小學教案比的應(yīng)用

6.2傳感器的應(yīng)用學案（人教版選修3-2）。

一名優(yōu)秀負責的教師就要對每一位學生盡職盡責，教師要準備好教案，這是每個教師都不可缺少的。教案可以讓學生們充分體會到學習的快樂，幫助教師更好的完成實現(xiàn)教學目標。教案的內(nèi)容要寫些什么更好呢？小編收集并整理了“6.2傳感器的應(yīng)用學案（人教版選修3-2）”，供大家參考，希望能幫助到有需要的朋友。

6.2傳感器的應(yīng)用學案（人教版選修3-2）

1．傳感器應(yīng)用的一般模式：______________________.
2．電子秤由________、電壓放大器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、微處理器和數(shù)字顯示器組成．電阻應(yīng)變片受到力的作用，它的______會發(fā)生變化，從而引起上下表面的電壓差發(fā)生變化．把應(yīng)變片放到合適的電路中，它能夠把物體的______這個力學量轉(zhuǎn)換為______這個電學量，因而電子秤是______傳感器的應(yīng)用．
3．電飯鍋中的敏感元件為____________，它具有這樣的性質(zhì)：常溫下具有________，能夠被磁體吸引，當溫度上升到約103℃時，就__________，不能被磁體吸引，這個溫度在物理學中稱為該材料的“居里溫度”或“居里點”，電飯鍋是溫度傳感器的應(yīng)用．
4．傳感器的種類多種多樣，其性能也各不相同，空調(diào)機在室內(nèi)溫度達到設(shè)定的溫度后，會自動停止工作，空調(diào)機內(nèi)使用的傳感器是()
A．生物傳感器B．紅外傳感器
C．溫度傳感器D．壓力傳感器
5．下列器件是應(yīng)用力傳感器的是()
A．鼠標器B．火災(zāi)報警器
C．測溫儀D．電子秤
6．用遙控器調(diào)換電視機頻道的過程，實際上是電視機中的傳感器把光信號轉(zhuǎn)化為電信號的過程．下列屬于這類傳感器的是()
A．紅外報警裝置
B．走廊照明燈的聲控開關(guān)
C．自動洗衣機中的壓力傳感裝置
D．電飯鍋中控制加熱和保溫的溫控器
【概念規(guī)律練】
知識點一力傳感器的應(yīng)用
1．壓敏電阻的阻值會隨所受壓力的增大而減?。煌瑢W利用壓敏電阻設(shè)計了判斷升降機運動狀態(tài)的裝置，如圖1甲所示，將壓敏電阻平放在升降機內(nèi)，受壓面朝上，在上面放一物體m，升降機靜止時電流表示數(shù)為I0.某過程中電流表的示數(shù)如圖乙所示，則在此過程中()
圖1
A．物體處于失重狀態(tài)
B．物體處于超重狀態(tài)
C．升降機一定向上做勻加速運動
D．升降機可能向下做勻減速運動
2．傳感器是一種采集信息的重要器件，如圖2所示的是一種測定壓力的電容式傳感器，當待測壓力F作用于可動膜片的電極上時，以下說法中正確的是()
圖2
①若F向上壓膜片電極，電路中有從a到b的電流
②若F向上壓膜片電極，電路中有從b到a的電流
③若F向上壓膜片電極，電路中不會出現(xiàn)電流
④若電流表有示數(shù)，則說明壓力F發(fā)生變化
⑤若電流表有示數(shù)，則說明壓力F不發(fā)生變化
A．②④B．①④C．③⑤D．①⑤
知識點二溫度傳感器的應(yīng)用
3．關(guān)于電飯鍋的說法正確的是()
A．電飯鍋中的溫度傳感器其主要元件是氧化鐵
B．鐵氧體在常溫下具有鐵磁性，溫度很高時失去鐵磁性
C．用電飯鍋燒水，水開時能自動斷電
D．用電飯鍋煮飯時，溫控開關(guān)自動斷電后，它不能自動復位
4．如圖3所示是電飯煲的電路圖，S1是一個溫控開關(guān)，手動閉合后，當此開關(guān)溫度達到居里點(103℃)時會自動斷開，S2是一個自動溫控開關(guān)，當溫度低于70℃時會自動閉合；溫度高于80℃時會自動斷開，紅燈是加熱時的指示燈，黃燈是保溫時的指示燈，分流電阻R1＝R2＝500Ω，加熱電阻絲R3＝50Ω，兩燈電阻不計．
圖3
(1)分析電飯煲的工作原理．
(2)簡要回答，如果不閉合開關(guān)S1，能將飯煮熟嗎？
(3)計算加熱和保溫兩種狀態(tài)下，電飯煲消耗的電功率之比．

知識點三光傳感器的應(yīng)用
5．在如圖4所示的電路中，電源兩端的電壓恒定，L為小燈泡，R為光敏電阻，LED為發(fā)光二極管(電流越大，發(fā)出的光越強)，且R與LED之間的距離不變，下列說法正確的是()
圖4
A．當滑動觸頭P向左移動時，L消耗的功率增大
B．當滑動觸頭P向左移動時，L消耗的功率減小
C．當滑動觸頭P向右移動時，L消耗的功率可能不變
D．無論怎樣移動滑動觸頭P，L消耗的功率都不變
6．如圖5為煙霧散射式火災(zāi)報警器，它主要由帶孔的外罩，發(fā)光二極管LED、光電三極管及不透明的擋板組成，請簡述它的工作原理．
圖5

【方法技巧練】
傳感器問題的分析技巧
7．電熨斗在達到設(shè)定的溫度后就不再升溫，當溫度降低時又會繼續(xù)加熱，使它總與設(shè)定的溫度相差不多．在熨燙不同的織物時，設(shè)定的溫度可以不同，進行這樣的控制，靠的是溫度傳感器．電熨斗中裝有雙金屬片溫度傳感器，這種雙金屬片的作用是控制電路的通斷，如圖6所示為電熨斗的結(jié)構(gòu)圖，圖中雙金屬片上層金屬的膨脹系數(shù)大于下層金屬，請結(jié)合所學知識回答以下問題：
圖6
(1)常溫下，上、下觸點應(yīng)當是接觸的還是分離的？當溫度過高時雙金屬片將起怎樣的作用？
(2)熨燙棉麻衣物和熨燙絲綢衣物需要設(shè)定不同的溫度，這是如何利用調(diào)溫旋鈕來實現(xiàn)的？

8．如圖7所示為某種電子秤的原理示意圖，AB為一均勻的滑線電阻，阻值為R，長度為L，兩邊分別有P1、P2兩個滑動頭，P1可在豎直絕緣光滑的固定桿MN上保持水平狀態(tài)而上下自由滑動，彈簧處于原長時，P1剛好指著A端，P1與托盤固定相連，若P1、P2間出現(xiàn)電壓，該電壓經(jīng)過放大，通過信號轉(zhuǎn)換后在顯示屏上將顯示物體重力的大小．已知彈簧的勁度系數(shù)為k，托盤自身質(zhì)量為m0，電源電動勢為E，內(nèi)阻不計，當?shù)氐闹亓铀俣葹間.求：
圖7
(1)托盤上未放物體時，在托盤自身重力作用下，P1離A的距離x1；
(2)托盤上放有質(zhì)量為m的物體時，P1離A的距離x2；
(3)在托盤上未放物體時通常先校準零點，其方法是：調(diào)節(jié)P2，使P2離A的距離也為x1，從而使P1、P2間的電壓為零．校準零點后，將物體m放在托盤上，試推導出物體質(zhì)量m與P1、P2間的電壓U之間的函數(shù)關(guān)系式．

參考答案
課前預(yù)習練
放大(轉(zhuǎn)換)電路→放大(轉(zhuǎn)換)電路→執(zhí)行機構(gòu)(或顯示系統(tǒng))
2．應(yīng)變片電阻形變電壓力
3．感溫鐵氧體鐵磁性失去磁性
4．C[空調(diào)機根據(jù)溫度調(diào)節(jié)工作狀態(tài)，所以內(nèi)部使用了溫度傳感器，故C正確．]
5．D[鼠標器中的傳感器是紅外線接收管，屬于光傳感器；火災(zāi)報警器中傳感器是光電三極管，屬于光傳感器；測溫儀用的是溫度傳感器；電子秤的敏感元件是應(yīng)變片，是力傳感器，D正確．]
6．A[遙控器發(fā)出紅外線，電視中的傳感器感知紅外線，是紅外線傳感器，所以A選項正確．]
課堂探究練
1．BD[由乙圖知電流強度變?yōu)樵瓉淼亩?，而加在壓敏電阻兩端的電壓不變，說明壓敏電阻的阻值減小，即物體對壓敏電阻的壓力增大，物體所受支持力大于重力，升降機勻加速上升或勻減速下降，處于超重狀態(tài)，故選B、D.]
2．A[當F向上壓膜片電極時，板間距離減小，電容器的電容將增大．當F變化時，電容變化，而板間電壓不變，由Q＝CU，故帶電荷量Q發(fā)生變化，電容器將發(fā)生充、放電現(xiàn)象，回路中有電流，電流計有示數(shù)．反之，電流計有示數(shù)時，壓力F必發(fā)生變化．]
點評力傳感器能夠把物體的形變轉(zhuǎn)換為電壓或電流的變化，外力越大，電壓或電流的變化就越大，由變化的差值大小，可以得知外力的大?。?br> 3．BD[電飯鍋中的溫度傳感器其主要元件是鐵氧體，故A選項錯，B選項正確．因水開時溫度約為100℃，達不到居里溫度，故不能自動斷電，則選項C錯．溫控開關(guān)只能手動閉合，故D正確．]
4．(1)見解析(2)不能(3)12∶1
解析(1)電飯煲盛上食物后，接上電源，S2自動閉合，同時手動閉合S1，這時黃燈短路，紅燈亮，電飯煲處于加熱狀態(tài)，加熱到80℃時，S2自動斷開，S1仍閉合；水燒開后，溫度升高到103℃時，開關(guān)S1自動斷開，這時飯已煮熟，黃燈亮，電飯煲處于保溫狀態(tài)，由于散熱，待溫度降至70℃時，S2自動閉合，電飯煲重新加熱，溫度達到80℃時，S2又自動斷開，再次處于保溫狀態(tài)．
(2)如果不閉合開關(guān)S1，則不能將飯煮熟，因為只能加熱到80℃.
(3)加熱時電飯煲消耗的電功率為P1＝U2R并，保溫時電飯煲消耗的電功率P2＝U2R1＋R并，兩式中R并＝R2R3R2＋R3＝500×50500＋50Ω.從而有P1∶P2＝R1＋R并R并＝500＋500/11500/11＝12∶1.
點評①電飯煲的工作過程：開始煮飯時，用手壓下開關(guān)按鈕，永磁體與感溫磁體相吸，手松開后，按鈕不再恢復到圖示狀態(tài)，則觸點接通，電熱板通電加熱，水沸騰后，由于鍋內(nèi)保持100℃不變，故感溫磁體仍與永磁體相吸，繼續(xù)加熱，直到飯熟后，水分被大米吸收，鍋底溫度升高，當溫度升至“居里點103℃”時，感溫磁體失去鐵磁性，在彈簧作用下，永磁體被彈開，觸點分離，切斷電源，從而停止加熱．
②如果用電飯煲燒水，水沸騰后，鍋內(nèi)保持100℃不變，溫度低于“居里點103℃”，電飯煲不能自動斷電．只有水燒干后，溫度升高到103℃才能自動斷電．因此，電飯煲用來燒水不能實現(xiàn)自動控溫．
5．A[滑動觸頭P左移，使其電阻減小，流過二極管的電流增大，從而發(fā)光增強，使光敏電阻R減小，最終達到增大流過燈泡的電流的效果．]
6．見解析
解析使用時發(fā)光二極管處于發(fā)光狀態(tài)，平時光電三極管收不到LED發(fā)出的光，呈現(xiàn)高電阻狀態(tài)．煙霧進入罩內(nèi)后對光有散射作用，使部分光線照射到光電三極管上，其電阻變?。c傳感器連接的電路檢測出這種變化，就會發(fā)出警報．
點評發(fā)光二極管具有單向?qū)щ娦?，導電時還能發(fā)光．普通二極管只具有單向?qū)щ娦裕?br> 7．(1)常溫下，上、下觸點應(yīng)是接觸的，但溫度過高時，由于雙金屬片上、下表面受熱膨脹系數(shù)不同，上部金屬膨脹大，下部金屬膨脹小．則雙金屬片向下彎曲，使觸點分離，從而切斷電源，停止加熱，溫度降低后，雙金屬片恢復原狀，重新接通電路加熱，這樣循環(huán)進行，起到自動控制溫度的作用．
(2)熨燙棉麻衣物和熨燙絲綢衣物需要設(shè)定不同的溫度，此時可通過調(diào)溫旋鈕調(diào)節(jié)升降螺絲，升降螺絲帶動彈性銅片升降，從而改變觸點接觸的位置，達到設(shè)定不同溫度的目的．
8．(1)m0gk(2)m＋m0gk(3)m＝kLgEU
解析托盤的移動帶動P1移動，使P1、P2間出現(xiàn)電勢差，電勢差的大小反映了托盤向下移動距離的大小，由于R為均勻的滑線電阻，則其阻值與長度成正比．
(1)由力的平衡知識知m0g＝kx1，解得x1＝m0gk
(2)放上重物重新平衡后m0g＋mg＝kx2
解得x2＝m＋m0gk
(3)由閉合電路歐姆定律知E＝IR，
由部分電路歐姆定律知U＝IR串，
由R串R＝xL，其中x為P1、P2間的距離，則x＝x2－x1＝mgk
聯(lián)立解得m＝kLgEU
方法總結(jié)分析傳感器問題要注意四點
(1)感受量分析
要明確傳感器所感受的物理量，如力、熱、光、磁、聲等．
(2)輸出信號分析
明確傳感器的敏感元件，分析它的輸入信號及輸出信號，以及輸入信號與輸出信號間的變化規(guī)律．
(3)電路結(jié)構(gòu)分析
認真分析傳感器所在的電路結(jié)構(gòu)，在熟悉常用電子元件工作特點的基礎(chǔ)上，分析電路輸出信號與輸入信號間的規(guī)律．
(4)執(zhí)行機構(gòu)工作分析
傳感器的應(yīng)用，不僅包含非電學量如何向電學量轉(zhuǎn)化的過程，還包含根據(jù)所獲得的信息控制執(zhí)行機構(gòu)進行工作的過程．

精選閱讀

傳感器的應(yīng)用實驗

一般給學生們上課之前，老師就早早地準備好了教案課件，大家都在十分嚴謹?shù)南虢贪刚n件。只有規(guī)劃好教案課件計劃，新的工作才會更順利！你們清楚有哪些教案課件范文呢？小編收集并整理了“傳感器的應(yīng)用實驗”，供大家借鑒和使用，希望大家分享！

選修3-2第六章第4節(jié)：傳感器的應(yīng)用實驗教案
一、教材分析
本節(jié)繼第三節(jié)介紹四種傳感器的應(yīng)用實例之后，再進一步拓展學生的視野，提高學生的認識和分析能力以及動手能力，并通過實驗的方法，讓學生在組裝和調(diào)試中，更為深入地認識傳感器的應(yīng)用。
二、教學目標
1．知識目標：
（1）、知道二極管的單向?qū)щ娦院桶l(fā)光二極管的發(fā)光特性。
（2）、知道晶體三極管的放大特性。
(3)、掌握邏輯電路的基本知識和基本應(yīng)用。
2．能力目標：
通過實驗的方法，讓學生在組裝和調(diào)試中，更為深入地認識傳感器的應(yīng)用。
3．情感、態(tài)度和價值觀目標：
培養(yǎng)學生的學習興趣，倡導以創(chuàng)新為主，實踐為重的素質(zhì)教育理念。
三、教學重點難點
重點：傳感器的應(yīng)用實例。
難點：由門電路控制的傳感器的工作原理。
四、學情分析
我們的學生屬于理解較差，動手能力不好，盡量讓學生多動手，必要時需要教師指導并借助動畫給予直觀的認識。
五、教學方法
PPT課件，演示實驗，講授
六、課前準備
1．學生的學習準備：預(yù)習新課，初步把握實驗原理及方法步驟。
2．教師的教學準備：多媒體課件制作，課前預(yù)習學案，課內(nèi)探究學案，課后延伸拓展學案。3．教學環(huán)境的設(shè)計和布置：四人一組，課前準備好斯密特觸發(fā)器或非門電路，二極管，三極管，蜂鳴器，滑線變阻器，熱敏電阻，光敏電阻等材料用具。
七、課時安排：1課時
八、教學過程
（一）預(yù)習檢查、總結(jié)疑惑
檢查落實了學生的預(yù)習情況并了解了學生的疑惑，使教學具有了針對性。
（二）情景導入、展示目標。
上節(jié)課我們學習了溫度傳感器、光傳感器及其工作原理。請大家回憶一下我們學了哪些具體的溫度、光傳感器？
學生思考后回答：電飯鍋，測溫儀，鼠標器，火災(zāi)報警器
這節(jié)課我們將結(jié)合簡單邏輯電路中的知識學習由門電路以及傳感器控制的電路問題。
（三）合作探究、精講點撥。
探究一：（?。┢胀ǘO管和發(fā)光二極管
1、二極管具有單向?qū)щ娦?br> 2、發(fā)光二極管除了具有單向?qū)щ娦酝?，導電時還能發(fā)光，普通發(fā)光二極管使用磷化鎵或磷砷化鎵等半導體材料制成，直接將電能轉(zhuǎn)化為光能，該類發(fā)光二極管的正向?qū)妷捍笥?.8V。

（2）晶體三極管
1、三極管具有電流放大作用。
2、晶體三極管能夠?qū)⑽⑷醯男盘柗糯?，晶體三極管的三個極分別是發(fā)射極e，基極b和集電極c。
3、傳感器輸出的電流和電壓很小，用一個三極管可以放大幾十倍或幾百倍，三極管的放大作用表現(xiàn)為基極b的電流對集電極c的電流起了控制作用。
（三）邏輯電路
邏輯門電路符號圖包括與門，或門，非門，
1．與邏輯
對于與門電路，只要一個輸入端輸入為0，則輸出端一定是0，只有當所有輸入端輸入都同為1時，輸出才是1.
2．或邏輯
對于或門電路，只要一個輸入端輸入為1，則輸出一定是1，反之，只有當所有輸入端都為0時，輸出端才是0.
3.非門電路
對于非門電路，當輸入為0時，輸出總是1，當輸入為1時，輸出反而是0，非門電路也稱反相器。
4.斯密特電路：
斯密特觸發(fā)器是特殊的非門電路，當加在它的輸入端A的電壓逐漸上升到某個值1.6V時，輸出端Y會突然從高電平調(diào)到低電平0.25V，而當輸入端A的電壓下降到另一個值的時候0.8V，Y會從低電平跳到高電平3.4V。斯密特觸發(fā)器可以將連續(xù)變化的模擬信號轉(zhuǎn)換為突變的數(shù)字信號。而這正是進行光控所需要的。
探究點二：應(yīng)用實例
1、光控開關(guān)
電路組成：斯密特觸發(fā)器，光敏電阻，發(fā)光二極管LED模仿路燈，滑線變阻器，定值電阻，電路如圖所示。
工作原理：天明時，RG變小，流過R1的電流變大，A端輸入電壓降低到0.8V，Y會從低電平跳到高電平3.4V，LED上的電壓低于正向?qū)妷?.8V，LED不會發(fā)光，當天色暗到一定程度時，RG變大，輸入端A的電壓升高到某一個值1.6V時，輸出端Y突然從高電平跳到低電平0.25V，此時加在LED上的正向電壓大于導通電壓1.8V，二極管LED發(fā)光。
特別提醒：要想在天暗時路燈才會亮，應(yīng)該把R1的阻值調(diào)大一些，這樣要使斯密特觸發(fā)器的輸入端A電壓達到某個值1.6V，就需要RG的阻值達到更大，即天色更暗。
拓展：如果電路不用發(fā)光二極管來模擬，直接用在電路中，就必須用到電磁繼電器。如下圖。

2．溫度報警器（熱敏電阻式報警器）
結(jié)構(gòu)組成：斯密特觸發(fā)器，熱敏電阻，蜂鳴器，變阻器，定值電阻，如圖所示。
工作原理：常溫下，調(diào)整R1的阻值使斯密特觸發(fā)器的輸入端A處于低電平，則輸出端Y處于高電平，無電流通過蜂鳴器，蜂鳴器不發(fā)聲，當溫度升高時，熱敏電阻RT阻值減小，斯密特觸發(fā)器輸入端A電勢升高，當達到某一值（高電平），其輸出端由高電平調(diào)到低電平，蜂鳴器通電，從而發(fā)出報警聲，R1的阻值不同，則報警器溫度不同。
特別提示：要使熱敏電阻在感測到更高的溫度時才報警，應(yīng)該減小R1的阻值，R1阻值越小，要使斯密特觸發(fā)器輸入達到高電平，則熱敏電阻阻值要求越小，即溫度越高。
典型例題：
1.與門的輸入端輸入信號為何時，輸出端輸出“1”（）
A.00B.01C.10D.11
答案：D
2.或門的輸入端輸入信號為何時，輸出端輸出“0”（）
A.00B.10C.01D.11
答案：A
3.聯(lián)合國安理會每個常任理事國都擁有否決權(quán)，假設(shè)設(shè)計一個表決器，常任理事國投反對票時輸入“0”，投贊成或棄權(quán)時輸入“1”，提案通過為“1”，通不過為“0”，則這個表決器應(yīng)具有哪種邏輯關(guān)系（）
A.與門B.非門C.或門D.與非門
答案：A
4.圖是一個復合門電路，由一個x門電路與一個非門組成.若整個電路成為一個與門，則x電路應(yīng)是（）
A.與門B.或門C.與非門D.或非門
答案：C
5.“第4題”中的整個電路若成為一個或門，則x電路應(yīng)是（）
答案：D
（四）反思總結(jié)，當堂檢測。
教師組織學生反思總結(jié)本節(jié)課的主要內(nèi)容，并進行當堂檢測。
設(shè)計意圖：引導學生夯實基礎(chǔ)并對所學內(nèi)容進行簡單的反饋糾正。（課堂實錄）
（五）發(fā)導學案、布置預(yù)習。
我們已經(jīng)學習了幾種傳感器的基本元件，這節(jié)課后大家可以課下先對本章內(nèi)容做一個總結(jié)并構(gòu)建知識網(wǎng)絡(luò)。完成本節(jié)的課后練習及課后延伸拓展作業(yè)。
設(shè)計意圖：總結(jié)本章知識。教師課后及時批閱本節(jié)的延伸拓展訓練。
九、板書設(shè)計
第四節(jié)：傳感器的應(yīng)用實驗教案
1、二極管的特點和作用：單向?qū)щ娦裕l(fā)光二極管不但能單向?qū)щ娦?，還能發(fā)光。
2、三極管的特點和作用，能放大微弱的電流
3、斯密特觸發(fā)器的特點和作用：觸發(fā)器其實由6個非門電路組成
4、斯密特觸發(fā)器的應(yīng)用：光控電路，溫度報警器
十、教學反思
學以致用是學習的最終目的，將所學的知識用于實際生活和實際問題中，知識才有實用價值。

傳感器的應(yīng)用實例

古人云，工欲善其事，必先利其器。作為高中教師就要早早地準備好適合的教案課件。教案可以讓學生能夠在課堂積極的參與互動，幫助高中教師能夠井然有序的進行教學。寫好一份優(yōu)質(zhì)的高中教案要怎么做呢？下面是小編精心為您整理的“傳感器的應(yīng)用實例”，供大家參考，希望能幫助到有需要的朋友。

§6.4傳感器的應(yīng)用實例
學習目標：
１、知道二極管的單向?qū)щ娦院桶l(fā)光二極管的發(fā)光特性.
２、知道晶體三極管的放大特性.
３、掌握邏輯電路的基本知識和基本應(yīng)用.
４、綜合實驗培養(yǎng)動手能力，體會物理知識實際中的應(yīng)用.
自主學習：
１、普通二極管和發(fā)光二極管
（１）二極管具有＿＿＿＿＿＿導電性。
（２）發(fā)光二極管除了具有單向?qū)щ娦酝?，導電時還能＿＿＿＿。普通的發(fā)光二極管是用磷化鎵和磷砷化鎵等半導體材料制成，直接將電能轉(zhuǎn)化為光能。該類發(fā)光二極管的正向?qū)妷捍笥?.8v.
２、晶體三極管
（１）晶體三極管能夠把微弱的信號＿＿＿＿＿。晶體三極管的三極分別為發(fā)射極e.基極b和集電極c.
（２）傳感器輸出的電流或電壓很＿＿＿，用一個三極管可以放大幾十倍以至上百倍。三極管的放大作用表現(xiàn)為基極b的電流對電極c的電流起了控制作用。
３、邏輯電路
（１）對于與門電路，只要一個輸入端輸入為“＿＿”，則輸出端一
定是“０”；反之，只有當所有輸入都同時為“＿＿”，輸出才是“１”。
（２）對于或門電路，只要有一個輸入“＿＿”，則輸出一定是“１”；反之，只有當所有輸入都同時為“＿＿”時，輸出才是“０”。
（３）非門電路中，當輸入為“０”時，輸出總是“＿＿”；當輸入為“１”時，輸出反而是“＿＿”。非門電路也稱為反相器。
（４）斯密特觸發(fā)器是具有特殊功能的非門。
典型例題：
例１：如圖所示的光控電路，用二極管LED模仿路燈，ＲG為光敏電阻，Ｒ1的最大電阻為,Ｒ2為，試分析其工作原理。

例２：溫度報警器電路如圖所示，請說明其工作原理。
針對訓練：
1、可以用型號為74LS14的非門集成電路，發(fā)光二極管和限流電阻來組成一個邏輯電平檢測器，電路如圖所示。使用時，將檢測器的輸入端Ａ接到被測點。
請分析：當被測點為高電平時，LED是否發(fā)光？低電平時呢？說出道理。

２、隨著人們生活質(zhì)量的提高，自動干手機已進入家庭洗手間，當人將濕手靠近干手機時，機內(nèi)的傳感器便驅(qū)動電熱器加熱，于是有熱空氣從機內(nèi)噴出，將濕手烘干，手靠近干手機能使傳感器工作，這是因為（）
Ａ、改變了濕度Ｂ、改變了溫度Ｃ、改變了磁場Ｄ、改變了電容

能力訓練：
1、大多樓道燈具有這樣的功能：天黑時，出現(xiàn)聲音它就開啟，而在白天，即使有聲音它也沒有反應(yīng)。
（１）控制電路中接入了哪幾種傳感器？
（２）這幾種傳感器來的信號，應(yīng)通過哪幾種門電路后，再進入執(zhí)行電路？
２、當前大量使用的磁敏器件是霍爾元件與集成電路制在一起的磁傳感器，它有以下兩種。
(１)一種是“線性”的。它是將霍爾元件和放大器集成在一個芯片內(nèi)，其輸出的電壓與感受到的磁感應(yīng)強度成正比地連續(xù)變化。請你提出一種方案，利用它來測量電流的大小。
(２)另一種叫做“開關(guān)型”的，當磁場到一定程度時它才會輸出高電平，而在磁場弱到一定程度時輸出低電平（或者相反），也就是說，它只能在高、低電平之間躍變。請你提出一種方案，利用它來測量物體的轉(zhuǎn)速。
３、要使例題１中路燈在天更暗時才會亮，應(yīng)該怎樣調(diào)節(jié)Ｒ1的阻值？并說明原理。
４、要使例題２中的熱敏電阻在感測到更高的溫度時才報警，應(yīng)怎樣調(diào)節(jié)Ｒ1的阻值？
并說明原理。
學后反思：

參考答案
典型例題：
例1、解析：白天，光強度較大，光敏電阻ＲG電阻值較小，加在斯密特觸發(fā)器Ａ端的電壓較低，則輸出端Ｙ輸出高電平，發(fā)光二極管LED不導通；當天色暗到一定程度時，ＲG的阻值增大到一定值，斯密特觸發(fā)器的輸入端Ａ的電壓上升到某個值(1.6V)，輸出端Ｙ突然從高電平跳到低電平，則發(fā)光二極管LED導通發(fā)光(相當于路燈亮了)，這樣就達到了使路燈天明熄滅，天暗自動開啟的目的。
例2、解析：常溫下，調(diào)整Ｒ1的阻值使斯密特觸發(fā)器的輸入端Ａ處于低電平，則輸出端Ｙ處于高電平，無電流通過蜂鳴器，蜂鳴器不發(fā)聲；當溫度高時，熱敏電阻ＲT阻值減小,斯密特觸發(fā)器輸入端Ａ電勢升高，當達到某一值(高電平)，其輸出端由高電平跳到低電平，蜂鳴器通電，從而發(fā)出報警聲，Ｒ1的阻值不同，則報警溫度不同。
針對訓練：
１、當被測點為高電平時，斯密特觸發(fā)器輸入端Ａ為高電平，則輸出端Ｙ為低電平，故LED發(fā)光；當被測點為低電平時，Ａ即為低電平，則輸出端Ｙ為高電平，LED不發(fā)光。
２、Ａ
能力訓練：
１、答：
(1)接入了兩種傳感器：光傳感器（通常用的是光敏電阻）；聲傳感器（通常用的是微型駐極體話筒）。
(2)因為點亮樓道燈需要同時具備兩個條件，即足夠暗的光照和足夠大的聲音，所以要使用與門。
２、答：
(1)設(shè)計方案如右圖所示。在Ｃ形軟鐵芯１上繞制線圈２，霍爾傳感器３置入鐵芯的間隙中，并與數(shù)字毫伏表４相連。線圈中通入的待測電流Ｉ越強，鐵芯間隙中的磁場強度就越大，則傳感器輸出的電壓越大。
(2)設(shè)計方案如圖所示。轉(zhuǎn)動物體１的邊緣上嵌入一個小永磁體２，霍爾傳感器３固定在近旁，并在計數(shù)電路和顯示屏４相連。物體每轉(zhuǎn)動一周，傳感器就輸出一個電壓脈沖，計數(shù)顯示的數(shù)字就增加１。配合秒表測出在時間t內(nèi)轉(zhuǎn)動的周數(shù)n，就可以計算出轉(zhuǎn)速。
３、答：要使在天更暗時路燈才會亮，應(yīng)該把Ｒ1的阻值調(diào)大些，這樣要使斯密特觸發(fā)器的輸入端Ａ電壓達到某個值（如1.6v），就需要ＲG的阻值達到更大，即天色更暗。
４、答：要使熱敏電阻在感測到更高的溫度時才報警，應(yīng)減?。?的阻值，Ｒ1阻值越小，要使斯密特觸發(fā)器輸入端達到高電平，則熱敏電阻阻值要求越小，即溫度越高。

傳感器的原理及應(yīng)用

傳感器的原理及應(yīng)用

要點一傳感器的工作原理
即學即用
1.半導體中參與導電的電流載體稱為載流子.N型半導體的載流子是帶負電的電子,P型半
導體的載流子是帶正電的“空穴”.一塊厚度為d、高度為l的長方形半導體樣品,置于
方向如圖所示、磁感應(yīng)強度大小為B的勻強磁場中,當半導體樣品中通以如圖所示方向、大小為I的恒定電流時,
樣品上、下底面出現(xiàn)恒定電勢差U,且上表面帶正電、下表面帶負電.設(shè)半導體樣品中每個載流子帶電荷量為q,半
導體樣品中載流子的密度（單位體積內(nèi)載流子的個數(shù)）用n表示,則下列關(guān)于樣品材料類型的判斷和其中載流子密
度n的大小,正確的是（）
A.是N型半導體B.是P型半導體
C.n=D.n=
答案BD
要點二傳感器的應(yīng)用
即學即用
2.如圖（1）所示為一測量硫化鎘光敏電阻特性的實驗電路,電源電壓恒定.電流表內(nèi)阻不計,開關(guān)閉合后,調(diào)節(jié)滑動變
阻器滑片,使小燈泡發(fā)光逐漸增強,測得流過電阻的電流和光強的關(guān)系曲線如圖（2）所示,試根據(jù)這一特性設(shè)計一
個路燈的自動光控電路.

答案由光敏電阻的特性曲線可以看出,當入射光增強時,光敏電阻的阻值減小,流過光敏電阻的電流增大.
根據(jù)題意設(shè)計一個路燈自動控制電路如下圖所示.

控制過程是:當有光照時,光電流經(jīng)過放大器輸出一個較大的電流,驅(qū)動電磁繼電器吸合,使兩個常閉觸點斷開,路
燈熄滅;當無光照時,光電流減小,放大器輸出電流減小,電磁繼電器釋放銜鐵,使兩個常閉觸點閉合,控制路燈電路
接通,路燈開始工作.

題型1電路設(shè)計性問題
【例1】現(xiàn)有熱敏電阻、電爐絲、電源、電磁繼電器、滑動變阻器、開關(guān)和導線若干.如圖所示,試設(shè)計一個溫控電路.
要求溫度低于某一溫度時,電爐絲自動通電供熱,超過某一溫度時,又可以自動斷電,畫出電路圖說明工作過程.
答案電路圖如下圖所示

工作過程：閉合S當溫度低于設(shè)計值時熱敏電阻阻值大,通過電磁繼電器的電流不能使它工作,K接通電爐絲加熱.
當溫度達到設(shè)計值時,熱敏電阻減小到某值,通過電磁繼電器的電流達到工作電流,K斷開,電爐絲斷電,停止供熱.
當溫度低于設(shè)計值,又重復前述過程.
題型二結(jié)合傳感器的綜合試題
【例2】用如圖所示的裝置可以測量汽車在水平路面上做勻加速直線運動的加速度,該裝置是在矩形箱子的前、后壁
上各安裝一個由力敏電阻組合成的壓力傳感器,用兩根相同的輕彈簧夾著一個質(zhì)量為2.0kg的滑塊,滑塊可無摩擦
滑動,兩彈簧的另一端分別壓在傳感器a、b上,其壓力大小可直接從傳感器的液晶顯示屏上讀出.現(xiàn)將裝置沿運動
方向固定在汽車上,傳感器b在前,傳感器a在后.汽車靜止時,傳感器a、b的示數(shù)均為10N.（g取10m/s2）

（1）若傳感器a的示數(shù)為14N,b的示數(shù)為6.0N,求此時汽車的加速度大小和方向.
（2）當汽車以怎樣的加速度運動時,傳感器a的示數(shù)為零.
答案（1）4m/s2向右（2）10m/s2向左
題型3生活物理
【例3】如圖所示為某種電子秤的原理示意圖,AB為一均勻的滑動變阻器,阻值為R,長度為L,兩邊分別有P1、P2兩
個滑動頭,P1可在豎直絕緣光滑的固定桿MN上保持水平狀態(tài)而上下自由滑動,彈簧處于原長時,P1剛好指著A端,P1
與托盤固定相連,若P1、P2間出現(xiàn)電壓時,該電壓經(jīng)過放大,通過信號轉(zhuǎn)換器后在顯示屏上可顯示物體重力的大小.
已知彈簧的勁度系數(shù)為k,托盤自身質(zhì)量為m0,電源電動勢為E,內(nèi)阻不計,當?shù)氐闹亓铀俣葹間.求：
（1）托盤尚未放物體時,在托盤自身重力作用下,P1離A的距離x1.
（2）托盤上放有質(zhì)量為m的物體時,P1離A的距離x2.
（3）在托盤上未放物體時通常先校準零點,其方法是：調(diào)節(jié)P2,使P2離A的距離也為x1,從而使P1、P2間的電壓為
零.校準零點后,將物體m放在托盤上,試推導出物體質(zhì)量m與P1、P2間的電壓U之間的函數(shù)關(guān)系式.
答案（1）（2）（3）m=

1.關(guān)于傳感器的下列說法正確的是（）
A.所有傳感器的材料都是由半導體材料做成的
B.金屬材料也可以制成傳感器
C.傳感器主要是通過感知電壓的變化來傳遞信號
D.以上說法均不正確
答案B
2.如圖所示,是一個測定液面高度的傳感器,在導線芯的外面涂上一層絕緣物質(zhì),放在導
電液體中,導線芯和導電液構(gòu)成電容器的兩極.把這兩極接入外電路,當外電路中的電
流變化使電容值增大時,則導電液體的深度h變化為（）
A.h增大B.h減小C.h不變D.無法確定
答案A
3.請設(shè)計一個用光敏電阻來模擬路燈的自動夜開晝關(guān)的電路.提供的儀器：光敏電阻、小燈泡、電源、繼電器、滑動
變阻器、開關(guān)、導線若干.
答案電路設(shè)計如下圖所示.原理簡述：據(jù)光敏電阻的阻值隨入射光強度的增強而減小,當白天時,照射光敏電阻的
光強度大,R1阻值減小,電流增大,電磁鐵把銜鐵P吸下使B脫離A,切斷電燈電路,夜晚時相反.
4.把蜂鳴器、光敏電阻、干簧管繼電器開關(guān)、電源按如圖甲所示電路連接,制成光電報警裝置.當報警器有光照射時,
蜂鳴器發(fā)聲,當沒有光照或者光照很弱時,蜂鳴器不發(fā)聲.①光敏電阻:光敏電阻受光照后,阻值會變小.②干簧管繼
電器開關(guān):由干簧管和繞在干簧管外的線圈組成,如圖乙所示.當線圈中有一定的電流時,線圈產(chǎn)生的磁場使密封在
干簧管內(nèi)的兩個鐵質(zhì)簧片磁化,兩個簧片在磁力作用下由原來的分離狀態(tài)變成閉合狀態(tài).當線圈中沒有電流或者電
流很微弱時,磁場消失,簧片在彈力的作用下回復到分離狀態(tài).試說明光電報警器的工作原理.

答案當報警器有光照射時,光敏電阻阻值減小,電路中電流增大,線圈產(chǎn)生的磁場使密封在干簧管內(nèi)的兩個鐵質(zhì)
簧片磁化,兩個簧片由原來的分離狀態(tài)變成閉合狀態(tài),蜂鳴器電路接通,蜂鳴器發(fā)聲.反之,當沒有光照射或光照很
微弱時,光敏電阻阻值很大,電路中的電流很小,干簧管內(nèi)的兩個鐵質(zhì)簧片處于分離狀態(tài),連接蜂鳴器的電路斷開,
蜂鳴器不發(fā)聲.

1.關(guān)于傳感器的作用,下列說法正確的有（）
A.通常的傳感器可以直接用來進行自動控制
B.傳感器可以用來采集信息
C.傳感器可以將感受到的一些信號轉(zhuǎn)換為電學量
D.傳感器可以將所有感受到的信號都轉(zhuǎn)換為電學量
答案BC
2.如圖所示,截面為矩形的金屬導體,放在磁場中,當導體中通有電流時,導體的上下表面的電
勢關(guān)系為（）
A.UMUNB.UM=UNC.UMUND.無法判斷
答案A
3.如圖所示,R1、R2為定值電阻,L為小燈泡,R3為光敏電阻,當照射光強度增大時（）
A.電壓表的示數(shù)增大B.R2中電流減小
C.小燈泡的功率增大D.電路中路端電壓增大
?答案ABC
4.唱卡拉OK用的話筒內(nèi)有傳感器.其中有一種是動圈式的,它的工作原理是在彈性膜片后面粘接一個輕小線圈,線圈
處于永磁體的磁場中,當聲波使膜片前后振動時,就將聲音信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?下列說法正確的是（）
A.該傳感器是根據(jù)電流的磁效應(yīng)工作的
B.該傳感器是根據(jù)電磁感應(yīng)原理工作的
C.膜片振動時,穿過金屬線圈的磁通量不變
D.膜片振動時,金屬線圈中不會產(chǎn)生感應(yīng)電動勢
?答案B
5.（2009晉中質(zhì)檢）互感器是一種特殊的變壓器,借助它,交流電壓表（或電流表）可以間接測量高電壓和大電流.
如下圖所示為電壓互感器或電流互感器的接線圖,其中正確的是（）

答案A
6.如圖所示為理想變壓器原線圈所接交流電壓的圖象.原、副線圈匝數(shù)比n1∶n2=10∶1,串聯(lián)
在原線圈電路中電流表的示數(shù)為1A,下列說法正確的是（）
A.變壓器輸出端所接電壓表的示數(shù)為20V
B.變壓器的輸出功率為200W
C.變壓器輸出端的交流電頻率為50Hz
D.串在變壓器輸出端的電流表示數(shù)為10A
答案C
7.（2009聊城模擬）鉗形電流表的外形和結(jié)構(gòu)如圖（a）所示.電流表的讀數(shù)為1.2A.圖（b）中用同一電纜線繞
了3匝,則（）

A.這種電流表能測直流電流,圖（b）的讀數(shù)為2.4A
B.這種電流表能測交流電流,圖（b）的讀數(shù)為0.4A
C.這種電流表能測交流電流,圖（b）的讀數(shù)為3.6A
D.這種電流表既能測直流電流,又能測交流電流,圖（b）的讀數(shù)為3.6A
答案C
8.理想變壓器連接電路如圖甲所示,當輸入電壓波形如圖乙時,已知原、副線圈的匝數(shù)比為10∶1,安培表讀數(shù)為2A,則（）

A.伏特表讀數(shù)282VB.伏特表讀數(shù)28.2V
C.輸入功率為56.4WD.輸入功率為40W
答案D
9.如圖甲所示,在變壓器的輸入端串接上一只整流二極管D,在變壓器輸入端加上如圖乙所示的交變電壓u1=Um1sinωt,
設(shè)t=0時刻為a“+”、b“-”,則副線圈輸出的電壓的波形（設(shè)c端電勢高于d端電勢時的電壓為正）是圖中的（）

答案B
10.如圖是街頭變壓器通過降壓給用戶供電的示意圖.變壓器輸入電壓是市電網(wǎng)的電壓,不會有很大的波動.輸出電壓
通過輸電線輸送給用戶,輸電線的電阻用R0表示,變阻器R表示用戶用電器的總電阻,當滑動變阻器觸頭P向下移
動時,下列說法中錯誤的是（）

A.相當于在增加用電器的數(shù)目
B.V1表的示數(shù)隨V2表的示數(shù)的增大而增大
C.A1表的示數(shù)隨A2表的示數(shù)的增大而增大
D.變壓器的輸入功率在增大
答案B
11.為了減少因火電站中煤的燃燒對大氣的污染而大力發(fā)展水電站.三峽水利工程中某一水力發(fā)電站的發(fā)電機組設(shè)計
為:水以v1=3m/s的速度流入水輪機后以v2=1m/s的速度流出,流出水位比流入水位低10m,水流量Q=10m3/s,水
輪機效率為75%,發(fā)電機效率為80%,試問:
（1）發(fā)電機組的輸出電功率是多少?
（2）如果發(fā)電機輸出的電壓為240V,用戶所需電壓為220V,輸電線路中能量損失為5%,輸電線電阻為50/3Ω,那么所需升、降壓變壓器的原、副線圈的匝數(shù)比分別是多少?
答案（1）624kW
（2）433∶2600026945∶433
12.如圖所示,小型交流發(fā)電機的電動勢為E=20V,內(nèi)阻不計,它通過一個阻值R=6Ω
的指示燈連接到一個理想降壓變壓器的輸入端.在變壓器的輸出端并聯(lián)著24盞規(guī)
格都是“6V,0.25W”彩色小燈泡,每只燈泡都正常發(fā)光,導線電阻不計.求:
（1）原線圈中的電流.
（2）降壓變壓器的初級、次級線圈的匝數(shù)比.
（3）若只使用18盞彩色小燈泡,通過計算說明這時每盞小燈泡的工作狀態(tài)如何.（設(shè)小燈泡的電阻不隨溫度變化）
答案（1）A（2）
（3）每盞燈泡的電阻RL==144Ω
18盞燈的總電阻R總==8Ω
設(shè)這時副線圈中的電流為I2,則原線圈中的電流為I2
由功率關(guān)系得E（）-（）2R=I22R總
代入數(shù)據(jù)得I2=A
這時每盞燈泡的電壓U2′=I2R總=V6V
所以燈泡比原來更亮,有可能燒壞.
13.如圖所示,原線圈匝數(shù)為n1,兩個副線圈的匝數(shù)分別為n2和n3.四只完全相同的燈泡分別接在
理想變壓器的原、副線圈的回路中,當原線圈回路中a、b接入交流電壓U0時,四只燈泡均正
常發(fā)光,則三組線圈的匝數(shù)比n1∶n2∶n3等于多少?燈泡的額定電壓U額等于多少?
答案3∶2∶1U0

實驗12傳感器的簡單應(yīng)用學案