第5章 第3节 传感器的应用举例 （课件PPT）-【新课程学案】新教材2023-2024学年高中物理选择性必修第二册（教科版2019）

第3节　传感器的应用举例 核心 素养 导学 物理观念 (1)进一步了解温度传感器和光传感器的工作原理。 (2)知道传感器在生产、生活中的应用。 科学思维 (1)理解温度传感器在电熨斗、电饭锅中的工作流程。 (2)理解光传感器在火灾报警器中的工作流程。 科学态度与责任 (1)体会传感技术的应用给人类社会带来的挑战。 (2)认识传感技术的应用与人类社会发展的关系。 一、温度传感器的应用——电熨斗 1．电熨斗的结构 2．工作原理 (1)通电后，_______发热并将热量传给电熨斗底部的金属底板，熨烫衣物。 (2)当底板温度达到设定温度时，与底板固定在一起的双金属片受热向下弯曲，两触点_____，电路断开；当底板温度降下来，双金属片的形变______，电路接通继续加热，如此往复，使底板温度保持在一定的范围内。 (3)旋转调温旋钮的升降螺丝，可根据需要设定不同的温度。 电热丝 分离 恢复 二、温度传感器的应用——电饭锅 1．传统电饭锅的结构 2．工作原理：按下手动开关，触点连接，电热板加热，此时永磁铁与感温铁氧体吸附在一起，当锅内缺水或锅底开始糊锅，温度升高到______ ℃时，感温铁氧体___________，永磁铁下移，两触点分离，锅底温度不再升高。 103 失去磁性 三、光传感器的应用——火灾报警器 1．遮光型光电式烟雾报警器 (1)结构(如右图) (2)工作原理：正常情况下，发光元件发出的光通过透镜 聚焦成平行光照射到受光元件上，将其转换成电信号， 使整个电路维持在正常状态，不发出警报。发生火灾时烟雾进入检测室，光被烟雾粒子反射或散射，照射到受光元件上的光照强度_______，由此发出报警信号。 减弱 2．散射型光电式烟雾报警器 (1)结构(如右图) (2)工作原理：正常情况下，发光元件发出的光通过透镜 聚焦成平行光，不能照射到受光元件上，电路维持正常状态。 当发生火灾时，光经烟雾反射或散射照射到受光元件上，由此发出报警信号。 四、各种传感器的应用——汽车 1．目前，一辆普通轿车上安装几十到近百个传感器，而配置较高的车型上的传感器数量可多达几百个。 2．传感器感受到汽车行驶过程中的各种工况信息，并将这些信息按一定规律转换成________或其他所需形式的信号，进而对汽车各种信息进行实时、有效地监控，从而使汽车工作在______状态。,1.如左栏图所示的电熨斗的结构图，判断以下说法是否正确。 (1)常温状态下，上下两触点是分离的。 ( ) (2)温度超过设计温度时，双金属片发生弯曲使上下两触点分离。 ( ) (3)若需要较高温度熨烫，应将调节旋钮向上移动一些。 ( ) (4)双金属片弯曲程度发生变化，可以完成加热电路的通断状态的转换。( ) 电信号 最佳 × √ × √ 2．如左栏图所示的电饭锅的结构图，判断以下说法是否正确 (1)常温下感温铁氧体具有较强的磁性。 ( ) (2)当温度超过103 ℃时，感温铁氧体具有较强的磁性。 ( ) (3)饭熟后，开关按钮会自动跳起，断开电源。 ( ) (4)常压下只要锅内有水，锅内的温度就不可能达到103 ℃，开关按钮不会自动跳起。 ( ) √ × × √ 3. 如图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，呈现高阻状 态。发生火灾时，火灾报警器是如何实现报警的？ 提示：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，光电三极管电阻变小，检测电路检测出变化发出警报。 4.家用汽车已经配备自动大灯，可以自动控制灯光 的开启和关闭，比如你白天突然进入隧道或者清晨傍晚 光线不好时，大灯自动打开照亮前路，使行车更安全。请 问是如何实现的？ 提示：用光控开关控制大灯开启，光敏元件收集到光照强度较弱时，开关打开，大灯亮起。 新知学习(一)|传感器应用问题分析 [任务驱动] 如图所示是中大型超市卖场在入口处安装的自动感应单向门，人走到跟前就会自动打开，过去之后自动关闭，这种感应门的工作原理是什么呢？ 提示：当单向门上的(雷达或者红外线)传感器检测到有人到达入口时，发出开门信号，门自动打开。　　　　 [重点释解] 分析传感器应用问题的四点提醒 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