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导 入 新 课,来自BBC的报道，日本大阪大学科学家Hiroshi Ishiguru教授日前发明出一种完全具有人类女性外貌的机器人“ Repliee Q1”。“她”能眨眼，说话，做手势，甚至呼吸！皮肤则由类似人类皮肤的硅化物覆盖。,这样的机器人是如何控制的呢？这节课我们就来解释其中的奥秘。,第二节 传感器的应用（一）,（1）知识与技能 了解传感器应用的一般模式。 理解应变式力传感器的应用电子秤的工作原理。 理解声传感器的应用话筒的工作原理。 理解温度传感器的应用电熨斗的工作原理。 会设计简单的有关传感器应用的控制电路。,教 学 目 标,（2）过程与方法 通过实验或演示实验，了解传感器在生产、生活中的应用。 通过实验结合物理学的知识，探究电子秤、话筒、电熨斗等的工作原理，从而了解力传感器、声传感器和温度传感器的一般应用，进一步总结出传感器应用的一般模式。,（3）情感态度与价值观 激发学生的学习兴趣，培养动手能力。提高创新意识，提高物理理论知识与实际相结合的综合实践能力。 在了解传感器原理及应用时，知道已学知识在生活、生产、科技社会中的价值，增强学习兴趣，培养良好的科学态度。,教学重点： 各种传感器的应用原理及结构。 教学难点： 传感器的工作原理，传感器的实际应用。,教学重、难点,本 节 导 航,1.力传感器的应用电子秤 2.声传感器的应用话筒 3.温度传感器的应用电熨斗,1.力传感器的应用电子秤,各式各样的传感器,小复习,传感器： 传感器是指这样一类元件：它能够感知诸如力、温度、光、声、化学成分等非电学量，并把它们按照一定的规律转化成电压、电流等电学量，或转化为电路的通断。,非电学量,敏感元件,转换器件 转换电路,电学量,原理：,光控继电器的工作原理是(1)当照射光敏电阻时，光敏电阻的阻值 （变大或变小）（2）当光照射光敏电阻时，被控电路 （填“接通”或“断开”）,电源,变小,接通,传感器应用的一般模式,传感器,放大转换电路,执行机构,显示器 （指针式电表数字屏）,计算机系统,电子秤,电子秤使用的测力装置是什么？它是由什么元件组成的？,电子秤的测力装置是力传感器，它是由一个金属梁和两个应变片一起组成了测力部分。,简述力传感器的工作原理,金属梁,在金属梁没有力的情况下，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，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，两端的电压也减小，使得两应变片两端电压值不相等，存在差值，控制电路就通过这个差值，经过放大电路将差值信号放大，再在显示器上显示出数字，即力F的大小。,应变片能够把什么力学量转化为什么电学量？,应变片能够把物体形变这个力学量转化为电压这个电学量。,数显电子秤电路原理如图所示,2.声传感器的应用话筒,提问：话筒的作用是什么？,把声信号转化为电信号,（1）说明动圈式话筒的工作原理和工作过程。 （2）说明电容式话筒的工作原理和工作过程。这种话筒的优点是什么？ （3）驻极体话筒的工作原理是什么？有何优点？,思考回答,音圈,永久磁铁,动圈式话筒,原理：膜片接收到声波后引起振动，连接在膜片上的线圈随着一起振动，线圈在永磁体的磁场里振动从而产生感应电流（电信号），感应电流的大小和方向都变化，振幅和频率的变化都由声波决定，这个信号电流经扩音器放大后传给扬声器，从扬声器中就发出放大的声音。,电容式话筒,原理：绝缘支架，薄金属膜和固定电极形成一个电容器，被直流电源充电。当声波使膜片振动时，电容发生了变化，电路中形成变化的电流，于是电阻两端就输出了与声音变化规律相同的电压。,电容式话筒的工作原理：利用电容器充放电形成的充放电电流。,优点：保真度好,驻极体话筒,它由内部的驻极体塑料膜感受声波，其工作原理与电容式话筒类似，但是工作的电压只须 36 V，特点：体积小，重量轻，价格便宜，灵敏度高，常用在盒式录音机、声控玩具等便宜的家电上。,用示波器观察话筒的工作,较弱的声音,扩音器,扬声器,宏音,3.温度传感器的应用电熨斗,实验：,传感器,温度控制电路通断,原因：双金属片,铜的膨胀系数大于铁,电烫斗的构造,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难易，达到控制不同温度的目的。,课 堂 小 结,1.力传感器的应用电子秤 2.声传感器的应用话筒 3.温度传感器的应用电熨斗 4.力传感器是把力信号转换成电信号 5.声传感器是把声音信号转换为电信号 6.温度传感器往往是用来进行自动控制,高 考 链 接,1.（03年上海理综12）用遥控器调换电视机频道的过程，实际上就是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. 电饭煲中控制加热和保温的温控器,A,2.（2003上海试题）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的金属线圈，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,B,课 堂 练 习,1.关于电子秤中应变式力传感器的说法正确的是（ ） A. 应变片是由多用半导体材料制成 B. 当应变片的表面拉伸时，其电阻变大；反之，变小 C. 传感器输出的是应变片上的电 D. 外力越大，输出的电压差值也越大,ABD,2.随着生活质量的提高，自动干手机已进入家庭，洗手后，将湿手靠近自动干手机，机内的传感器便驱动电热器加热，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，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,D,3.如图是一火警报警的一部分电路示意图。其中R2 为用半导体热敏材料制成的传感器，电流表为值班室的显示器，a、b之间接报警器。当传感器 R2 所在处出现火情时，显示器的电流I、报警器两端的电压U 的变化情况是（ ） A. I 变大，U 变大 B. I 变小，U 变小 C. I 变小，U 变大 D. I 变大，U 变小,B,教材习题答案,1.解答：（1）电冰箱内温度较高时，密封系统中的压强增大，盒体膨胀，膜盒3通过小柱体推动弹簧片4，使动触点5与静触点6接触，控制压缩机自动开始工作，而在达到设定的低温时拉簧7带动弹簧片4将触点5、6断开，使压缩机停止工作。,（2）凸轮8转动会改变连杆9对弹簧7的拉力，该拉力与弹性膜盒3产生的推力共同控制弹簧片4的运动。具体说，当逆时针转动凸轮8时，连杆9对弹簧7的拉力增大，要使触点5、6接触，需要膜盒3产生的拉力增大，膜盒3体积膨胀增加变大，那么冰箱内的设定温度增高。故旋转凸轮可以改变设定的温度。,2.解答：该同学是依据牛顿第二定律和胡克定律设计的，电路在原理上可行，当滑动片P在滑动变阻器中央时，P、Q等势，电压表指针指中央零点。 这个装置可以同时测出加速度大小和方向，大小可通过电压表大小表示，方向可通过偏转方向判定。,当物体具有图示方向的加速度a时，滑块2将向左移，带动变阻器的滑片4移向中点左方，变阻器右端电阻大，故电流流过滑动变阻器时电势降落大，Q点电势高于P点，则指针应向零点左侧偏转。 3.解答： （1）应将加热器接在A、B端 （2）100,
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