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传感器的应用-人教版选修3-2教案一、教学目标1.了解传感器的基本工作原理和分类。
2.掌握传感器在实际应用中的具体应用场景。
3.学习使用传感器进行物理量的测量、监测和控制。
4.培养学生运用传感器开展科学探究、创新实践和解决实际问题的能力。
二、教学内容1. 传感器的基本知识1.传感器的定义和基本概念。
2.传感器的工作原理和分类。
–按物理量分类：温度传感器、压力传感器、光线传感器等。
–按工作原理分类：电阻式传感器、电容式传感器、电磁式传感器等。
3.传感器的特点和性能指标。
–灵敏度、分辨率、响应时间、量程、稳定性等。
2. 传感器在实际应用中的具体应用场景1.温度传感器：在医疗、工业、农业等领域中的应用。
2.压力传感器：在汽车、机械、医疗设备等领域中的应用。
3.光线传感器：在照明、安防、环境监测等领域中的应用。
4.触摸传感器：在平板电脑、智能手机等领域中的应用。
3. 传感器的测量、监测和控制1.传感器的测量和监测：–温度、压力、湿度等物理量的测量和监测。
–中断、倾斜、运动等非物理量的测量和监测。
2.传感器的控制：–自动控制系统中传感器的应用。
–物联网中传感器的应用。
4. 科学探究和实践应用1.利用传感器进行科学探究，并总结实验结果。
2.通过应用传感器解决实际问题，例如：气象预报、农业自动化等。
三、教学重点和难点教学重点1.传感器的工作原理和分类。
2.传感器在实际应用中的具体应用场景。
3.传感器的测量、监测和控制。
教学难点1.传感器的特点和性能指标。
2.传感器的科学探究和实践应用。
四、教学方法1.讲授：通过讲解和示意图的方式介绍传感器的基本知识。
2.实验：设计不同的实验，让学生通过实验了解传感器的工作原理和应用。
3.实践：引导学生应用传感器，解决实际问题，提高学生的实际应用能力。
五、教学手段1.书本和教案。
2.计算机、投影仪和示波器。
3.传感器实验箱和电路模块。
六、教学评估1.学生听课、做笔记的认真程度。
第三节实验：传感器的应用实验目的1．识别逻辑集成电路块、集成电路实验板，通过练习电子电路的组装，获得对自动控制电路设计的感性认识．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．素养思维脉络知识点1光控开关1．电路图如图所示2．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的电压上升到某个值(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。
3．要想在天更暗时路灯才会亮，应如何调节R1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电压达到某个值(1.6 V)，就需要R G的阻值更__大__，即天色更暗。
知识点2温度报警器1．电路如图所示。
2．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R T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。
3．要想在更高的温度时才报警，应如何调节R1要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。
思考辨析『判一判』(1)斯密特触发器的作用是将数字信号转换为模拟信号(×)(2)发光二极管具有单向导电性(√)(3)斯密特触发器是具有特殊功能的非门(√)『选一选』如图所示是一个基本逻辑电路。
2 传感器的应用
3 实验：传感器的应用
对点训练知识点一力传感器的应用
1. 位移传感器的工作原理如图L6-2-1所示，物体M在导轨上平移时，带动滑动变阻器的金属滑杆P移动，通过电压表显示的数据来反映物体位移的大小x。
假设电压表是理想电表，则下列说法正确的是（）
图L6-2-1
A. 物体M运动时，电源内的电流会发生变化
B. 物体M运动时，电压表的示数会发生变化
C. 物体M不动时，电路中没有电流
D. 物体M不动时，电压表没有示数
2. 压敏电阻的阻值随所受压力的增大而减小，在升降机中将重物放在压敏电阻上，压敏电阻接在如图L6-2-2甲所示的电路中，电流表示数变化如图乙所示，某同学根据电流表的示数变化情况推断升
降机的运动状态，下列说法中正确的是（ ）
图L6-2-2
A.
10~t 时间内，升降机一定匀速运动 B.
10~t 时间内，升降机可能减速上升 C.
12~t t 时间内，升降机可能匀速上升 D. 12~t t 时间内，升降机可能匀加速上升
知识点二 光传感器的应用
3. 在电梯门口放置一障碍物，会发现电梯门不停地开关，这是由于在电梯门上装有的传感 器是（ ）
A. 光传感器
B. 温度传感器
C. 声传感器
D. 压力传感器
知识点三 温度传感器的应用
4. （多选）图L6-2-3是自动调温式电熨斗的结构图，下列说法正确
的是（）
图L6-2-3
A. 常温时上、下触点是接触的
B. 双金属片温度升高时，上金属片形变较大，双金属片将向下弯曲
C. 原来温度控制在80 C︒断开电源，现要求60 C︒断开电源，应使调温旋钮下移一些
D. 由熨烫丝绸衣物状态转化为熨烫棉麻衣物状态，应使调温旋钮下移一些
知识点四光控开关和温度报警器
5. 如图L6-2-4所示的光控电路中，用发光二极管LED模仿路灯，
R
G
为光敏电阻，
R的最大电阻为51 kΩ，2R为330 kΩ.白天，光的强度较
1
大，光敏电阻
R的电阻值较______，加在斯密特触发器A端的电压
G
较______，则输出端Y输出高电平，发光二极LED______，当天
色暗到一定程度时，
R的阻值增大到一定值，斯密特触发器输入端
G
A的电压上升到某个值（1.6V），输出端Y突然从高电平跳到低电平，则发光二极管LED______ 发光（相当于路灯亮了），这样
就达到了使路灯白天熄灭，天暗自动开启的目的.
图L6-2-4
综合拓展知能双升拓展强化6. （多选）如图L6-2-5所示为用热敏电阻R、电磁铁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.电源甲与电磁铁、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.下列说法正确的是（）
图L6-2-5
A. 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 、B 端
7. 如图L6-2-6所示，两块水平放置的金属板距离为d ，用导线、开关K 与一个n 匝的线 圈连接，线圈置于方向竖直向上的变化磁场中.两板间放一台小压力传感器，压力传感 器上表面静止放置一个质量为m 、电荷量为q +的小球.K 断开时传感器上有示数，K 闭 合时传感器上恰好无示数.则线圈中的磁感应强度B 的变化情况和磁通量变化率分别是 （重力加速度为g ）（ ）
图L6-2-6
A. 正在增加，mgd t
q ∆Φ=∆ B. 正在减弱，mgd t
nq ∆Φ=∆ C. 正在减弱，mgd t
q ∆Φ=∆ D. 正在增加，mgd t nq
∆Φ=∆ 8. 传感器在日常生活中的应用越来越广泛，温度传感器（实质是自
动开关）是其中的一种. 某一食品消毒柜就是利用温度传感器来自动
控制电路的.常温下，该温度传感器是闭合的；当温度达到某一设定值时，传感器自动断开，从而切断整个电路.如图L6-2-7所示关于该消毒柜的几种电路图中（图中S为电源开关），连接正确的是（）
图L6-2-7
9. 用如图L6-2-8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2.0kg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.现将此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10N （g取2
10 m/s）.
图L6-2-8
（1）若传感器a的示数为14N，b的示数为6.0N，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？10. 图L6-2-9为检测某传感器的电路图.传感器上标有“3 V 0.9 W”
的字样（传感器可看作一个纯电阻），滑动变阻器
R上标有
“10 1 A
Ω”的字样，电流表的量程为0.6A，电压表的量程为3V.
图L6-2-9
（1）求传感器的电阻和额定电流，
（2）如果传感器的电阻变化超过标准值1 Ω，则该传感器就失去作用.实际检测时，将一个恒压电源加在图L6-2-9中a、b之间，
闭合开关S，通过调节
R来改变电路中的电流和0R两端的电压.检
测记录如下：
电压表示数
/
U V 电流表示数
/I A
第一
次
1.48 0.16
第二
次
0.91 0.22
若不计检测电路对传感器电阻的影响，你认为这个传感器是否仍可使用？此时a、b间所加的电压是多少？
答案
1.B
2.B
3.A
4.ABD
5.小低不导通导通
6.BD
7.D
8.A
9.
10.。
