第5章 第3节 大显身手的传感器-【导与练】2022-2023学年新教材高中物理选择性必修第二册同步全程学习全书word（鲁科版）

学科网书城画 品牌书店·知名教辅·正版资源 b.zxxk.com 您身边的互联网+教辅专家 第3节大显身手的传感器 学习目标 成长记录 1.了解传感器的种类及一般应用模式，感受传感器的 知识点一&要 应用技术在信息时代的作用与意义。 点一 2.能够结合己学的知识，分析传感器在实际中的应用 知识点二、三& 事例。 要点二 基础探究 君成规女。拿经新如 @知识梳理 知识点一自动感应门 1.控制自动门开关的是一种红外线传感器。 2.自动门工作流程 继电器 传感器 处理电路 驱动电路 自动门 电动机 延时电路 知识点二洗衣机水位控制 全自动洗衣机的水位控制装置中使用压力传感器，当筒中水位到达设 定的高度时，凸起的膜片使动触点接触控制电路的静触点，使控制电 路接通，关闭进水电磁阀门，接通洗涤电动机电源。 知识点三指纹识别器 指纹识别器是通过电容传感器来识别指纹的。手指皮肤与电容传感器 表面构成了电容阵列，由于指纹的凹凸导致不同位置的电容差异。 知识点四机器人 1.机器人传感器的分类 ·独家授权侵权必究· 品牌书店·知名教辅·正版资源 学科网书城 趣身边的互联网+教辅专家 机器人传感器分为外部传感器和内部传感器。 2.机器人传感器用途 (1)外部传感器用于感知外部工作环境和外界事物对机器人的刺激 使机器人拥有类似人的视觉、听觉、触觉、嗅觉、味觉等感觉，从而 使机器人具有拟人化的特点。 (2)内部传感器(如角度传感器、关节传感器等)用于检测机器人自身 的状态。 ⑩思考与自测 1.思考判断 (1)自动门安装的红外线传感器是通过获取人体的影像而自动开关的。 （×） (2)非接触式体温仪是将人体辐射的红外能量转换为温度值通过数字 屏显示出来。(√） (3)洗衣机的自动控制装置利用了压力传感器。(√) (4)自动门利用了红外线传感器。(√) (5)指纹识别器是利用压力传感器。(×) 2.思维探究 (1)生活中需要进行温度控制的家用电器有很多，试举例说明。 答案：电饭煲、电冰箱、电冰柜、微波炉、空调、热水器、消毒柜等 (2)压力传感器在洗衣机中实现了怎样的信号转化?其作用是什么? 答案：传感器的膜盒中的膜片受力大小不同，膜片凸起情况不同，当水 位到达设定高度，即压力达到一定程度时凸起的膜片使动触点与控制 ____独家擅权侵权必究_ 学科网书城 品牌书店·知名教辅·正版资源 b.zxxk.com 您身边的互联网+教辅专家 电路的静触点接触，从而接通控制电路。压力传感器将压力这个力学 信号转化成电路的通断，相当于电路中的开关。 合作探究 完城要点。是升关就 要点一压力传感器的应用 ②问题情境 2 自动洗衣机水位控制原理 如图，观察自动洗衣机水位控制原理。 1是洗衣机的外筒，2是洗衣机的内筒，3是气室，4是传感器的膜盒。 (1)自动洗衣机水位控制系统感受的是哪种非电学量？ 答案：压力的大小。 (2)自动洗衣机还有哪些传感器？ 答案：温度传感器、湿度传感器等。 )归纳拓展 处理含压力传感器电路的思路 首先，审清题意，明确题干中力、电的转换方式：其次，理清电路结构， 灵活利用闭合电路的欧姆定律列式；最后，充分利用数学知识分析物 理问题。 [例1]有一种测量压力的电子秤，其原理图如图所示。E是内阻不计、 电动势为6V的电源，Ro是一个阻值为3002的限流电阻，G是由理想 ·独家授权侵权必究· 学科网书城 品牌书店·知名教辅·正版资源 b.2 xxk.com● 您身边的互联网+教辅专家 电流表改装成的指针式测力显示器。R是一个压力传感器，其阻值可 随压力大小的变化而改变，其关系如下表所示。C是一个用来保护显 示器的电容器。秤台的重力忽略不计。 己秤台 压力 0 50 100 150 200 250 300 F/N 电阻 300 280 260 240 220 200 180 R/2 (1)利用表中的数据写出电阻R随压力F变化的函数式。 (2)若电容器的耐压值为5V,该电子秤的最大称量值为多少？ (3)如果把电流表中电流的刻度变换成压力刻度，则该测力显示器的 刻度是否均匀？ 思想点拨：分析本题的关键是根据表格中的数据得出电阻R随压力F 变化的函数表达式，第(3)问刻度变换是否均匀要运用闭合电路的欧 姆定律来分析。 解析：(1)由表中数据可知 k器=器=-0.40/N, 所以电阻R随压力F变化的函数表达式为 R=(300-0.4F)2。 ·独家授权侵权必究· 学科网书城 品牌书店·知名教辅·正版资源 b.zxxk.com● 您身边的互联网+教辅专家 (2)R上受到的压力越大，R的阻值越小，电容器两端电压越大，但不能 超过5y,所以影，解得R的最小值为R60Q, 又因为Rim=(300-0.4fa)2, 得出最大称量值Fax600N。 (③)电流表中的电流I=0品4，