5.3 5.4 传感器的应用举例自制简单的控制电路（课件）-【优化探究】2021-2022学年新教材高中物理选择性必修第二册同步导学案（教科版）

3　传感器的应用举例 4　自制简单的控制电路 教科物理·选择性必修第二册 返回导航 下页 上页 新课程标准 核心目标 1.了解传感器在生活和生产中的应用，尝试运用传感器的知识解释一些生活中的问题。 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。 1.知道电熨斗、电饭锅、火灾报警器的工作原理。(物理观念) 2.了解汽车中的相关传感器。(科学态度与责任) 3.能够利用所学知识制作简单的控制电路。(科学思维) 教科物理·选择性必修第二册 返回导航 下页 上页 必备知识 自主学习 关键能力 合作探究 课堂检测 素养达标 课时作业 巩固演练 教科物理·选择性必修第二册 返回导航 下页 上页 [知识梳理] 一、传感器的应用举例 1．温度传感器的应用——电熨斗 (1)工作特点：金属底板温度达到设定温度后不再升温，当底板温度降低到一定温度时又会继续加热，即底板总能保持在一定温度范围内。 (2)传感器类型： 温度传感器。 (3)温度调节：通过旋转调温旋钮的 。 热双金属片 升降螺丝 教科物理·选择性必修第二册 返回导航 下页 上页 2．温度传感器的应用——电饭锅 (1)工作特点：煮饭时按下 后自行完成烹煮过程。 (2)传感器类型： 。 (3)温度控制：感温铁氧体在温度达到 ℃(居里点)时失去磁性，加热开关断开。 手动开关 感温铁氧体 103 教科物理·选择性必修第二册 返回导航 下页 上页 3．光传感器的应用——火灾报警器 (1)工作特点：当密闭空间出现火灾时报警。 (2)传感器类型：遮光型和 型光传感器。 (3)工作原理：照射到 上的光强发生变化时，破坏电路的正常状态而报警。 散射 受光元件 教科物理·选择性必修第二册 返回导航 下页 上页 二、自制简单的控制电路 1．光控LED灯：有光照的情况下，光敏电阻的阻值 ，基极与发射极间电压 ，发光二极管不能导通；无光照时光敏电阻阻值 ，基极与发射极间电压 ，发光二极管导通。 2．温度报警器：接通电源后常温下蜂鸣器不发声，当温度到达某一值时 电阻阻值减小到某一值，可使蜂鸣器发出报警声。 小 小 大 大 热敏 教科物理·选择性必修第二册 返回导航 下页 上页 [自主评价] 1．判断正误 (1)当调温旋钮下调时电熨斗底板的温度较高。( ) (2)电饭锅自动煮饭时煮的是稀饭。( ) (3)火灾报警器的原理是发生火灾时环境的温度升高而触发报警。( ) (4)随着科技的发展，传感器会应用在各行各业，生活的方方面面，可以完全取代人的作用。( ) (5)当路灯自动控制电路做好后，不能随意调整路灯点亮熄灭的起控点。 ( ) (6)路灯自动控制电路中的敏感元件是光敏电阻。( ) √ × × × × √ 教科物理·选择性必修第二册 返回导航 下页 上页 2．情景思考 走廊上的灯要求白天不亮，晚上有人走过时才亮，应在电路中接入什么传感器？这些传感器产生的信号之间采用哪种连接形式(串联或并联)去控制灯泡的照明？ 提示：应接光敏传感器和声音传感器，两者产生的信号采用串联的形式控制灯泡。 教科物理·选择性必修第二册 返回导航 下页 上页 要点一　传感器的应用实例 [情景探究]　如图所示，在金属梁没有受力的情况下，金属梁处于水平状态，梁的上下应变片的长度没变且相等，两应变片的电阻大小也相等，当给金属梁施加竖直向下的力时，应变片的阻值如何变化？ 教科物理·选择性必修第二册 返回导航 下页 上页 提示：当给金属梁施加竖直向下的力时，金属梁会向下弯曲，使得金属梁上面的应变片被拉长，电阻变大，两端电压也变大，而下边的应变片被挤压收缩，电阻变小。 教科物理·选择性必修第二册 返回导航 下页 上页 1．温度传感器的应用——电熨斗 (1)温度传感器：由半导体材料制成的热敏电阻和金属热电阻均可制成温度传感器，它可以把温度信号转换为电信号进行自动控制。 (2)电熨斗的自动控温原理：其内部装有双金属片温度传感器，如图所示： 教科物理·选择性必修第二册 返回导航 下页 上页 常温下，上下触点应是接触的，但温度过高时，由于双金属片受热膨胀系数不同，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。 教科物理