重庆市开县中学高中物理 实验 传感器的应用导学案 新
【物理】6.2《传感器的应用(一)》学案导学(新人教版选修3-2)
第二节：传感器的应用（一）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、话筒、电熨斗的工作原理。
（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、话筒、电熨斗等的工作原理，从而了解力传感器、声传感器和温度传感器的一般应用，进一步总结出传感器应用的一般模式。
（5）、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【学习过程】问题1：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？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。
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。
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。
2、下面学习几个传感器应用的实例。
（1）．力传感器的应用——电子秤师：阅读教材56页最后一段，思考并回答问题。
问题2：电子秤使用的测力装置是什么？它是由什么元件组成的？问题3：简述力传感器的工作原理。
问题4：应变片能够把什么力学量转化为什么电学量？（2）．声传感器的应用——话筒阅读教材56页有关内容，思考并回答问题。
问题5：话筒的作用是什么？问题6：说明动圈式话筒的工作原理和工作过程。
问题7：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？问题8：驻极体话筒的工作原理是什么？有何优点？阅读教材，思考并回答问题。
指出：驻极体话筒利用了电介质的现象：将电介质放入电场中，在前后两个表面上会分别出现与的现象．某些电介质在电场中被极化后，去掉外加电场，仍然会长期保持被极化的状态，这种材料称为．演示实验：按照如图所示的连接驻极体话筒的工作电路，话筒的输出端经过隔直电容接到示波器。
高三物理一轮复习实验专题(11)传感器的简单使用导学案 新人教版
实验十一传感器的简单使用一、实验目的1．认识热敏电阻、光敏电阻等传感器的特性．2．了解传感器的简单应用．二、实验原理1．传感器能够将感受到的物理量(力、热、光、声等)转换成便于测量的量(一般是电学量)．2．其工作过程如图1所示：图1三、实验器材热敏电阻、光敏电阻、多用电表、铁架台、烧杯、冷水、热水、小灯泡、学生电源、继电器、滑动变阻器、开关、导线等．四、实验过程1．研究热敏电阻的热敏特性(1)实验步骤①按图2所示连接好电路，将热敏电阻绝缘处理；②把多用电表置于“欧姆”挡，并选择适当的量程测出烧杯中没有热水时热敏电阻的阻值，并记下温度计的示数；③向烧杯中注入少量的冷水，使热敏电阻浸没在冷水中，记下温度计的示数和多用电表测量的热敏电阻的阻值；④将热水分几次注入烧杯中，测出不同温度下热敏电阻的阻值，图2并记录．(2)数据处理①根据记录数据，把测量到的温度、电阻值填入下表中，分析热敏电阻的特性.次数待测量温度(℃)电阻(Ω)图线．③根据实验数据和R－t图线，得出结论：热敏电阻的阻值随温度的升高而减小，随温度的降低而增大．图32．研究光敏电阻的光敏特性(1)实验步骤①将光敏电阻、多用电表、灯泡、滑动变阻器按如图4所示电路连接好，其中多用电表置于“×100”挡；②先测出在室内自然光的照射下光敏电阻的阻值，并记录数据；图4③接通电源，让小灯泡发光，调节滑动变阻器使小灯泡的亮度逐渐变亮，观察表盘指针显示电阻阻值的情况，并记录；④用手掌(或黑纸)遮住光，观察光敏电阻的阻值又是多少，并记录．(2)数据处理把记录的结果填入下表中，根据记录数据分析光敏电阻的特性．光照强度弱中强无光照射阻值(Ω).五、注意事项1．在做热敏实验时，加开水后要等一会儿再测其阻值，以使电阻温度与水的温度相同，并同时读出水温．2．光敏实验中，如果效果不明显，可将电阻部分电路放入带盖的纸盒中，并通过盖上小孔改变射到光敏电阻上的光的多少．3．欧姆表每次换挡后都要重新调零．六、实验改进对于热敏电阻的特性，可用以下实验进行：如图5所示，将多用电表的选择开关置于“欧姆”挡，再将多用电表的两支表笔与负温度系数的热敏电阻R T的两端相连，这时表针指在某一刻度，观察下图5述操作过程中指针的偏转情况：操作一：往R T上擦一些酒精．图6操作二：用吹风机将热风吹向电阻．根据指针偏转方向判定热敏电阻的特性．实验分析：1．操作一中指针左偏，说明R T的阻值增大；酒精蒸发吸热，温度降低，所以热敏电阻的阻值随温度的降低而增大．2．操作二中指针右偏，R T的阻值减小，而电阻R T温度升高，故热敏电阻的阻值随温度的升高而减小．优点：改进后的实验简单易操作，同学们能很快得出结论.考点一热敏电阻的实际应用例 1 (2010·新课标全国·23)用对温度敏感的半导体材料制成的某热敏电阻R T，在给定温度范围内，其阻值随温度的变化是非线性的．某同学将R T和两个适当的固定电阻R1、R2连成图6虚线框内所示的电路，以使该电路的等效电阻R L的阻值随R T所处环境温度的变化近似为线性的，且具有合适的阻值范围．为了验证这个设计，他采用伏安法测量在不同温度下R L的阻值，测量电路如图6所示，图中的电压表内阻很大．R L的测量结果如表格所示.温度t/℃30.040.050.060.070.080.090.0R L阻值/Ω54.351.548.344.741.437.934.7(1)根据图6所示的电路，在图7所示的实物图上连线．图7(2)为了检验R L与温度t之间近似为线性关系，在图8所示的坐标纸上作R L－t关系图线．图8(3)在某一温度下，电路中的电流表、电压表的示数如图9、10所示．电流表的读数为________，电压表的读数为________．此时等效电阻R L的阻值为________．热敏电阻所处环境的温度约为________．图9 图10考点二光敏电阻传感器例2 青岛奥运会帆船赛场采用风力发电给蓄电池充电，为路灯提供电能．用光敏电阻作为传感器控制路灯电路的开关，实现自动控制．光敏电阻的阻值随照射光的强弱而变化，作为简化模型，可以近似认为，照射光较强(如白天)时电阻几乎为0，照射光较弱(如黑天)时电阻接近于无穷大．利用光敏电阻作为传感器，借助电图11磁开关，可以实现路灯自动在白天关闭，黑天打开．电磁开关的内部结构如图11所示.1、2两接线柱之间是励磁线圈，3、4两接线柱分别与弹簧片和触点连接．当励磁线圈中电流大于50 mA时，电磁铁吸合铁片，弹簧片和触点分离，3、4断开；电流小于50 mA时，3、4接通．励磁线圈中允许通过的最大电流为100 mA.(1)利用以下器材设计一个自动控制路灯的电路，画出电路原理图．光敏电阻R1，符号；灯泡L，额定功率40 W，额定电压36 V，符号；保护电阻R2，符号；电磁开关，符号；蓄电池E，电压36 V，内阻很小；开关S，导线若干．(2)回答下列问题：①如果励磁线圈的电阻为200 Ω,励磁线圈允许加的最大电压为______V，保护电阻R2的阻值范围为________Ω.②在有些应用电磁开关的场合，为了安全，往往需要在电磁铁吸合铁片时，接线柱3、4之间从断开变为接通．为此，电磁开关内部结构应如何改造？请结合本题中电磁开关内部结构图说明．答：___________________________________________________________________.③任意举出一个其它的电磁铁应用的例子．答：___________________________________________________________________.1．在街旁的路灯，江海里的航标都要求在夜晚亮，白天熄，利用半导体的电学特性制成了自动点亮、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2．如图12所示，R1、R2为定值电阻，L为小灯泡，R3为光敏电阻，当照射光强度增大时 ( )A．电压表的示数增大B．R2中电流减小图12C．小灯泡的功率增大D．电路的路端电压增大3．酒精测试仪用于机动车驾驶人员是否酗酒及其他严禁酒后作业人员的现场检测．它利用的是一种二氧化锡半导体型酒精气体传感器，酒精气体传感器的电阻随酒精气体浓度的变化而变化．在如图13所示的电路中，酒精气体的不同浓度对应着传感器的不同电阻．图13这样，电压表的指针就与酒精气体浓度有了对应关系．如果二氧化锡半导体型酒精体传感器电阻的倒数与酒精气体的浓度成正比，那么，电压表示数U与酒精气体浓度C之间的对应关系正确的是 ( ) A．U越大，表示C越大，C与U成正比B．U越大，表示C越大，但是C与U不成正比C．U越大，表示C越小，C与U成正比D．U越大，表示C越小，但是C与U不成反比4．一台臭氧发生器P的电阻为10 kΩ，当供电电压等于24 V时能正常工作，否则不产生臭氧．现要用这种臭氧发生器制成自动消毒装置，要求它在有光照时能产生臭氧，在黑图14 暗时不产生臭氧，拟用一个光敏电阻R 1对它进行控制，R 1的阻值在有光照时为100 Ω，黑暗时为1 000 Ω，允许通过的最大电流为3 mA ；电源E 的电压为36 V ，内阻不计；另有一个滑动变阻器R 2，阻值为0～100 Ω，允许通过的最大电流为0.4 A ；一个开关S 和导线若干．臭氧发生器P 和光敏电阻R 1的符号如图14所示．设计一个满足上述要求的电路图，图中各元件要标上字母代 号，其中滑动变阻器两固定接线柱端分别标上字母A 、B .(电路图画在虚线框内)5．(2010·大纲全国理综Ⅱ·23)如图15所示，一热敏电阻R T 放在控温容器M 内；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， 图15 在20 ℃时的阻值约为550 Ω.现要求在降温过程中测量在95 ℃～20 ℃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 温度为95 ℃.c ．将电阻箱调到适当的初值，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I 0，并记录____________．e ．将R T 的温度降为T 1(20 ℃＜T 1＜95 ℃)；调节电阻箱，使得电流表的读数_____，记录______________．f ．温度为T 1时热敏电阻的电阻值R T1＝__________.g ．逐步降低T 1的数值，直至20 ℃为止；在每一温度下重复步骤e 、f.答案例1 (1)、 (2)根据数据描出点，作出直线；(3)115 mA 5.00 V43．5 Ω64.0 °C例2 (1)电路原理图见解析(2)①20160～320 ②把触点从弹簧片右侧移到弹簧片左侧，保证当电磁铁吸合铁片时，3、4之间接通；不吸合时，3、4之间断开．③电磁起重机随堂训练1．B2．ABC3．B4．为了能控制臭氧发生器，应该使用滑动变阻器的分压式连接，有光照时P能正常工作，无光照时P不工作．电路图如下：5．(1)实验原理电路图，如图所示(2)d.电阻箱的读数R0e．仍为I0电阻箱的读数R1f．R0－R1＋150 Ω。
019第6.2节《传感器的应用》导学案
高二物理 WL—15—02—019第6.2节《传感器的应用》导学案编写人：路尔清审核人：高二物理备课组编写时间：2015年10月29日班级：姓名： ___【学习目标】1．知道传感器应用的一般模式。
2．理解电子秤的原理——力传感器的应用。
3．理解电熨斗、电饭锅的原理——温度传感器的应用。
4．理解火灾报警器的原理——光传感器的应用。
5．会分析和设计简单的有关传感器应用的控制电路。
【学法指导】阅读；想象；实验。
【使用说明】1.导学案中标注*部分供学有余力同学做，学习小结展示课结束以后完成。
2.将预习中遇到的疑难点问题标识出来在展示课堂上小组讨论、质疑。
【知识链接】1．传感器：传感器是将信号转换为信号输出的一种仪器。
2. 光敏电阻：光敏电阻在时电阻发生变化。
光照越强，光敏电阻阻值越。
热敏电阻：热敏电阻在温度上升时导电能力。
即温度越高，热敏电阻阻值越。
金属热电阻：金属的电阻率随温度的升高而。
即温度越高，金属热电阻阻值越。
3.电阻定律：R= ；一般物体的体积都会随温度变化而变化，即满足热冷。
【学习过程】知识点一、传感器应用的一般模式。
问题1．阅读教材第56页，总结传感器应用的一般模式。
问题2．传感器在上述工作模式中所起的作用是什么？知识点二、力电传感器的应用——电子秤问题3．电子秤使用的测力装置是，它是由组成的。
应变片能够把物体形变的力学量转化为电学量。
问题4．结合下图简述力传感器的工作原理。
知识点三、温度传感器的应用——电熨斗问题5．阅读教材，思考：教材第57页的实验中，U形双金属片温度传感器相当于，可以控制小灯泡的亮和灭。
日光灯启动器中的双金属片内层金属的热膨胀系数大于外层金属。
当温度升高时，内层金属体积膨胀外层金属体积膨胀，U行片就会向伸展，接触竖直片，电路就被了。
问题6．（结合下图分析）（1）电熨斗中的双金属片上层金属的热膨胀系数下层金属的热膨胀系数。
（2）常温下，电熨斗的上、下触点应是（接触的、不接触的）。
高中物理 6.3 实验：传感器的应用学案 新人教版选修32
高中物理 6.3 实验：传感器的应用学案新人教版选修321．斯密特触发器的特点：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________跳到____________，当输入端电压下降到另一个值(0.8 V)时，输出端会从________跳到__________．2．下列说法中正确的是( )A．电饭锅中的敏感元件是光敏电阻B．测温仪中测温元件可以是热敏电阻C．机械式鼠标中的传感器接收到连续的红外线，输出不连续的电脉冲D．火灾报警器中的光传感器在没有烟雾时呈现低电阻状态，有烟雾时呈现高电阻状态3．某市为了节约能源，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【概念规律练】知识点传感器的应用实验1．如图1所示的光控电路用发光二极管LED模拟路灯，RG为光敏电阻．A为斯密特触发器输入端，在天黑时路灯(发光二极管)会点亮．下列说法正确的是( )图1A．天黑时，Y处于高电平B．天黑时，Y处于低电平C．当R1调大时，天更暗时，灯(发光二极管)点亮D．当R1调大时，天较亮时，灯(发光二极管)就能点亮2．如图2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2A．当R T的温度升高时，R T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【方法技巧练】自动控制电路的分析及设计技巧3．自己设计一个以热敏电阻为传感器的简易自动报警器，当温度过高时，小灯泡亮或响铃报警．所用的实验器材可能有电磁继电器、电铃、小灯泡、热敏电阻、干电池、滑动变阻器、开关．4．已知光敏电阻随入射光的增强，其电阻值减小，请利用图3所示器材设计一个路灯自动控制电路．图3参考答案课前预习练1．高电平低电平(0.25 V) 低电平高电平(3.4 V)2．B [电饭锅中的敏感元件是感温铁氧体，A错误；机械式鼠标中的传感器接收断续的红外线脉冲，输出相应的电脉冲信号，C错误；火灾报警器中的光传感器在没有烟雾时呈现高电阻状态，有烟雾时呈现低电阻状态，D错误．]3．B [题目中半导体应能感知光照强度变化，并输出电信号，控制电路通断，所以利用了半导体的光敏性，故B正确．]课堂探究练1．BC [天黑时，R G阻值增大到一定值，斯密特触发器输入端A的电压上升到某个值，输出端Y突然由高电平跳到低电平；R1调大时，A端电压降低，只有天更暗时，R G电阻更大时，路灯才点亮，故B、C正确．]2．BC [当R T温度升高时，电阻减小，A点电势升高到某一数值，Y端电势突然降低，蜂鸣器导通发出警报，A错，B对．当增大R1时，A端电势升高到某一数值，Y端电势突然降低，电流通过蜂鸣器，发生报警声，C对，D错．]点评斯密特触发器是具有特殊功能的非门，用符号表示．当输入端电压上升到某一个值(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)．3．实验电路如下图所示当温度升高时，热敏电阻的阻值减小，通过电磁继电器螺线管的电流增大，磁性增强，吸下金属片，触点接通，灯泡亮或电铃响，起到报警作用．通过调节滑动变阻器的阻值，可以达到调节报警温度的目的．4．见解析解析电路如图所示控制过程是：当有光照射时，光电流经过放大器输出一个较大的电流，驱动电磁继电器吸合，使两个触点断开，当无光照时，光电流减小，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，控制路灯电路接通，路灯开始工作．方法总结在分析和设计自动控制电路时，要透彻理解各个元件的特性，如光敏电阻、热敏电阻、电磁继电器、斯密特触发器等；在涉及门电路的电路图时，电流的通路并不能完整地呈现出来，所以不能用原来的电路知识来理解，而是要正确理清电路中的逻辑关系．。
高中物理 6.3 实验 传感器的简单应用导学案 新人教版选修
高中物理 6.3 实验传感器的简单应用导学案新人教版选修6、3 实验传感器的简单应用导学案新人教版选修3-2【学习目标】1、知道传感器的意义2、了解制作传感器的常用元件（光敏电阻、热敏电阻、金属热电阻、霍尔元件、干簧管等）的特征3、了解常见传感器(电子秤、话筒、电熨斗、测温仪、鼠标、火灾报警器)的工作原理，了解光控开关、温度报警器的原理、【重点难点】了解各类传感器的工作原理及其应用【学习内容】课前自学：传感器1、意义：传感器是把非电学物理量（如_____、______、______、________、湿度、流量、声强、光照度等）转换成易于测量、传输、处理的电学量（如_____、电流、______等）或电路的通断的一种组件。
起自动控制作用。
2、敏感元光敏电阻：是一种能感知光强的_______，电阻随光照的增强而______热敏电阻：是一种能感知______的传感器，电阻一般随温度______电阻减小金属热电阻：是一种能感知温度的传感器，温度升高电阻_____霍尔元件：是一种能感知_________的传感器电容式位移传感器：是一种能感知______的传感器3、常见传感器及应用（1）、力传感器----电子秤：将应变片的形变量转化为______（2）声传感器----话筒：将声学量转化为_______（3）温度传感器电熨斗：双金属片温度传感器的作用:控制电路的通断电饭锅：双金属片温度传感器的作用:控制电路的通断测温仪：将温度转化为电学量（不同温度发射红外线不同）温度报警器：____________________________（4）光传感器机械鼠标器：_____________________火灾报警器：__________________________核心知识探究应用举例1、霍尔元件的工作原理：霍尔元件是利用霍尔效应来设计的、一个矩形半导体薄片，在其前、后、左、右分别引出一个电极，如图所示，沿PQ方向通人电流I，垂直于薄片加匀强磁场B，则在MN间会出现电势差U。
高中物理 6.3实验 传感器的应用导学案 新人教版选修3-2(2021年最新整理)
高中物理6.3实验传感器的应用导学案新人教版选修3-2编辑整理：尊敬的读者朋友们：这里是精品文档编辑中心，本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的，发布之前我们对文中内容进行仔细校对，但是难免会有疏漏的地方，但是任然希望（高中物理6.3实验传感器的应用导学案新人教版选修3-2）的内容能够给您的工作和学习带来便利。
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第六章传感器第3节实验传感器的应用【学习目标】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;４、综合实验培养动手能力，体会物理知识实际中的应用。
【重点、难点】1、了解斯密特触发器的工作特点，能够分析光控电路的工作原理；2、温度报警器的电路工作原理;3、由门电路控制的传感器的工作原理.预习案【自主学习】一、实验原理及知识准备阅读下列学习资料并总结出其特点和作用：(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；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。
人教版高二物理选修3-2：6.3《实验：传感器的应用》导学案设计
第6.3节《实验：传感器的应用》导学案班级：姓名：【学习目标】1．识别晶体管、逻辑电路集成块、集成电路实验板，知道元件的性能和引脚的关系。
（重点）2．理解电磁继电器的工作原理，了解光控开关、温度报警器的工作原理。
（难点）3．利用斯密特触发器光控开关和温度报警器，培养组装和调试电子电路的能力。
（难点）【学法指导】实验法、理论联系实际的思想【知识链接】光敏电阻的特性，光照增强，电阻；热敏电阻的热性，温度升高，电阻。
【学习过程】做实验前完成部分知识点一、发光二极管、三极管、继电器、集成电路块、集成电路实验板的特性及使用[问题1]阅读教材P 622-4段及P64-65“晶体管”完成以下内容：（1）普通二极管具有性，发光二极管除具有单向导电性外性，导电时还能，发光二极管的正向导通电压，实物元件中较长的电极为正．极，较短的电极为负．极。
请标出电路图中发光二极管的正、负极。
（2）三极管具有放大、开关的作用，右图为三极管的电路符号及元件实物图。
三极管引脚的简单判断方法是：把显示文字平面朝向自己，三个引脚朝下放置，从左向右依次为发射极e、基极b、集电极c。
（3）电磁继电器的基本结构如图甲所示，主要由磁铁（线圈绕在铁芯上）、弹簧、衔铁和触点构成。
电路符号如图乙所示，图中J为继电器的线圈，Ja为它的常开触点。
甲乙丙丙图中，当A、B间接上直流电源后，灯泡能否工作？简要说明其控制原理。
（4）集成电路块是由若干个三极管和电阻组成的，制作在很小的硅片上，封装后留出引脚，外形如图（1），型号为74LS14的集成块（斯密特触发器）内部有个门，引脚如图（2），使用时只使用其中的一个。
其功能是：当输入端A的电压升高到一定值时（1.6V），输出端Y会突然从高电平（即某个点与接“地“端之间的电压）（0.25V），即输入高电平，输出；而当输入端A的电压降低到另一值时（0.8V），输出端Y会从低电平，即输入低电平，输出。
阅读教材P63虚线框内内容可以知道，集成块74LS14的电源正极引脚V CC应接，公共接地点的引脚GND应接。
物理选修3-2导学案6-3实验 传感器的应用 精品
第六章传感器第3节实验传感器的应用【学习目标】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；４、综合实验培养动手能力，体会物理知识实际中的应用。
【重点、难点】1、了解斯密特触发器的工作特点，能够分析光控电路的工作原理；2、温度报警器的电路工作原理；3、由门电路控制的传感器的工作原理。
预习案【自主学习】一、实验原理及知识准备阅读下列学习资料并总结出其特点和作用：（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；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。
由镓（Ga）与砷（AS）、磷（P）的化合物制成的二极管，当电子与空穴复合时能辐射出可见光，因而可以用来制成发光二极管，在电路及仪器中作为指示灯，或者组成文字或数字显示。
磷砷化镓二极管发红光，磷化镓二极管发绿光，碳化硅二极管发黄光。
发光二极管与普通二极管一样是由一个PN结组成，也具有单向导电性。
当给发光二极管加上正向电压后，就能产生自发辐射的荧光。
常用的是发红光、绿光或黄光的二极管。
１、普通二极管和发光二极管（１）二极管具有导电性。
（２）发光二极管除了具有单向导电性外，导电时还能。
《传感器的应用导学案》
《传感器的应用》导学案一、导入大家好，今天我们要进修的主题是传感器的应用。
传感器是一种能够感知并转换物理量或化学量为电信号的装置，它在各个领域都有广泛的应用。
我们将通过本节课的进修，了解传感器的工作原理、种类及其在生活中的应用。
二、探究1. 传感器的定义及工作原理传感器是一种能够感知并转换物理量或化学量为电信号的装置。
它通过感知外部环境的变化，将这些变化转换为电信号，再经过处理，最终输出给控制系统或显示设备。
传感器的工作原理可以简单理解为接收信号、转换信号、输出信号的过程。
2. 传感器的种类根据测量的物理量不同，传感器可以分为光学传感器、压力传感器、温度传感器、湿度传感器、加速度传感器等多种类型。
每种传感器都有其特定的工作原理和应用途景。
三、拓展1. 传感器在生活中的应用传感器在生活中有着广泛的应用，比如在智能家居中，温度传感器可以控制空调的温度，湿度传感器可以控制加湿器的湿度；在汽车领域，加速度传感器可以实现车辆的稳定性控制，压力传感器可以监测轮胎的气压等。
传感器的应用使得我们的生活更加便捷、安全。
2. 传感器的发展趋势随着科技的不息发展，传感器技术也在不息进步。
未来，传感器将更加小型化、智能化，能够实现更多复杂的功能。
比如智能穿戴设备中的传感器可以监测心率、运动情况等；智能城市中的传感器可以实现交通管理、环境监测等功能。
传感器的应用前景十分辽阔。
四、总结通过本节课的进修，我们了解了传感器的定义、工作原理、种类及其在生活中的应用。
传感器作为一种重要的感知装置，在各个领域都有着重要的作用。
希望大家能够在平时生活中多留意传感器的应用，更好地享受科技带来的便利。
以上就是本节课的内容，希望大家能够认真进修，如果有任何问题欢迎随时提出。
祝大家进修愉快！。
【精】高中物理第六章传感器3实验：传感器的应用学案新人教版选修3_2
【精】【精】高中物理第六章传感器3实验：传感器的应用学案新人教版选修3_2[目标定位] 1.理解光控开关、温度报警器的工作原理.2.理解光控开关、温度报警器的灵敏度调节原理.3.会用传感器制作简单的自动控制设备.一、光控开关电路分析1.工作原理(如图1所示).图12.斯密特触发器实质是一个具有特殊功能的非门，当A端电势高于1.6 V时，Y端会输出0.25 V的低电势，当A端电势低于0.8 V时，Y端会输出3.4 V的高电势.3.电路分析(1)电磁继电器的工作原理由于集成电路允许通过的电流较小，要用白炽灯泡模仿路灯，就要使用继电器来启闭另外的供电电路.如图2所示，图中虚线框内即为电磁继电器J，D为动触点，E为静触点.当线圈A中通电时，铁芯中产生磁场，吸引衔铁B向下运动，从而带动动触点D向下与静触点E接触，将工作电路接通，当线圈A中电流为零时，电磁铁失去磁性，衔铁B在弹簧作用下被拉起，动触点D与静触点E分离，自动切断工作电路.图2(2)控制电路的原理天较亮时，光敏电阻RG阻值较小，斯密特触发器输入端A电势较低，则输出端Y输出高电平，线圈中无电流，工作电路不通；天较暗时，光敏电阻RG电阻增大，斯密特触发器输入端A电势升高，当升高到一定值，输出端Y由高电平突然跳到低电平，有电流通过线圈A，电磁继电器工作，接通工作电路，使路灯自动开启；天明后，RG阻值减小，斯密特触发器输入端A电势逐渐降低，降到一定值，输出端Y突然由低电平跳到高电平，则线圈A中不再有电流，电磁继电器自动切断工作电路的电源，路灯熄灭.深度思考如图1甲所示，要想在天更暗时路灯才会亮，应该把R1的阻值如何调节？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RG的值达到更大，即天色更暗.例 1 如图3所示为一个逻辑电平检测电路，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。
高中物理6.4传感器的应用实验教案新人教版选修3_2
第四节传感器的应用实验教学目标：1、明白二极管的单向导电性和发光二极管的发光特性.二、明白晶体三极管的放大特性.3、掌握逻辑电路的大体知识和大体应用.4、综合实验培育动手能力，体会物理知识实际中的应用.教学重点：一、了解斯密特触发器的工作特点，能够分析光控电路的工作原理。
二、温度报警器的电路工作原理教学难点：光控电路和温度报警器电路的工作原理。
教学方式：PPT课件，演示实验，教学教学用具：PPT课件教学进程：（一）引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愈来愈普遍，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，处置均是通过电子元件组成的电路来完成的．这节课咱们就来动手组装光控开关或温度报警器。
（二）新课教学1．实验1 光控开关实验原理及知识预备如图所示光控电路，用发光二极管LED仿照路灯，R G为光敏电阻，R1的最大电阻为51 k Ω，R 2为 330 kΩ，试分析其工作原理．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；当天色暗到必然程度时，R G的阻值增大到必然值，斯密特触发器的输入端 A的电压上升到某个值（），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），如此就达到了使路灯天明熄灭，天暗自动开启的目的问题：要想在天更暗时路灯才会亮，应该把R1的阻值调大些仍是调小些？为何？分析：应该把R1的阻值调大些，如此要使斯密特触发器的输入端A电压达到某个值（如，就需要R G的阻值达到更大，即天色更暗。
问题：用白炽灯仿照路灯，为何要用到继电器？分析：由于集成电路允许通过的电流较小，要用白炽灯泡仿照路灯，就要利用继电器来启闭工作电路．如图所示电磁继电器工作电路，图中虚线框内即为电磁继电器，D为动触点，E为静触点．试分析电磁继电器的工作原理．分析：当线圈 A中通电时，铁芯中产生磁场，吸引衔铁B向下运动，从而带动触点D向下与E接触，将工作电路接通，当线圈A中电流为零时，电磁铁失去磁性，衔铁B在弹簧作用下拉起，带动触点D与E分离，自动切断工作电路．问题：说明控制电路的工作原理。
高中物理第六章传感器实验传感器的应用学案新人教版选修
6.3 传感器的应用实验：传感器的应用【学习目标】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．一、力传感器的应用——电子秤1．组成及敏感元件：由金属梁和组成，敏感元件是．(如图1所示)图12．工作原理：金属梁自由端受力F―→梁发生弯曲―→应变片的电阻变化―→两应变片上电压的差值变化3．作用：应变片能够把物体这个力学量转化为这个电学量．二、温度传感器的应用——电熨斗[问题设计]如图2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2(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？[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不同，双金属片发生弯曲从而控制电路的．三、温度传感器的应用——电饭锅[问题设计]电饭锅的结构如图3所示．图3(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？[要点提炼]电饭锅中温度传感器为．1．居里温度：感温铁氧体常温下具有铁磁性，温度上升到约时，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．四、光传感器的应用——火灾报警器1．组成：如图4所示，二极管LED、三极管和不透明的挡板．图42．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．五、光控开关和温度报警器[问题设计]如图5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5[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?[要点提炼]1．斯密特触发器：斯密特触发器是具有特殊功能的门，它可以将连续变化的信号转换为突变的信号，常用符号表示．原理：当输入端电压逐渐上升到某一个值(1.6 V)时，输出端会突然从电平跳到电平(0.25 V)，当输入端电压下降到另一个值(0.8 V)时，输出端会从电平跳到电平(3.4 V)．2．普通二极管：具有导电性．3．发光二极管：具有导电性，同时还能．4．光控开关工作原理电路图(如图6甲、乙所示)图65．温度报警器工作原理电路图(如图7所示)图7的阻值不同，则报警温度不同，可以通过调节来调节蜂鸣器的报警温度．一、传感器的应用举例例1按图8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_____________________________________________．错误！未找到引用源。
《传感器的应用导学案-2023-2024学年高中通用技术苏教版》
《传感器的应用》导学案一、导学目标1. 了解传感器的定义和分类；2. 掌握传感器的工作原理和应用领域；3. 能够分析传感器在生活中的实际应用。
二、导学内容1. 传感器的定义和分类2. 传感器的工作原理3. 传感器的应用领域4. 传感器在生活中的实际应用案例三、导学步骤1. 导入：通过展示一些常见的传感器产品，引导学生了解传感器的基本观点，并讨论传感器在生活中的作用。
2. 进修：介绍传感器的定义和分类，让学生了解传感器是一种能够感知环境并将感知到的信息转化为电信号的设备，根据工作原理和功能不同可分为光学传感器、压力传感器、温度传感器等。
3. 实践：设计一些简单的实验，让学生亲自动手操纵传感器，感受传感器的工作原理，并观察传感器的反馈效果。
4. 拓展：讨论传感器在不同领域的应用，如工业控制、医疗保健、环境监测等，并引导学生思考传感器在未来的发展方向。
5. 总结：通过总结本节课的内容，让学生加深对传感器的理解，并鼓励他们自主探索传感器在生活中的实际应用。
四、导学反馈1. 学生可以通过小组讨论、个人思考等形式回答以下问题：- 传感器的定义是什么？- 传感器有哪些分类？- 传感器的工作原理是什么？- 传感器在哪些领域有应用？- 你能举出一个传感器在生活中的实际应用案例吗？2. 教师可以根据学生的回答情况，对他们的理解和掌握水平进行评判，及时进行补充和指导。
五、拓展延伸1. 学生可以自主选择一个感兴趣的传感器产品，进行深入了解和钻研，并撰写一份关于该传感器的详细报告。
2. 学生可以设计一个有趣的实验，利用传感器完成一项小发明，并在班级分享展示。
六、导学案评判1. 通过导学案的进修，学生能够全面了解传感器的定义、工作原理和应用领域，培养了他们对新科技的兴趣和探索精神。
2. 导学案的设计灵活多样，既注重理论知识的传授，又注重实践操作和创新思维的培养，符合摩登教育的发展趋势。
在这个信息爆炸的时代，传感器作为一种重要的智能设备，正逐渐渗透到我们生活的方方面面，带来了诸多便利和创新。
传感器的应用 实验：传感器的应用(导)学案 (15)
2传感器的应用学习目标知识脉络1．了解传感器在日常生活和生产中的应用．(重点)2．了解传感器的一般应用模式．3．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)[知识梳理]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：金属梁自由端受力F⇒金属梁发生弯曲⇒应变片的电阻变化⇒两应变片上电压的差值变化(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感温铁氧(1)居里温度：感温铁氧体常温下具有铁磁性，温度上升到锅体约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6-2-1所示，发光二极管LED、光电三极管和不透明的挡板．图6-2-1(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．[基础自测]1．思考判断(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【解析】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．【答案】 B3．如图6-2-2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________.【导学号：57272139】图6-2-2【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】10A、D B、C[合作探究·攻重难]传感器问题的分析思路物理传感器是将所感受的物理量(如力、热、光等)转换为便于测量的电学量的器件．可以把传感器的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．用如图6-2-3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)．图6-2-3(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 ＝14－62 m/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.[针对训练]1．如图6-2-4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．图6-2-4【解析】 设称重物G 时弹簧的压缩量为x ，由题意得G ＝kx ①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－x l R0，由欧姆定律有I ＝E R 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．生活中的传感器(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．温度传感器广泛应用于室内空调、电冰箱和微波炉等家用电器中，它是利用热敏电阻的阻值随温度变化而变化的特性工作的．在图6-2-6甲中，电源的电动势E＝9.0 V，内阻可忽略不计；G为灵敏电流表，内阻r保持不变；R0为保护电阻，R为热敏电阻，其电阻值与温度变化的关系如图乙所示．试写出热敏电阻的阻值随温度变化的关系式．闭合开关S，当R的温度等于40 ℃时，电流表示数I1＝2.25 mA.则当电流表的示数I2＝3.6 mA时，热敏电阻R的温度是多少摄氏度？【导学号：57272140】甲乙图6-2-6思路点拨：本题的解答思路为：由图知热敏电阻为负温度系数热敏电阻→由温度与电阻成线性关系求出对应的电阻→由欧姆定律得电流对应的温度值【解析】题中的R-t图象是直线，根据数学知识可写出热敏电阻R与温度t的关系式为R＝kt＋b.由题图象知t1＝0 ℃时，R1＝4.25 kΩ，得b＝4.25，再根据t2＝120 ℃时，R2＝2 kΩ，得k＝－0.018 75，所以R与t的关系式为R＝－0.018 75t＋4.25(kΩ)；根据题中的R-t图象，t3＝40 ℃时，热敏电阻的阻值R3＝3.5 kΩ，有E＝I1(r＋R0＋R3)；电流I2＝3.6 mA时，设热敏电阻的阻值为R4，有E＝I2(r＋R0＋R4)，代入数据可解得R4＝2 kΩ，由题中的R-t图象或将R4＝2 kΩ代入R与t的关系式可得t4＝120 ℃.【答案】R＝－0.018 75t＋4.25(kΩ)120 ℃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.[针对训练]2．如图6-2-7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，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()甲乙图6-2-7A．10 ℃B．20 ℃C．35 ℃D．45 ℃【解析】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R1、R2、R3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＝R2R1＋R2U，φb＝R TR3＋R TU，其中U为电源的路端电压，令φa＝φb，即U ab＝0，则可得R2R1＝R TR3，代入数据得R T＝20 kΩ，查表得对应的温度为35 ℃，故C正确．【答案】 C电容式传感器1．电容器的电容决定于极板间的正对面积S、极板间距d、极板间的电介质这几个因素．如果某个物理量(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)()图6-2-8A．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．压力F作用下→d变化→C变化→Q变化→回路中产生电流【解析】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.【答案】 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.[针对训练]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6-2-9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正确图6-2-9【解析】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．【答案】 B[当堂达标·固双基]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【解析】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．【答案】AB2．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【解析】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．【答案】 A3．(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6-2-10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()【导学号：57272141】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间的某一值不变图6-2-10【解析】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．【答案】AD4．一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6-2-11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．图6-2-11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。
(重庆)重庆市开县中学高中物理《3.2 磁感应强度》导学案 .
（从电流在磁场中受力的角度去研究。）
【模块二】磁感应强度的大小
【问题1】怎样研究磁场中某点的磁感应强度呢？
（可以在磁场的强弱和方向都相同的匀强磁场中，研究较长的一段通电导线的受力情况，从而推知一小段电流元的受力情况。）
[演示实验]如图所示，三块相同的蹄形磁铁并列放置，可以认为磁极间的磁场是均匀的，将一根直导线悬挂在磁铁的两极间，有电流通过时导线将摆动一个角度，通过这个角度我们可以比较磁场力的大小，分别接通“2、3”和“1、4”可以改变导线通电部分的长度，电流强度由外部电路控制。
（教师指出：在磁场中的任一点，小磁针北极受力的方向，亦即小磁针静止时北极所指的方向，就是该点的磁场方向，亦即磁感应强度的方向。）
【问题2】磁感应强度的大小能否从小磁针受力的情况来研究？
（不能。因为小磁针不会单独存在一个磁极，小磁针静止时，两个磁极所受合力为零，因此无法从小磁针受力的角度确定磁场的强弱。既无法定义磁感应强度的大小。）
课程名称
重庆市开县中学高二物理《3.2磁感应强度》导学案（新课标人教版3-1）
第1课时
课型
综合解决课
课程标准
了解磁场ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ知道磁感应强度和磁能量，会用磁感线描述磁场。
学习目标
1.通过实验、类比和分析，寻找描述磁场强弱和方向的物理量（即磁感应强度）。
2.进一步体会通过比值定义物理量的方法．
3.通过阅读教材自学，能知道磁感应强度的定义、定义式、大小和方向。
师生总结，得出磁感应强度的定义：
磁感应强度
①定义
在磁场中垂直于磁场方向的通电导线，所受的磁场力F跟电流I和导线长度L的乘积IL的比值叫磁感应强度。
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重庆市开县中学2014年高中物理实验传感器的应用导学案新人
教版选修3-1
教学内容实验：传感器的应用 1 课时教学起止时间
课型安排问题解决课
主备小组成员胡永学、彭涣成、
霍兆霞主备负责人
（主持人）
资料收集
互传人
霍兆霞
课程标准
学习目标1.让学生练习电子电路的组装，获得自动控制电路设计的感性认识。
2.识别各种晶体管，逻辑集成电路块，集成电路实验板，知道各种元件的性能和引脚。
3.了解光控开关电路及控制原理，会组装光控开关。
4.了解温控报警器及控制原理，会组装温度报警器。
重点难点重点：光控开关和温控报警的工作原理和制作。
难点：光控开关和温控报警的工作原理和制作。
学习过程
评价任务（内容、问题、试题）学导策略
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。
模块一:认识器件
（一）、普通二极管和发光二极管
理论简介：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。
由镓（Ga）与砷（AS）、磷（P）的化合物制成的二极管，当电子与空穴复合时能辐射出可见光，因而可以用来制成发光二极管，在电路及仪器中作为指示灯，或者组成文字或数字显示。
磷砷化镓二极管发红光，磷化镓二极管发绿光，碳化硅二极管发黄光。
它是半导体二极管的一种，可以把电能转化成光能；常简写为LED。
发光二极管与普通二极管一样是由一个PN结组成，也具有单向导电性。
当给发光二极管加上正向电压后，从P区注入到N区的空穴和由N区注入到P区的电子，在PN结附近数微米内分别与N区的电子和P 区的空穴复合，产生自发辐射的荧光。
不同的半导体材料中电子和空穴所处的能量状态不同。
当电子和空穴复合时释放出的能量多少不同，释放出的能量越多，则发出的光的波长越短。
常用的是发红光、绿光或黄光的二极管。
总结：（1）二极管具有单向导电性（2）发光二极管除了具有单向导电性外，导电时还能发光，普通发光二极管使用磷化镓或磷砷化镓等半导体材料制成，直接将电能转化为光能，该类发光二极管的正向导通电压大于1.8V。
（二）、晶体三极管
晶体三极管，是半导体基本元器件之一，具有电流放大作用，是电子电路的核心元件。
三极管是在一块半导体基片上制作两个相距很近的PN结，两个PN结把正块半导体分成三部分，中间部分是基区，两侧部分是发射区和集电区，排列方式有PNP和NPN两种，如图从三个区引出相应的电极，分别为基极b发射极e和集电极c。
发射区和基区之间的PN结叫发射结，集电区和基区之间的PN结叫集电极。
基区很薄，而发射区较厚，杂质浓度大，PNP型三极管发射区"发射"的是空穴，其移动方向与电流方向一致，故发射极箭头向里；NPN型三极管发射区"发射"的是自由电子，其移动方向与电流方向相反，故发射极箭头向外。
发射极箭头向外。
发射极箭头指向也是PN结在正向电压下的导通方向。
硅晶体三极管和锗晶体三极管都有PNP型和NPN型两种类型。
晶体三极管具有电流放大作用，其实质是三极管能以基极电流微小的变化量来控制集电极电流较大的变化量。
这是三极管最基本的和最重要的特性。
我们将ΔIc/ΔIb的比值称为晶体三极管的电流放大倍数，用符号“β”表示。
电流放大倍数对于某一只三极管来说是一个定值，但随着三极管工作时基极电流的变化也会有一定的改变。
总结：（1）三极管具有电流放大作用。
（2）晶体三极管能够将微弱的信号放大，晶体三极管的三个极分别是发射极e，基极b和集电极c。
（3）传感器输出的电流和电压很小，用一个三极管可以放大几十
倍或几百倍，三极管的放大作用表现为基极b的电流对集电极c的电流起了控制作用。
展示实物
（三）逻辑电路
逻辑电路以二进制为原理、实现数字信号逻辑运算和操作的电路。
分组合逻辑电路和时序逻辑电路。
前者的逻辑功能与时间无关，即不具记忆和存储功能，后者的操作按时间程序进行。
由于只分高、低电平，抗干扰力强，精度和保密性佳。
广泛应用于计算机、数字控制、通信、自动化和仪表等方面。
逻辑门电路符号图包括与门，或门，非门，
1 与门电路
对于与门电路，只要一个输入端输入为0，则输出端一定是0，只有当所有输入端输入都同为1时，输出才是1.
?2．或逻辑
对于或门电路，只要一个输入端输入为1，则输出一定是1，反之，只有当所有输入端都为0时，输出端才是0.
3.非门电路
对于非门电路，当输入为0时，输出总是1，当输入为1时，输出反而是0，非门电路也称反相器。
4.斯密特电路：
斯密特触发器是特殊的非门电路，当加在它的输入端A的电压逐渐上升到某个值1.6V时，输出端Y会突然从高电平调到低电平0.25V，而当输入端A的电压下降到另一个值的时候0.8V，Y会从低电平跳到高电平3.4V。
斯密特触发器可以将连续变化的模拟信号转换为突变的数字信号。
而这正是进行光控所需要的。
模块二：制作电路
实验原理：
1、光控开关
电路组成：斯密特触发器，光敏电阻，发光二极管LED模仿路灯，滑线变阻器，定值电阻，电路如图所示。
工作原理：天明时，RG变小，流过R1的电流变大，A端输入电压降低到0.8V，Y会从低电平跳到高电平3.4V，LED上的电压低于正向导通电压1.8V，LED不会发光，当天色暗到一定程度时，RG变大，输入端A的电压升高到某一个值1.6V时，输出端Y突然从高电平跳到低电平0.25V，此时加在LED上的正向电压大于导通电压1.8V，二极管LED发光。
特别提醒：要想在天暗时路灯才会亮，应该把R1的阻值调大一些，这样要使斯密特触发器的输入端A电压达到某个值1.6V，就需要RG的阻值达到更大，即天色更暗。
拓展：如果电路不用发光二极管来模拟，直接用在电路中，就必须用到电磁继电器。
如教材63页图。
2．温度报警器（热敏电阻式报警器）
结构组成：斯密特触发器，热敏电阻，蜂鸣器，变阻器，定
值电阻，如图教材63页图所示。
工作原理：常温下，调整R1的阻值使斯密特触发器的输入端A处于低电平，则输出端Y处于高电平，无电流通过蜂鸣器，蜂鸣器不发声，当温度升高时，热敏电阻RT阻值减小，斯密特触发器输入端A电势升高，当达到某一值（高电平），其输出端由高电平调到低电平，蜂鸣器通电，从而发出报警声，R1的阻值不同，则报警器温度不同。
特别提示：要使热敏电阻在感测到更高的温度时才报警，应该减小R1的阻值，R1阻值越小，要使斯密特触发器输入达到高电平，则热敏电阻阻值要求越小，即温度越高。
实验制作：
在理解原理的基础上，学生根据提供的器材，自行写出实验步骤，小组合作完成电路的制作。
实验注意事项：
1.安装前，确保器件性能良好。
2.光控实验中，注意二极管的极性，不能反接
3.光控实验中要想天更暗路灯才亮，应该把R1的阻值调大些。
4.要是蜂鸣器在更低温度时报警，应该把 R1的阻值调大些。
评价训练
新课程导学例1.例2.和针对训练
课后
反思。