电饭锅引导学生阅读教材有关内容。
（1）温度传感器的主要元件是什么？感温铁氧体。
（2）感温铁氧体的组成物质是什么？氧化锰、氧化锌和氧化铁粉末混合烧结而成。
（3）感温铁氧体有何特点？常温下具有铁磁性，能够被磁体吸引，温度达到约103℃，失去铁磁性．（4）什么是“居里点”？居里点，又称居里温度，即指103℃。
观察演示实验：感温铁氧体的特性。
现象：当感温铁氧体的温度升高到一定数值时，感温铁氧体与磁铁分离。
说明温度升高到一定数值时，感温铁氧体的磁性消失。
投影电饭锅的结构示意图。
引导学生思考并回答教材“思考与讨论”中的问题，了解电饭锅的工作原理。
（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。
（2）水沸腾后，锅内大致保持100℃不变。
（3）饭熟后，水分被大米吸收，锅底温度升高，当温度升至“居里点103℃”时，感温磁体失去铁磁性，在弹簧作用下，永磁体被弹开，触点分离，切断电源，从而停止加热．(4)如果用电饭锅烧水，水沸腾后，锅内保持100℃不变，温度低于“居里点103℃”，电饭锅不能自动断电。
高中物理 第六章 第3节 应用创新演练 选修32
2013高二物理选修3-2：第六章第3节应用创新演练1．关于光敏电阻和热敏电阻，下列说法中正确的是( ) A．光敏电阻是用半导体材料制成的，其阻值随光照增强而减小，随光照的减弱而增大B．光敏电阻是能把光照强度这个光学量转换为电流这个电学量的传感器C．热敏电阻是用金属铂制成的，它对温度感知很灵敏D．热敏电阻是把热量这个热学量转换为电阻这个电学量的传感器解析：光敏电阻是把光照强度转换为电阻的元件，热敏电阻是把温度转换为电阻的元件，故B、D错误；热敏电阻与金属热电阻是两个不同的概念，热敏电阻和光敏电阻都是用半导体材料制成的，半导体具有光敏性和热敏性，金属热电阻与热敏电阻相反，温度升高，电阻增大，但灵敏度不高，故C错误。
答案：A2.如图6－3－6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6－3－6 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跟被控电路并联解析：由图可知A、B是电磁继电器线圈，所以A、B应接信号电压，线圈随信号电压变化使电磁继电器相吸或排斥，从而使C、D接通或断开，进而起到控制作用，故正确答案为A。
答案：A3.如图6－3－7所示为一个逻辑电平检测电路，A与被测点相接，则( )A．A为低电平，LED发光图6－3－7B．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不发光解析：A为低电平时，Y为高电平，LED的电压小，不发光；A为高电平时，Y为低电平，LED的电压大，发光，故B、C正确。
答案：BC4．目前有些居民区内楼道灯的控制，使用的是一种延时开关。
该延时开关的简化原理如图6－3－8所示。
图中D是红色发光二极管(只要有很小的电流通过就能使其发出红色亮光)，R为限流电阻，K为按钮式开关，虚线框内S表示延时开关电路，当按下K接通电路瞬间，延时开关触发，相当于S闭合，这时释放K后，延时开关S约在1 min后断开，电灯熄灭。
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
人教版高中物理选修3-2第6章《传感器》测试题(含答案)
第6章《传感器》测试题一、单选题（每小题只有一个正确答案）1．下列关于传感器的说法正确的是（）A．话筒是一种常用的传感器，其作用是将电信号转换为声音信号B．在天黑楼道里出现声音时，楼道里的灯才亮，说明它的控制电路中只有声音传感器C．光敏电阻能够把光照强弱变化转换为电阻大小变化D．电子秤中所使用的测力装置是温度传感器2．火灾报警器使用的是( )A．光传感器 B．温度传感器 C．湿度传感器 D．气体传感器3．如图1是一种应用传感器监测轨道车运行的实验装置．在轨道某处设置监测点，当车头到达传感器瞬间和车尾离开传感器瞬间，信号发生器各发出一个脉冲信号，由记录仪记录．完成下题．假如轨道车长度为22cm，记录仪记录的信号如图2所示，则轨道车经过该监测点的速度为（）A．0.20cm/s B．2.0cm/s C．22cm/s D．220cm/s4．对于常见的可燃气体浓度的检测，现在一般用催化燃烧检测器．它的原理如下：传感器的核心为一惠斯通电桥，其中一桥臂上有催化剂，当与可燃气体接触时，可燃气体在有催化剂的电桥上燃烧，该桥臂的电阻发生明显变化，其余桥臂的电阻不变化，从而引起整个电路的输出发生变化，而该变化与可燃气体的浓度成比例，从而实现对可燃气体的检测．由此可推断有催化剂的桥臂上的电阻材料为( )A．铜 B．合金 C．半导体 D．绝缘体5．在地震救援中，救援队员用多种生命探测仪搜寻废墟下幸存者的具有生命迹象的信息．有一种生命探测仪与自动门、电视机遥控器应用的是同一种类型的传感器，这种生命探测仪应用的传感器是（）A．温度传感器 B．声音传感器 C．红外线传感器 D．压力传感器6．如图所示，R T为负温度系数的热敏电阻，R为定值电阻，若往R T上擦些酒精，在环境温度不变的情况下，关于电压表示数的变化情况，下列说法中正确的是( )A．变大 B．变小 C．先变大后变小再不变 D．先变小后变大再不变7．下列说法中不正确的是（）A．摄像机实际上是一种将光信号转变为电信号的装置B．电视机实际上是一种将电信号转变为光信号的装置C．电视机接收的画面是连续的D．摄像机在1s内要送出25张画面8．图甲是在温度为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" kΩ,R2 ="10" kΩ,R3="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．当a、b端电压U ab ≤ 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（）A．10℃ B．20℃ C．35℃ D．45℃9．半导体指纹传感器是在一块半导体基板上阵列了10万个金属颗粒，传感器阵列的每一点是一个金属电极，充当电容器的一极，其外面是绝缘的表面，手指贴在其上与其构成了电容器的另一极。
高中物理选修3-2教学设计3：6.3实验：传感器的应用教案
3实验：传感器的应用教学分析传感器在实际应用中，大多情况是用来完成一定控制任务的，本节使用常见的少量电子元器件，组装实用的光控开关和温度报警电路。
目的是使学生动手体会传感器的应用，培养组装和调试电子电路的能力。
本实验可行性强，电路简单，容易操作，元件可以反复使用。
实验使用的元器件符合现在市场发展水平，教学理念先进，用集成数字电路实现控制功能。
能够帮助学生了解现在电子行业的发展层次，加强理论联系实际，树立学以致用的教育理念。
教学目标1．识别各种晶体管、逻辑集成电路块、集成电路实验板，知道各种元器件的性能和引脚关系。
2．了解光控开关电路及控制原理，会组装光控开关。
3．了解温度报警器及控制原理，会组装温度报警器。
4．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。
5．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。
教学重点难点1．传感器的应用实例。
2．由门电路控制的传感器的工作原理。
教学方法与手段PPT课件；演示实验；讲授。
课前准备教学媒体斯密特触发器或非门电路蜂鸣器，滑线变阻器，热敏电阻，光敏电阻。
知识准备介绍74LS14集成电路块、集成电路实验板(面包板)等元件的功能和作用，以及如何识别这些元件的外部引脚。
教学过程导入新课[事件1]教学任务：创设情景，导入新课。
问题展示：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。
思考并回答：电饭锅、测温仪、鼠标器、火灾报警器。
导入新课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，孵小鸡用的恒温箱，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成电学量，对电学量的放大、处理均是通过电子元件组成的电路来完成的。
这节课我们就来动手组装光控开关或温度报警器。
推进新课[事件2]教学任务：实验1——光控开关师生活动：甲问题展示：(PPT投影)如图所示光控电路，用发光二极管LED模仿路灯，RG为光敏电阻，R1的最大电阻为51 kΩ，R2为330 kΩ，试分析其工作原理。
最新人教版高中物理选修3-2第六章《传感器的应用》拓展延伸
拓展延伸
疑难突破
一、由斯密特触发器和热敏电阻组成的温度报警器可以实现达到某一温度自动报警的目的，能否调整报警温度的高低？
报警温度的高低取决于斯密特触发器A端电压达到高电平的难易程度．要调整报警温度的高低，可以通过调整R1大小的方法来实现．R1的阻值越小，要使斯密特触发器输入端达到高电平，则热敏电阻要越小，即温度越高；反之，则热敏电阻要越大，即温度越低．
二、怎样理解光控开关的工作原理？
下图所示的光控电路用发光二极管LED模仿路灯，R G为光敏电阻．
当天黑时，光线变弱，R G电阻变大，串联电路中R G分得电压升高，当A端电压升高到某一数值时，触发器工作使LED电流导通，从而实现照明．
反之，触发器逆向工作，LED电路关闭，从而实现自动开关的目的．
思考发现
1．传感器通过敏感元件来感受被测量，输出与被测量成确定关系，再通过转换元件把敏感元件的输出转换成电学量信号，最后借助于转换电路把电学量信号转换为便于处理、显示、记录或控制的量，输送给控制电路，完成电路的自动控制．
2．加速度计原理主要是通过弹簧的形变带动滑动变阻器的滑片移动，把加速度大小变化情况转变为电信号的变化．
3．加速度计实际上是加速度传感器，它将加速度信号转换为电压信号输出，该传感器可以制作振动传感器（因为振动物体的加速度一般不为零），振动传感器可以广泛地应用在报警、测量等领域（如汽车、摩托车防盗报警器等）．
我的发现：。
2013年人教版物理选修3-2全册精品课件 第六章本章优化总结
栏目 导引
第六章
传感器
对 A 选项，飞船在竖直加速升空的过程中，则加速 度向上，电压表的示数为正， 当飞船在竖直减速返回 地面的过程中，加速度方向仍然向上，所以电压表的 示数仍为正．因此 A 选项正确，B 选项错误． 对 C 选项，飞船在圆轨道上运行时，重物应处于完 全失重状态，弹簧保持原长状态， 滑动变阻器的滑片 离下端距离比 x0 还大，电压表不指零，此时应为负， mg E E C 选项错误，电压表示数 U′＝ L x0＋ k ＝ L x0 ＋ E mg E mg Emg · ＝0＋ · ＝ ，所以飞船在圆轨道上运 L k L k kL 行时，电压表示数对应的加速度为 g，D 选项正确．
【答案】
AD
栏目 导引
转换器件
→
转换电路 → 电学量
2.常见敏感元件及特性
(1)光敏电阻：光敏电阻在被光照射时电阻发生变 化，光照增强电阻减小，光照减弱电阻增大．
栏目 导引
第六章
传感器
(2)热敏电阻和金属热电阻：金属热电阻的电阻 率随温度升高而增大，热敏电阻有正温度系数电
阻、负温度系数电阻两种．正温度系数的热敏电
阻的阻值随温度升高而增大，负温度系数的热敏
栏目 导引
第六章
传感器
专题2
自控电路的分析方法
传感器问题具有涉及知识点多、综合性强、能力 要求高等特点，而传感器的形式又多种多样，原 理较难理解，搞清传感器的工作原理是求解问题 的关键． 1.确定传感器所感受到的物理量 传感器所感受到的物理量有力、热、磁、光、声等．
栏目 导引
第六章
传感器
2.转换电路把输出转换成电学量信号 通过元件把敏感元件的输出转换成电学量信 号，最后借助于转换电路把电学量信号转换
人教版高中物理选修3-2测试题及答案解析全套
人教版高中物理选修3-2测试题及答案解析全套含模块综合测试题，共4套第四章电磁感应(时间：50分钟满分：100分)一、选择题(本题共8小题，每小题6分，共48分，第1～5小题中只有一个选项符合题意，第6～8小题中有多个选项符合题意，全选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分)1.如图1所示，大圆导线环A中通有电流，方向如图所示，另在导线环所在的平面画一个圆B，它的一半面积在A环内，另一半面积在A环外。
则B圆内的磁通量()图1A．为零B．垂直纸面向里C．垂直纸面向外D．条件不足，无法判断解析：选B根据右手螺旋定则可知，A产生的磁场在A线圈内部垂直纸面向里，在外部垂直纸面向外，由于磁感线是闭合的曲线，所以A内部的磁感线一定比A外部的磁感线要密一些，所以B项正确。
2.如图2所示，a为圆形金属环，b为直导线，且b垂直环面穿过圆环中心()图2A．若直导线b中通入恒定电流，金属环a中会产生感应电流B．若直导线b中通入交变电流，金属环a中会产生感生电流C．若直导线b中通入恒定电流，同时让直导线b绕过圆环中心的水平轴在竖直平面内转动，金属环a中会产生感应电流D．以上三种说法均不对解析：选D产生感应电流的条件是闭合回路中磁通量发生变化，不管b中通入什么样的电流，穿过a 中的磁通量始终为0，D 对。
3．半径为r 带缺口的刚性金属圆环在纸面上固定放置，在圆环的缺口两端引出两根导线，分别与两块垂直于纸面固定放置的平行金属板连接，两板间距为d ，如图3甲所示。
有一变化的磁场垂直于纸面，规定向内为正，变化规律如图乙所示。
在t ＝0时刻平板之间中心有一重力不计，电荷量为q 的静止微粒。
则以下说法正确的是( )图3A ．第2秒内上极板为正极B ．第3秒内上极板为负极C ．第2秒末微粒回到了原来位置D ．第2秒末两极板之间的电场强度大小为0.2 πr 2/d解析：选A 根据楞次定律，结合图像可以判断：在0～1 s 内，下极板为正极，上极板为负极；第2秒内上极板为正极，下极板为负极；第3秒内上极板为正极，下极板为负极；第4秒内上极板为负极，下极板为正极，故A 选项正确，B 选项错误。
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。
高中物理-选修-3-2-教师教学用书-补充习题-第6章-传感器
选修3-2 第六章传感器教师教学用书五、补充习题A组1．传感器是把非电学量(如高度、温度、压力等)的变化转换成电学量变化的一种元件，它在自动控制中有着广泛的应用。
图6-37是一种测定液面高度的电容式传感器的示意图。
金属棒与导电液体构成一个电容器，将金属棒和导电液体分别与直流电源的两极相连接，从电容C和导电液与金属棒间的电压U的变化就能反映液面的升降情况:①电源接通后，电容C减小，反映h减小；②电源接通后，电容C减小，反映h增大；③电源接通再断开后，电压U减小，反映h减小；④电源接通再断开后，电压U 减小，反映h增大。
以上判断正确的是( )A．①③B．①④C．②③D．②④2．用遥控器调换电视机频道的过程，实际上就是利用传感器把光信号转化为电信号的过程。
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．电饭策中控制加热和保温的温控器3．下列说法正确的是( )A．话筒是一种常用的声传感器，其作用是将声信号转换为电信号B．只有天黑楼道里出现声音时楼道里的灯才亮，说明它的控制电路中只有声传感器C．光敏电阻能够把光照强弱变化转换为电阻大小变化D．电子秤中所使用的测力装置是温度传感器4．常见的电热灭蚊器中有一个PTC(以铁酸顿为主要材料的热敏电阻器)元件，其电阻率随温度变化的规律如图6-38所示，这种元件具有发热、控温双重功能。
如果将该元件接到220 V恒定电压下，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5．如图6-39所示是一火警报警器的部分电路示意图。
其中R2 为用半导体热敏材料制成的传感器，电流表为值班室的显示器，a、b之间接报警器。
当传感器Rz所在处出现火情时，显示器的电流I、报警器两端的电压U的变化情况是( )A．I变大，U变大B．I变大，U变小C．I变小，U变大D．I变小，U变小6．压敏电阻的阻值随所受压力的增大而减小。
最新高中物理选修3-2第六章《传感器的应用一》精品版
2020年高中物理选修3－2第六章《传感器的应用一》精品版新人教版高中物理选修3－2第六章《传感器的应用(一)》精品教案课题§6.2传感器的应用(一)课型新授课目标（一）知识与技能1．了解力传感器在电子秤上的应用。
2．了解声传感器在话筒上的应用。
3．了解温度传感器在电熨斗上的应用。
（二）过程与方法通过实验或演示实验，了解传感器在生产、生活中的应用。
（三）情感、态度与价值观在了解传感器原理及应用时，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。
重点重点：各种传感器的应用原理及结构难点：各种传感器的应用原理及结构。
教学活动过程教学过程复习回顾传感器是能够感知诸如力、温度、光、声、化学成分等非电学量，并把它们按照一定的规律转化成电压、电流等电学量，或转化为电路通断的一类元件。
请大家回忆一下光敏电阻、热敏电阻、霍尔元件各是把什么物理量转化为电学量的元件？新课学习1、传感器应用的一般模式（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）。
学习几个传感器应用的实例。
学生学习过程回顾传感器的定义和各种传感器的工作原理（3分钟）总结传感器的基本原理学生阅读课本并回答左侧的问题（6分钟）2．力传感器的应用——电子秤阅读教材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？理解应变片测力原理（如图所示）。
应变片能够把物体形变这个力学量转化为电压这个电学量。
3．声传感器的应用——话筒阅读教材62页有关内容，思考并回答问题。
（1）话筒的作用是什么？（2）说明动圈式话筒的工作原理和工作过程。
（3）说明电容式话筒的工作原理和工作过程。
这种话筒的优点是什么？（4）驻极体话筒的工作原理是什么？有何优点？1：话筒的作用是把声音信号转化为电信号。
2：动圈式话筒的工作原理是电磁感应现象。
高中物理选修3-2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，学会分析控制电路，并能够迁移到其他控制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，讲太快的话接受不了，因此讲解时要细致，并且因为本节与生活联系较密切，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、课前准备1．学生的学习准备：预习新课，初步把握传感器的原理和方法步骤。
2．教师的教学准备：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，课前准备好电饭锅，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。
请大家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，他们都是传感器。
高中物理选修3-2第六章第二、三节 传感器的应用
电Hale Waihona Puke 斗电熨斗的结构工作原理：常温下，上、下触
点接触，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，下部金属膨胀小侧双 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。
温度传感器的应用――电饭锅
身体健康，学习进步！
第二、三节 传感器的应用
1、力传感器――电子秤 力学量传感器
2、声传感器――话 筒
3、温度传感器――电熨斗 热学量传感器
4、光传感器――鼠标器 光学量传感器
电容式传感器
C S 4kd
（1）图（甲）是＿角＿度的电容式传感器，原理是＿改变＿正＿对面＿积 。 （2）图（乙）是＿位＿移的电容式传感器，原理是＿改变＿正＿对面＿积 。 （3）图（丙）是＿力＿的电容式传感器，原理是＿改变＿板＿间距＿离 。 （4）图（丁）是＿位＿移的电容式传感器，原理是＿改变＿介＿电常＿数 。
二、热学量传感器
电熨斗 日光灯启动器 温度传感器 电饭锅 电冰箱的温控器结构 恒温箱的控制电路
双金属片温度传感器
演示:黄铜片和铁片铆在 一起形成双金属片，常温 下是直的，用酒精灯加热 后，由于黄铜的线胀系数 大于铁，就会向铁片那侧 弯曲。
利用双金属片的这一特点,可将双金属片制成控制电 路通断的温度传感器.
课堂小结
太阳虽有黑点，却在奋力燃烧中树立了光辉的形象。 没有不会做的事，只有不想做的事。 注意你的思想，它会变成你的言语；注意你的言语，它会变成你的行动；注意你的行动，它会变成你的习惯；注意你的习惯，它会变成你的性 格；注意你的性格，它会变成你的命运。 目标不是都能达到的，但它可以作为瞄准点。 敢于向黑暗宣战的人，心里必须充满光明。 情感和愿望是人类一切努力和创造背后的动力，不管呈现在我们面前的这种努力和创造外表上是多么高超。——爱因斯坦 我这个人走得很慢，但是我从不后退。——亚伯拉罕·林肯 如果我坚持什么，就是用大炮也不能打倒我。 学而时习之，不亦说乎？有朋自远方来，不亦乐乎？人不知而不愠，不亦君子乎？——《论语·学而》 人的一生，可以有所作为的时机只有一次，那就是现在。 作者不一定能写到老，但是他一定应该学到老。 不要过分仓促地相信和钦佩德育教员：他们说话像天使，生活却像凡人。——约翰逊
物理人教版选修3-2预习导航：第六章第三节实验：传感器的应用
预习导航高考理综物理模拟试卷注意事项：1. 答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。
2．选择题必须使用2B铅笔填涂；非选择题必须使用0.5毫米黑色字迹的签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。
3．请按照题号顺序在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。
4．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。
一、单项选择题1．在平静的水面上激起一列水波，使漂浮在水面上相距6.0m的小树叶a和b发生振动，当树叶a运动到上方最大位移处时，树叶b刚好运动到下方最大位移处，经过1.0s后，树叶a的位移第一次变为零。
则该波的波速可能是A．1.5m/sB．2m/sC．3m/sD．6m/s2．南方气温偏低，经常存在冰冻现象。
某校方同学和阳同学(校服材质一样)先后从倾斜坡面的同一位置由静止滑下，最终两人停在水平冰面上，如图所示(两人均可视为质点，且不计人经过B点时的能量损失)。
根据上述信息，不能确定方、阳两人（）A．经过B点时速度大小相等B．最终两人停在水平冰面上同一位置C．损失的机械能相等·D．运动的时间相等3．如图，汽车停在缓坡上，要求驾驶员在保证汽车不后退的前提下向上启动,这就是汽车驾驶培训考试中的“坡道起歩”。
驾驶员的正确操作是:变速杆挂入低速挡，徐徐踩下加油踏板，然后慢慢松开离合器，同时松开手刹，汽车慢慢启动。
下列说法正确的是( )A．变速杆挂入低速挡,是为了增大汽车的输出功率B．变速杆挂入低速挡,是为了能够提供较大的牵引力C．徐徐踩下加油踏板,是为了让牵引力对汽车做更多的功D．徐徐踩下加油踏板,是为了让汽车的输出功率保持为额定功率4．如图，半径为R的圆形区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场，半径OC与OB成60°角，质子甲以速率v从A点沿直径AB方向射入磁场，从C点射出。
质子乙以速率v/3从B点沿BA方向射入磁场，从D点射出磁场，不计质子重力，则C、D两点间的距离为A．RB．2RC．2RD．R5．一只船在静水中的速度是4m/s，它要横渡一条200m宽的河，水流速度为5m/s，此船过河的最短时间为（）A．28.6sB．40sC．66.7sD．50s6．如图所示，平行板电容器与恒压电源连接，电子以速度垂直于电场线方向射入并穿过平行板间的电场，设电容器极板上所带的电荷量为Q，电子穿出平行板电容器时在垂直于板面方向偏移的距离为．若仅使电容器上极板上移，以下说法正确的是（）A．Q减小，y不变B．Q减小，y减小C．Q增大，y减小D．Q增大，y增大二、多项选择题7．关于理想气体，液体和热力学定律，下列说法正确的是_____________。
人教版高中物理选修(3-2)第六章第三节《实验：传感器的应用》ppt课件
教材P61T2
2. 如图6.2-ll所示，图甲为热敏电阻的R-t图象， 图乙为用此热敏电阻R和继电器组成的一个简单恒温 箱温控电路，继电器线圈的电阻为150 。当线圈中 的电流大于或等于20mA时，继电器的衔铁被吸合。 为继电器线圈供电的电池的电动势E=6V，内阻可以 不计。图中的“电源”是^^恒^ ^^温^^ 箱加热器的电源。
试分析其工作原理？
光照时，RG阻 值_较__小_，A为___低___ 电平，Y为___高___电 平，继电器中无电流 不工作，灯泡__不__亮__ （填“亮”或 “不 亮”），无光或弱光时，RG阻值_______， A为_____电平，Y为______电平，继电器 有电流，吸引衔铁使触点接触，电路接通， 灯泡______（填“亮”或“不亮”）。
思考与讨论
怎样使热敏电阻在感测到更高的温度时才报警？
思考与讨论
怎样使热敏电阻在感测到更高的温度时才报警？
应减小R1的阻值，R1阻值越小，要使斯 密特触发器输入端达到高电平，则热敏电阻 阻值要求越小，即温度越高．
教材P61T1
1. 某同学设计了一个加速度计，如图6.2-10所 示。较重的滑块2可以在光滑的框架1中平移，滑块 两侧用弹簧3拉着；R为滑动变阻器，4是滑动片， 它与电阻器任一端间的电阻值都与它到这端的距离 成正此。这个装置实际上^是^^ ^一^^^个加速度传感器。
两个电池E的电压相 同。按图连接电路后，电 压表指针的零点调在中央， 当P端的电势高于Q端时， 指针框
架固定在运动的物体上，当物体具有图示
方向的加速度a时，电压表的指针将向哪个
方向偏转?
^^^ ^^^^
解答与说明
1. 该同学是依据牛顿第二定律和胡克定 律设计的，电路在原理上可行，当滑动片P在 滑动变阻器中央时，P、Q等势，电压表指针 指中央零点。
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。
最新人教版高中物理选修3-2第六章《传感器的应用》示范教案1
3传感器的应用(二)整体设计教材分析与教学建议本节继第2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。
要让学生认识到，传感器应用在生活中的各个方面，人类已进入电气化和计算机时代，许多信息都需要转化为电学量来处理。
本节教学目标之一是进一步拓展学生对各类传感器应用的认识。
目标之二是让学生通过认识、操作教科书中介绍的几种传感器，了解它们的工作原理，了解敏感元件的特性，学会分析控制电路，并能够迁移到其他控制电路的分析和简单设计中去。
本节课建议有条件的学校开设分组实验，分四大组同时将电饭锅、测温仪、鼠标器和火灾报警器展放在同一教室内，每一大组配备三套装置(包括说明书)，4人1小组开展边教边实验的探究教学。
教学目标1．通过阅读说明书和示意图，了解电饭锅、测温仪、鼠标器、火灾报警器的自动控制工作原理。
2．观察演示实验，了解热敏元件、光敏原件的工作特性。
3．利用光敏电阻或硅光电池，制作摄影用的曝光表。
教学重点难点各种传感器的应用原理及结构。
教学方法与手段教学方法：实验法、观察法、讨论法。
教学手段：演示用的感温铁氧体、磁铁、电烙铁、计算机的鼠标器、光敏电阻、多用表、干电池、蜡烛、各种功率的白炽灯等。
课前准备教学媒体电饭锅用的铁氧体、收音机的磁棒、酒精灯、鼠标器、火灾报警器。
多媒体课件、实物投影仪、视频片段。
知识准备什么是传感器？力传感器、声传感器、温度传感器的原理。
教学过程[事件1]教学任务：课前热身师生活动：学生独立完成下列预习题目，汇报结果。
一、温度传感器的应用——电饭锅1．电饭锅中的温度传感器主要元件是________，它的特点是：常温下具有铁磁性，能够被磁铁吸引，但是上升到约103 ℃时，就失去了磁性，不能被磁体吸引了。
这个温度在物理学中称为该材料的“居里温度”或“居里点”。
(感温铁氧体)2．感温铁氧体是用________、________和________混合烧制而成的。
2013【精品资料】高二物理人教版选修3-1应用创新演练3.6带电粒子在匀强磁场中的运动
[随堂基础巩固]1.在图3－6－11中，水平导线中有电流I通过，导线正下方的电子初速度的方向与电流I的方向相同，则电子将()图3－6－11A.沿路径a运动，轨迹是圆B.沿路径a运动，轨迹半径越来越大C.沿路径a运动，轨迹半径越来越小D.沿路径b运动，轨迹半径越来越小解析：由左手定则可判断电子运动轨迹向下弯曲。
又由r＝m vqB知，B减小，r越来越大，故电子的径迹是a。
故B对，A、C、D都错。
答案：B2.两个粒子，带电荷量相等，在同一匀强磁场中只受磁场力做匀速圆周运动()A.若速度相等，则半径必相等B.若质量相等，则半径必相等C.若质量和速度乘积大小相等，则半径必相等D.若动能相等，则周期必相等解析：带电粒子在洛伦兹力作用下做圆周运动的半径r＝m vqB，周期T＝2πmqB，题中条件q、B为定值，则m v大小相等时半径必相等，质量相等时周期必相等。
答案：C3. 1930年劳伦斯制成了世界上第一台回旋加速器，其原理如图3－6－12所示。
这台加速器由两个铜质D形盒D1、D2构成，其间留有空隙，下列说法不正确的是()图3－6－12A ．离子由加速器的中心附近进入加速器B ．离子由加速器的边缘进入加速器C ．增大磁场的磁感应强度可以增大粒子射出时的动能D ．增大D 形盒的半径可以增大粒子射出时的动能解析：由回旋加速器的原理知离子由加速器的中心附近进入加速器的，粒子最后射出时的旋转半径为D 形盒的最大半径R ，R ＝m v qB ，E k ＝12m v 2＝q 2B 2R 22m 。
可见，要增大粒子射出时的动能，应增大磁感应强度B 和增大D 形盒的半径R ，A 、C 、D 三项正确，B 错误。
答案：B4.一宽为L 的匀强磁场区域，磁感应强度为B ，如图3－6－13所示，一质量为m 、电荷量为－q 的粒子以某一速度(方向如图所示)射入磁场。
若不使粒子从右边界飞出，则其最大速度应为多大？(不计粒子重力)图3－6－13解析：要使粒子不从右边界飞出，则当速度达到最大时运动轨迹应与磁场右边界相切，由几何知识可知半径r 满足r ＋r cos θ＝L 解得r ＝L1＋cos θ由于粒子做圆周运动的向心力由洛伦兹力提供，故有 Bq v ＝m v 2r解得v ＝Bqr m ＝BqLm (1＋cos θ)。
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1．关于光敏电阻和热敏电阻，下列说法中正确的是()
A．光敏电阻是用半导体材料制成的，其阻值随光照增强而减小，随光照的减弱而增大
B．光敏电阻是能把光照强度这个光学量转换为电流这个电学量的传感器
C．热敏电阻是用金属铂制成的，它对温度感知很灵敏
D．热敏电阻是把热量这个热学量转换为电阻这个电学量的传感器
解析：光敏电阻是把光照强度转换为电阻的元件，热敏电阻是把温度转换为电阻的元件，故B、D错误；热敏电阻与金属热电阻是两个不同的概念，热敏电阻和光敏电阻都是用半导体材料制成的，半导体具有光敏性和热敏性，金属热电阻与热敏电阻相反，温度升高，电阻增大，但灵敏度不高，故C错误。
答案：A
2.如图6－3－6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6－3－6 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
解析：由图可知A、B是电磁继电器线圈，所以A、B应接信号电压，线圈随信号电压变化使电磁继电器相吸或排斥，从而使C、D接通或断开，进而起到控制作用，故正确答案为A。
答案：A
3.如图6－3－7所示为一个逻辑电平检测电路，A与被测点相接，则
()
A．A为低电平，LED发光图6－3－7
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
解析：A为低电平时，Y为高电平，LED的电压小，不发光；A为高电平时，Y为低电平，LED的电压大，发光，故B、C正确。
答案：BC
4．目前有些居民区内楼道灯的控制，使用的是一种延时开关。
该延时开关的简化原理如图6－3－8所示。
图中D是红色发光二极管(只要有很小的电流通过就能使其发出红色亮光)，R为限流电阻，K为按钮式开关，虚线框内S表示延时开关电路，当按下K接通电路瞬间，延时开关触发，相当于S闭合，这时释放K后，
延时开关S约在1 min后断开，电灯熄灭。
根据上述信息和原理图，我们可推断：
图6－3－8
按钮开关K按下前，发光二极管是________(填“发光的”或“熄灭的”)，按钮开关K按下再释放后，电灯L发光持续时间约________min。
这一过程中发光二极管是________。
限流电阻R的阻值和灯丝电阻R L相比，应满足R________R L的条件。
解析：开关K按下前，S为断开，有电流经过发光二极管，故发光二极管是发光的。
当按下开关K后，延时开关S闭合，二极管和K被短路，二极管不发光，由于延时开关S约1 min后断开，故电灯L能持续发光1 min，由于R为限流电阻，且二极管只要有很小的电流通过就能发光，故应满足R≫R L。
答案：发光的1熄灭的≫
5．如图6－3－9所示是继电器的原理图，当在接线柱2、3间接入电源时，电磁铁便将衔铁P吸离A而与B接触，从而达到控制电路的目的，接线柱________与接有电源的负温度系数的热敏电阻串接，接线柱________与外电路串接，即可在温度过高时切断外电路，实现对外电路的自动控制。
图6－3－9
解析：A为常闭触点，正常情况下与衔铁P相吸；B为常开触点，正常情况下与衔铁P分离，因此，1、5与外电路相连，以便加热。
当温度越来越高时，电磁铁将衔铁P吸下，以切断电路。
所以，2、3应与接有电源的热敏电阻相连。
答案：2、31、5
6．现有热敏电阻、电炉丝、电源、电磁继电器、滑动变阻器、开关和导线若干。
如图6－3－10所示，试设计一个温控电路，要求温度低于某一温度时，电炉丝自动通电供热，高于另一某温度时，又可以自动断电，画出电路图并说明工作过程。
图6－3－10
解析：电路图如图所示，闭合开关S1，当温度低于设计值时热敏电阻阻值大，通过电磁继电器电流不能使
它工作，S2接通电炉丝加热。
当温度达到设计值时，热敏电阻减小到某值，通过电磁继电器的电流达到工作电流，S2断开，电炉丝断电，停止加热。
当温度低于设计值，又重复前述过程。
答案：见解析。