小學(xué)教案比的應(yīng)用
發(fā)表時(shí)間:2020-11-13傳感器的應(yīng)用實(shí)例學(xué)案和課件與練習(xí)。
俗話說(shuō),磨刀不誤砍柴工。高中教師要準(zhǔn)備好教案,這是每個(gè)高中教師都不可缺少的。教案可以讓上課時(shí)的教學(xué)氛圍非?;钴S,使高中教師有一個(gè)簡(jiǎn)單易懂的教學(xué)思路。高中教案的內(nèi)容要寫些什么更好呢?小編為此仔細(xì)地整理了以下內(nèi)容《傳感器的應(yīng)用實(shí)例學(xué)案和課件與練習(xí)》,僅供您在工作和學(xué)習(xí)中參考。
第四節(jié):傳感器的應(yīng)用實(shí)驗(yàn)學(xué)案
【學(xué)習(xí)目標(biāo)】
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(shí)和基本應(yīng)用。
【學(xué)習(xí)重點(diǎn)】:傳感器的應(yīng)用實(shí)例。
【學(xué)習(xí)難點(diǎn)】:由門電路控制的傳感器的工作原理。
【教學(xué)過(guò)程】
一、問(wèn)題引入
上節(jié)課我們學(xué)習(xí)了溫度傳感器、光傳感器及其工作原理。請(qǐng)大家回憶一下我們學(xué)了哪些具體的溫度、光傳感器?
二、學(xué)習(xí)新課
閱讀下列學(xué)習(xí)資料總結(jié)二極管的特點(diǎn)和作用:
(一)、普通二極管和發(fā)光二極管
固態(tài)電子器件中的半導(dǎo)體兩端器件。起源于19世紀(jì)末發(fā)現(xiàn)的點(diǎn)接觸二極管效應(yīng),發(fā)展于20世紀(jì)30年代,主要特征是具有單向?qū)щ娦?,即整流特性。利用不同的半?dǎo)體材料、摻雜分布、幾何結(jié)構(gòu),可制成不同類型的二極管,用來(lái)產(chǎn)生、控制、接收、變換、放大信號(hào)和進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換。例如穩(wěn)壓二極管可在電源電路中提供固定偏壓和進(jìn)行過(guò)壓保護(hù);雪崩二極管作為固體微波功率源,用于小型固體發(fā)射機(jī)中的發(fā)射源;半導(dǎo)體光電二極管能實(shí)現(xiàn)光-電能量的轉(zhuǎn)換,可用來(lái)探測(cè)光輻射信號(hào);半導(dǎo)體發(fā)光二極管能實(shí)現(xiàn)電-光能量的轉(zhuǎn)換,可用作指示燈、文字-數(shù)字顯示、光耦合器件、光通信系統(tǒng)光源等;肖特基二極管可用于微波電路中的混頻、檢波、調(diào)制、超高速開(kāi)關(guān)、倍頻和低噪聲參量放大等。按用途分:檢波二極管、整流二極管、穩(wěn)壓二極管、開(kāi)關(guān)管、光電管。按結(jié)構(gòu)分:點(diǎn)接觸型二極管、面接觸型二極管
發(fā)光二極管簡(jiǎn)稱為L(zhǎng)ED。由鎵(Ga)與砷(AS)、磷(P)的化合物制成的二極管,當(dāng)電子與空穴復(fù)合時(shí)能輻射出可見(jiàn)光,因而可以用來(lái)制成發(fā)光二極管,在電路及儀器中作為指示燈,或者組成文字或數(shù)字顯示。磷砷化鎵二極管發(fā)紅光,磷化鎵二極管發(fā)綠光,碳化硅二極管發(fā)黃光。它是半導(dǎo)體二極管的一種,可以把電能轉(zhuǎn)化成光能;常簡(jiǎn)寫為L(zhǎng)ED。發(fā)光二極管與普通二極管一樣是由一個(gè)PN結(jié)組成,也具有單向?qū)щ娦?。?dāng)給發(fā)光二極管加上正向電壓后,從P區(qū)注入到N區(qū)的空穴和由N區(qū)注入到P區(qū)的電子,在PN結(jié)附近數(shù)微米內(nèi)分別與N區(qū)的電子和P區(qū)的空穴復(fù)合,產(chǎn)生自發(fā)輻射的熒光。不同的半導(dǎo)體材料中電子和空穴所處的能量狀態(tài)不同。當(dāng)電子和空穴復(fù)合時(shí)釋放出的能量多少不同,釋放出的能量越多,則發(fā)出的光的波長(zhǎng)越短。常用的是發(fā)紅光、綠光或黃光的二極管。
特點(diǎn):
作用:
閱讀下列學(xué)習(xí)資料總結(jié)三極管的特點(diǎn)和作用:
(二)、晶體三極管
晶體三極管,是半導(dǎo)體基本元器件之一,具有電流放大作用,是電子電路的核心元件。三極管是在一塊半導(dǎo)體基片上制作兩個(gè)相距很近的PN結(jié),兩個(gè)PN結(jié)把正塊半導(dǎo)體分成三部分,中間部分是基區(qū),兩側(cè)部分是發(fā)射區(qū)和集電區(qū),排列方式有PNP和NPN兩種,如圖從三個(gè)區(qū)引出相應(yīng)的電極,分別為基極b發(fā)射極e和集電極c。
發(fā)射區(qū)和基區(qū)之間的PN結(jié)叫發(fā)射結(jié),集電區(qū)和基區(qū)之間的PN結(jié)叫集電極?;鶇^(qū)很薄,而發(fā)射區(qū)較厚,雜質(zhì)濃度大,PNP型三極管發(fā)射區(qū)發(fā)射的是空穴,其移動(dòng)方向與電流方向一致,故發(fā)射極箭頭向里;NPN型三極管發(fā)射區(qū)發(fā)射的是自由電子,其移動(dòng)方向與電流方向相反,故發(fā)射極箭頭向外。發(fā)射極箭頭向外。發(fā)射極箭頭指向也是PN結(jié)在正向電壓下的導(dǎo)通方向。硅晶體三極管和鍺晶體三極管都有PNP型和NPN型兩種類型。
晶體三極管具有電流放大作用,其實(shí)質(zhì)是三極管能以基極電流微小的變化量來(lái)控制集電極電流較大的變化量。這是三極管最基本的和最重要的特性。我們將ΔIc/ΔIb的比值稱為晶體三極管的電流放大倍數(shù),用符號(hào)“β”表示。電流放大倍數(shù)對(duì)于某一只三極管來(lái)說(shuō)是一個(gè)定值,但隨著三極管工作時(shí)基極電流的變化也會(huì)有一定的改變。
特點(diǎn):
作用:(WWW.36gh.COM 合同范本網(wǎng))
(三)邏輯電路
邏輯電路是以二進(jìn)制為原理、實(shí)現(xiàn)數(shù)字信號(hào)邏輯運(yùn)算和操作的電路。分組合邏輯電路和時(shí)序邏輯電路。前者的邏輯功能與時(shí)間無(wú)關(guān),即不具記憶和存儲(chǔ)功能,后者的操作按時(shí)間程序進(jìn)行。由于只分高、低電平,抗干擾力強(qiáng),精度和保密性佳。廣泛應(yīng)用于計(jì)算機(jī)、數(shù)字控制、通信、自動(dòng)化和儀表等方面。這里我們主要說(shuō)邏輯門電路。
邏輯門電路符號(hào)圖包括與門,或門,非門,
1.與邏輯
對(duì)于與門電路,只要一個(gè)輸入端輸入為0,則輸出端一定是,只有當(dāng)所有輸入端輸入都同為時(shí),輸出才是1.
2.或邏輯
對(duì)于或門電路,只要一個(gè)輸入端輸入為1,則輸出一定是,反之,只有當(dāng)所有輸入端都為時(shí),輸出端才是0.
3.非門電路
對(duì)于非門電路,當(dāng)輸入為0時(shí),輸出總是,當(dāng)輸入為1時(shí),輸出反而是,非門電路也稱反相器。
4.斯密特電路:
斯密特觸發(fā)器是特殊的電路,當(dāng)加在它的輸入端A的電壓逐漸上升到某個(gè)值V時(shí),輸出端Y會(huì)突然從高電平調(diào)到低電平V,而當(dāng)輸入端A的電壓下降到另一個(gè)值的時(shí)候V,Y會(huì)從低電平跳到高電平V。斯密特觸發(fā)器可以將連續(xù)變化的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為的信號(hào)。而這正是進(jìn)行光控所需要的。
(四)、應(yīng)用實(shí)例
1、光控開(kāi)關(guān)
電路組成:觸發(fā)器,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:
注意:要想在天暗時(shí)路燈才會(huì)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(dá)到某個(gè)值1.6V,就需要RG的阻值達(dá)到更大,即天色更暗。
拓展:如果電路不用發(fā)光二極管來(lái)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(bào)警器(熱敏電阻式報(bào)警器)
結(jié)構(gòu)組成:斯密特觸發(fā)器,電阻,蜂鳴器,變阻器,定值電阻,如圖所示。
工作原理:
注意:要使熱敏電阻在感測(cè)到更高的溫度時(shí)才報(bào)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(dá)到高電平,則熱敏電阻阻值要求越小,即溫度越高。
課堂練習(xí)
1.與門的輸入端輸入信號(hào)為何時(shí),輸出端輸出“1”()
A.00B.01C.10D.11
2.或門的輸入端輸入信號(hào)為何時(shí),輸出端輸出“0”()
A.00B.10C.01D.11
3.聯(lián)合國(guó)安理會(huì)每個(gè)常任理事國(guó)都擁有否決權(quán),假設(shè)設(shè)計(jì)一個(gè)表決器,常任理事國(guó)投反對(duì)票時(shí)輸入“0”,投贊成或棄權(quán)時(shí)輸入“1”,提案通過(guò)為“1”,通不過(guò)為“0”,則這個(gè)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
4.圖是一個(gè)復(fù)合門電路,由一個(gè)x門電路與一個(gè)非門組成.若整個(gè)電路成為一個(gè)與門,則x電路應(yīng)是()
A.與門B.或門C.與非門D.或非門
5.“第4題”中的整個(gè)電路若成為一個(gè)或門,則x電路應(yīng)是()
6.如圖是一個(gè)三輸入端復(fù)合門電路,當(dāng)C端輸入“1”時(shí),A、B端輸入為何時(shí)輸出端Y輸出“1”()
A.00B.01C.10D.11
7.如圖所示,一個(gè)三輸入端復(fù)合門電路,當(dāng)輸入為101時(shí),輸出為_(kāi)__________.(填“0”或“1”)
8.與非門可以改裝成一個(gè)非門,方法為只用一個(gè)輸入端如A端,而另一個(gè)輸入端B端輸入穩(wěn)定信號(hào),則為把與非門改裝成非門,B端應(yīng)始終輸入___________.(填“0”或“1”)
9、某些非電學(xué)量的測(cè)量是可以通過(guò)一些相應(yīng)的裝置轉(zhuǎn)化為電學(xué)量來(lái)測(cè)量的,一電容的兩個(gè)極板放置在光滑的水平平臺(tái)上,極板的面積為S,極板間的距離為d,電容器的電容公式為C=ES/d(E是常數(shù)但未知).極板1固定不動(dòng),與周圍絕緣,極板2接地,且可以在水平平臺(tái)上滑動(dòng),并始終與極板1保持平行,極板2的兩個(gè)側(cè)邊與勁度系數(shù)為k、自然長(zhǎng)度為L(zhǎng)的兩個(gè)完全相同的彈簧相連,兩彈簧的另一端固定,彈簧L與電容垂直,如圖(1)所示.圖(2)是這一裝置的應(yīng)用示意圖,先將電容器充電至電壓U后即與電源斷開(kāi),再在極板2的右側(cè)的整個(gè)表面上施以均勻向左的待測(cè)壓強(qiáng)p,使兩極板之間的距離發(fā)生微小的變化,測(cè)得此時(shí)電容器兩極板間的電壓改變量為ΔU.設(shè)作用在電容板上的靜電力不致引起彈簧可測(cè)量的形變,試求:待測(cè)壓強(qiáng)p.
【學(xué)習(xí)小結(jié)】
本節(jié)課主要學(xué)習(xí)了以下幾個(gè)問(wèn)題:
1、二極管的特點(diǎn)和作用:
2、三極管的特點(diǎn)和作用:
3、斯密特觸發(fā)器的特點(diǎn)和作用:
【課后作業(yè)】課本作業(yè)
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傳感器的應(yīng)用實(shí)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(zhǔn)備好適合的教案課件。教案可以讓學(xué)生能夠在課堂積極的參與互動(dòng),幫助高中教師能夠井然有序的進(jìn)行教學(xué)。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(shí)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(shí)例
學(xué)習(xí)目標(biāo):
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(shí)和基本應(yīng)用.
4、綜合實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)動(dòng)手能力,體會(huì)物理知識(shí)實(shí)際中的應(yīng)用.
自主學(xué)習(xí):
1、普通二極管和發(fā)光二極管
(1)二極管具有______導(dǎo)電性。
(2)發(fā)光二極管除了具有單向?qū)щ娦酝?,?dǎo)電時(shí)還能____。普通的發(fā)光二極管是用磷化鎵和磷砷化鎵等半導(dǎo)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(hào)_____。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(gè)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(duì)電極c的電流起了控制作用。
3、邏輯電路
(1)對(duì)于與門電路,只要一個(gè)輸入端輸入為“__”,則輸出端一
定是“0”;反之,只有當(dāng)所有輸入都同時(shí)為“__”,輸出才是“1”。
(2)對(duì)于或門電路,只要有一個(gè)輸入“__”,則輸出一定是“1”;反之,只有當(dāng)所有輸入都同時(shí)為“__”時(shí),輸出才是“0”。
(3)非門電路中,當(dāng)輸入為“0”時(shí),輸出總是“__”;當(dāng)輸入為“1”時(shí),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(bào)警器電路如圖所示,請(qǐng)說(shuō)明其工作原理。
針對(duì)訓(xùn)練:
1、可以用型號(hào)為74LS14的非門集成電路,發(fā)光二極管和限流電阻來(lái)組成一個(gè)邏輯電平檢測(cè)器,電路如圖所示。使用時(shí),將檢測(cè)器的輸入端A接到被測(cè)點(diǎn)。
請(qǐng)分析:當(dāng)被測(cè)點(diǎn)為高電平時(shí),LED是否發(fā)光?低電平時(shí)呢?說(shuō)出道理。
2、隨著人們生活質(zhì)量的提高,自動(dòng)干手機(jī)已進(jìn)入家庭洗手間,當(dāng)人將濕手靠近干手機(jī)時(shí),機(jī)內(nèi)的傳感器便驅(qū)動(dòng)電熱器加熱,于是有熱空氣從機(jī)內(nèi)噴出,將濕手烘干,手靠近干手機(jī)能使傳感器工作,這是因?yàn)椋ǎ?br> A、改變了濕度B、改變了溫度C、改變了磁場(chǎng)D、改變了電容
能力訓(xùn)練:
1、大多樓道燈具有這樣的功能:天黑時(shí),出現(xiàn)聲音它就開(kāi)啟,而在白天,即使有聲音它也沒(méi)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(lái)的信號(hào),應(yīng)通過(guò)哪幾種門電路后,再進(jìn)入執(zhí)行電路?
2、當(dāng)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(gè)芯片內(nèi),其輸出的電壓與感受到的磁感應(yīng)強(qiáng)度成正比地連續(xù)變化。請(qǐng)你提出一種方案,利用它來(lái)測(cè)量電流的大小。
(2)另一種叫做“開(kāi)關(guān)型”的,當(dāng)磁場(chǎng)到一定程度時(shí)它才會(huì)輸出高電平,而在磁場(chǎng)弱到一定程度時(shí)輸出低電平(或者相反),也就是說(shuō),它只能在高、低電平之間躍變。請(qǐng)你提出一種方案,利用它來(lái)測(cè)量物體的轉(zhuǎn)速。
3、要使例題1中路燈在天更暗時(shí)才會(huì)亮,應(yīng)該怎樣調(diào)節(jié)R1的阻值?并說(shuō)明原理。
4、要使例題2中的熱敏電阻在感測(cè)到更高的溫度時(shí)才報(bào)警,應(yīng)怎樣調(diào)節(jié)R1的阻值?
并說(shuō)明原理。
學(xué)后反思:
參考答案
典型例題:
例1、解析:白天,光強(qiáng)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(dǎo)通;當(dāng)天色暗到一定程度時(shí),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(gè)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(dǎo)通發(fā)光(相當(dāng)于路燈亮了),這樣就達(dá)到了使路燈天明熄滅,天暗自動(dòng)開(kāi)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(wú)電流通過(guò)蜂鳴器,蜂鳴器不發(fā)聲;當(dāng)溫度高時(shí),熱敏電阻RT阻值減小,斯密特觸發(fā)器輸入端A電勢(shì)升高,當(dāng)達(dá)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(bào)警聲,R1的阻值不同,則報(bào)警溫度不同。
針對(duì)訓(xùn)練:
1、當(dāng)被測(cè)點(diǎn)為高電平時(shí),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(dāng)被測(cè)點(diǎn)為低電平時(shí),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(xùn)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?yàn)辄c(diǎn)亮樓道燈需要同時(shí)具備兩個(gè)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(jì)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(cè)電流I越強(qiáng),鐵芯間隙中的磁場(chǎng)強(qiáng)度就越大,則傳感器輸出的電壓越大。
(2)設(shè)計(jì)方案如圖所示。轉(zhuǎn)動(dòng)物體1的邊緣上嵌入一個(gè)小永磁體2,霍爾傳感器3固定在近旁,并在計(jì)數(shù)電路和顯示屏4相連。物體每轉(zhuǎn)動(dòng)一周,傳感器就輸出一個(gè)電壓脈沖,計(jì)數(shù)顯示的數(shù)字就增加1。配合秒表測(cè)出在時(shí)間t內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)的周數(shù)n,就可以計(jì)算出轉(zhuǎn)速。
3、答:要使在天更暗時(shí)路燈才會(huì)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(dá)到某個(gè)值(如1.6v),就需要RG的阻值達(dá)到更大,即天色更暗。
4、答:要使熱敏電阻在感測(cè)到更高的溫度時(shí)才報(bào)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(dá)到高電平,則熱敏電阻阻值要求越小,即溫度越高。
傳感器的應(yīng)用(二)學(xué)案及課件和練習(xí)
作為老師的任務(wù)寫教案課件是少不了的,大家在認(rèn)真寫教案課件了。各行各業(yè)都在開(kāi)始準(zhǔn)備新的教案課件工作計(jì)劃了,我們的工作會(huì)變得更加順利!你們知道哪些教案課件的范文呢?為此,小編從網(wǎng)絡(luò)上為大家精心整理了《傳感器的應(yīng)用(二)學(xué)案及課件和練習(xí)》,供大家參考,希望能幫助到有需要的朋友。
第三節(jié):傳感器的應(yīng)用(二)學(xué)案
【學(xué)習(xí)目標(biāo)】
(1)、理解溫度傳感器的應(yīng)用――電飯鍋、測(cè)溫儀的工作原理。
(2)、理解光電傳感器的應(yīng)用――鼠標(biāo)器、火災(zāi)報(bào)警器的工作原理。
(3)、通過(guò)對(duì)電飯鍋的構(gòu)造和原理的探究以及測(cè)溫儀的了解,進(jìn)一步地深入認(rèn)識(shí)溫度傳感器的應(yīng)用
(4)通過(guò)對(duì)鼠標(biāo)器以及火災(zāi)報(bào)警器的原理的探究,認(rèn)識(shí)光傳感器的應(yīng)用。
【學(xué)習(xí)重點(diǎn)】:溫度、光傳感器的應(yīng)用原理及結(jié)構(gòu)。
【學(xué)習(xí)難點(diǎn)】:溫度、光傳感器的應(yīng)用原理及結(jié)構(gòu)。
【學(xué)習(xí)方法】:探究實(shí)驗(yàn),討論
【學(xué)習(xí)過(guò)程】
一、問(wèn)題引入
問(wèn)題1:上節(jié)課我們學(xué)習(xí)了力傳感器、溫度傳感器、聲音傳感器及其工作原理。請(qǐng)大家回憶一下我們學(xué)了哪些具體的力、溫度、聲音傳感器?
二、學(xué)習(xí)新課
1、溫度傳感器——電飯鍋
(1)、電飯鍋的內(nèi)部結(jié)構(gòu)(如圖6-3-1所示):電飯鍋主要由接線螺釘、觸點(diǎn)、轉(zhuǎn)軸、開(kāi)關(guān)按鈕、______、______、______、彈簧、內(nèi)膽底等構(gòu)成.其中______為主要元件,它是用______、______和______混合燒結(jié)而成的.它的特點(diǎn)主要有:常溫下具有鐵磁性,能夠被磁體吸引,但是上升到______時(shí),就失去______性,不能被磁體吸引了.該溫度在物理學(xué)中稱為該材料的______或______.
(2)、電飯鍋的工作原理:________________________.
問(wèn)題:取一塊電飯鍋用的感溫鐵氧體,使它與一小塊的永磁體吸在一起,用功率較大的電烙鐵給鐵氧體加熱,經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后會(huì)發(fā)生什么現(xiàn)象?
思考與討論:
(1)開(kāi)始煮飯時(shí)為什么要壓下開(kāi)關(guān)按鈕?手松開(kāi)后這個(gè)按鈕是否會(huì)恢復(fù)到圖示的狀態(tài)?為什么?
(2)煮飯時(shí)水沸騰后鍋內(nèi)是否會(huì)大致保持一定的溫度?為什么?
(3)飯熟后,水分被大米吸收,鍋底的溫度會(huì)有什么變化?這時(shí)電飯鍋會(huì)自動(dòng)地發(fā)生哪些動(dòng)作?
(4)如果用電飯鍋燒水,能否在水沸騰后自動(dòng)斷電?
2.溫度傳感器的應(yīng)用——測(cè)溫儀
(1)、測(cè)溫儀的原理:溫度傳感器要以把______轉(zhuǎn)換成______,再由指針式儀表或數(shù)字式儀表顯示出來(lái).這就是指針式測(cè)溫儀和數(shù)字式測(cè)溫儀的原理.由于電信號(hào)可以遠(yuǎn)距離傳輸,所以應(yīng)用溫度傳感器可以進(jìn)行遠(yuǎn)距離測(cè)溫.
測(cè)溫元件:它可以是______、______、______、______(利用該元件可以實(shí)現(xiàn)無(wú)接觸測(cè)溫).
(1)溫度傳感器測(cè)溫儀有何優(yōu)點(diǎn)?
(2)測(cè)溫儀是如何工作的
(3)什么是熱電偶?
3.光傳感器的應(yīng)用——鼠標(biāo)器
(1)、機(jī)械式鼠標(biāo)器的內(nèi)部結(jié)構(gòu):它由一個(gè)滾球、兩個(gè)滾軸、兩個(gè)______(它的邊緣開(kāi)有許多等間距的小齒)、兩個(gè)______(LED)、還有兩個(gè)______(兩個(gè)光傳感器)等組成的.
(2)、機(jī)械式鼠標(biāo)器的工作原理:當(dāng)鼠標(biāo)器在桌面上移動(dòng)時(shí),滾球的運(yùn)動(dòng)通過(guò)______帶動(dòng)兩個(gè)______轉(zhuǎn)動(dòng),紅外線接收管就收到的______,輸出相應(yīng)的______.計(jì)算機(jī)分別統(tǒng)計(jì)x,y兩個(gè)方向的脈沖信號(hào),處理后就使屏幕上的光標(biāo)產(chǎn)生相應(yīng)的______.
(3)、鼠標(biāo)器的主要組成?
(4)、鼠標(biāo)器中光傳感器的主要部件是什么?。
(5)、鼠標(biāo)器的工作原理?
4.光傳感器的應(yīng)用——火災(zāi)報(bào)警器
(1)、煙霧散射火災(zāi)報(bào)警器的構(gòu)造:帶孔的罩子內(nèi)裝有______、______和不透明的檔板.
(2)煙霧散射式火災(zāi)報(bào)警器的工作原理:平時(shí),______收不到LED發(fā)出的光,呈現(xiàn)______狀態(tài).煙霧進(jìn)入罩內(nèi)后對(duì)光有______作用,使部分光線照射到______,其電阻變______,與傳感器連接的電路檢測(cè)發(fā)出這種變化,就會(huì)發(fā)出警報(bào).
(3)、以利用煙霧對(duì)光的散射來(lái)工作的火災(zāi)報(bào)警器為例,簡(jiǎn)述其工作原理。
實(shí)驗(yàn):把光敏電阻、多用表的直流電流檔和干電池按照?qǐng)D甲連成電路,對(duì)光照的強(qiáng)度進(jìn)行比較性測(cè)量。光敏電阻受到的光照越強(qiáng),電路中的電流越大。
白天,將它放在教室中適合閱讀的地方,記下電流表的讀數(shù),晚上,用它來(lái)測(cè)燈光對(duì)書桌的照明。比較兩者的差別。
還可以按照?qǐng)D乙,把光敏電阻R的引腳穿過(guò)硬泡沫塑料板Z而固定,再罩上內(nèi)壁涂黑、長(zhǎng)度足夠的遮光簡(jiǎn)T,避免雜散光的干擾然后分別把不同的光源L(如蠟燭、幾種不同功率的白熾燈泡、日光燈管等)都放在與光敏電阻相同距離(例如1m)的位置,比較它們的亮度。
這個(gè)實(shí)驗(yàn)也可以用硅光電池來(lái)做。由于光電池在受到光照時(shí)可以自己產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì),所以電路中不用電源。
想一想,怎樣用如圖所示的裝置來(lái)制作一個(gè)攝影用的曝光表?
典型例題:
1、溫度傳感器的應(yīng)用
【例1】如圖甲為在溫度為10℃左右的環(huán)境中工作的某自動(dòng)恒溫箱原理簡(jiǎn)圖,箱內(nèi)的電阻R1=20kΩ,R2=10kΩ,R3=40kΩ,Rt為熱敏電阻,它的電阻隨溫度變化的圖線如圖乙所示.當(dāng)a、b端電壓Uab0時(shí),電壓鑒別器會(huì)令開(kāi)關(guān)S接通,恒溫箱內(nèi)的電熱絲發(fā)熱,使箱內(nèi)溫度提高;當(dāng)Uab0時(shí),電壓鑒別器使S斷開(kāi),停止加熱,恒溫箱內(nèi)的溫度恒定在_________℃.
2、光傳感器的應(yīng)用
【例2】如圖所示為一實(shí)驗(yàn)小車中利用光電脈沖測(cè)量車速和行程的裝置示意圖。A為光源,B為光電接收器,A、B均固定在車身上,C為小車的車輪,D為與C同軸相連的齒輪。車輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),A發(fā)出的光束通過(guò)旋轉(zhuǎn)齒輪上齒的間隙后變成脈沖光信號(hào),被B接收并轉(zhuǎn)換成電信號(hào),由電子電路記錄和顯示。若實(shí)驗(yàn)顯示單位時(shí)間內(nèi)脈沖數(shù)為n,累計(jì)脈沖數(shù)為N,則要測(cè)出小車的速度和行程還必須測(cè)量的物理量和數(shù)據(jù)是,小車速度的表達(dá)式為v=;行程的表達(dá)式為=。
【學(xué)習(xí)小結(jié)】
本節(jié)課主要學(xué)習(xí)了以下幾個(gè)問(wèn)題:
傳感器的應(yīng)用(二)學(xué)案課件練習(xí)
俗話說(shuō),凡事預(yù)則立,不預(yù)則廢。作為教師就需要提前準(zhǔn)備好適合自己的教案。教案可以更好的幫助學(xué)生們打好基礎(chǔ),幫助教師有計(jì)劃有步驟有質(zhì)量的完成教學(xué)任務(wù)。教案的內(nèi)容要寫些什么更好呢?為滿足您的需求,小編特地編輯了“傳感器的應(yīng)用(二)學(xué)案課件練習(xí)”,供大家借鑒和使用,希望大家分享!
1.如圖6-3-7所示為一個(gè)邏輯電平檢測(cè)電路,A與被測(cè)點(diǎn)相接,則()A.A為低電平,LED發(fā)光圖6-3-7
B.A為高電平,LED發(fā)光
C.A為低電平,LED不發(fā)光
D.A為高電平,LED不發(fā)光
解析:A為低電平時(shí),Y為高電平,LED的電壓小,不發(fā)光;A為高電平時(shí),Y為低電平,LED的電壓大,發(fā)光,故B、C正確。
答案:BC
2.如圖6-3-8所示是會(huì)議室和賓館房間的天花板上裝有的火災(zāi)報(bào)警器的結(jié)構(gòu)原理圖:罩內(nèi)裝有發(fā)光二極管LED、光電三極管和不透明的擋板。平時(shí)光電三極管接收不到LED發(fā)出的光,呈現(xiàn)高電阻狀態(tài),發(fā)生火災(zāi)時(shí),下列說(shuō)法正確的是()
圖6-3-8
A.進(jìn)入罩內(nèi)的煙霧遮擋了光線,使光電三極管電阻更大,檢測(cè)電路檢測(cè)出變化發(fā)出警報(bào)
B.發(fā)生火災(zāi)時(shí),光電三極管溫度升高,電阻變小,檢測(cè)電路檢測(cè)出變化發(fā)出警報(bào)
C.發(fā)生火災(zāi)時(shí),進(jìn)入罩內(nèi)的煙霧對(duì)光有散射作用,部分光線照到光電三極管上,電阻變小,發(fā)出警報(bào)
D.以上說(shuō)法均不正確
解析:平時(shí)光電三極管收不到LED發(fā)出的光呈高阻值狀態(tài)。發(fā)生火災(zāi)時(shí),由于煙霧對(duì)光的散射作用,部分光線照射到光電三極管上,光電三極管導(dǎo)通,就會(huì)發(fā)出警報(bào),C正確。
答案:C
3.如圖6-3-9所示的光控電路用發(fā)光二極管LED模擬路燈,RG為光敏電阻。A為斯密特觸發(fā)器輸入端,在天黑時(shí)路燈(發(fā)光二極管)會(huì)點(diǎn)亮。下列說(shuō)法正確的是()
A.天黑時(shí),Y處于高電平圖6-3-9
B.天黑時(shí),Y處于低電平
C.當(dāng)R1調(diào)大時(shí),天更暗時(shí),燈(發(fā)光二極管)點(diǎn)亮
D.當(dāng)R1調(diào)大時(shí),天較亮?xí)r,燈(發(fā)光二極管)就能點(diǎn)亮
解析:天黑時(shí),RG阻值增大到一定值,斯密特觸發(fā)器輸入端A的電壓上升到某個(gè)值,輸出端Y突然由高電平跳到低電平;R1調(diào)大時(shí),A端電壓降低,只有天更暗時(shí),RG電阻更大時(shí),路燈才點(diǎn)亮,故B、C正確。
答案:BC
4.某同學(xué)想把房間窗簾改成自動(dòng)開(kāi)啟、自動(dòng)關(guān)閉的,他的設(shè)想是:白天房間要透光,也要防止太陽(yáng)光直射室內(nèi),因此要用薄紗型的窗簾;傍晚太陽(yáng)下山后,要用厚絨的窗簾,請(qǐng)你幫他設(shè)計(jì)電路,選購(gòu)器材并連好電路圖。
解析:如圖所示,白天光照很亮,照射到光敏控制器上,電阻很小,電流較大,電磁鐵磁性強(qiáng),吸引銜鐵向下,使得觸點(diǎn)b、c接觸,電動(dòng)機(jī)乙轉(zhuǎn)動(dòng),關(guān)閉薄紗窗簾,同時(shí)應(yīng)拉開(kāi)厚絨窗簾;傍晚后光線很暗,光敏控制器接收光照少,電阻變大,電流很小,電磁鐵磁性非常弱,彈簧將銜鐵拉起,使b、a接觸,電動(dòng)機(jī)甲轉(zhuǎn)動(dòng),拉開(kāi)薄紗窗簾,同時(shí)關(guān)閉厚絨窗簾。
答案:見(jiàn)解析
5.如圖6-3-10甲所示,為熱敏電阻的R-t圖像,圖乙為用此熱敏電阻R和繼電器組成的一個(gè)簡(jiǎn)單恒溫箱溫控電路,繼電器的電阻為100Ω。當(dāng)線圈的電流大于或等于20mA時(shí),繼電器的銜鐵被吸合。為繼電器線圈供電的電池的電動(dòng)勢(shì)E=9.0V,內(nèi)阻可以不計(jì)。圖中的“電源”是恒溫箱加熱器的電源。則
圖6-3-10
(1)應(yīng)該把恒溫箱內(nèi)的加熱器接在________(填“A、B端”或“C、D端”)。
(2)如果要使恒溫箱內(nèi)的溫度保持50℃,可變電阻R′的阻值應(yīng)調(diào)節(jié)為_(kāi)_______Ω。
解析:(1)恒溫箱內(nèi)的加熱器應(yīng)接在A、B端。當(dāng)線圈中的電流較小時(shí),繼電器的銜鐵在上方,恒溫箱的加熱器處于工作狀態(tài),恒溫箱內(nèi)溫度升高。
(2)隨著恒溫箱內(nèi)溫度升高,熱敏電阻R的阻值變小,則線圈中的電流變大,當(dāng)線圈中的電流大于或等于20mA時(shí),繼電器的銜鐵被吸到下方來(lái),則恒溫箱加熱器與電源斷開(kāi),加熱器停止工作,恒溫箱內(nèi)溫度降低。
隨著恒溫箱內(nèi)溫度降低,熱敏電阻R的阻值變大,則線圈中的電流變小,當(dāng)線圈的電流小于20mA時(shí),繼電器的銜鐵又被釋放到上方,則恒溫箱加熱器又開(kāi)始工作,這樣就可以使恒溫箱內(nèi)保持在某一溫度。
要使恒溫箱內(nèi)的溫度保持50℃,即50℃時(shí)線圈內(nèi)的電流為20mA。由閉合電路歐姆定律I=Er+R+R′,r為繼電器的電阻。由圖甲可知,50℃時(shí)熱敏電阻的阻值為90Ω,所以R′=EI-R-r=260Ω。
答案:(1)A、B端(2)260
6.如圖6-3-11所示,斯密特觸發(fā)器可以將連續(xù)變化的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為突變的數(shù)字信號(hào),當(dāng)加在它的輸入端A的電勢(shì)逐漸上升到1.6V,輸出端Y會(huì)突然從高電平跳到低電平0.25V,而當(dāng)輸入端A的電勢(shì)下降到0.8V時(shí),輸出端Y會(huì)從低電平跳到高電平3.4V。如圖6-3圖6-3-11
-12所示是一個(gè)溫度報(bào)警器的簡(jiǎn)易電路圖,RT為熱敏電阻,R1為可變電阻(最大阻值為1kΩ),蜂鳴器工作電壓3~5V,熱敏電阻的阻值隨溫度變化如圖6-3-13所示,若要求熱敏電阻在感測(cè)到80℃時(shí)報(bào)警,則R1應(yīng)調(diào)至____kΩ;若要求熱敏電阻在感測(cè)到更高的溫度時(shí)才報(bào)警,R1的阻值應(yīng)________(選填“增大”、“減小”或“不變”)。
圖6-3-12圖6-3-13
解析:熱敏電阻在80℃時(shí)的電阻是RT=80Ω,斯密特觸發(fā)器輸入端A的電勢(shì)是0.8V時(shí),輸出端Y的電壓為3.4V,這時(shí)蜂鳴器開(kāi)始工作。由串聯(lián)電路分壓特點(diǎn)知:
R1RT=U1UT=5-0.80.8
∴R1=80×4.20.8Ω=420Ω=0.42kΩ。
由熱敏電阻的阻值隨溫度變化的圖像可知,溫度升高時(shí),熱敏電阻的阻值減小,而斯密特觸發(fā)器輸入端的電壓仍保持不變,則電阻R1的阻值應(yīng)減小。
答案:0.42減小
傳感器的應(yīng)用(一)(學(xué)案+課件+練習(xí)題)
一名優(yōu)秀的教師在教學(xué)時(shí)都會(huì)提前最好準(zhǔn)備,準(zhǔn)備好一份優(yōu)秀的教案往往是必不可少的。教案可以讓學(xué)生們能夠在上課時(shí)充分理解所教內(nèi)容,使高中教師有一個(gè)簡(jiǎn)單易懂的教學(xué)思路。優(yōu)秀有創(chuàng)意的高中教案要怎樣寫呢?下面是小編精心為您整理的“傳感器的應(yīng)用(一)(學(xué)案+課件+練習(xí)題)”,希望能對(duì)您有所幫助,請(qǐng)收藏。
第二節(jié):傳感器的應(yīng)用(一)學(xué)案
【學(xué)習(xí)目標(biāo)】
(1)、了解傳感器應(yīng)用的一般模式;
(2)、理解電子秤、話筒、電熨斗的工作原理。
(3)、會(huì)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單的有關(guān)傳感器應(yīng)用的控制電路。
(4)、通過(guò)實(shí)驗(yàn)結(jié)合物理學(xué)的知識(shí),探究電子秤、話筒、電熨斗等的工作原理,從而了解力傳感器、聲傳感器和溫度傳感器的一般應(yīng)用,進(jìn)一步總結(jié)出傳感器應(yīng)用的一般模式。
(5)、通過(guò)實(shí)驗(yàn)激發(fā)的學(xué)習(xí)興趣,培養(yǎng)動(dòng)手能力,提高創(chuàng)新意識(shí),提高物理理論知識(shí)與實(shí)際相結(jié)合的綜合實(shí)踐能力。
【學(xué)習(xí)重點(diǎn)】:各種傳感器的應(yīng)用原理及結(jié)構(gòu)。
【學(xué)習(xí)難點(diǎn)】:各種傳感器的應(yīng)用原理及結(jié)構(gòu)。
【學(xué)習(xí)方法】:探究實(shí)驗(yàn)
【學(xué)習(xí)過(guò)程】
問(wèn)題1:光敏電阻、熱敏電阻、霍爾元件各是把什么物理量轉(zhuǎn)化為電學(xué)量的元件?
1、傳感器應(yīng)用的一般模式
閱讀教材開(kāi)頭幾段,然后合上書,在練習(xí)本上畫出傳感器應(yīng)用的一般模式示意圖。
提示:一般情況下,傳感器產(chǎn)生的信號(hào)非常微弱,要想觸發(fā)控制電路,此信號(hào)必須進(jìn)一步放大才可以,所以需要放大電路,即放大器。
閱讀教材并在練習(xí)本上畫出傳感器應(yīng)用的一般模式示意圖。
2、下面學(xué)習(xí)幾個(gè)傳感器應(yīng)用的實(shí)例。
(1).力傳感器的應(yīng)用——電子秤
師:閱讀教材56頁(yè)最后一段,思考并回答問(wèn)題。
問(wèn)題2:電子秤使用的測(cè)力裝置是什么?它是由什么元件組成的?
問(wèn)題3:簡(jiǎn)述力傳感器的工作原理。
問(wèn)題4:應(yīng)變片能夠把什么力學(xué)量轉(zhuǎn)化為什么電學(xué)量?
(2).聲傳感器的應(yīng)用——話筒
閱讀教材56頁(yè)有關(guān)內(nèi)容,思考并回答問(wèn)題。
問(wèn)題5:話筒的作用是什么?
問(wèn)題6:說(shuō)明動(dòng)圈式話筒的工作原理和工作過(guò)程。
問(wèn)題7:說(shuō)明電容式話筒的工作原理和工作過(guò)程。這種話筒的優(yōu)點(diǎn)是什么?
問(wèn)題8:駐極體話筒的工作原理是什么?有何優(yōu)點(diǎn)?
閱讀教材,思考并回答問(wèn)題。
指出:駐極體話筒利用了電介質(zhì)的現(xiàn)象:將電介質(zhì)放入電場(chǎng)中,在前后兩個(gè)表面上會(huì)分別出現(xiàn)與的現(xiàn)象.某些電介質(zhì)在電場(chǎng)中被極化后,去掉外加電場(chǎng),仍然會(huì)長(zhǎng)期保持被極化的狀態(tài),這種材料稱為.
演示實(shí)驗(yàn):
按照如圖所示的連接駐極體話筒的工作電路,話筒的輸出端經(jīng)過(guò)隔直電容接到示波器。
對(duì)著話筒喊話,觀察示波器的熒光屏上的波形,再用另外一人同樣對(duì)話筒喊話,比較兩次聲音產(chǎn)生的波形有什么不一樣。
上述過(guò)程,就是話筒將聲音信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的過(guò)程。
觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。
結(jié)論:
(3).溫度傳感器的應(yīng)用——電熨斗
溫度傳感器是應(yīng)用最廣泛的傳感器之一,它能把溫度的高低轉(zhuǎn)變成電信號(hào),通常是利用物體的某一物理性質(zhì)隨溫度的變化而改變的特性制成的.電熨斗就是靠溫度傳感器來(lái)控制溫度的。
實(shí)驗(yàn):取一個(gè)報(bào)廢的日光燈啟輝器,去掉外殼,敲碎氖泡的玻璃,可以看到一個(gè)U型的雙金屬片,雙金屬片的旁邊有一根直立的金屬絲,兩者構(gòu)成一對(duì)觸點(diǎn),常溫下觸點(diǎn)是分離的,用火焰靠近金屬片,可以看到雙金屬片的形狀變化,與金屬絲接觸,熄滅火焰,雙金屬片逐漸恢復(fù)原狀,兩個(gè)觸點(diǎn)分離。
把這個(gè)啟動(dòng)器用到溫控開(kāi)關(guān),可以控制小燈泡的。
做實(shí)驗(yàn),觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。
電熨斗就裝有雙金屬片溫度傳感器。這種傳感器的作用是控制電路的通斷。
投影:電熨斗結(jié)構(gòu)圖(如圖所示)
思考與討論:
(1)常溫下,上、下觸點(diǎn)應(yīng)是接觸的還是分離的?當(dāng)溫度過(guò)高時(shí),雙金屬片將怎樣起作用?
(2)熨燙棉麻衣物和熨燙絲綢衣物需要設(shè)定不同的溫度,這是如何使用調(diào)溫旋鈕來(lái)實(shí)現(xiàn)的?
(4)、拓展:溫度傳感器的另一應(yīng)用——電冰箱的溫控裝置
如圖所示是某種電冰箱內(nèi)溫度控制器的結(jié)構(gòu),銅質(zhì)的測(cè)溫泡1,細(xì)管2和彈性金屬膜盒3連成密封的系統(tǒng),里面充有氯甲烷盒它的蒸汽,構(gòu)成一個(gè)溫度傳感器,膜盒3為扁圓形,右表面固定,左表面通過(guò)小柱體與彈簧片4連接,盒中氣體的壓強(qiáng)增大時(shí),盒體就會(huì)膨脹,測(cè)溫泡1安裝在冰箱的冷藏室中。5、6分別是電路的動(dòng)觸點(diǎn)盒靜觸點(diǎn),控制制冷壓縮機(jī)的工作,拉簧7的兩端分別連接到彈簧片4盒連桿9上。連桿9的下端是裝在機(jī)箱上的軸。凸輪8是由設(shè)定溫度的旋鈕控制的,逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)凸輪連桿上端右移,從而加大對(duì)彈簧7的拉力。
自動(dòng)控溫原理:如圖所示是某種電冰箱內(nèi)溫度控制器的結(jié)構(gòu),銅制的測(cè)溫泡1、細(xì)管2和彈性金屬膜盒3連通成密封的系統(tǒng),里面充有氯甲烷和它的蒸汽,構(gòu)成了一個(gè)溫度傳感器,膜盒為扁圓形,右表面固定,左表面通過(guò)小柱體與彈簧片4連接,盒中氣體的壓強(qiáng)增大時(shí),盒體就會(huì)膨脹,測(cè)溫泡1安裝在冰箱的冷藏室中。5、6分別是電路的動(dòng)觸點(diǎn)和靜觸點(diǎn),控制制冷壓縮機(jī)的工作,拉簧7的兩端分別連接到彈簧片和連桿9上,連桿9的下端裝在機(jī)箱上的軸,凸輪8是由設(shè)定溫度的旋鈕控制的,逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)凸輪連桿上端右移,從而加大對(duì)彈簧7的拉力。當(dāng)冷藏室里的溫度升高時(shí),1、2、3中的氯甲烷受熱膨脹,彈性金屬膜盒3的左端膨脹,推動(dòng)彈簧片4向左轉(zhuǎn)動(dòng),使5、6接觸,控制的壓縮機(jī)電路開(kāi)始工作制冷,當(dāng)溫度下降到一定程度,氯甲烷受冷收縮,5、6又分開(kāi),制冷結(jié)束,直到下次溫度升高再重復(fù)上述過(guò)程。
溫度設(shè)定原理:將凸輪8逆時(shí)針旋轉(zhuǎn),凸輪將連桿9向右頂,使得彈簧7彈力增大,此時(shí)要將5、6觸點(diǎn)接通,所需要的力就要大些,溫度要高一些,即溫控?fù)鯌?yīng)低一些(例如1級(jí)),順時(shí)針旋轉(zhuǎn)凸輪8,控制的溫度低一些,控溫?fù)跻咭恍?br>
典型例題
例1.用如圖所示的裝置可以測(cè)量汽車在水平路面上做勻加速直線運(yùn)動(dòng)的加速度.該裝置是在矩形箱子的前、后壁上各安裝一個(gè)由力敏電阻組成的壓力傳感器.用兩根相同的輕彈簧夾著一個(gè)質(zhì)量為2.0kg的滑塊可無(wú)摩擦滑動(dòng),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(yùn)動(dòng)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(shí),傳感器a、b在的示數(shù)均為10N(取g=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(shí)汽車的加速度大小和方向.
(2)當(dāng)汽車以怎樣的加速度運(yùn)動(dòng)時(shí),傳感器a的示數(shù)為零.
例2、如圖5是電容式話筒的示意圖,它是利用電容制作的傳感器,話筒的振動(dòng)膜前面鍍有薄薄的金屬層,膜后距膜幾十微米處有一金屬板,振動(dòng)膜上的金屬層和這個(gè)金屬板構(gòu)成電容器的兩極,在兩極間加一電壓U,人對(duì)著話筒說(shuō)話時(shí),振動(dòng)膜前后振動(dòng),使電容發(fā)生變化,導(dǎo)致話筒所在電路中的其它量發(fā)生變化,使聲音信號(hào)被話筒轉(zhuǎn)化為電信號(hào),其中導(dǎo)致電容變化的原因可能是容器兩板間的()
(A)距離變化
(B)正對(duì)面積變化
(C)介質(zhì)變化
(D)電壓變化
例3..如圖9所示是一種測(cè)量血壓的壓力傳感器在工作時(shí)的示意圖。薄金屬片P固定有4個(gè)電阻R1、R2、R3、R4(如圖10所示),左邊是它的側(cè)面圖這四個(gè)電阻連接成電路如圖11所示,試回答下列問(wèn)題:
(1)開(kāi)始時(shí)金屬片中央O點(diǎn)未加任何壓力,欲使電壓表無(wú)示數(shù),則4個(gè)電阻應(yīng)滿足怎樣的關(guān)系?
(2)當(dāng)O點(diǎn)加一個(gè)壓力F后發(fā)生形變,這時(shí)4個(gè)電阻也隨之發(fā)生形變,形變后各電阻大小如何變化?
(3)電阻變化后,電阻的A、B兩點(diǎn)哪點(diǎn)電壓高?它為什么能測(cè)量電壓?
(提示:當(dāng)O點(diǎn)加垂直于金屬片的壓力后,金屬片發(fā)生形變,由于電阻是固定在金屬片上的(由上圖),因此R1、R4被拉長(zhǎng),R2、R3被拉寬。)
【學(xué)習(xí)小節(jié)】
本節(jié)課主要學(xué)習(xí)了以下幾個(gè)問(wèn)題:
力傳感器的應(yīng)用——
傳感器的應(yīng)用聲傳感器的應(yīng)用——
溫度傳感器的應(yīng)用——
力傳感器是把力信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào);聲傳感器是把聲音信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào),而溫度傳感器往往是用來(lái)進(jìn)行自動(dòng)控制.
【學(xué)習(xí)心得】