《2022年高中物理第章电磁波与信息时代第节信息时代的电子“感官”教师用书鲁科版选修- .pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2022年高中物理第章电磁波与信息时代第节信息时代的电子“感官”教师用书鲁科版选修- .pdf（10页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、1 第 3 节信息时代的电子“感官”课标解读重点难点1. 知道传感器具有将非电学量转化为电学量的特性对常见的传感器的种类有所了解2. 了解温度传感器的基本原理知道温度传感器具有将温度信号转变为电信号的功能3. 了解常见传感器在林业、农业、生活和航空航天中的应用，体会传感器的应用给人们带来的方便. 1. 传感器的概念和应用( 重点 ) 2. 传感器的原理( 难点 ) 1基本知识(1) 传感器定义：能够感受外部信息，并将其按照一定的规律转换成电信号的器件或装置原理： 能够将非电学量转化成电学量它处于被测量信息输入的第一道关口，能够感受到被测量的各种信息，并能将感受到的信息通过电路处理变换成电信号输
2、出非电学量：温度、湿度、光线、声音、力、位置、位移、速度、流量等，它们不能直接进行自动化信息处理和交换(2) 传感器的分类传感器的类型非常多，根据测量的非电学量不同，传感器可分为温度传感器、光传感器、压力传感器、磁传感器、气体传感器、湿度传感器、射线传感器等；按工作原理的不同，传感器有电阻、电容、电感、电压、热电偶、红外线等类型(3) 传感器如何传感信息传感器是由敏感元件、转换元件 ( 处理电路 ) 及辅助电源组成的敏感元件是能敏锐地感受某种物理信息并将其转变为电信号的特种电子元件转换元件是将信号进行放大和滤波处理，随后将电信号转换为数字信号输出的装置(4) 传感器的广泛应用传感器被广泛应用于
3、工业自动化、农业生产、家用电器和航空、航天领域中名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 10 页 - - - - - - - - - 2 2思考判断(1) 传感器就是传递某种信息的电学元件( )(2) 所有传感器的工作原理都是一样的( )3探究交流在一些楼道、走廊等公共场所，都装有一种“节能”灯，白天灯不会发光，晚上安静时灯也不工作若晚上有一定的声音，如脚步声或击掌声，灯会马上亮起来，过一会儿安静后又自动熄灭请简单说明它的工作原理【提示】利用光传感器和声传感器控制
4、开关在光较暗时，若声传感器接收到声音，电路接通，灯泡发光；无声音和在白天时，电路断开，灯不发光. 传感器及其工作原理【问题导思】1传感器的作用是什么？【提示】将非电学量转换为易于测量的电学量2人眼属于哪类传感器？【提示】光敏传感器1传感器能像人的感觉器官那样感受外界信息，并能按照一定的规律和要求把这些信息转换成可用于输出信息的器件或装置2人是通过下面五种感觉( 如图 6-3-1) 接收外界信息的，因此人本身就是高级传感器图 6-3-13组成：传感器一般由敏感元件、转换元件和转换电路三部分组成非电学量敏感元件转换元件转换电路电学量(1) 敏感元件是传感器的核心部分，它是利用材料对某一物理量敏感的
5、特性制成的温度传感器常用的敏感元件有：双金属片、光敏电阻、热敏电阻等(2) 转换元件的作用是把敏感元件输出的与被测物理量满足一定关系的非电信号转换为名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 10 页 - - - - - - - - - 3 电信号的电子元件(3) 转换电路的作用是将转换元件转换的电信号转换成易于传播或测量的电学量输出关于传感器的下列说法正确的是( ) A电视机遥控器就是一个传感器B传感器是一种能够将非电学量转换为电学量的检测装置C传感器是实现信息自动
6、检测和自动控制的首要器件D无人管理的自动灌溉系统是温度传感器在农业生产中的应用【审题指导】根据传感器的特性、原理及应用来分析【解析】电视机的遥控器是一种发射和接收红外线的装置，不是传感器， 故 A错；自动灌溉系统是一种利用湿度传感器判断农田水分蒸发情况、自动决定供水和停水的装置，故D错选 B 、 C. 【答案】BC 传感器是一种感受外部信息，并将其按照一定规律转换成电信号的器件或装置，是实现信息自动检测和自动控制的首要环节1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
7、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进行工作的B该传感器是根据电磁感应的原理进行工作的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流【解析】当声波使膜片前后振动时，膜片后的线圈就跟着振动，从而使处于永磁体磁场的线圈切割磁感线，穿过线圈的磁通量变化，产生感应电流 从而将声音信号转化为电信号可见这是利用了电磁感应原理，故只有B正确【答案】B 常用传感器【问题导思】1光敏电阻有什么特点？【提示】光强度增大，电阻减小2金属热敏电阻有什么特点？名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - -
8、- - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 10 页 - - - - - - - - - 4 【提示】温度越高，电阻越大1双金属片温度传感器：利用两片金属的热膨胀系数不同，在温度变化时两片金属伸长或缩短量不同而弯曲，从而控制电路的通断应用：电熨斗、恒温箱等2热敏电阻温度传感器：利用热敏电阻器的电阻值随温度变化而改变的特点，在温度变化时，热敏电阻器的电阻值发生变化，从而引起电路中电流和电压的变化应用：空调、电冰箱、微波炉、消毒柜等3光敏电阻传感器：利用光敏电阻器的电阻值随光照的强度变化而改变的特点无光照时， 光敏电阻器的电阻值很大，有光照时，光敏电阻器的电阻值变小，从而引起
9、电路中电流和电压的变化应用：工业自动化控制、光电计数器等4红外线传感器：接收携带信息的红外线，转换成电信号，从而获得红外线辐射源的相关信息应用：航空摄影、卫星遥感遥测、自动门、红外线测温仪、防盗防火警报器、家用电器遥控器等5另外还有压力传感器、生物传感器、气味传感器等(2016黄山高二检测) 如图 6-3-2所示为光敏电阻自动计数器的示意图，其中R1为光敏电阻，R2为定值电阻，此光电计数器的基本工作原理是( ) 图 6-3-2A当有光照射R1时，信号处理系统获得高电压B当有光照射R1时，信号处理系统获得低电压C信号处理系统每获得一次低电压就计数一次D信号处理系统每获得一次高电压就计数一次【解析
10、】R1为光敏电阻，当有光照射时，R1的阻值变小，R2上的电压变大，信号处理系统获得高电压由题意知，当传送带上的物体挡住光时，信号处理系统获得低电压，这种电压高低交替变化的信号转化为相应的数字，实现自动计数的功能，达到自动计数的目的【答案】AC 自动计数器是利用光敏电阻对光的敏感特性将光照强度这个光学量转换为电阻这个电名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 10 页 - - - - - - - - - 5 学量，并将电路中的电压用信号处理系统识别以达到计数的目的2按
11、图6-3-3所示连接好电路，合上S，发现小灯泡不亮，原因是_；用电吹风对热敏电阻加热一会儿，会发现小灯泡_，原因是 _；停止吹风，会发现_；把热敏电阻放入冷水中会发现_图 6-3-3【解析】由于热敏电阻温度低时阻值较大，左侧电路电流较小，电磁铁磁性较弱吸不住衔铁对热敏电阻加热其阻值减小后，电路电流变大， 电磁铁把衔铁吸下后接通右侧电路，灯变亮 停止吹风小灯泡不会立即熄灭，因为热敏电阻温度仍然较高；把热敏电阻放入冷水后，温度降低，小灯泡熄灭【答案】见解析【备课资源】(教师用书独具 ) 信息化时代的“住房”上古之世， 人们就“构木为巢，以避群害” 陕西西安半坡村发现的地面建筑，就是我们祖先的房子
12、经过了几千年的发展，从氏族部落到村落，房子建得越来越坚固、越来越漂亮了，但是那个时代人们日常交流的范围非常小工业化的大生产促进了城市的发展，高楼大厦鳞次栉比，住房也不再是孤零零的建筑物房子里通了水、 电、煤气，有了电灯、 洗衣机、电冰箱，机械替代了人的部分体力劳动由于生活的便利， 住在大楼里的邻居很少来往人们更多地奔走于家和学习、工作的场所之间在信息化的今天，住房除了水、电、煤气外，又有了与外界沟通信息的电话网、有线电视网、 计算机互联网 人们可以在家里与遥远的朋友交流，钢筋水泥墙不再阻隔人们的交往了人们不一定都住在拥挤的大城市，住在郊区仍然可以方便地跟办公室联系，实现家庭办公实际上，信息化时
13、代的房子已经联通了全世界名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页，共 10 页 - - - - - - - - - 6 时尚的现代人， 能在网上建立虚拟的家：用个人主页展示自己的风采和魅力人们可以显现自己的爱好：如果你喜欢文学，可以把古今中外的名著全放在自己的“家”里，让与自己有相同爱好的伙伴阅读；如果你喜欢歌曲，可以收集从古典到最现代的歌曲，把“家”建造为歌曲的天堂； 如果你喜欢体育 , 在虚拟的家中还可以展现自己的能力：如果把你的创造和发明放到网上，可以与同学、 朋
14、友交流 , 在信息时代，网上的“家”可以是一个人所有信息的“居所”除了个人的“家”，还有更大的供“部落”活动的场所你可以开办一个论坛，选择自己关心的话题畅所欲言，结识很多兴趣相近的朋友虽然你们可能从来没有见过面，甚至居住在地球的两边， 但是你们会为了同一幅漫画而开怀大笑，也会为了同一个感人的故事而流泪当你遇到困难， 这些看不到的朋友往往更能设身处地为你着想，给你一个“别出心裁”的建议 对于被高楼大厦隔离的人们，网络中的“家庭”温暖，实实在在地存在着再比如，当发生了一起感人的爱国事件时，看着那些激昂的支持者的留言，特别是看到他们的IP 地址来自世界各地，确实由衷地感到“海内存知己，天涯若比邻”
15、互联网使人们突破了地理上的局限和工业化产生的隔阂，给人们一个前所未有的、更广阔的自由交流空间. 1下列说法不正确的是( ) A话筒是一种常用的声传感器，其作用是将电信号转换为声信号B电熨斗能够自动控制温度的原因是它装有双金属片温度传感器这种传感器的作用是控制电路的通断C电子秤所使用的测力装置是力传感器D热敏电阻能够把温度这个热学量转换为电阻这个电学量【解析】话筒的作用是将声音信号转换成电信号，所以A错，其余都正确【答案】A 2 传感器被广泛的应用在日常生活中，下列用电器中， 没有使用温度传感器的是( ) A摇控器B空调机C电冰箱D电饭锅【答案】A 3电梯门不会夹伤人的手，是因为电梯门安装了什么
16、传感器( ) 【导学号： 31870043】A温度传感器B红外线传感器C压力传感器D生物传感器名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页，共 10 页 - - - - - - - - - 7 【解析】只有在电梯门上安装压力传感器时，才能使电梯门关闭时遇到障碍后再自动打开，不会夹伤人的手【答案】C 4在地震救援行动中，救援队借助“生命探测仪”可以发现深埋在废墟中的伤员，根据所学知识，你认为“生命探测仪”可能用到了( ) A红外线传感器B压力传感器C振动传感器D电容传感器【解
17、析】伤员被深埋在废墟中，借助红外线传感器可以感知人与周围环境的差别，且伤员与尸体的温度不同，借助探测仪可以探测到活着的被困人员，故应选A. 【答案】A 学业达标测评( 十九 ) ( 建议用时： 45 分钟 ) 1下列物理量中是电学量的是( ) A压力B声音C温度D电流强度【解析】压力、声音、温度等都是非电学量，而电流强度是电学量故选D. 【答案】D 2空调实际利用了下面哪种传感器( ) A压力传感器B温度传感器C光传感器D磁传感器【解析】空调器中利用温度和湿度传感器分别“感觉”室内的温度和湿度的变化，故选 B. 【答案】B 3火灾报警器使用的是( ) A光传感器B温度传感器C红外线传感器D超声
18、波传感器【解析】火灾时烟雾会使光线发生变化，引起传感器报警【答案】A 4电子秤使用的是( ) A超声波传感器B温度传感器C压力传感器D红外线传感器【解析】电子秤的使用需要将被称物体对受压面的压力信息的大小转换成电信号处理，故 C项正确【答案】C 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 7 页，共 10 页 - - - - - - - - - 8 5如图 6-3-4 是一个自动门的红外线传感器的安装示意图，下列说法正确的是( ) 图 6-3-4A当人进入位置“”时，传感器会启动
19、门B当人进入位置零时，电动门停止运动C当人在位置“”、位置零以外时，门关闭D此红外线传感器只能在白天应用【解析】利用红外线传感器可进行非接触测量，自然界几乎所有的物体都能辐射波长在 0.76 1 000 m的红外线，因此被广泛应用人体能发射波长一定的红外线，当人走进传感器控制区域时，传感器就会动作，由于人体的温度大体恒定，故不管白天、晚上，所发射的红外线是一样的，都能使用【答案】ABC 6普通电熨斗中用到的传感器是( ) A温度传感器B生物传感器C压力传感器D声音传感器【答案】A 7交通警察用来检测驾驶员酒精含量的检测器使用的传感器是( ) A温度传感器B压力传感器C湿度传感器D气体传感器【解
20、析】交通警察用检酒器检测驾驶员呼气中酒精含量，使用了气体传感器【答案】D 8关于电子秤中应变式力传感器的说法中正确的是( ) A应变片是由导体材料制成的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压D外力越大，输出的电压差值也越大【解析】应变片多用半导体材料制成，故选项A错， B对传感器输出的是上、下两应变片上的电压差，并且随着外力的增大，输出的电压差值也就越大，故C错， D对【答案】BD 9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换为电信号的过名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - -
21、 - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 8 页，共 10 页 - - - - - - - - - 9 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【解析】红外线报警器是当有人或物通过时，将红外线遮住， 从而使得光信号被遮住，有光电效应则无电流通过，红外线报警器则通过另外的装置联系采取一定的动作【答案】A 10某学生在用恒温箱进行实验时，发现恒温箱的温度持续升高，无法自动控制 经检查，恒温箱控制器没有故障参照图6-3-5. 下列对故障判断正确的是( ) 恒温箱温度自动控制系统示意图图 6-3-5A
22、只可能是热敏电阻出现故障B只可能是温度设定装置出现故障C热敏电阻和温度设定装置都可能出现故障D可能是加热器出现故障【解析】从题图中所给的电路结构可以推断，如果加热器出现故障，则无法工作，温度不会持续升高，所以选项D错误如果热敏电阻出现故障，对温度变化没有反应，可能导致温度持续升高； 如果温度设定装置出现故障，对热敏电阻所测量的温度变化不能作出正确判断， 控制器就不会控制加热器停止加热，也会导致温度持续升高，所以选项C正确，选项A、B错误【答案】C 11. 如图 6-3-6 所示，将一光敏电阻连入多用电表两表笔上，将多用电表的选择开关置于欧姆挡，用光照射光敏电阻时表针的偏角为，现用手掌挡住部分光
23、线，表针的偏角变为 ，则可判断( ) 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 9 页，共 10 页 - - - - - - - - - 10 图 6-3-6A B D不能确定 和 的关系【解析】当用手挡住部分光线时光敏电阻阻值变大，由于多用电表 档的 0 刻线在右侧，随着电阻变大指针偏角变小，则有 . 【答案】B 12完成人类的五种感觉与有关传感器的对应关系( 连线 ) 【解析】光传感器 ( 视觉 )，气味传感器 ( 嗅觉 ) ，声音传感器( 听觉 ) ，味觉传感器 ( 味觉) ，压力传感器( 触觉) 【答案】见解析名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 10 页，共 10 页 - - - - - - - - -