教材分析與教學(xué)建議
本節(jié)繼第2節(jié)之后再介紹四種傳感器的應(yīng)用實(shí)例，進(jìn)一步拓展學(xué)生的視野，提高學(xué)生的認(rèn)識(shí)和分析能力。要讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到，傳感器應(yīng)用在生活中的各個(gè)方面，人類已進(jìn)入電氣化和計(jì)算機(jī)時(shí)代，許多信息都需要轉(zhuǎn)化為電學(xué)量來(lái)處理。
本節(jié)教學(xué)目標(biāo)之一是進(jìn)一步拓展學(xué)生對(duì)各類傳感器應(yīng)用的認(rèn)識(shí)。目標(biāo)之二是讓學(xué)生通過(guò)認(rèn)識(shí)、操作教科書中介紹的幾種傳感器，了解它們的工作原理，了解敏感元件的特性，學(xué)會(huì)分析控制電路，并能夠遷移到其他控制電路的分析和簡(jiǎn)單設(shè)計(jì)中去。
本節(jié)課建議有條件的學(xué)校開設(shè)分組實(shí)驗(yàn)，分四大組同時(shí)將電飯鍋、測(cè)溫儀、鼠標(biāo)器和火災(zāi)報(bào)警器展放在同一教室內(nèi)，每一大組配備三套裝置(包括說(shuō)明書)，4人1小組開展邊教邊實(shí)驗(yàn)的探究教學(xué)。
每一組圍繞表格內(nèi)項(xiàng)目進(jìn)行自學(xué)討論。
教學(xué)目標(biāo)
1．通過(guò)閱讀說(shuō)明書和示意圖，了解電飯鍋、測(cè)溫儀、鼠標(biāo)器、火災(zāi)報(bào)警器的自動(dòng)控制工作原理。
2．觀察演示實(shí)驗(yàn)，了解熱敏元件、光敏原件的工作特性。
3．利用光敏電阻或硅光電池，制作攝影用的曝光表。
教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn)
各種傳感器的應(yīng)用原理及結(jié)構(gòu)。
教學(xué)方法與手段
教學(xué)方法：實(shí)驗(yàn)法、觀察法、討論法。
教學(xué)手段：演示用的感溫鐵氧體、磁鐵、電烙鐵、計(jì)算機(jī)的鼠標(biāo)器、光敏電阻、多用表、干電池、蠟燭、各種功率的白熾燈等。
eq \(\s\up7(),\s\d5(課前準(zhǔn)備))
教學(xué)媒體
電飯鍋用的鐵氧體、收音機(jī)的磁棒、酒精燈、鼠標(biāo)器、火災(zāi)報(bào)警器。
多媒體課件、實(shí)物投影儀、視頻片段。
知識(shí)準(zhǔn)備
什么是傳感器？力傳感器、聲傳感器、溫度傳感器的原理。
eq \(\s\up7(),\s\d5(教學(xué)過(guò)程))
[事件1]
教學(xué)任務(wù)：課前熱身
師生活動(dòng)：學(xué)生獨(dú)立完成下列預(yù)習(xí)題目，匯報(bào)結(jié)果。
一、溫度傳感器的應(yīng)用——電飯鍋
1．電飯鍋中的溫度傳感器主要元件是________，它的特點(diǎn)是：常溫下具有鐵磁性，能夠被磁鐵吸引，但是上升到約103 ℃時(shí)，就失去了磁性，不能被磁體吸引了。這個(gè)溫度在物理學(xué)中稱為該材料的“居里溫度”或“居里點(diǎn)”。(感溫鐵氧體)
2．感溫鐵氧體是用________、________和________混合燒制而成的。(氧化錳、氧化鋅、氧化鐵)
二、溫度傳感器的應(yīng)用——測(cè)溫儀
1．溫度傳感器可以把________轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，由指針式儀表或數(shù)字式儀表顯示出來(lái)。(溫度)
2．測(cè)溫儀中的測(cè)溫元件可以是________、________、________等，還可以是________等。(熱敏電阻 金屬熱電阻 熱電偶 紅外線敏感元件)
三、光傳感器的應(yīng)用——鼠標(biāo)器、火災(zāi)報(bào)警器
1．機(jī)械式鼠標(biāo)器內(nèi)的碼盤兩側(cè)分別裝有紅外發(fā)射管和紅外接收管，兩個(gè)紅外接收管就是兩個(gè)________。(光傳感器)
2．有的火災(zāi)報(bào)警器是利用煙霧對(duì)光的散射來(lái)工作的，其帶孔的罩子內(nèi)裝有發(fā)光二極管LED、光電三極管和不透明的擋板。平時(shí)光電三極管接收不到LED發(fā)出的光，呈現(xiàn)高電阻狀態(tài)。煙霧進(jìn)入罩內(nèi)后對(duì)光有散射作用，使部分光線照射到光電三極管上，其電阻變小。與傳感器連接的電路檢測(cè)出這種變化，就會(huì)發(fā)出警報(bào)。
導(dǎo)入新課
[事件2]
教學(xué)任務(wù)：導(dǎo)入新課。
直接導(dǎo)入
教師引導(dǎo)：上節(jié)課我們學(xué)習(xí)了力傳感器、溫度傳感器、聲音傳感器及其工作原理。請(qǐng)大家回憶一下我們學(xué)了哪些具體的力、溫度、聲音傳感器。
交流總結(jié)：電子秤、動(dòng)圈式話筒、電容式話筒、駐極體話筒、電熨斗，它們都是傳感器。
教師引導(dǎo)：這節(jié)課我們繼續(xù)來(lái)學(xué)習(xí)一些傳感器的應(yīng)用。
情景導(dǎo)入
師生活動(dòng)：
傳感器的應(yīng)用已經(jīng)滲透到環(huán)境保護(hù)、交通運(yùn)輸、航天、軍事以及家庭生活等各領(lǐng)域。例如，空調(diào)、電冰箱、微波爐、消毒碗柜等與溫度控制相關(guān)的家用電器，幾乎都要使用溫度傳感器。光傳感器的應(yīng)用也十分廣泛，如電腦上的鼠標(biāo)器、路燈的自動(dòng)控制及火災(zāi)報(bào)警器等。
這節(jié)課我們就來(lái)學(xué)習(xí)溫度傳感器和光傳感器的應(yīng)用實(shí)例。
推進(jìn)新課
[事件3]
教學(xué)任務(wù)：電飯鍋中的溫度傳感器
溫度傳感器的應(yīng)用——電飯鍋
電飯鍋與電熨斗一樣都是利用熱敏元件實(shí)現(xiàn)電路的開關(guān)功能。電熨斗的熱敏元件是雙金屬片，其轉(zhuǎn)換機(jī)理為：溫度變化→金屬片彎曲變形→電路通斷。電飯鍋的熱敏元件是感溫鐵氧體，其轉(zhuǎn)換機(jī)理為：溫度達(dá)到居里點(diǎn)→材料的鐵磁性變化→電路通斷。
電飯鍋的溫控方式與電熨斗不同，它不用敏感元件直接控制電路的通斷，而是間接推動(dòng)杠桿來(lái)實(shí)現(xiàn)(教科書P59圖6.31)。開始煮飯時(shí)，向下壓按鈕，杠桿使永磁體接觸而相互吸住，同時(shí)彈簧被壓縮，壓桿抬起，下面的簧片向上彈起，兩個(gè)觸點(diǎn)接通，使電飯鍋內(nèi)電熱絲通電。水沸騰后，大致保持100 ℃。飯煮熟后，鍋底溫度上升到103 ℃時(shí)，感溫鐵氧體失去鐵磁性不能與永磁體相吸，永磁體就在重力和彈簧彈力的共同作用下落下，杠桿左端下降，將簧片壓下使觸點(diǎn)分離，電熱絲斷電停止加熱。
教學(xué)中要注意引導(dǎo)學(xué)生的發(fā)散思維，使他們認(rèn)識(shí)到其他具有熱敏性質(zhì)的元件都可以作為控制部件。
教學(xué)片段
感受居里溫度
材料準(zhǔn)備：收音機(jī)的天線磁棒，酒精燈，鐵架臺(tái)等。
知識(shí)準(zhǔn)備：在此可適當(dāng)補(bǔ)充有關(guān)磁性材料的一些知識(shí)，并通過(guò)演示實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生認(rèn)識(shí)居里點(diǎn)，如高溫或者撞擊可能會(huì)擾亂磁體中分子電流的取向，磁體因而失去磁性，這就是去磁現(xiàn)象等。
演示：酒精燈加熱磁棒到一定的溫度，磁棒上吸附的鐵環(huán)掉落……
提出問(wèn)題：你能否利用這一磁現(xiàn)象設(shè)計(jì)一個(gè)溫控開關(guān)呢？
教學(xué)中，要注意引導(dǎo)學(xué)生觀察、分析電飯鍋的結(jié)構(gòu)示意圖，理解其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的巧妙，通過(guò)分析與欣賞，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造欲望。
視頻材料：電飯鍋．rm 電飯鍋溫控器．mpg
師生活動(dòng)：
溫度傳感器——電飯鍋
電飯鍋的主要部件感溫鐵氧體，它的特點(diǎn)是：常溫下具有鐵磁性能夠被磁鐵吸引，但是溫度上升到約為103 ℃時(shí)，就失去了磁性，不能被磁體吸引了。103 ℃為該材料的居里溫度或居里點(diǎn)。

布置閱讀教材回答問(wèn)題：
取一塊電飯鍋用的感溫鐵氧體，使它與一小塊永磁體吸在一起，用功率較大的電烙鐵給鐵氧體加熱，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后會(huì)發(fā)生什么現(xiàn)象？
學(xué)情預(yù)設(shè)：學(xué)生回答不一定完全正確，但應(yīng)接近合理的解釋：隨著溫度的升高，鐵氧體逐漸失去磁性，當(dāng)溫度升高到103 ℃以上時(shí)，鐵氧體完全失去磁性，不吸引任何物體了。
思考與討論：
(1)開始煮飯時(shí)為什么要壓下開關(guān)按鈕？手松開后這個(gè)按鈕是否會(huì)恢復(fù)到初始的狀態(tài)？為什么？
(2)煮飯時(shí)水沸騰后鍋內(nèi)是否會(huì)大致保持一定的溫度？為什么？
(3)飯熟后，水分被大米吸收，鍋底的溫度會(huì)有什么變化？這時(shí)電飯鍋會(huì)自動(dòng)地發(fā)生哪些動(dòng)作？
(4)如果用電飯鍋燒水，能否在水沸騰后自動(dòng)斷電？
上述問(wèn)題的參考解釋：
(1)開始煮飯時(shí)，用手壓下開關(guān)按鈕，永磁體與感溫鐵氧體相吸，手松開后，按鈕不再恢復(fù)到初始狀態(tài)。
(2)水沸騰后，鍋內(nèi)大致保持100 ℃不變。
(3)飯熟后，水分被大米吸收，鍋底溫度升高，當(dāng)溫度升至“居里點(diǎn)103 ℃”時(shí)，感溫鐵氧體失去鐵磁性，在彈簧作用下，永磁體被彈開，觸點(diǎn)分離，切斷電源，從而停止加熱。
(4)如果用電飯鍋燒水，水沸騰后，鍋內(nèi)保持100 ℃不變，溫度低于“居里點(diǎn)103 ℃”，電飯鍋不能自動(dòng)斷電。只有水燒干后，溫度升高到103 ℃才能自動(dòng)斷電。
[事件4]
教學(xué)任務(wù)：溫度傳感器的應(yīng)用——測(cè)溫儀
要讓學(xué)生知道，測(cè)溫元件有多種多樣，可以滿足不同的需要。例如，鉑熱電阻的電阻值與溫度有很好的線性關(guān)系，穩(wěn)定性又好，教科書圖P606.32左方的測(cè)溫儀探頭內(nèi)使用的就是鉑熱電阻。熱電偶工作時(shí)不需要電源，且價(jià)格較低，教科書圖P606.32下方數(shù)字多用表上配用的就是熱電偶。
常見的熱敏元件有：
①熱電阻(鉑絲)、熱敏電阻(溫度變化→材料的電阻率變化)；
②熱電偶(兩種不同的金屬構(gòu)成回路→溫度變化→熱電動(dòng)勢(shì)變化)；
③硅PN結(jié)(在恒定電流條件下，溫度升高→硅PN結(jié)正向電壓減小)；
④紅外敏感元件(紅外線能量→溫度變化→非電學(xué)量變化→電學(xué)量變化)等。
教學(xué)片段
觀察熱電偶的溫差電現(xiàn)象
讓學(xué)生觀察和認(rèn)識(shí)熱電偶的溫差電現(xiàn)象。
提出問(wèn)題：熱電偶是怎樣把溫度信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)的呢？
觀察：按照下圖將銅絲和鐵絲的一端相互壓合(或絞合)，兩根線的另一端分別接在靈敏電流計(jì)的兩個(gè)接線柱上。用燃燒的火柴加熱壓合端，可以看到靈敏電流計(jì)的指針偏轉(zhuǎn)。熱電偶將溫度信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)。
視頻材料：測(cè)溫儀．mpg
師生活動(dòng)：
應(yīng)用溫度傳感器可以把溫度轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，由指針式儀表或數(shù)字式儀表顯示出來(lái)，由于電信號(hào)可以由測(cè)溫地點(diǎn)傳輸?shù)狡渌攸c(diǎn)，所以應(yīng)用溫度傳感器可以遠(yuǎn)距離讀取溫度的數(shù)值，這是把非電學(xué)量轉(zhuǎn)變成電學(xué)量的一大優(yōu)點(diǎn)。
幾種常見的測(cè)溫儀，測(cè)溫元件可以是熱敏電阻、金屬熱電阻、熱電偶等，還有紅外線敏感元件。
閱讀上述教材，思考并回答問(wèn)題。
(1)溫度傳感器測(cè)溫儀有何優(yōu)點(diǎn)？
(2)常見的測(cè)溫元件有哪些？
(3)測(cè)溫儀是如何工作的？
(4)什么是熱電偶？
答案：(1)可以遠(yuǎn)距離讀取溫度的數(shù)值。因?yàn)闇囟刃盘?hào)變成電信號(hào)后可以遠(yuǎn)距離傳輸。
(2)熱敏電阻、金屬熱電阻、熱電偶及紅外線敏感元件等。
(3)
非電學(xué)量通過(guò)測(cè)溫元件轉(zhuǎn)化成電學(xué)量
(4)所謂的熱電偶就是將兩種不同材料的導(dǎo)體或半導(dǎo)體A和B焊接起來(lái)，構(gòu)成一個(gè)閉合回路，當(dāng)導(dǎo)體A和B的兩個(gè)焊接點(diǎn)1和2之間存在溫差時(shí)，兩者之間便產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)，因而在回路中形成一定大小的電流，這種現(xiàn)象稱為熱電效應(yīng)。熱電偶就是利用這一效應(yīng)來(lái)工作的。
[事件5]
教學(xué)任務(wù)：溫度自動(dòng)控制
實(shí)驗(yàn)過(guò)程：
溫度自動(dòng)控制
實(shí)驗(yàn)器材：熱敏電阻、學(xué)生用電源、小燈泡、繼電器、電吹風(fēng)、冷水、導(dǎo)線。
實(shí)驗(yàn)操作：如下圖所示，連好電路。
①合上開關(guān)S，由于熱敏電阻阻值較大，左側(cè)電路電流較小，電磁鐵磁性較弱，吸不住銜鐵，小燈泡不亮。
②用電吹風(fēng)對(duì)熱敏電阻加熱使其阻值變小，電路中電流增大，電磁鐵吸住銜鐵，小燈泡變亮。
③停止加熱，由于熱敏電阻溫度仍然較高，小燈泡不會(huì)立刻熄滅；把熱敏電阻放入冷水中使其加速降溫，小燈泡熄滅。
如果有數(shù)字化系統(tǒng)，可以將利用熱敏電阻制作的溫度傳感器與數(shù)據(jù)采集器、計(jì)算機(jī)連接，測(cè)量和記錄某個(gè)物體(如1杯水)的溫度變化，描繪出溫度變化曲線。與第1節(jié)利用實(shí)驗(yàn)得到的熱敏元件的Rt溫圖象進(jìn)行對(duì)比，讓學(xué)生感受現(xiàn)代化實(shí)驗(yàn)手段的應(yīng)用和優(yōu)點(diǎn)。
師生活動(dòng)：讓學(xué)生先認(rèn)識(shí)實(shí)驗(yàn)電路，分析實(shí)驗(yàn)原理，討論實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。
[事件6]
教學(xué)任務(wù)：光傳感器的應(yīng)用——鼠標(biāo)器
機(jī)械式鼠標(biāo)器的結(jié)構(gòu)、工作原理
課前準(zhǔn)備：發(fā)動(dòng)學(xué)生收集廢舊鼠標(biāo)器，或者老師收集學(xué)校使用過(guò)的廢舊機(jī)械式鼠標(biāo)器，學(xué)生4人1組，備齊機(jī)械式鼠標(biāo)器1個(gè)/組。
設(shè)置問(wèn)題：
設(shè)問(wèn)1 機(jī)械式鼠標(biāo)有哪些主要部件？
設(shè)問(wèn)2 兩組滾軸和碼盤的相互之間放置的位置關(guān)系是怎樣的？
設(shè)問(wèn)3 紅外發(fā)射管和紅外接收管在哪里？它們?cè)鯓佑涗洕L輪移動(dòng)信號(hào)？
設(shè)問(wèn)4 機(jī)械式鼠標(biāo)怎樣控制光標(biāo)在計(jì)算機(jī)光屏上向x、y方向運(yùn)動(dòng)？
設(shè)問(wèn)5 機(jī)械式鼠標(biāo)怎樣控制光標(biāo)在計(jì)算機(jī)光屏上向各個(gè)任意方向運(yùn)動(dòng)？
學(xué)生活動(dòng)：帶著設(shè)問(wèn)自己動(dòng)手打開機(jī)械式鼠標(biāo)底蓋進(jìn)行觀察和研究，通過(guò)思考與討論，嘗試回答上述問(wèn)題。
小結(jié)：交流、匯報(bào)研究成果。
師生活動(dòng)：
(1)機(jī)械式鼠標(biāo)器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)：它由一個(gè)滾球、兩個(gè)滾軸、兩個(gè)________(它的邊緣開有許多等間距的小齒)、兩個(gè)________(LED)，還有兩個(gè)________(兩個(gè)光傳感器)等組成的。
(2)機(jī)械式鼠標(biāo)器的工作原理：當(dāng)鼠標(biāo)器在桌面上移動(dòng)時(shí)，滾球的運(yùn)動(dòng)通過(guò)________帶動(dòng)兩個(gè)________轉(zhuǎn)動(dòng)，紅外線接收管就收到________，輸出相應(yīng)的________。計(jì)算機(jī)分別統(tǒng)計(jì)x，y兩個(gè)方向的脈沖信號(hào)，處理后就使屏幕上的光標(biāo)產(chǎn)生相應(yīng)的________。
(3)鼠標(biāo)器中光傳感器的主要部件是什么？
(4)鼠標(biāo)器的工作原理是什么？
答案：(1)碼盤 紅外發(fā)射管 紅外接收管 (2)滾軸 碼盤 斷續(xù)的紅外線脈沖 電脈沖信號(hào) 位移 (3)線外發(fā)射管 紅外接收管 (4)見第二問(wèn)表述
[事件7]
教學(xué)任務(wù)：光傳感器的應(yīng)用——火災(zāi)報(bào)警器
師生活動(dòng)：
(1)煙霧散射火災(zāi)報(bào)警器的構(gòu)造：帶孔的罩子內(nèi)裝有________、________和不透明的擋板。
(2)煙霧散射式火災(zāi)報(bào)警器的工作原理：平時(shí)，________接收不到LED發(fā)出的光，呈現(xiàn)________狀態(tài)。煙霧進(jìn)入罩內(nèi)后對(duì)光有________作用，使部分光線照射到________，其電阻變________，與傳感器連接的電路檢測(cè)發(fā)出這種變化，就會(huì)發(fā)出警報(bào)。
甲 天花板上的火災(zāi)報(bào)警器

乙 結(jié)構(gòu)和原理
(3)以利用煙霧對(duì)光的散射來(lái)工作的火災(zāi)報(bào)警器為例，簡(jiǎn)述其工作原理。
播放視頻材料：光控門．rm 光控開關(guān)電路．mpg 紅外線的應(yīng)用．rm
答案：(1)(發(fā)光二極管 光電三極管)
(2)(光電三極管 高電阻 散射 光電三極管 小)
(3)見第二問(wèn)表述
[事件8]
教學(xué)任務(wù)：測(cè)量光照的強(qiáng)度。
師生活動(dòng)：
實(shí)驗(yàn)：把光敏電阻、多用表的直流電流擋和干電池按照下圖甲連成電路，對(duì)光照的強(qiáng)度進(jìn)行比較性測(cè)量。光敏電阻受到的光照越強(qiáng)，電路中的電流越大。
白天，將它放在教室中適合閱讀的地方，記下電流表的讀數(shù)，晚上，用它來(lái)測(cè)燈光對(duì)書桌的照明，比較兩者的差別。
還可以按照下圖乙，把光敏電阻R的引腳穿過(guò)硬泡沫塑料板Z固定，再罩上內(nèi)壁涂黑、長(zhǎng)度足夠的遮光筒T，避免雜散光的干擾，然后分別把不同的光源L(如蠟燭、幾種不同功率的白熾燈泡、日光燈管等)都放在與光敏電阻相同距離(例如1 m)的位置，比較它們的亮度。
這個(gè)實(shí)驗(yàn)也可以用硅光電池來(lái)做。由于光電池在受到光照時(shí)可以自己產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)，所以電路中不用電源。
想一想，怎樣用如圖所示的裝置來(lái)制作一個(gè)攝影用的曝光表？
用光敏電阻比較光照的強(qiáng)弱
[事件9]
教學(xué)任務(wù)：制作傳感器的簡(jiǎn)單分組實(shí)驗(yàn)箱。
師生活動(dòng)：
制作傳感器的簡(jiǎn)單分組實(shí)驗(yàn)箱
材料準(zhǔn)備：如下圖所示。其中有光敏電阻、二極管、定值電阻、熱敏電阻。
制作方法：
①在33 cm×21 cm×5 cm木盒的面板上，標(biāo)識(shí)A、B、C、D、E處各鉆一個(gè)洞(間距5 cm)，分別裝上接線柱。再在DE間鉆一個(gè)洞，面積剛好與光敏電阻光照面面積相等。
②分別在木箱內(nèi)DE、AC、BC相應(yīng)位置裝上光敏電阻(亮阻5 kΩ，光照面剛好與板面平齊)、定值電阻(3 kΩ)和二極管。在AD處接熱敏電阻，同時(shí)熱敏電阻(標(biāo)300 Ω)的兩引腳各焊出一根長(zhǎng)約30 cm的軟線(兩引腳分別套上絕緣膠管)，在線端各焊上一個(gè)接線夾備用。
實(shí)驗(yàn)操作：
①把多用電表的選擇開關(guān)置于歐姆擋，兩表針?lè)謩e插入A、D接線柱上，測(cè)量A、D間的熱敏電阻在常溫下的電阻值，再把熱敏電阻放在不同溫度的熱水中，測(cè)量不同溫度情況下的電阻值。
②把多用電表兩表針?lè)謩e插在D、E接線柱上，測(cè)量光敏電阻不同光照時(shí)的阻值。
……
該實(shí)驗(yàn)箱可以開展傳感器的簡(jiǎn)單應(yīng)用的實(shí)驗(yàn)教學(xué)。
設(shè)計(jì)意圖：該實(shí)驗(yàn)箱可以開展傳感器的簡(jiǎn)單應(yīng)用的實(shí)驗(yàn)教學(xué)和實(shí)驗(yàn)操作。
[事件10]
教學(xué)任務(wù)：典型例題體會(huì)傳感器的應(yīng)用。
1．溫度傳感器的應(yīng)用
1電飯煲的工作原理如圖所示，可分為兩部分，即控制部分：由S2、R1和黃燈組成；工作(加熱)部分：由發(fā)熱電阻R3、、R2和紅燈組成，S1是一個(gè)磁鋼限溫開關(guān)，手動(dòng)閉合，當(dāng)此開關(guān)的溫度達(dá)到居里點(diǎn)(103 ℃)時(shí)，自動(dòng)斷開，且不能自動(dòng)復(fù)位，S2是一個(gè)雙金屬片自動(dòng)開關(guān)，當(dāng)溫度達(dá)到80 ℃時(shí)，自動(dòng)斷開，低于70 ℃時(shí)，自動(dòng)閉合，紅燈、黃燈是指示燈，通過(guò)其電流必須較小，所以R1、R2起________作用，R3是發(fā)熱電阻，由于煮飯前溫度低于70 ℃，所以S2是________(填“斷開”或“閉合”)的。接通電源并按下S1后，黃燈熄而紅燈亮，R3發(fā)熱，當(dāng)溫度達(dá)到80 ℃時(shí)，S2斷開，當(dāng)溫度達(dá)到103 ℃時(shí)飯熟，S1斷開，當(dāng)溫度降到70 ℃以下時(shí)，S2閉合，電飯煲處于保溫狀態(tài)，由以上描述可知R2________R3(填“”)，若用電飯煲燒水時(shí)，直到水被燒干S1才會(huì)斷開，試解釋此現(xiàn)象。(限流 閉合 ＞ 當(dāng)燒水時(shí)，開始S1、S2均閉合，達(dá)80 ℃時(shí)S2自動(dòng)斷開，水沸騰溫度為100 ℃，S1仍閉合直至燒干后溫度上升才斷開)
2．光傳感器的應(yīng)用
2如圖所示為一實(shí)驗(yàn)小車中利用光電脈沖測(cè)量車速和行程的裝置示意圖。A為光源，B為光電接收器，A、B均固定在車身上，C為小車的車輪，D為與C同軸相連的齒輪。車輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，A發(fā)出的光束通過(guò)旋轉(zhuǎn)齒輪上齒的間隙后變成脈沖光信號(hào)，被B接收并轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，由電子電路記錄和顯示。若實(shí)驗(yàn)顯示單位時(shí)間內(nèi)脈沖數(shù)為n，累計(jì)脈沖數(shù)為N，則要測(cè)出小車的速度和行程還必須測(cè)量的物理量和數(shù)據(jù)是________，小車速度的表達(dá)式為v＝________；行程的表達(dá)式為s＝________。
解析：這是一道以實(shí)際問(wèn)題為背景的實(shí)驗(yàn)題，顯然無(wú)法通過(guò)遷移課本實(shí)驗(yàn)中的方法來(lái)解決。但是題目給出了裝置圖，該圖及題文中的相關(guān)說(shuō)明給我們一定提示，光束原來(lái)是連續(xù)的，是轉(zhuǎn)動(dòng)的齒輪使光束變?yōu)槊}沖，因此脈沖情況必定與齒輪(或車輪)的轉(zhuǎn)動(dòng)有關(guān)，也就與速度和行程有關(guān)。
根據(jù)速度的意義和車正常行駛的情況，應(yīng)有v＝2πRf，其中R為車輪的半徑，f為單位時(shí)間內(nèi)車輪轉(zhuǎn)過(guò)的圈數(shù)；若車輪的齒數(shù)為P，則轉(zhuǎn)一圈應(yīng)有P個(gè)脈沖被B接收到，因此有f＝eq \f(n,P)，代入上式，有v＝eq \f(2πRn,P)。
同樣，根據(jù)行程的意義，應(yīng)有s＝2πRf，其中f為整個(gè)行程中車輪轉(zhuǎn)過(guò)的圈數(shù)；而f＝eq \f(N,P)，所以s＝eq \f(2πRN,P)?？梢?，還必須測(cè)量的物理量和數(shù)據(jù)是車輪的半徑R和齒輪齒數(shù)P，速度和行程的表達(dá)式如上面兩式所示。
答案：車輪的半徑R和齒輪齒數(shù)P eq \f(2πRn,P) eq \f(2πRN,P)
課堂鞏固與反饋
[事件11]
教學(xué)任務(wù)：形成性測(cè)試：學(xué)生獨(dú)立完成，時(shí)間：3分鐘。
1．將一光敏電阻連入多用電表兩表筆上，將多用電表的選擇開關(guān)置于歐姆擋，用光照射光敏電阻時(shí)表針的偏角為θ，現(xiàn)用手掌擋住部分光線，表針的偏角變?yōu)棣取?，則可判斷…( )
A．θ′＝θ B．θ′θ D．不能確定θ和θ′的關(guān)系
2．下列器件是應(yīng)用光傳感器的是( )
A．鼠標(biāo)器 B．火災(zāi)報(bào)警器
C．測(cè)溫儀 D．電子秤
3．金屬鉑的電阻值對(duì)溫度高低非常敏感，圖中可能表示金屬鉑電阻的UI圖線是( )
4．關(guān)于電飯鍋的說(shuō)法正確的是( )
A．電飯鍋中的溫度傳感器其主要元件是氧化鐵
B．鐵氧體在常溫下具有鐵磁性，溫度很高時(shí)失去鐵磁性
C．用電飯鍋燒水，水開時(shí)能自動(dòng)斷電
D．用電飯鍋煮飯時(shí)，若溫控開關(guān)自動(dòng)斷電后，它不能自動(dòng)復(fù)位
5．按下圖連接好電路，合上S，發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮，原因是________；用電吹風(fēng)對(duì)熱敏電阻吹一會(huì)，會(huì)發(fā)現(xiàn)小燈泡________，原因是________；停止吹風(fēng)，會(huì)發(fā)現(xiàn)________；把熱敏電阻放入冷水中會(huì)發(fā)現(xiàn)________。
參考答案：1.B 2.AB 3.B 4.BD
5．由于熱敏電阻阻值較大，左側(cè)電路電流較小，電磁鐵磁性較弱吸不住銜鐵 逐漸變亮
吹風(fēng)機(jī)對(duì)熱敏電阻加熱使其阻值變小，電路中電流增大，電磁鐵吸住銜鐵 小燈泡不會(huì)立即熄滅，熱敏電阻溫度仍然較高 小燈泡熄滅
課堂小結(jié)
[事件12]
教學(xué)任務(wù)：引導(dǎo)學(xué)生從知識(shí)、方法、情感三個(gè)側(cè)面小結(jié)本節(jié)課的學(xué)習(xí)活動(dòng)。
項(xiàng)目
敏感元器件
控制電路
工作原理
敏感元器件的其他應(yīng)用舉例
電飯鍋
測(cè)溫儀
鼠標(biāo)器
火災(zāi)報(bào)警器

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3 傳感器的應(yīng)用（二）

版本： 人教版 (新課標(biāo))

年級(jí)： 選修3

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