《生活中的传感器》导学案2

生活中的传感器导学案课前预习练1. 在家用电器中使用最多的是传感器，其次是、磁、压力、烟雾、声敏等传感器.2. 模糊洗衣机中的传感器有：传感器、传感器、传感器、-传感器、传感器、脏污程度传感器、脱水传感器等.课堂探究练【概念规律练】知识点一 生活中的传感器1. 如图1所示为某种电冰箱内温度控制器的结构.铜制的测温泡1、细管2和弹性金属膜盒3连通成密封的系统，里血充有氯甲烷和它的蒸气，构成了一个温度传感器.膜盒3为扁圆 形（图小显示它的切面），右表而固定，左表面通过小柱体与弹簧片4连接.盒中气体的压强 增人时，盒体就会膨胀.测温泡1安装在冰箱的冷藏室中5、6分别是电路的动触点和静触点, 控制制冷压缩机的工作拉簧7的两端分别连接到弹簧片4和连杆9上.连杆9的下端是装在机 箱上的轴凸轮8是由设定温度的旋钮（图中未画出）控制的，逆时针旋转时凸轮连杆上端右 移，从而加大对弹簧7的拉力.为什么当冰箱内温度较高时压缩机能够自动开始工作，而在达到设定的低温后又自 动停止工作?（2）为什么用凸轮可以改变设定的温度?2. 温度传感器是应用最广泛的传感器之一，一般由半导体材料的热敏电阻制成，它可 以把热信号转换为电信号，进行自动控制，电饭锅、电饭煲的自动加热和保温就是借助于温 度传感器来完成的.电饭锅中应用了温度传感器，它的主要元件是感温铁氧体.感温铁氧体是用氧化镒、氧 化锌和氧化铁粉末混合烧结而成的，它的特点是：常温下具有铁磁性，能够被磁体吸引，但 是温度上升到约103C时，就失去了铁磁性，不能被磁体吸引了.这个温度在物理学中称为 该材料的“居里温度”或“居里点”.电饭锅的结构如图2所示，试回答以下问题：(1) 开始煮饭时为什么要压下开关按钮？手松开后这个按钮是否会恢复到图示的状态？ 为什么？(2) 煮饭时水沸腾后锅内是否会大致保持一定的温度？为什么？(3) 饭熟后，水分被大米吸收，锅底的温度会有什么变化？这时电饭锅会口动地发生哪 些动作？(4) 如果用电饭锅烧水，能否在水沸腾后自动断电？【方法技巧练】传感器问题的分析技巧5. 电熨斗在达到设定的温度后就不再升温，当温度降低时乂会继续加热，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4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的膨胀系数, 请结合所学知识回答以下问题：弹性铜片电热丝 O双金 局片图4调温旋钮升降螺丝 绝缘支架金局底板O(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沱不同的温度，这是如何利用调温旋钮来实现 的？6. 如图5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Pi、P2两个滑动头，Pi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，Pi刚好指着A端，Pi与托盘固定相连，若比、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g),电源电动势为E,内阻不计，当地的重力加速度为g.求：图5(1) 托盘上未放物体时，在托盘自身重力作用下，Pi离A的距离xi；(2) 托盘上放有质暈为m的物体时，P离A的距离X2；(3) 在托盘上未放物体时逋常先校准零点，其方法是：调节P2,使P2离A的距离也为"， 从而使比、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与匕、 P2间的电压U之问的函数关系式.第3节生活中的传感器答案课前预习练1 温度湿度气体光2.水位负载量水温布质洗涤粉课堂探究练1 见解析解析(1)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 带动弾簧片4,使动触点5与静触点6接触，控制压缩机自动开始工作，而在达到设定的温度 时弹簧带动弹簧片4将触点5、6断开，使压缩机停止工作.(2)凸轮逆时针转动会加大连杆9对弹簧7的拉力，该拉力与弹性金属膜盒3共同控制弹簧 片4的运动，而弹簧7上弹力的变化会改变设定的温度.2.见解析解析(1)开始煮饭时用手压下开关按钮，永磁体与感温磁体相吸触点接通，电热板通 电加热；手松开后，由于永该体与感温该体的吸引，按钮不会恢复到图示状态.(2) 煮饭时，水沸腾后锅内保持10CTC不变，因为水的沸点为100C,只要有水温度就不 变.(3) 水分被大米吸收后，锅底温度升高，当温度升至“居里点103C”时，感温磁体失去 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.(4) 如果用电饭锅烧水，水沸腾后，锅内保持100C不变，温度低于“居里点103C”电 饭锅不能自动断电，只有水烧干后，温度升高到103C才能自动断电.方法总结分析传感器问题要注意四点(1) 感受量分祈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.