6.2传感器的应用学案（人教版选修3-2）。

一名优秀负责的教师就要对每一位学生尽职尽责，教师要准备好教案，这是每个教师都不可缺少的。教案可以让学生们充分体会到学习的快乐，帮助教师更好的完成实现教学目标。教案的内容要写些什么更好呢？小编收集并整理了“6.2传感器的应用学案（人教版选修3-2）”，供大家参考，希望能帮助到有需要的朋友。

6.2传感器的应用学案（人教版选修3-2）

1．传感器应用的一般模式：______________________.
2．电子秤由________、电压放大器、模数转换器、微处理器和数字显示器组成．电阻应变片受到力的作用，它的______会发生变化，从而引起上下表面的电压差发生变化．把应变片放到合适的电路中，它能够把物体的______这个力学量转换为______这个电学量，因而电子秤是______传感器的应用．
3．电饭锅中的敏感元件为____________，它具有这样的性质：常温下具有________，能够被磁体吸引，当温度上升到约103℃时，就__________，不能被磁体吸引，这个温度在物理学中称为该材料的“居里温度”或“居里点”，电饭锅是温度传感器的应用．
4．传感器的种类多种多样，其性能也各不相同，空调机在室内温度达到设定的温度后，会自动停止工作，空调机内使用的传感器是()
A．生物传感器B．红外传感器
C．温度传感器D．压力传感器
5．下列器件是应用力传感器的是()
A．鼠标器B．火灾报警器
C．测温仪D．电子秤
6．用遥控器调换电视机频道的过程，实际上是电视机中的传感器把光信号转化为电信号的过程．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．电饭锅中控制加热和保温的温控器
【概念规律练】
知识点一力传感器的应用
1．压敏电阻的阻值会随所受压力的增大而减小．一同学利用压敏电阻设计了判断升降机运动状态的装置，如图1甲所示，将压敏电阻平放在升降机内，受压面朝上，在上面放一物体m，升降机静止时电流表示数为I0.某过程中电流表的示数如图乙所示，则在此过程中()
图1
A．物体处于失重状态
B．物体处于超重状态
C．升降机一定向上做匀加速运动
D．升降机可能向下做匀减速运动
2．传感器是一种采集信息的重要器件，如图2所示的是一种测定压力的电容式传感器，当待测压力F作用于可动膜片的电极上时，以下说法中正确的是()
图2
①若F向上压膜片电极，电路中有从a到b的电流
②若F向上压膜片电极，电路中有从b到a的电流
③若F向上压膜片电极，电路中不会出现电流
④若电流表有示数，则说明压力F发生变化
⑤若电流表有示数，则说明压力F不发生变化
A．②④B．①④C．③⑤D．①⑤
知识点二温度传感器的应用
3．关于电饭锅的说法正确的是()
A．电饭锅中的温度传感器其主要元件是氧化铁
B．铁氧体在常温下具有铁磁性，温度很高时失去铁磁性
C．用电饭锅烧水，水开时能自动断电
D．用电饭锅煮饭时，温控开关自动断电后，它不能自动复位
4．如图3所示是电饭煲的电路图，S1是一个温控开关，手动闭合后，当此开关温度达到居里点(103℃)时会自动断开，S2是一个自动温控开关，当温度低于70℃时会自动闭合；温度高于80℃时会自动断开，红灯是加热时的指示灯，黄灯是保温时的指示灯，分流电阻R1＝R2＝500Ω，加热电阻丝R3＝50Ω，两灯电阻不计．
图3
(1)分析电饭煲的工作原理．
(2)简要回答，如果不闭合开关S1，能将饭煮熟吗？
(3)计算加热和保温两种状态下，电饭煲消耗的电功率之比．

知识点三光传感器的应用
5．在如图4所示的电路中，电源两端的电压恒定，L为小灯泡，R为光敏电阻，LED为发光二极管(电流越大，发出的光越强)，且R与LED之间的距离不变，下列说法正确的是()
图4
A．当滑动触头P向左移动时，L消耗的功率增大
B．当滑动触头P向左移动时，L消耗的功率减小
C．当滑动触头P向右移动时，L消耗的功率可能不变
D．无论怎样移动滑动触头P，L消耗的功率都不变
6．如图5为烟雾散射式火灾报警器，它主要由带孔的外罩，发光二极管LED、光电三极管及不透明的挡板组成，请简述它的工作原理．
图5

【方法技巧练】
传感器问题的分析技巧
7．电熨斗在达到设定的温度后就不再升温，当温度降低时又会继续加热，使它总与设定的温度相差不多．在熨烫不同的织物时，设定的温度可以不同，进行这样的控制，靠的是温度传感器．电熨斗中装有双金属片温度传感器，这种双金属片的作用是控制电路的通断，如图6所示为电熨斗的结构图，图中双金属片上层金属的膨胀系数大于下层金属，请结合所学知识回答以下问题：
图6
(1)常温下，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起怎样的作用？
(2)熨烫棉麻衣物和熨烫丝绸衣物需要设定不同的温度，这是如何利用调温旋钮来实现的？jAb88.CoM

8．如图7所示为某种电子秤的原理示意图，AB为一均匀的滑线电阻，阻值为R，长度为L，两边分别有P1、P2两个滑动头，P1可在竖直绝缘光滑的固定杆MN上保持水平状态而上下自由滑动，弹簧处于原长时，P1刚好指着A端，P1与托盘固定相连，若P1、P2间出现电压，该电压经过放大，通过信号转换后在显示屏上将显示物体重力的大小．已知弹簧的劲度系数为k，托盘自身质量为m0，电源电动势为E，内阻不计，当地的重力加速度为g.求：
图7
(1)托盘上未放物体时，在托盘自身重力作用下，P1离A的距离x1；
(2)托盘上放有质量为m的物体时，P1离A的距离x2；
(3)在托盘上未放物体时通常先校准零点，其方法是：调节P2，使P2离A的距离也为x1，从而使P1、P2间的电压为零．校准零点后，将物体m放在托盘上，试推导出物体质量m与P1、P2间的电压U之间的函数关系式．

参考答案
课前预习练
放大(转换)电路→放大(转换)电路→执行机构(或显示系统)
2．应变片电阻形变电压力
3．感温铁氧体铁磁性失去磁性
4．C[空调机根据温度调节工作状态，所以内部使用了温度传感器，故C正确．]
5．D[鼠标器中的传感器是红外线接收管，属于光传感器；火灾报警器中传感器是光电三极管，属于光传感器；测温仪用的是温度传感器；电子秤的敏感元件是应变片，是力传感器，D正确．]
6．A[遥控器发出红外线，电视中的传感器感知红外线，是红外线传感器，所以A选项正确．]
课堂探究练
1．BD[由乙图知电流强度变为原来的二倍，而加在压敏电阻两端的电压不变，说明压敏电阻的阻值减小，即物体对压敏电阻的压力增大，物体所受支持力大于重力，升降机匀加速上升或匀减速下降，处于超重状态，故选B、D.]
2．A[当F向上压膜片电极时，板间距离减小，电容器的电容将增大．当F变化时，电容变化，而板间电压不变，由Q＝CU，故带电荷量Q发生变化，电容器将发生充、放电现象，回路中有电流，电流计有示数．反之，电流计有示数时，压力F必发生变化．]
点评力传感器能够把物体的形变转换为电压或电流的变化，外力越大，电压或电流的变化就越大，由变化的差值大小，可以得知外力的大小．
3．BD[电饭锅中的温度传感器其主要元件是铁氧体，故A选项错，B选项正确．因水开时温度约为100℃，达不到居里温度，故不能自动断电，则选项C错．温控开关只能手动闭合，故D正确．]
4．(1)见解析(2)不能(3)12∶1
解析(1)电饭煲盛上食物后，接上电源，S2自动闭合，同时手动闭合S1，这时黄灯短路，红灯亮，电饭煲处于加热状态，加热到80℃时，S2自动断开，S1仍闭合；水烧开后，温度升高到103℃时，开关S1自动断开，这时饭已煮熟，黄灯亮，电饭煲处于保温状态，由于散热，待温度降至70℃时，S2自动闭合，电饭煲重新加热，温度达到80℃时，S2又自动断开，再次处于保温状态．
(2)如果不闭合开关S1，则不能将饭煮熟，因为只能加热到80℃.
(3)加热时电饭煲消耗的电功率为P1＝U2R并，保温时电饭煲消耗的电功率P2＝U2R1＋R并，两式中R并＝R2R3R2＋R3＝500×50500＋50Ω.从而有P1∶P2＝R1＋R并R并＝500＋500/11500/11＝12∶1.
点评①电饭煲的工作过程：开始煮饭时，用手压下开关按钮，永磁体与感温磁体相吸，手松开后，按钮不再恢复到图示状态，则触点接通，电热板通电加热，水沸腾后，由于锅内保持100℃不变，故感温磁体仍与永磁体相吸，继续加热，直到饭熟后，水分被大米吸收，锅底温度升高，当温度升至“居里点103℃”时，感温磁体失去铁磁性，在弹簧作用下，永磁体被弹开，触点分离，切断电源，从而停止加热．
②如果用电饭煲烧水，水沸腾后，锅内保持100℃不变，温度低于“居里点103℃”，电饭煲不能自动断电．只有水烧干后，温度升高到103℃才能自动断电．因此，电饭煲用来烧水不能实现自动控温．
5．A[滑动触头P左移，使其电阻减小，流过二极管的电流增大，从而发光增强，使光敏电阻R减小，最终达到增大流过灯泡的电流的效果．]
6．见解析
解析使用时发光二极管处于发光状态，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．
点评发光二极管具有单向导电性，导电时还能发光．普通二极管只具有单向导电性．
7．(1)常温下，上、下触点应是接触的，但温度过高时，由于双金属片上、下表面受热膨胀系数不同，上部金属膨胀大，下部金属膨胀小．则双金属片向下弯曲，使触点分离，从而切断电源，停止加热，温度降低后，双金属片恢复原状，重新接通电路加热，这样循环进行，起到自动控制温度的作用．
(2)熨烫棉麻衣物和熨烫丝绸衣物需要设定不同的温度，此时可通过调温旋钮调节升降螺丝，升降螺丝带动弹性铜片升降，从而改变触点接触的位置，达到设定不同温度的目的．
8．(1)m0gk(2)m＋m0gk(3)m＝kLgEU
解析托盘的移动带动P1移动，使P1、P2间出现电势差，电势差的大小反映了托盘向下移动距离的大小，由于R为均匀的滑线电阻，则其阻值与长度成正比．
(1)由力的平衡知识知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)由闭合电路欧姆定律知E＝IR，
由部分电路欧姆定律知U＝IR串，
由R串R＝xL，其中x为P1、P2间的距离，则x＝x2－x1＝mgk
联立解得m＝kLgEU
方法总结分析传感器问题要注意四点
(1)感受量分析
要明确传感器所感受的物理量，如力、热、光、磁、声等．
(2)输出信号分析
明确传感器的敏感元件，分析它的输入信号及输出信号，以及输入信号与输出信号间的变化规律．
(3)电路结构分析
认真分析传感器所在的电路结构，在熟悉常用电子元件工作特点的基础上，分析电路输出信号与输入信号间的规律．
(4)执行机构工作分析
传感器的应用，不仅包含非电学量如何向电学量转化的过程，还包含根据所获得的信息控制执行机构进行工作的过程．

相关知识

传感器的应用实验

一般给学生们上课之前，老师就早早地准备好了教案课件，大家都在十分严谨的想教案课件。只有规划好教案课件计划，新的工作才会更顺利！你们清楚有哪些教案课件范文呢？小编收集并整理了“传感器的应用实验”，供大家借鉴和使用，希望大家分享！

选修3-2第六章第4节：传感器的应用实验教案
一、教材分析
本节继第三节介绍四种传感器的应用实例之后，再进一步拓展学生的视野，提高学生的认识和分析能力以及动手能力，并通过实验的方法，让学生在组装和调试中，更为深入地认识传感器的应用。
二、教学目标
1．知识目标：
（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。
2．能力目标：
通过实验的方法，让学生在组装和调试中，更为深入地认识传感器的应用。
3．情感、态度和价值观目标：
培养学生的学习兴趣，倡导以创新为主，实践为重的素质教育理念。
三、教学重点难点
重点：传感器的应用实例。
难点：由门电路控制的传感器的工作原理。
四、学情分析
我们的学生属于理解较差，动手能力不好，尽量让学生多动手，必要时需要教师指导并借助动画给予直观的认识。
五、教学方法
PPT课件，演示实验，讲授
六、课前准备
1．学生的学习准备：预习新课，初步把握实验原理及方法步骤。
2．教师的教学准备：多媒体课件制作，课前预习学案，课内探究学案，课后延伸拓展学案。3．教学环境的设计和布置：四人一组，课前准备好斯密特触发器或非门电路，二极管，三极管，蜂鸣器，滑线变阻器，热敏电阻，光敏电阻等材料用具。
七、课时安排：1课时
八、教学过程
（一）预习检查、总结疑惑
检查落实了学生的预习情况并了解了学生的疑惑，使教学具有了针对性。
（二）情景导入、展示目标。
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。
（三）合作探究、精讲点拨。
探究一：（！）普通二极管和发光二极管
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。

（2）晶体三极管
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。
（三）逻辑电路
逻辑门电路符号图包括与门，或门，非门，
1．与逻辑
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。
探究点二：应用实例
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。如下图。

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。
典型例题：
1.与门的输入端输入信号为何时，输出端输出“1”（）
A.00B.01C.10D.11
答案：D
2.或门的输入端输入信号为何时，输出端输出“0”（）
A.00B.10C.01D.11
答案：A
3.联合国安理会每个常任理事国都拥有否决权，假设设计一个表决器，常任理事国投反对票时输入“0”，投赞成或弃权时输入“1”，提案通过为“1”，通不过为“0”，则这个表决器应具有哪种逻辑关系（）
A.与门B.非门C.或门D.与非门
答案：A
4.图是一个复合门电路，由一个x门电路与一个非门组成.若整个电路成为一个与门，则x电路应是（）
A.与门B.或门C.与非门D.或非门
答案：C
5.“第4题”中的整个电路若成为一个或门，则x电路应是（）
答案：D
（四）反思总结，当堂检测。
教师组织学生反思总结本节课的主要内容，并进行当堂检测。
设计意图：引导学生夯实基础并对所学内容进行简单的反馈纠正。（课堂实录）
（五）发导学案、布置预习。
我们已经学习了几种传感器的基本元件，这节课后大家可以课下先对本章内容做一个总结并构建知识网络。完成本节的课后练习及课后延伸拓展作业。
设计意图：总结本章知识。教师课后及时批阅本节的延伸拓展训练。
九、板书设计
第四节：传感器的应用实验教案
1、二极管的特点和作用：单向导电性，发光二极管不但能单向导电性，还能发光。
2、三极管的特点和作用，能放大微弱的电流
3、斯密特触发器的特点和作用：触发器其实由6个非门电路组成
4、斯密特触发器的应用：光控电路，温度报警器
十、教学反思
学以致用是学习的最终目的，将所学的知识用于实际生活和实际问题中，知识才有实用价值。

传感器的应用实例

古人云，工欲善其事，必先利其器。作为高中教师就要早早地准备好适合的教案课件。教案可以让学生能够在课堂积极的参与互动，帮助高中教师能够井然有序的进行教学。写好一份优质的高中教案要怎么做呢？下面是小编精心为您整理的“传感器的应用实例”，供大家参考，希望能帮助到有需要的朋友。

§6.4传感器的应用实例
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.
自主学习：
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＿＿＿＿。普通的发光二极管是用磷化镓和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.
２、晶体三极管
（１）晶体三极管能够把微弱的信号＿＿＿＿＿。晶体三极管的三极分别为发射极e.基极b和集电极c.
（２）传感器输出的电流或电压很＿＿＿，用一个三极管可以放大几十倍以至上百倍。三极管的放大作用表现为基极b的电流对电极c的电流起了控制作用。
３、逻辑电路
（１）对于与门电路，只要一个输入端输入为“＿＿”，则输出端一
定是“０”；反之，只有当所有输入都同时为“＿＿”，输出才是“１”。
（２）对于或门电路，只要有一个输入“＿＿”，则输出一定是“１”；反之，只有当所有输入都同时为“＿＿”时，输出才是“０”。
（３）非门电路中，当输入为“０”时，输出总是“＿＿”；当输入为“１”时，输出反而是“＿＿”。非门电路也称为反相器。
（４）斯密特触发器是具有特殊功能的非门。
典型例题：
例１：如图所示的光控电路，用二极管LED模仿路灯，ＲG为光敏电阻，Ｒ1的最大电阻为,Ｒ2为，试分析其工作原理。

例２：温度报警器电路如图所示，请说明其工作原理。
针对训练：
1、可以用型号为74LS14的非门集成电路，发光二极管和限流电阻来组成一个逻辑电平检测器，电路如图所示。使用时，将检测器的输入端Ａ接到被测点。
请分析：当被测点为高电平时，LED是否发光？低电平时呢？说出道理。

２、随着人们生活质量的提高，自动干手机已进入家庭洗手间，当人将湿手靠近干手机时，机内的传感器便驱动电热器加热，于是有热空气从机内喷出，将湿手烘干，手靠近干手机能使传感器工作，这是因为（）
Ａ、改变了湿度Ｂ、改变了温度Ｃ、改变了磁场Ｄ、改变了电容

能力训练：
1、大多楼道灯具有这样的功能：天黑时，出现声音它就开启，而在白天，即使有声音它也没有反应。
（１）控制电路中接入了哪几种传感器？
（２）这几种传感器来的信号，应通过哪几种门电路后，再进入执行电路？
２、当前大量使用的磁敏器件是霍尔元件与集成电路制在一起的磁传感器，它有以下两种。
(１)一种是“线性”的。它是将霍尔元件和放大器集成在一个芯片内，其输出的电压与感受到的磁感应强度成正比地连续变化。请你提出一种方案，利用它来测量电流的大小。
(２)另一种叫做“开关型”的，当磁场到一定程度时它才会输出高电平，而在磁场弱到一定程度时输出低电平（或者相反），也就是说，它只能在高、低电平之间跃变。请你提出一种方案，利用它来测量物体的转速。
３、要使例题１中路灯在天更暗时才会亮，应该怎样调节Ｒ1的阻值？并说明原理。
４、要使例题２中的热敏电阻在感测到更高的温度时才报警，应怎样调节Ｒ1的阻值？
并说明原理。
学后反思：

参考答案
典型例题：
例1、解析：白天，光强度较大，光敏电阻ＲG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，ＲG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(1.6V)，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。
例2、解析：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。
针对训练：
１、当被测点为高电平时，斯密特触发器输入端Ａ为高电平，则输出端Ｙ为低电平，故LED发光；当被测点为低电平时，Ａ即为低电平，则输出端Ｙ为高电平，LED不发光。
２、Ａ
能力训练：
１、答：
(1)接入了两种传感器：光传感器（通常用的是光敏电阻）；声传感器（通常用的是微型驻极体话筒）。
(2)因为点亮楼道灯需要同时具备两个条件，即足够暗的光照和足够大的声音，所以要使用与门。
２、答：
(1)设计方案如右图所示。在Ｃ形软铁芯１上绕制线圈２，霍尔传感器３置入铁芯的间隙中，并与数字毫伏表４相连。线圈中通入的待测电流Ｉ越强，铁芯间隙中的磁场强度就越大，则传感器输出的电压越大。
(2)设计方案如图所示。转动物体１的边缘上嵌入一个小永磁体２，霍尔传感器３固定在近旁，并在计数电路和显示屏４相连。物体每转动一周，传感器就输出一个电压脉冲，计数显示的数字就增加１。配合秒表测出在时间t内转动的周数n，就可以计算出转速。
３、答：要使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（如1.6v），就需要ＲG的阻值达到更大，即天色更暗。
４、答：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。

传感器的原理及应用

传感器的原理及应用

要点一传感器的工作原理
即学即用
1.半导体中参与导电的电流载体称为载流子.N型半导体的载流子是带负电的电子,P型半
导体的载流子是带正电的“空穴”.一块厚度为d、高度为l的长方形半导体样品,置于
方向如图所示、磁感应强度大小为B的匀强磁场中,当半导体样品中通以如图所示方向、大小为I的恒定电流时,
样品上、下底面出现恒定电势差U,且上表面带正电、下表面带负电.设半导体样品中每个载流子带电荷量为q,半
导体样品中载流子的密度（单位体积内载流子的个数）用n表示,则下列关于样品材料类型的判断和其中载流子密
度n的大小,正确的是（）
A.是N型半导体B.是P型半导体
C.n=D.n=
答案BD
要点二传感器的应用
即学即用
2.如图（1）所示为一测量硫化镉光敏电阻特性的实验电路,电源电压恒定.电流表内阻不计,开关闭合后,调节滑动变
阻器滑片,使小灯泡发光逐渐增强,测得流过电阻的电流和光强的关系曲线如图（2）所示,试根据这一特性设计一
个路灯的自动光控电路.

答案由光敏电阻的特性曲线可以看出,当入射光增强时,光敏电阻的阻值减小,流过光敏电阻的电流增大.
根据题意设计一个路灯自动控制电路如下图所示.

控制过程是:当有光照时,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,使两个常闭触点断开,路
灯熄灭;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,使两个常闭触点闭合,控制路灯电路
接通,路灯开始工作.

题型1电路设计性问题
【例1】现有热敏电阻、电炉丝、电源、电磁继电器、滑动变阻器、开关和导线若干.如图所示,试设计一个温控电路.
要求温度低于某一温度时,电炉丝自动通电供热,超过某一温度时,又可以自动断电,画出电路图说明工作过程.
答案电路图如下图所示

工作过程：闭合S当温度低于设计值时热敏电阻阻值大,通过电磁继电器的电流不能使它工作,K接通电炉丝加热.
当温度达到设计值时,热敏电阻减小到某值,通过电磁继电器的电流达到工作电流,K断开,电炉丝断电,停止供热.
当温度低于设计值,又重复前述过程.
题型二结合传感器的综合试题
【例2】用如图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合成的压力传感器,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10m/s2）

（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.
答案（1）4m/s2向右（2）10m/s2向左
题型3生活物理
【例3】如图所示为某种电子秤的原理示意图,AB为一均匀的滑动变阻器,阻值为R,长度为L,两边分别有P1、P2两
个滑动头,P1可在竖直绝缘光滑的固定杆MN上保持水平状态而上下自由滑动,弹簧处于原长时,P1刚好指着A端,P1
与托盘固定相连,若P1、P2间出现电压时,该电压经过放大,通过信号转换器后在显示屏上可显示物体重力的大小.
已知弹簧的劲度系数为k,托盘自身质量为m0,电源电动势为E,内阻不计,当地的重力加速度为g.求：
（1）托盘尚未放物体时,在托盘自身重力作用下,P1离A的距离x1.
（2）托盘上放有质量为m的物体时,P1离A的距离x2.
（3）在托盘上未放物体时通常先校准零点,其方法是：调节P2,使P2离A的距离也为x1,从而使P1、P2间的电压为
零.校准零点后,将物体m放在托盘上,试推导出物体质量m与P1、P2间的电压U之间的函数关系式.
答案（1）（2）（3）m=

1.关于传感器的下列说法正确的是（）
A.所有传感器的材料都是由半导体材料做成的
B.金属材料也可以制成传感器
C.传感器主要是通过感知电压的变化来传递信号
D.以上说法均不正确
答案B
2.如图所示,是一个测定液面高度的传感器,在导线芯的外面涂上一层绝缘物质,放在导
电液体中,导线芯和导电液构成电容器的两极.把这两极接入外电路,当外电路中的电
流变化使电容值增大时,则导电液体的深度h变化为（）
A.h增大B.h减小C.h不变D.无法确定
答案A
3.请设计一个用光敏电阻来模拟路灯的自动夜开昼关的电路.提供的仪器：光敏电阻、小灯泡、电源、继电器、滑动
变阻器、开关、导线若干.
答案电路设计如下图所示.原理简述：据光敏电阻的阻值随入射光强度的增强而减小,当白天时,照射光敏电阻的
光强度大,R1阻值减小,电流增大,电磁铁把衔铁P吸下使B脱离A,切断电灯电路,夜晚时相反.
4.把蜂鸣器、光敏电阻、干簧管继电器开关、电源按如图甲所示电路连接,制成光电报警装置.当报警器有光照射时,
蜂鸣器发声,当没有光照或者光照很弱时,蜂鸣器不发声.①光敏电阻:光敏电阻受光照后,阻值会变小.②干簧管继
电器开关:由干簧管和绕在干簧管外的线圈组成,如图乙所示.当线圈中有一定的电流时,线圈产生的磁场使密封在
干簧管内的两个铁质簧片磁化,两个簧片在磁力作用下由原来的分离状态变成闭合状态.当线圈中没有电流或者电
流很微弱时,磁场消失,簧片在弹力的作用下回复到分离状态.试说明光电报警器的工作原理.

答案当报警器有光照射时,光敏电阻阻值减小,电路中电流增大,线圈产生的磁场使密封在干簧管内的两个铁质
簧片磁化,两个簧片由原来的分离状态变成闭合状态,蜂鸣器电路接通,蜂鸣器发声.反之,当没有光照射或光照很
微弱时,光敏电阻阻值很大,电路中的电流很小,干簧管内的两个铁质簧片处于分离状态,连接蜂鸣器的电路断开,
蜂鸣器不发声.

1.关于传感器的作用,下列说法正确的有（）
A.通常的传感器可以直接用来进行自动控制
B.传感器可以用来采集信息
C.传感器可以将感受到的一些信号转换为电学量
D.传感器可以将所有感受到的信号都转换为电学量
答案BC
2.如图所示,截面为矩形的金属导体,放在磁场中,当导体中通有电流时,导体的上下表面的电
势关系为（）
A.UMUNB.UM=UNC.UMUND.无法判断
答案A
3.如图所示,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
C.小灯泡的功率增大D.电路中路端电压增大
?答案ABC
4.唱卡拉OK用的话筒内有传感器.其中有一种是动圈式的,它的工作原理是在弹性膜片后面粘接一个轻小线圈,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.下列说法正确的是（）
A.该传感器是根据电流的磁效应工作的
B.该传感器是根据电磁感应原理工作的
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应电动势
?答案B
5.（2009晋中质检）互感器是一种特殊的变压器,借助它,交流电压表（或电流表）可以间接测量高电压和大电流.
如下图所示为电压互感器或电流互感器的接线图,其中正确的是（）

答案A
6.如图所示为理想变压器原线圈所接交流电压的图象.原、副线圈匝数比n1∶n2=10∶1,串联
在原线圈电路中电流表的示数为1A,下列说法正确的是（）
A.变压器输出端所接电压表的示数为20V
B.变压器的输出功率为200W
C.变压器输出端的交流电频率为50Hz
D.串在变压器输出端的电流表示数为10A
答案C
7.（2009聊城模拟）钳形电流表的外形和结构如图（a）所示.电流表的读数为1.2A.图（b）中用同一电缆线绕
了3匝,则（）

A.这种电流表能测直流电流,图（b）的读数为2.4A
B.这种电流表能测交流电流,图（b）的读数为0.4A
C.这种电流表能测交流电流,图（b）的读数为3.6A
D.这种电流表既能测直流电流,又能测交流电流,图（b）的读数为3.6A
答案C
8.理想变压器连接电路如图甲所示,当输入电压波形如图乙时,已知原、副线圈的匝数比为10∶1,安培表读数为2A,则（）

A.伏特表读数282VB.伏特表读数28.2V
C.输入功率为56.4WD.输入功率为40W
答案D
9.如图甲所示,在变压器的输入端串接上一只整流二极管D,在变压器输入端加上如图乙所示的交变电压u1=Um1sinωt,
设t=0时刻为a“+”、b“-”,则副线圈输出的电压的波形（设c端电势高于d端电势时的电压为正）是图中的（）

答案B
10.如图是街头变压器通过降压给用户供电的示意图.变压器输入电压是市电网的电压,不会有很大的波动.输出电压
通过输电线输送给用户,输电线的电阻用R0表示,变阻器R表示用户用电器的总电阻,当滑动变阻器触头P向下移
动时,下列说法中错误的是（）

A.相当于在增加用电器的数目
B.V1表的示数随V2表的示数的增大而增大
C.A1表的示数随A2表的示数的增大而增大
D.变压器的输入功率在增大
答案B
11.为了减少因火电站中煤的燃烧对大气的污染而大力发展水电站.三峡水利工程中某一水力发电站的发电机组设计
为:水以v1=3m/s的速度流入水轮机后以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
轮机效率为75%,发电机效率为80%,试问:
（1）发电机组的输出电功率是多少?
（2）如果发电机输出的电压为240V,用户所需电压为220V,输电线路中能量损失为5%,输电线电阻为50/3Ω,那么所需升、降压变压器的原、副线圈的匝数比分别是多少?
答案（1）624kW
（2）433∶2600026945∶433
12.如图所示,小型交流发电机的电动势为E=20V,内阻不计,它通过一个阻值R=6Ω
的指示灯连接到一个理想降压变压器的输入端.在变压器的输出端并联着24盏规
格都是“6V,0.25W”彩色小灯泡,每只灯泡都正常发光,导线电阻不计.求:
（1）原线圈中的电流.
（2）降压变压器的初级、次级线圈的匝数比.
（3）若只使用18盏彩色小灯泡,通过计算说明这时每盏小灯泡的工作状态如何.（设小灯泡的电阻不随温度变化）
答案（1）A（2）
（3）每盏灯泡的电阻RL==144Ω
18盏灯的总电阻R总==8Ω
设这时副线圈中的电流为I2,则原线圈中的电流为I2
由功率关系得E（）-（）2R=I22R总
代入数据得I2=A
这时每盏灯泡的电压U2′=I2R总=V6V
所以灯泡比原来更亮,有可能烧坏.
13.如图所示,原线圈匝数为n1,两个副线圈的匝数分别为n2和n3.四只完全相同的灯泡分别接在
理想变压器的原、副线圈的回路中,当原线圈回路中a、b接入交流电压U0时,四只灯泡均正
常发光,则三组线圈的匝数比n1∶n2∶n3等于多少?灯泡的额定电压U额等于多少?
答案3∶2∶1U0

传感器的应用（二）学案课件练习

俗话说，凡事预则立，不预则废。作为教师就需要提前准备好适合自己的教案。教案可以更好的帮助学生们打好基础，帮助教师有计划有步骤有质量的完成教学任务。教案的内容要写些什么更好呢？为满足您的需求，小编特地编辑了“传感器的应用（二）学案课件练习”，供大家借鉴和使用，希望大家分享！

1.如图6－3－7所示为一个逻辑电平检测电路，A与被测点相接，则()
A．A为低电平，LED发光图6－3－7
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
解析：A为低电平时，Y为高电平，LED的电压小，不发光；A为高电平时，Y为低电平，LED的电压大，发光，故B、C正确。
答案：BC
2．如图6－3－8所示是会议室和宾馆房间的天花板上装有的火灾报警器的结构原理图：罩内装有发光二极管LED、光电三极管和不透明的挡板。平时光电三极管接收不到LED发出的光，呈现高电阻状态，发生火灾时，下列说法正确的是()
图6－3－8
A．进入罩内的烟雾遮挡了光线，使光电三极管电阻更大，检测电路检测出变化发出警报
B．发生火灾时，光电三极管温度升高，电阻变小，检测电路检测出变化发出警报
C．发生火灾时，进入罩内的烟雾对光有散射作用，部分光线照到光电三极管上，电阻变小，发出警报
D．以上说法均不正确
解析：平时光电三极管收不到LED发出的光呈高阻值状态。发生火灾时，由于烟雾对光的散射作用，部分光线照射到光电三极管上，光电三极管导通，就会发出警报，C正确。
答案：C
3.如图6－3－9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()
A．天黑时，Y处于高电平图6－3－9
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
解析：天黑时，RG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，RG电阻更大时，路灯才点亮，故B、C正确。
答案：BC
4．某同学想把房间窗帘改成自动开启、自动关闭的，他的设想是：白天房间要透光，也要防止太阳光直射室内，因此要用薄纱型的窗帘；傍晚太阳下山后，要用厚绒的窗帘，请你帮他设计电路，选购器材并连好电路图。
解析：如图所示，白天光照很亮，照射到光敏控制器上，电阻很小，电流较大，电磁铁磁性强，吸引衔铁向下，使得触点b、c接触，电动机乙转动，关闭薄纱窗帘，同时应拉开厚绒窗帘；傍晚后光线很暗，光敏控制器接收光照少，电阻变大，电流很小，电磁铁磁性非常弱，弹簧将衔铁拉起，使b、a接触，电动机甲转动，拉开薄纱窗帘，同时关闭厚绒窗帘。
答案：见解析
5．如图6－3－10甲所示，为热敏电阻的R－t图像，图乙为用此热敏电阻R和继电器组成的一个简单恒温箱温控电路，继电器的电阻为100Ω。当线圈的电流大于或等于20mA时，继电器的衔铁被吸合。为继电器线圈供电的电池的电动势E＝9.0V，内阻可以不计。图中的“电源”是恒温箱加热器的电源。则
图6－3－10
(1)应该把恒温箱内的加热器接在________(填“A、B端”或“C、D端”)。
(2)如果要使恒温箱内的温度保持50℃，可变电阻R′的阻值应调节为________Ω。
解析：(1)恒温箱内的加热器应接在A、B端。当线圈中的电流较小时，继电器的衔铁在上方，恒温箱的加热器处于工作状态，恒温箱内温度升高。
(2)随着恒温箱内温度升高，热敏电阻R的阻值变小，则线圈中的电流变大，当线圈中的电流大于或等于20mA时，继电器的衔铁被吸到下方来，则恒温箱加热器与电源断开，加热器停止工作，恒温箱内温度降低。
随着恒温箱内温度降低，热敏电阻R的阻值变大，则线圈中的电流变小，当线圈的电流小于20mA时，继电器的衔铁又被释放到上方，则恒温箱加热器又开始工作，这样就可以使恒温箱内保持在某一温度。
要使恒温箱内的温度保持50℃，即50℃时线圈内的电流为20mA。由闭合电路欧姆定律I＝Er＋R＋R′，r为继电器的电阻。由图甲可知，50℃时热敏电阻的阻值为90Ω，所以R′＝EI－R－r＝260Ω。
答案：(1)A、B端(2)260
6.如图6－3－11所示，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，当加在它的输入端A的电势逐渐上升到1.6V，输出端Y会突然从高电平跳到低电平0.25V，而当输入端A的电势下降到0.8V时，输出端Y会从低电平跳到高电平3.4V。如图6－3图6－3－11
－12所示是一个温度报警器的简易电路图，RT为热敏电阻，R1为可变电阻(最大阻值为1kΩ)，蜂鸣器工作电压3～5V，热敏电阻的阻值随温度变化如图6－3－13所示，若要求热敏电阻在感测到80℃时报警，则R1应调至____kΩ；若要求热敏电阻在感测到更高的温度时才报警，R1的阻值应________(选填“增大”、“减小”或“不变”)。
图6－3－12图6－3－13
解析：热敏电阻在80℃时的电阻是RT＝80Ω，斯密特触发器输入端A的电势是0.8V时，输出端Y的电压为3.4V，这时蜂鸣器开始工作。由串联电路分压特点知：
R1RT＝U1UT＝5－0.80.8
∴R1＝80×4.20.8Ω＝420Ω＝0.42kΩ。
由热敏电阻的阻值随温度变化的图像可知，温度升高时，热敏电阻的阻值减小，而斯密特触发器输入端的电压仍保持不变，则电阻R1的阻值应减小。
答案：0.42减小