高中物理第6章电磁波与信息时代第3节信息时代的电子“感官”学案鲁科版选修11word格式

第 3 节信息时代的电子“感官”
学习目标知识脉络
1.知道传感器拥有将非电学量转变为电学量的特
色．对常有的传感器的种类有所认识．
2.认识温度传感器的基根源理．知道温度传感用具
有将温度信号转变为电信号的功能．( 要点、难点 )
3.认识常有传感器在林业、农业、生活和航空航天
中的应用，意会传感器的应用给人们带来的方便.
传感器及其工作原理
[先填空 ]
1．传感器
(1)定义：可以感觉外面信息，并将其依据必定的规律变换成电信号的器件或装置．
(2)原理：可以将非电学量转变为电学量．它处于被丈量信息输入的第一道关口，能
够感觉到被丈量的各种信息，并能将感觉到的信息经过电路办理变换成电信号输出．
(3)非电学量：温度、湿度、光辉、声音、力、地点、位移、速度、流量等，它们不
可以直接进行自动化信息办理和交换．
2．传感器的分类
传感器的种类特别多，依据丈量的非电学量不一样样，传感器可分为温度传感器、光传感器、压力传感器、磁传感器、气体传感器、湿度传感器、射线传感器等；按工作原理的不
同，传感器有电阻、电容、电感、电压、热电偶、红外线等种类．
3．传感器如何传感信息
传感器是由敏感元件、变换元件(办理电路)及辅助电源构成的．敏感元件是能敏锐地感觉某种物理信息并将其转变为电信号的特种电子元件．变换元件是将信号进行放大和滤
波办理，随后将电信号变换为数字信号输出的装置．
[再判断 ]
1．传感器就是传达某种信息的电学元件．( ×)
2．全部传感器的工作原理都是相同的．( ×)
[后思虑 ]
在一些楼道、走廊等公共场所，都装有一种“节能”灯，白日灯不会发光，夜晚沉静
时灯也不工作．若夜晚有必定的声音，如脚步声或击掌声，灯会马上亮起来，过一会儿沉
静后又自动熄灭．请简单说明它的工作原理．
【提示】利用光传感器和声传感器控制开关．在光较暗时，若声传感器接收到声音，电
路接通，灯泡发光；无声音和在白日时，电路断开，灯不发光．
1．传感器
能像人的感觉器官那样感觉外界信息，并能依据必定的规律和要求把这些信息变换成
可用于输出信息的器件或装置．
2．人是经过下边五种感觉( 如图6-3-1 ) 接收外界信息的，所以人自己就是高级传感
器．
图 6-3-1
3．构成：传感器一般由敏感元件、变换元件和变换电路三部分构成．
非电学量→ 敏感元件→ 变换元件→ 变换电路→ 电学量
(1) 敏感元件是传感器的中心部分，它是利用资料对某一物理量敏感的特色制成的．
温度传感器常用的敏感元件有：双金属片、光敏电阻、热敏电阻等．
(2)变换元件的作用是把敏感元件输出的与被测物理量满足必定关系的非电信号变换
为电信号的电子元件．
(3)变换电路的作用是将变换元件变换的电信号变换成易于流传或丈量的电学量输
出．
1． ( 多项选择 ) 关于传感器的以下说法正确的选项是()
A．电视机遥控器就是一个传感器
B．传感器是一种可以将非电学量变换为电学量的检测装置
C．传感器是实现信息自动检测和自动控制的首要器件
D．无人管理的自动灌溉系统是温度传感器在农业生产中的应用
【解析】电视机的遥控器是一种发射和接收红外线的装置，不是传感器，故 A 错；自动灌溉系统是一种利用湿度传感器判断农田水分蒸发状况、自动决定供水和停水的装
置，故 D 错．选 B、 C.
【答案】BC
2．唱卡拉 OK用的话筒内有传感器，此中有一种是动圈式的，它的工作原理是在弹性膜
片后边粘接一个轻小的金属线圈，线圈处于永磁体的磁场中，当声波使膜片前后振动时，
就将声音信号转变为电信号，以下说法正确的选项是()
【导学号： 18152126】A．该传感器是依据电流的磁效应进行工作的
B．该传感器是依据电磁感觉的原理进行工作的
C．膜片振动时，穿过金属线圈的磁通量不变
D．膜片振动时，金属线圈中不会产生感觉电流
【解析】当声波使膜片前后振动时，膜片后的线圈就跟着振动，从而使处于永磁体磁场
的线圈切割磁感线，穿过线圈的磁通量变化，产生感觉电流．从而将声音信号转变为
电信号．可见这是利用了电磁感觉原理，故只有 B 正确．
【答案】B
3．关于传感器及其作用，以下说法正确的选项是()
A．传感器必定是把非电学量变换为电学量
B．传感器必定是把非电学量变换为电路的通断
C．传感器把非电学量变换为电学量是为了方便进行丈量、传输、办理和控制
D．电磁感觉是把磁学的量变换为电学的量，所以电磁感觉也是传感器
【解析】传感器是指一种元件或装置，它能感觉力、温度、光、声、磁、化学成分
等非电学量，并能把它们依据必定的规律变换为电压、电流等电学量，或变换为电路的通断；
其作用和目的是更方便地丈量、传输、办理、控制非电学量，找出非电学量和电学量之间的对应
关系．电磁感觉是一种现象，不是元件和装置，不可以称为传感器．
【答案】C
常用传感器
1．传感器的广泛应用
传感器被广泛应用于工业自动化、农业生产、家用电器和航空、航天领域中．
2．常用传感器
(1)双金属片温度传感器：利用两片金属的热膨胀系数不一样样，在温度变化时两片
金属伸长或缩短量不一样样而曲折，从而控制电路的通断．
应用：电熨斗、恒温箱等．
(2)热敏电阻温度传感器：利用热敏电阻器的电阻值随温度变化而改变的特色，在温
度变化时，热敏电阻器的电阻值发生变化，从而惹起电路中电流和电压的变化．应用：空调、电冰箱、微波炉、消毒柜等．
(3)光敏电阻传感器：利用光敏电阻器的电阻值随光照的强度变化而改变的特色．无
光照时，光敏电阻器的电阻值很大，有光照时，光敏电阻器的电阻值变小，从而惹起电路
中电流和电压的变化．
应用：工业自动化控制、光电计数器等．
(4)红外线传感器：接收携带信息的红外线，变换成电信号，从而获取红外线辐射源
的相关信息．
应用：航空拍照、卫星遥感遥测、自动门、红外线测温仪、防盗防火警报器、家用电
器遥控器等．
(5)其余还有压力传感器、生物传感器、气味传感器等．
4．按图6-3- 2所示连接好电路，合上S，发现小灯泡不亮，原由是________；用电吹风对热敏电阻加热一会儿，会发现小灯泡________，原由是________；停止吹风，会发现 ________；把热敏电阻放入冷水中会发现 ________．
图 6-3-2
【解析】因为热敏电阻温度低时阻值较大，左边电路电流较小，电磁铁磁性较弱吸不住衔铁．对热敏电阻加热其阻值减小后，电路电流变大，电磁铁把衔铁吸下后接通右边
电路，灯变亮．停止吹风小灯泡不会马上熄灭，因为热敏电阻温度依旧较高；把热敏电阻
放入冷水后，温度降低，小灯泡熄灭．
【答案】见解析
5．在地震营救行动中，营救队借助“生命探测仪”可以发现深埋在废墟中的伤员，
依据所学知识，你以为“生命探测仪”可能用到了()
A．红外线传感器
B．压力传感器
C．振动传感器
D．电容传感器
【解析】伤员被深埋在废墟中，借助红外线传感器可以感知人与四周环境的差异，
且伤员与尸体的温度不一样样，借助探测仪可以探测到活着的被困人员，故应选 A.
【答案】A
6．( 多项选择 )
6-3- 3 所示为光敏电阻自动计数器的表示图，此中 1 为光敏电阻，2如图
为定值电阻，此光电计数器的基本工作原理是()
【导学号： 18152127】
图 6-3-3
A．当有光照耀R1时，信号办理系统获取高电压
B．当有光照耀R1时，信号办理系统获取低电压
C．信号办理系统每获取一次低电压就计数一次
D．信号办理系统每获取一次高电压就计数一次
【解析】 R1为光敏电阻，当有光照耀时， R1的阻值变小， R2上的电压变大，信号办理系
统获取高电压．由题意知，当传达带上的物体挡住光时，信号办理系统获取低电压，
这类电压高低交替变化的信号转变为相应的数字，实现自动计数的功能，达到自动计数的目的．【答案】AC
自动计数器是利用光敏电阻对光的敏感特色将光照强度这个光学量变换为电阻这个
电学量，并将电路中的电压用信号办理系统鉴别以达到计数的目的.。