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5.1认识传感器 学案
一学科核心素养
物理观念∶借助传感器概念及传感器的分类体会物理观念生成过程中蕴含的主要思想方法。
科学思维∶知道非电学量转化为电学量的技术意义，通过传感器的工作原理及敏感元件的特性体会物理模型在探索自然规律中的作用。
科学探究：通过观察、思考和探究，让学生在了解传感器、熟悉传感器工作原理的同时，经历科学探究过程。
科学态度与责任∶通过传感器在生活、科技中的实例感受传感器的应用技术在信息时代的作用与意义。
二学习重难点
重点：传感器的工作原理。
难点：传感器中物理量之间的转化。
三课前预习
1．如图所示，某同学设计了一个加速度计。滑块2可以在光滑的框架1中平移，滑块两侧用弹簧3拉着；静止时，两弹簧为自然长度；R为滑动变阻器，4是滑动片。这个装置实际上是一个加速度传感器。工作时将框架固定在被测物体上，使弹簧及电阻R均与物体的运动方向平行，当被测物体加速运动时，滑块将在弹簧的作用下，以同样的加速度运动。通过电路中仪表的读数，可以得知加速度的大小。已知两个电池E的电动势相同，均为9V，内阻不计：滑块的质量为0.6kg，两弹簧的劲度系数均为，电阻器的全长9.0cm，被测物体可能达到的最大加速度为，电压表为指针式直流电压表（可视为理想电压表），零刻度在表盘中央（即可显示正负电压），当P端的电势高于Q端时，指针向零点右侧偏转，当被测物体的加速度为零时，电压表的示数为零；当被测物体的加速度达到最大时，电压表的示数为满偏量程。
（1）当加速度为零时，应将滑动片调到距电阻器左端___________cm处；
（2）当物体具有图示方向的加速度a时，电压表的指针将向零点___________（填“左”、“右”）侧偏转；
（3）所给电压表量程为___________V：当电压表示数为1.5V时，物块加速度为___________；
（4）若将电压表的表盘换成直接表示加速度大小及方向的刻度盘，则表盘的刻度___________（填“均匀”，“非均匀”）分布。
2．机器人技术是在__________、__________、__________、__________与__________等多种门类的科学技术基础上发展起来的综合性技术。
3．机器人有________、________和执行器三个模块组成，相当于人的感觉器官、大脑和肌肉．
4．简单机器人（如有视觉机器人）的模块有_________、_________、________，它们的功能分别如人的__________、__________、__________。
5．DIS的含义是________，主要器件有________，________和________。
6．位移传感器的发射器发射________和________两种脉冲，接收器测出前后接收到这两种脉冲的不同的________，计算机就根据两者的________和________。计算出发射器和接收器间的距离。
7．位移传感器测距离，发射器固定在运动物体上，能同时发射_________。___________固定在轨道的顶端，接收红外线和超声波。
8．为解决楼道的照明，在楼道内安装一个传感器与电灯的控制电路相接．当楼道内有走动而发出声响时，电灯即与电源接通而发光，这种传感器为________传感器，它输入的是________信号，经传感器转换后，输出的是________信号．
9．传感器是一种能感知和识别信息的装置，它由______和______组成，能将感知和测量到的非电学量转别为______。
四自我检测
1．下列关于传感器说法正确的是（ ）
A．干簧管接入电路中相当于电阻的作用
B．霍尔元件能够把磁学量（如磁感应强度）转化为电学量（如电压）
C．光敏电阻随光照强度增加电阻增大
D．热敏电阻的阻值随温度的升高而升高
2．磁传感器是将磁信号转变为电信号的仪器.如图所示，将探头放在磁场中，可以很方便的测量磁场的强弱和方向.探头可能是（ ）
A．感应线圈 B．热敏电阻 C．霍尔元件 D．干簧管
3．如图甲所示，条形码扫描笔的原理是扫描笔头在条形码上匀速移动时，遇到黑色线条，发光二极管发出的光线将被吸收，光敏三极管接收不到反射光，呈高阻抗；遇到白色间隔，光线被反射到光敏三极管，三极管呈低阻抗。光敏三极管将条形码变成一个个电脉冲信号，信号经信号处理系统处理，即完成对条形码信息的识别，等效电路图如图乙所示，其中R为光敏三极管的等效电阻，为定值电阻，下列判断正确的是（　　）
A．当扫描笔头在黑色线条上移动时，信号处理系统获得高电压
B．当扫描笔头在白色间隔上移动时，信号处理系统获得低电压
C．扫描速度对信号处理系统接收到的电压信号无影响
D．扫描笔头外壳出现破损时可能无法正常工作
4．关于传感器的下列说法正确的是（　　）
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．交警使用的酒精测试仪是一种物理传感器，是靠吹气的压力来工作
C．霍尔元件能够检测磁场及其变化，其原理是法拉第电磁感应定律
D．新冠疫情防控中使用的枪式测温仪应用了红外传感器
5．如图中关于传感器的应用，说法错误的是（　　）
A．干簧管是利用磁场来控制电路的通断
B．机器人的“眼睛”利用了光传感器
C．红外测温仪向人体发射红外线，从而测量人体温度
D．电容式位移传感器能把物体的位移这个力学量转化成电容这个电学量
6．全自动洗衣机设有多段式水位自动感应装置，该装置实际上就是传感器把压力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．门窗防盗报警装置
C．电子秤中的电阻应变片
D．洗手后将湿手靠近会有热空气喷出的自动干手机
7．医生将非接触式测温仪靠近但不接触病人额度，即可测得病人体温，这类测温仪利用的传感器是（　　）
A．声音传感器 B．红外线传感器 C．气体传感器 D．压力传感器
8．酒精测试仪用于对机动车驾驶人员是否酒后驾车的现场检测，它利用的是一种二氧化锡半导体型酒精气体传感器。酒精气体传感器的电阻随酒精气体浓度的变化而变化，在如图所示的电路中，不同的酒精气体浓度对应着传感器的不同电阻，这样，显示仪表的示数就与酒精气体浓度有了对应关系。如果二氧化锡半导体型酒精气体传感器电阻r'的倒数与酒精气体的浓度成正比，那么，关于电压表示数U与酒精气体浓度c之间的对应关系，正确的是（　　）
A．U越大，表示c越大，U与c成正比
B．U越大，表示c越大，但是U与c不成正比
C．U越大，表示c越小，U与c成反比
D．U越大，表示c越小，但是U与c不成正比
9．下列元件中，能够把磁感应强度转换为电压的传感器是（　　）
A．干簧管 B．霍尔元件
C．电阻应变片 D．电容式位移传感器
10．现代大部分复印机的核心部件是有机光导体鼓，它是一个金属圆柱，表面涂覆有机光导体（OPC）。没有光照时，OPC是绝缘体，受到光照时变成导体。复印机复印的工作过程如图所示。下列关于这类复印机的说法不正确的是（ ）
A．这种复印机应用了静电吸附
B．OPC是一种光敏半导体材料
C．在显影过程中，墨粉飞向OPC时做匀变速运动
D．光照会激发OPC中受束缚的电子从而导电，因此入射光需大于一定的频率
参考答案：
三课前预习
1． 4.5 左 6 5 均匀
2． 自动控制 电子计算机 人工智能 传感技术 新材料
3． 传感器； 控制器；
4． 传感器 控制器 执行器 眼睛 头脑 手脚
5． 数字化信息系统 传感器 数据采集器 计算机
6． 红外线 超声波 时间 时间差 空气中的声速
7． 红外线和超声波脉冲 接收器
8． 声控 声音 电
9． 敏感元件 电路 电学量
四自我检测
1．B
2．C
3．D
4．D
5．C
6．C
7．B
8．B
9．B
10．C

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