1、第三章 传感器 第1节 传感器 导学案【学习目标】1、知道什么是传感器以及它在电路中的作用，知道非电学量转换成电学量的技术意义。2、合作探究; 通过实验知道常见传感器的工作原理。3.激情投入，领会科学探究中严谨、务实、友好合作的精神和态度重难点：热敏电阻的特性以及干簧管的工作原理。【新课标内容标准】（1）知道非电学量转换成电学量的技术意义。（2）通过实验，知道常见传感器的工作原理。（3）列举传感器在生活和生产中的应用。【课前预习案】【使用说明&学法指导】1同学们要先通读教材，然后依据课前预习案再研究教材；理解什么是传感器以及它在电路中的作用，知道非电学量转换成电学量的技术意义。通过实验知道常见
2、传感器的工作原理。掌握热敏电阻的特性以及干簧管的工作原理。2勾划课本并写上提示语，熟记基础知识，用红笔标注疑问，并填写到后面“问题反馈”。3.限时15分钟，独立完成（一）教材助读结构框图：非电信息元件电路电信息（1）敏感元件：将要测量的 变换成易于测量的物理量，形成电信号元件。（2）处理电路：将敏感元件输出的 转换成便于显示、记录、处理和控制的电学量的电路。3.传感器的作用是把 （如光、声音、温度等）转化为便于测量、传输、处理和控制的 （电压、电流）。思考：热敏电阻式如何将温度这一信息转化为电信息的？（二）预习自测1.下列仪器或装置不是利用传感器的是( )A.汽车防盗报警器B.宾馆房间内的火灾
3、报警器C.工兵用的地雷探测仪D.用钥匙打开房门2.关于传感器工作的一般流程，下列说法中正确的是( )A.非电学量敏感元件转换电路电学量转换元件B.电学量敏感元件转换电路转换元件非电学量C.非电学量敏感元件转换元件转换电路电学量D.非电学量转换电路转换元件敏感元件电学量3.传感器担负着信息采集的任务，其工作过程可能是( )A.将力学量(如形变量)转变成电学量 B.将热学量转变成电学量C.将光学量转变成电学量 D.将电学量转变成力学量4.关于干簧管，下列说法正确的是( )A.干簧管接入电路中相当于电阻的作用 B.干簧管是根据热胀冷缩的原理制成的C.干簧管接入电路中相当于开关的作用 D.干簧管是作为
4、电控元件以实现自动控制的【我的疑惑】【课内探究案】探究一、对传感器的认识 问题1.传感器由哪几部分组成？各部分的作用是什么？问题2传感器的原理？探究二半导体热敏电阻的热敏特性问题1.热敏电阻的作用是什么？问题2热敏电阻的特性1.实验探究（1）实验器材： 、烧杯、水、酒精灯、 开关、温度计。（2）实验装置如图3-1-3（3）实验过程及数据处理：用酒精灯加热，测出水中各温度下欧姆表的读数，由实验数据绘出R-t图像。（4）实验结论:热敏电阻的阻值随温度变化而变化，正温度系数的热敏电阻的阻值随温度的升高而 ；负温度系数的热敏电阻的阻值随温度的升高而 。【典例1】全面了解汽车的运行状态(速度、水箱温度、
5、油量)是确保汽车安全行驶和驾驶员安全的举措之一，为模仿汽车油表原理，自制一种测定油箱油量多少或变化多少的装置.如图所示，其中电源电压保持不变，R是滑动变阻器，它的金属滑片是金属杆的一端.小阳同学在装置中使用了一只电压表(图中没有画出)，通过观察电压表示数，可以了解油量情况，你认为电压表应该接在图中的_两点之间，按照你的接法请回答：当油箱中油量减少时，电压表的示数将_(填“增大”或“减小”). 【课堂练习1】若电路连接如右图所示，问油量减少时，电压表示数如何变化？探究三、干簧管的作用 问题1.干簧管是一种能感知什么的敏感元件？问题2干簧管的工作原理是什么？问题3.干簧管在电路中的作用是什么？【典
6、例2】下列说法正确的是( )A.凡将非电学量转化为电学量的传感器都是物理传感器B.湿敏传感器只能是物理传感器C.物理传感器只能将采集到的信息转化为电压输出D.物理传感器利用的是物质的物理性质和物理效应【课堂练习2】关于物理传感器、化学传感器和生物传感器的下列说法中，正确的是( )A.物理传感器利用材料的某种物理性质工作，因而只能用于机械加工行业不能用于化工领域B.化学传感器是利用某种化学反应来工作的，因而只能输出某种化学物质而不能输出电学量C.生物传感器的适用范围广，可在任意温度条件下工作D.生物传感器由于含有生命物质，因而对使用传感器的环境条件有一定要求 【课堂练习3】关于传感器，下列说法正
7、确的是( )A.所有传感器都是由半导体材料做成的B.金属材料也可以制成传感器C.传感器主要是通过感知电压的变化来传递信号的D.水银温度计是一种传感器【典例3】在科技活动中某同学利用自制的电子秤来称量物体的质量.如图所示，托盘和弹簧的质量均不计，滑动变阻器的滑动端通过一水平绝缘轻杆与弹簧上端相连，当托盘中没有放物体时，电压表示数刚好为零.设滑动变阻器的总电阻为R，总长度为L，电源电动势为E，内阻为r，限流电阻的阻值为R0，弹簧的劲度系数为k，不计一切摩擦和其他阻力，电压表为理想电压表.当托盘上放上某物体时，电压表的示数为U，求此时称量物体的质量. 【课堂练习4】传感器可将非电学量转化为电学量，起
8、自动控制作用，如计算机鼠标中有位移传感器，电饭煲中有温度传感器，电视机、录像机、影碟机、空调机中有光电传感器等演示位移传感器的工作原理如图所示，物体M在导轨上平移时，带动滑动变阻器的滑片滑动，通过电压表显示的数据来反映物体位移的大小，假设电压表是理想的，则下列说法正确的是( ) A.物体M运动时，电源内的电流会发生变化B.物体M运动时，电压表的示数会发生变化C.物体M不动时，电路中没有电流D.物体M不动时，电压表没有示数 【当堂检测】1.如图所示是观察电阻值随温度变化情况的示意图现在把杯中的水由冷水变为热水，关于欧姆表的读数变化情况正确的是( )A如果R为金属热电阻，读数变大，且变化非常明显B
9、如果R为金属热电阻，读数变小，且变化不明显C如果R为热敏电阻(用半导体材料制作)，读数变化非常明显D如果R为热敏电阻(用半导体材料制作)，读数变化不明显2.在每年秋季，很多地区出现流行性小儿腹泻，患病儿童多在1岁以下，每日大便七八次以上.发病原因可能是某种病毒感染.为了快速诊断，可以借助的传感器是( )A.物理传感器B.化学传感器 C.生物传感器D.磁传感器3.图1是某同学设计的电容式速度传感器原理图，其中上板为固定极板，下板为待测物体，在两极板间电压恒定的条件下，极板上所带电量Q将随待测物体的上下运动而变化，若Q随时间t的变化关系为 (a、b为大于零的常数)，其图像如图2所示，那么图3、图4中反映极板间场强大小E和物体速率v随t变化的图线可能是( )A.和B.和C.和D.和4.如图所示，将多用电表的选择开关置于“欧姆”挡，再将电表的两支表笔与负温度系数的热敏电阻RT的两端相连，这时表针恰好指在刻度盘的正中间.若往RT上擦一些酒精，表针将向_(填“左”或“右”)移动；若用电吹风机将热风吹向电阻，表针将向_(填“左”或“右”)移动.(负温度系数指温度升高电阻减小)【我的收获】