高中物理：传感器的应用(一)学案
高中物理人教版选修326.2传感器应用(学案)
高中物理人教版选修3-2传感器的应用〔学案〕传感器的应用预习案一、教学目标1．知识与技能1〕了解什么是传感器，知道非电学量转化为电学量的技术意义；2〕知道传感器中常见的三种敏感元件光敏电阻、热敏电阻和霍尔元件及其它们的工作原理。
3〕了解传感器的应用。
2．过程与方法通过对实验的观察、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，学习科学研究方法，培养学生的观察能力、实践能力和创新思维能力。
3．情感态度与价值观1〕体会传感器在生活、生产、科技领域的种种益处，激发学生的学习兴趣，拓展学生的知识视野，并加强物理与STS的联系。
2〕通过动手实验，培养学生实事求是的科学态度、团队合作精神和创新意识。
二、教学的重点与难点1、教学重点：理解并掌握传感器的三种常见敏感元件的工作原理。
2、教学难点：分析并设计传感器的应用电路三、自主学习1．力传感器的应用——电子秤1〕电子秤里有___________片、电压放大器、模数转换器微处理器和数字显示器等器件。
电阻应变片受到力的作用时，它的__________会发生变化，把应变片放在适宜的电路中，他能够把物体______________这个力学量转换为______________这个电学量，因而电子秤是1/13_________________的应用。
2〕工作原理：如下列图，弹簧钢制成的梁形元件右端固定，在梁的上下外表各贴一个应变片，在梁的自由端施力F，那么梁发生弯曲,上外表拉伸，下外表压缩,上外表应变片的电阻__________，下外表应变片的电阻变小。
F越大，弯曲形变___________，应变片的阻值变化就越大。
如果让应变片中通过的电流保持恒定，那末上面应变片两端的电压变大，下面应变片两端的电压变小。
传感器把这两个电压的差值输出。
外力越大，输出的电压差值也就____________。
2．温度传感器的应用－电熨斗1〕在电熨斗中，装有双金属片温度传感器，其作用是____________，当温度发生变化时，双金属片的____________不同，从而能控制电路的通断。
《传感器的应用》 导学案
《传感器的应用》导学案一、学习目标1、了解传感器的定义和工作原理。
2、掌握常见传感器的类型及其应用领域。
3、能够分析实际问题中传感器的作用和工作过程。
4、培养对科技发展的关注和创新意识。
二、学习重点1、常见传感器的类型和工作原理。
2、传感器在不同领域的应用实例。
三、学习难点1、传感器工作原理的理解。
2、如何根据实际需求选择合适的传感器。
四、知识链接1、物理学中的电学知识，如电阻、电容、电感等。
2、电路的基本组成和工作原理。
五、学习过程（一）传感器的定义与工作原理1、传感器的定义传感器是一种能感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用输出信号的器件或装置。
简单来说，传感器就是将非电物理量转换成电信号的装置。
2、传感器的工作原理传感器通常由敏感元件和转换元件组成。
敏感元件直接感受被测量，并输出与被测量有确定关系的物理量；转换元件将敏感元件输出的物理量转换成电信号。
例如，温度传感器中的热敏电阻就是敏感元件，它的电阻值会随温度的变化而变化；而与之相连的电路则将电阻的变化转换为电压或电流的变化，这就是转换元件的作用。
（二）常见传感器的类型1、物理传感器（1）温度传感器常见的温度传感器有热电偶、热电阻（如铂电阻、热敏电阻）和集成温度传感器等。
热电偶利用两种不同金属的温差产生电动势来测量温度；热电阻则根据电阻值随温度的变化来测量温度；集成温度传感器具有体积小、精度高、使用方便等优点，广泛应用于电子设备、汽车等领域。
（2）压力传感器压力传感器可以测量气体或液体的压力。
常见的有应变式压力传感器、电容式压力传感器和压电式压力传感器等。
应变式压力传感器通过测量弹性元件在压力作用下产生的应变来测量压力；电容式压力传感器利用电容的变化来测量压力；压电式压力传感器则基于某些晶体的压电效应，在压力作用下产生电荷。
（3）位移传感器位移传感器用于测量物体的位移或位置变化。
例如，电感式位移传感器通过电感的变化来测量位移；电容式位移传感器利用电容的变化来测量位移；光栅式位移传感器则通过光栅的莫尔条纹来测量位移，具有精度高、测量范围大等优点。
《传感器的应用》 导学案
《传感器的应用》导学案一、学习目标1、了解传感器的定义和工作原理。
2、掌握常见传感器的类型及其应用领域。
3、能够分析实际生活中传感器的工作过程和作用。
4、培养对传感器技术的兴趣，激发创新思维。
二、学习重难点1、重点（1）常见传感器的类型和工作原理。
（2）传感器在不同领域的应用实例。
2、难点（1）传感器信号的转换和处理过程。
（2）如何根据实际需求选择合适的传感器。
三、知识回顾在开始学习传感器的应用之前，让我们先来回顾一下一些相关的基础知识。
什么是物理量？物理量是指物理学中用于描述物质或系统性质和状态的量，比如长度、质量、温度、电流等。
而传感器就是一种能够将物理量转换为便于测量和处理的电信号的装置。
四、传感器的定义与工作原理1、传感器的定义传感器是一种检测装置，能感受到被测量的信息，并能将感受到的信息，按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。
2、工作原理传感器通常由敏感元件和转换元件组成。
敏感元件直接感受被测量，并输出与被测量有确定关系的物理量；转换元件将敏感元件输出的物理量转换为电信号。
例如，温度传感器中的热敏电阻就是敏感元件，它的电阻值会随温度的变化而变化。
而将电阻值的变化转换为电压变化的电路就是转换元件。
五、常见传感器的类型1、温度传感器（1）热电偶：利用两种不同金属在温度变化时产生的热电势差来测量温度。
（2）热敏电阻：电阻值随温度变化而显著改变。
（3）红外温度传感器：通过检测物体发出的红外线来测量其温度。
温度传感器广泛应用于工业生产、家用电器（如空调、冰箱）、医疗设备等领域。
2、压力传感器（1）应变式压力传感器：基于电阻应变效应，当压力作用在弹性元件上时，弹性元件产生应变，从而导致电阻值的变化。
（2）电容式压力传感器：利用电容的变化来测量压力。
压力传感器常用于汽车轮胎压力监测、工业自动化控制系统等。
3、位移传感器（1）电感式位移传感器：通过电感量的变化来测量位移。
高中物理《传感器及其工作原理》学案9 新人教版选修3-2
第二节 传感器的应用 (一)【知能准备】一、力传感器的应用－电子秤1．电子秤理有___________________片、电压放大器、模数转换器微处理器和数字显示器等器件。
电阻应变片受到力的作用时，它的_______________会发生变化，把应变片放在合适的电路中，他能够把物体______________这个力学量转换为______________这个电学量，因而电子秤是_________________的应用。
2．工作原理：如图－1所示，弹簧钢制成的梁形元件右端固定，在梁的上下表面各贴一个应变片，在梁的自由端施力F ，则梁发生弯曲,上表面拉伸，下表面压缩,上表面应变片的电阻__________，下表面应变片的电阻变小。
F 越大， 弯曲形变___________，应变片的阻值变化就越大。
如果让应变片中通过的电流保持恒定，那末上面应变片两端的电压变大，下面应变片两端的电压变小。
传感器把这两个电压的差值输出。
外力越大，输出的电压差值也就____________。
二、声传感器的应用－话筒1．话筒是一种常用的____________，其作用是把____________转换成___________。
话筒分为_______________，______________，_____________等几种.2．电容式话筒：原理：是绝缘支架，薄金属膜和固定电极形成一个电容器，被直流电源充电。
当声波使膜片振动时，电容发生变化，电路中形成变化的电流，于是电阻R 两端就输出了与声音变化规律相同的电压。
3．驻极体话筒：它的特点是____________，__________，____________，____________。
其工作原理同电容式话筒，只是其内部感受声波的是______________.三、温度传感器的应用－电熨斗1．在电熨斗中，装有双金属片温度传感器，其作用是____________，当温度发生变化时，双金属片的____________不同，从而能控制电路的通断。
高中物理 第六章 传感器 第2节 传感器的应用(一)导学案新人教版选修3-21
第二节：传感器的应用（一）导学案【学习目标】（1）、了解传感器应用的一般模式；（2）、理解电子秤、话筒、电熨斗的工作原理。
（3）、会设计简单的有关传感器应用的控制电路。
（4）、通过实验结合物理学的知识，探究电子秤、话筒、电熨斗等的工作原理，从而了解力传感器、声传感器和温度传感器的一般应用，进一步总结出传感器应用的一般模式。
（5）、通过实验激发的学习兴趣，培养动手能力，提高创新意识，提高物理理论知识与实际相结合的综合实践能力。
【学习重点】：各种传感器的应用原理及结构。
【学习难点】：各种传感器的应用原理及结构。
【学习方法】：探究实验【学习过程】问题1：光敏电阻、热敏电阻、霍尔元件各是把什么物理量转化为电学量的元件？1、传感器应用的一般模式阅读教材开头几段，然后合上书，在练习本上画出传感器应用的一般模式示意图。
提示：一般情况下，传感器产生的信号非常微弱，要想触发控制电路，此信号必须进一步放大才可以，所以需要放大电路，即放大器。
阅读教材并在练习本上画出传感器应用的一般模式示意图。
传感器2、下面学习几个传感器应用的实例。
（1）．力传感器的应用——电子秤师：阅读教材56页最后一段，思考并回答问题。
问题2：电子秤使用的测力装置是什么？它是由什么元件组成的？问题3：简述力传感器的工作原理。
问题4：应变片能够把什么力学量转化为什么电学量？（2）．声传感器的应用——话筒阅读教材56页有关内容，思考并回答问题。
问题5：话筒的作用是什么？问题6：说明动圈式话筒的工作原理和工作过程。
问题7：说明电容式话筒的工作原理和工作过程。
这种话筒的优点是什么？问题8：驻极体话筒的工作原理是什么？有何优点？阅读教材，思考并回答问题。
指出：驻极体话筒利用了电介质的现象：将电介质放入电场中，在前后两个表面上会分别出现与的现象．某些电介质在电场中被极化后，去掉外加电场，仍然会长期保持被极化的状态，这种材料称为．演示实验：按照如图所示的连接驻极体话筒的工作电路，话筒的输出端经过隔直电容接到示波器。
高三物理下册《传感器及其应用》教案、教学设计
-针对不同学生的学习需求，制定不同层次的教学目标，使每位学生都能在原有基础上得到提高。
-教师在教学中关注学生的个体差异，及时给予反馈和指导，提高教学质量。
5.设想五：开展多元化评价，激发学生的学习动力
-结合过程性评价和终结性评价，全面评估学生的学习效果，关注学生在学习过程中的表现。
-鼓励学生自我评价和相互评价，培养学生的自主学习能力和批判性思维。
-邀请学生分享学习心得，总结自己在学习过程中的收获和不足。
2.教师点评：针对学生的总结，教师给予点评，强调重点知识点，纠正学生后的学习中继续努力。
-提醒学生关注传感器技术的发展动态，培养他们的科学素养和创新能力。
五、作业布置
为了巩固学生对传感器及其应用的知识，培养他们的实践操作能力和创新意识，特布置以下作业：
（三）学生小组讨论
1.教学活动设计：将学生分成小组，针对传感器的应用场景和误差分析进行讨论。
-每组选择一个特定的传感器应用场景，分析该场景下传感器的选型、使用和误差来源。
-学生之间相互交流、分享观点，形成小组共识。
2.教师指导：在各小组讨论过程中，教师给予适当的指导和启发，引导学生深入思考。
-帮助学生明确讨论的方向，确保讨论内容与教学目标相符。
2.基本概念：介绍传感器的定义、分类和基本工作原理，让学生对传感器有初步的认识。
3.课堂讲解：结合教材，详细讲解各类传感器的特点、应用场景及工作原理。
4.实践操作：组织学生进行实验，学会使用常见传感器进行物理量的测量，分析测量结果的准确性、可靠性和误差来源。
5.小组讨论：分组讨论传感器在现实生活中的应用，分享学习心得，提高合作能力和解决问题的能力。
《传感器的应用》 导学案
《传感器的应用》导学案一、学习目标1、了解传感器的定义和工作原理。
2、掌握常见传感器的类型及其应用领域。
3、能够分析传感器在实际生活和工业生产中的应用案例。
4、培养对科技发展的关注和创新思维。
二、学习重点1、常见传感器的工作原理和特点。
2、传感器在不同领域的应用实例分析。
三、学习难点1、理解传感器的工作原理和内部结构。
2、对复杂应用案例中传感器的作用和性能进行准确评估。
四、知识链接1、物理中的电学知识，如电阻、电容、电感等。
2、信息技术中的数据采集和处理方法。
五、学习过程（一）传感器的定义和工作原理1、传感器的定义传感器是一种能够感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用输出信号的器件或装置。
简单来说，传感器就是将非电量信号转换为电量信号的装置。
2、传感器的工作原理传感器通常由敏感元件、转换元件和测量电路三部分组成。
敏感元件直接感受被测量，并输出与被测量有确定关系的物理量；转换元件将敏感元件输出的物理量转换为电信号；测量电路则将电信号进行处理和转换，以满足后续的测量和控制要求。
例如，温度传感器中的热敏电阻就是敏感元件，它的电阻值会随温度的变化而变化。
通过测量电路测量热敏电阻的电阻值，就可以得到对应的温度值。
（二）常见传感器的类型1、物理传感器（1）力学传感器压力传感器：常用于测量气体或液体的压力，如汽车轮胎压力监测系统。
加速度传感器：广泛应用于智能手机、平板电脑等设备中，用于检测设备的运动状态。
称重传感器：在工业生产中用于测量物体的重量，如电子秤。
（2）温度传感器热电偶：利用两种不同金属的热电效应来测量温度，适用于高温环境。
热敏电阻：电阻值随温度变化明显，精度较高，常用于家用电器中的温度控制。
（3）光学传感器光电传感器：通过检测光的强度或光的变化来实现测量，如自动门的感应装置。
光纤传感器：利用光纤的特性进行测量，具有抗干扰能力强、精度高的特点，常用于桥梁结构监测。
（4）声学传感器麦克风：将声音信号转换为电信号，广泛应用于音频设备和通信领域。
《传感器的应用导学案》
《传感器的应用》导学案一、导入大家好，今天我们要进修的主题是传感器的应用。
传感器是一种能够感知并转换物理量或化学量为电信号的装置，它在各个领域都有广泛的应用。
我们将通过本节课的进修，了解传感器的工作原理、种类及其在生活中的应用。
二、探究1. 传感器的定义及工作原理传感器是一种能够感知并转换物理量或化学量为电信号的装置。
它通过感知外部环境的变化，将这些变化转换为电信号，再经过处理，最终输出给控制系统或显示设备。
传感器的工作原理可以简单理解为接收信号、转换信号、输出信号的过程。
2. 传感器的种类根据测量的物理量不同，传感器可以分为光学传感器、压力传感器、温度传感器、湿度传感器、加速度传感器等多种类型。
每种传感器都有其特定的工作原理和应用途景。
三、拓展1. 传感器在生活中的应用传感器在生活中有着广泛的应用，比如在智能家居中，温度传感器可以控制空调的温度，湿度传感器可以控制加湿器的湿度；在汽车领域，加速度传感器可以实现车辆的稳定性控制，压力传感器可以监测轮胎的气压等。
传感器的应用使得我们的生活更加便捷、安全。
2. 传感器的发展趋势随着科技的不息发展，传感器技术也在不息进步。
未来，传感器将更加小型化、智能化，能够实现更多复杂的功能。
比如智能穿戴设备中的传感器可以监测心率、运动情况等；智能城市中的传感器可以实现交通管理、环境监测等功能。
传感器的应用前景十分辽阔。
四、总结通过本节课的进修，我们了解了传感器的定义、工作原理、种类及其在生活中的应用。
传感器作为一种重要的感知装置，在各个领域都有着重要的作用。
希望大家能够在平时生活中多留意传感器的应用，更好地享受科技带来的便利。
以上就是本节课的内容，希望大家能够认真进修，如果有任何问题欢迎随时提出。
祝大家进修愉快！。
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高中物理：传感器的应用（一）学案【学习目标】1．知道传感器应用的一般模式.2．理解电子秤的原理----力传感器的应用. 3．理解话筒的原理----声传感器的应用. 4．理解电熨斗的原理----温度传感器的应用. 5．会设计简单的有关传感器应用的控制电路。
【重点难点】1.重点：理解并掌握电子秤的原理、话筒的原理、电熨斗的原理及其应用2.难点：各种传感器的应用原理及结构。
【课前预习】一、传感器应用的一般模式一般情况下,传感器输出的电信号相当微弱,难以带动执行机构去实现控制动作,因此要 把这个电信号放大。
从传感器获得信号后,可以用指针式电表或液晶板等显示测量的数据； 也可以用来驱动继电器或其他元件； 还可以由计算机对获得的数据进行处理,发出更复杂的指令。
传感器应用的一般模式示意图如下图。
二、力传感器的应用——电子秤 1.力传感器力传感器主要是利用敏感元件把力学信号（位移、速度、加速度等）转化为电学信号（电压、电流等）的仪器。
力电传感器广泛地应用于社会生产、现代科技中,如安装在导弹、飞机、潜艇和宇宙飞船上的惯性导航系统及ABS 防抱死制动系统等。
2.力传感元件——应变片（1）材料结构：应变片是一种敏感元件,现在多传感器放大、转换电路执行机构显示器 计算机系统用半导体材料制成。
应变片是由迭层薄片组成的：先在一层塑料薄膜（15-16μm）上贴上由薄金属箔材制成的敏感栅（3-6μm）,然后再覆盖上一层薄膜做成迭层构造。
如右图。
（2）工作原理：应变片在外力的作用下产生机械变形时,其电阻值相应的发生变化。
力越大,弯曲形变越大,应变片的电阻变化就越大。
使用时将其牢固地粘贴在构件的测点上,构件受力后由于测点发生应变,敏感栅也随之变形而使其电阻发生变化,再由专用仪器测得其电阻变化大小,并转换为测点的应变值。
（3）功能：应变片能够把物体形变这个力学量转换为电阻（或电压）这个电学量。
3. 力传感器的应用——电子秤（1）构成：常用的一种力传感器是由金属梁和应变片组成的。
（2）工作原理：如图所示,弹簧钢制成的梁形元件右端固定,在梁的上下表面各贴一个应变片,在梁的自由端施力F,则梁发生弯曲,上表面拉伸,下表面压缩,上表面应变片的电阻变大,下表面的电阻变小。
F 越大,弯曲形变越大,应变片的电阻变化就越大。
如果让应变片中通过的电流保持恒定,那么上面应变片两端的电压变大,下面应变片两端的电压变小。
传感器把这两个电压的差值输出。
力 F 越大,输出的电压差值也就越大。
（3）功能：电子秤可以称量物体的重量,大的做成地磅可以称量汽车、火车的重量。
三、声传感器的应用——话筒1.话筒：话筒是一种常用的声传感器,类型虽多,但其作用都是将声信号转换为电信号。
话筒分为动圈式话筒、电容式话筒、驻极体话筒等几种。
2.动圈式话筒：动圈式话筒的主要结构是由轻薄的弹性膜片后面粘接一个由很细的漆包铜线绕制的小线圈,并将其置于磁场中。
如图所示,当声波使弹性金属膜片振动时,连接在膜片上的线圈也随着一起振动,线圈在永久磁铁的磁场里振动,线圈中就产生感应电流（电信号）,感应电流的大小和方向随线圈的振动变化,变化的振幅和频率由声波决定。
动圈式话筒是根据电磁感应的原理把声信号转换成电信号的。
一般会场用的大多是动圈式话筒.3. 电容式话筒:其工作原理如图所示。
Q是绝缘支架,薄金属膜M和固定电极N 形成一个电容器,被直流电源充电。
当声波使膜片振动时,电容发生变化,电路中形成变化的电流,于是电阻R 两端就输出了与声音变化规律相同的电压。
电容式话筒是根据电容器交替充、放电原理将振动的声信号转换成电信号的。
电容式话筒的保真度比动圈式话筒好。
4.驻极体话筒:由内部的驻极体塑料薄膜感受声波,工作原理与电容式话筒类似。
由于驻极体振动膜上的电荷量不变,所以电容器两端电压随声波的变化而变化,这样就把声音信号转变为电信号。
工作电压3-6V,它的特点是体积小、重量轻、价格便宜、灵敏度高,便于微型化。
盒式录音机、声控玩具等使用的是驻极体话筒。
三、温度传感器的应用——电熨斗1. 双金属片：由两块膨胀系数不同的金属迭压而成,在温度发生变化后,双金属片产生弯曲。
一般应用于自动控温电路中,在电路中起到开关的作用。
双金属片是能够把物体温度这个热学量转换为电路的通断。
2. 温度传感器的应用——电熨斗（1）结构：内部装有双金属片温度传感器,其作用是控制电路的通断。
利用调温旋钮改变双金属片上静、动触点之间的初始距离和压力,即可获得所需的熨烫温度。
如图所示。
（2）工作原理：如图所示,常温下,上、下触点应是接触的,但温度过高时,由于双金属片受热膨胀系数不同,上部金属膨胀大,下部金属膨胀小,双金属片向下弯曲,使触点分离,从而切断电源,停止加热；温度降低后,双金属片又恢复原状,重新接通电路加热,这样循环进行,从而保持温度不变,起到自动控制温度的作用。
调温范围一般为60～250℃。
3. 热电传感器（温度传感器）热电传感器是利用热敏电阻的阻值会随温度的升高减小（金属热电阻的电阻率随温度的升高而增大）的原理制成的。
它能用把温度这个热学量转换为电压这个电学量。
如各种家用电器(空调、冰箱、热水器、饮水机等)的温度控制、火警报警器、恒温箱等。
【预习检测】1. 电子秤中使用的传感器是（）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 答案：C2．关于电子秤中应变式力传感器的说法正确的是（ ）A ．应变片是由导体材料制成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 答案：BD3. 电容式话筒的保真度比动圈式话筒好,其工作原理如图所示, Q 是绝缘支架,M 是薄金属膜和固定电极N 形成一个电容器,被直流电源充电,当声波使膜片振动时,电容发生变化,电路中形成变化的电流,当膜片向右运动的过程中,则有（ ）A ．电容变大B ．电极N 上电荷量变小C ．导线AB 中有向左的电流D ．导线AB 中有向右的电流 答案：AC解析：由C ＝εs4πkd 可知,当膜片向右运动时,d 减小,电容器的电容增大,选项A 正确．由于电容器与电源相接,极板间电压U 不变,由U ＝QC 可知,C 增大,电荷量也增大,选项B 错误；在电荷量增大的过程中,在电路中形成方向由B 到A 的电流,选项C 正确．4. 在家用电热灭蚊器中,电热部分主要元件是PTC 元件, PTC 元件是由钛酸钠等半导体材料制成的电阻器,其电阻率ρ随温度t 的变化关系如图所示,由于这种特性,PTC 元件具有发热、保温双重功能,对此,以下判断正确的是（ ）A ．通电后,其电功率先增大,后减小B ．通电后, 其电功率先减小,后增大C ．当其产生的热量与散发的热量相等时,温度保持在t 1不变BAD．当其产生的热量与散发的热量相等时,温度保持在t1和t2之间的某一值不变答案：AD解析：从图象看出,通电后,随着温度的升高,电阻率先减小后增大,PTC元件的电阻先减小后增大,由功率公式P=U2/R可知,功率是先增大后减小,在图象中反映在t1~t2段；温度t1以后,随着温度的升高,电阻将增大,若发热功率大于散失的热功率,温度将继续升高,直到发热与散热平衡,若发热量小于散热量,电阻将减小,发热功率因此而增大,直到发热与散热平衡,所以温度将保持在t1~t2之间某一温度,即温度控制点在图像的两个极值点之间。
拓展：PCT元件的电阻率与温度的关系无法用明确的数学表达式来表示,但可以通过实验测定其电阻率与温度的关系曲线,正确理解图象的物理意义是解决问题的关键。
▲堂中互动▲【典题探究】题型一、力传感器的应用例1某同学为了测量一物体的质量,找到一个力电转换器,该转换器的输出电压正比于受压面的压力（比例系数为k）,如图中的装置所示。
测量时先调节输入电压,使转换器空载时的输出电压为零,而后在其受压面上放一个物体,即可测得与物体的质量成正比的输出电压U. 现有以下器材：力电转换器、质量为m0的砝码、电压表、滑动变阻器、干电池各一个、开关及导线若干、待测物体（可置于力电转换器的受压面上）。
请完成对该物体质量的测量。
（1）设计一个电路,要求力电转换器的输入电压可调,并且使电压的调节范围尽可能大,在图中画出完整的测量电路图。
（2）简要说明测量步骤,求出比例系数k,并测出待测物体的质量m.（3）请设想实验中可能会出现的一个问题。
【解析】（1）由变阻器可组成调压电路,其中调节范围大的是由电源与滑动变阻器组成分压式电路；而电压的测量只需一只电压表即可。
电路如下图所示。
（2）测量步骤与结果如下：①调节滑动变阻器（滑向最左端）,使力电转换器的输出电压为零；②将已知质量的砝码m0放在力电转换器上,记下输出电压U0；③将待测物放在力电转换器上,记下输出电压U. 由U 0=km 0g 得k =gm U 00；又U=kmg ,所以m =00U gm（3）可能会出现的问题：①待测物体质量超出力电转换器量程； ②电源电压不够而输出电压一开始调不到零。
【拓展】分析清楚力电传感器的工作原理,明确装置是如何将力这个非电学量转化为电学量,找出其中的定量关系,是解决该类问题的关键。
例2 如图所示为某种电子秤的原理示意图,AB 为一均匀的滑动电阻,阻值为R ,长度为L ,两边分别有P 1、P 2两个滑动头,P 1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,P 1刚好指着A 端,P 1与托盘固定相连,若P 1、P 2间出现电压时,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m 0,电源电动势为E ,内阻不计,当地的重力加速度为g 。
求：(1)托盘上未放物体时,在托盘自身重力作用下,P 1离A 的距离x 1； (2)托盘上放有质量为m 的物体时,P 1离A 的距离x 2；(3)在托盘上未放物体时通常先校准零点,其方法是：调节P 2,使P 2离A 的距离也为x 1,从而使P 1、P 2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P 1、P 2间的电压U 之间的函数关系式。
【解析】 托盘的移动带动P 1移动,使P 1、P 2间出现电势差,电势差的大小反映了托盘向下移动距离的大小,由于R 为均匀的滑动电阻,则其阻值与长度成正比.(1)由力的平衡知识知：m 0g ＝kx 1,解得x 1＝kgm 0 (2)放上重物重新平衡后：m 0g ＋mg ＝kx 2 解得x 2＝kgm m )(0 (3)调零后,设放上质量为m 的物体P 1向下移动的距离为x,P 1、P 2间的电压为U 。
由闭合电路的欧姆定律知：E ＝IR由部分电路的欧姆定律知：U ＝IR x 由电阻定律有：x R x R L=,而x ＝x 2－x 1＝k mg联立解得：m ＝kLU gE答案：(1) x 1＝k g m 0 (2) x 2＝k gm m )(0+ (3) m ＝kL U gE题型二、声传感器的应用例 3. 动圈式话筒和磁带录音机都应用了电磁感应现象,图甲是话筒原理图,图乙是录音机的录音、放音原理图,由图可知下列其中正确的是( )A ．话筒工作时,磁铁不动,由线圈振动而产生感应电流；B ．录音机放音时变化的磁场在静止的线圈里产生感应电流；C ．录音机录音时线圈中变化了的电流在磁头缝隙处产生变化的磁场；D ．录音机录音时线圈中变化的电流在磁头缝隙处产生变化的磁场.【解析】录音是将声音信号转变成磁信号,放音是将磁信号转变成声音信号。