新人教版高中物理选修3－2第六章《传感器及其工作原理》精品教案.doc

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1、新人教版高中物理选修32第六章传感器及其工作原理精品教案课 题6.1传感器及其工作原理课 型新授课目标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）、

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。重点重点：理解并掌握传感器的三种常见敏感元件的工作原理。难点：分析并设计传感器的应用电路。 教 学 活 动 过 程一、引入新课今天我们生活中常用的电视、空调的遥控器是如何实现远距离操纵的？楼梯上的电灯如何能人来就开，人走就熄的？工业生产中所用的自动报警器、恒温烘箱是如何工作的？“非典”病毒肆虐华夏大地时，机场、车站、港口又是如何实现快速而准确的体温检测的？所有这些，都离不开一个核心，那就是本堂课将要学习的传感器。二、新课教学1什么是传感器演示实验1：如图1所示，小盒子的侧面露出一个小灯泡，盒外没有开关，当把磁铁放到盒子上面，灯泡

3、就会发光，把磁铁移开，灯泡熄灭。提问：盒子里有怎样的装置，才能实现这样的控制？教师点拨：这个装置反过来还可以让我们通过灯泡的发光情况，感知干簧管周围是否存在着磁场。师生总结：现代技术中，我们可以利用一些元件设计电路，它能够感受诸如力、温度、光、声、化学成分等非电学量，并能把它们按照一定的规律转换为电压、电流等电学量，或转换为电路的通断。我们把这种元件叫做传感器。它的优点是：把非电学量转换为电学量以后，就可以很方便地进行测量、传输、处理和控制了。非电学量敏感元件转换器件转换电路电学量2、认识一些制作传感器的元器件（1）探究光敏电阻的特性光敏电阻学生实验1：学生五人一组，用万用电表的欧姆挡测量一只

4、光敏电阻的阻值，实验分别在暗环境和强光照射下进行。、将光敏电阻与万用表的欧姆档按右图所示连成电路、将光敏电阻受光面置于有光线照射的地方，观察万用表的读数，把光敏电阻的阻值填入现表中。光敏电阻光照情况较亮稍暗较暗黑暗光敏电阻的阻值（）、用黑纸片将光敏电阻的透光窗口的遮住，移动黑纸片，使光敏电阻受到的光线出现较亮、稍暗、较暗、黑暗几种情况，观察几种情况下光敏电阻的阻值变化，并把相应的阻值填入下表。、结论：光敏电阻在暗环境下电阻值很大，强光照射下电阻值很小。师生总结：光敏电阻能够把光照强弱这个光学量转换为电阻这个电学量。简单介绍：光敏电阻在光照射下电阻变化的原因。有些物质，例如硫化镉，是一种半导体材

5、料，无光照时，载流子极少，导电性能不好；随着光照的增强，载流子增多，导电性变好。（2）探究金属热电阻和热敏电阻的特性提问：金属导体的导电性能与温度有关吗？关系如何？演示实验4：如图6所示，AB间接有一段钨丝（从旧日光灯管中取出），闭合开关，灯泡正常发光，当用打火机给钨丝加热时，灯泡亮度明显变暗。师生总结：用金属丝可以制作温度传感器，称为热电阻。如前面已经学过的用金属铂可制作精密的电阻温度计。学生实验2：学生五人一组，探究热敏电阻的阻值大小与温度的关系。欧姆表热敏电阻实验器材：NTC热敏电阻，万用表，温度计，水杯，凉水和热水。实验方案：按照如图所示的电路将热敏电阻接入电路，将万用表选择开关置于欧

6、姆档，用温度计测量温度，用万用表测量不同温度下的电阻。实验步骤：、按上述电路连接电路、取半杯热水，将热敏电阻及温度计放入热水中、同时测量并记录水温和电阻值、倒入少许冷水，改变杯中的水温，在同时测量水温和电阻值，填入下表：实验数据：次数12345温度（）电阻（）实验结论：热敏电阻的阻值随温度的升高而减小，且阻值随温度变化非常明显。师生总结：半导体热敏电阻也可以用作温度传感器。师生总结比较：金属热电阻与热敏电阻都能够把温度这个热学量转换为电阻这个电学量，金属热电阻的化学稳定性好，测温范围大，但灵敏度较差。（3）霍尔元件教师介绍：霍尔元件是在一个很小的矩形半导体（例如砷化铟）薄片上，制作4个电极E、

7、F、M、N而成（如图7所示）。若在E、F间通入恒定的电流I，同时外加与薄片垂直的匀强磁场B，薄片中的载流子就在洛伦兹力的作用下发生偏转，使M、N间出现电压U。师生讨论：霍尔元件的上的电压U与电流I、磁感应强度B的关系，设霍尔元件长为a，宽为b，厚为d，则当薄片中载流子达到稳定状态时，即，又因，所以，即（为霍尔系数）。因此，我们就可以根据电压U的变化得知磁感应强度的变化。师生共析：霍尔元件能够把磁感应强度这个磁学量转换为电压这个电学量。【课堂总结】传感器是指一些能把光、力、温度、磁感应强度等非电学量转化为电学量或转换为电路的通断的元器件，它在生活、生产和科技领域有着非常广泛的应用。日本把传感器技

8、术列为上世纪八十年代十大技术之首，美国把传感器技术列为九十年代的关键技术，而我国有关传感器的研究和应用正方兴未艾【布置作业】1观察与思考：日常生活中哪些地方用到了传感器，它们分别属于哪种类型的传感器，它们的工作原理如何？2实验设计：用热敏电阻、继电器等器材设计一个火警报警器。3.P55，思考与练习2题完成填表。 欧姆学 生 学 习 过 程 学生思考：根据干簧管的构造和功能，思考干簧管为什么可以控制灯泡的开关？（3分钟）欧姆表思考：传感器的作用和目的是什么（4分钟）进而得出传感器的定义：（3分钟） 1、概念：_ 2、原理图：通过光敏电阻的实验了解光敏电阻的特性（8分钟）待添加的隐藏文字内容3阅读

9、课本关于光敏电阻和热敏电阻部分，完成下列问题（10分钟） 3、三种常见的敏感元件 （1）光敏电阻 材料及构造 工作原理 功能：把_（光学量）转换为_（电学量）。 （2）热敏电阻和金属热电阻 热敏电阻 a）材料 b）特点 c）功能：把_转换为_（电学量）。 d）分类： 正温度系数PTC热敏电阻（特点） 负温度系数NTC热敏电阻（特点） 金属热电阻 a）材料 b）特点 c）功能：把_转换为_（电学量）。 （3）霍尔元件 材料及构造 霍尔电压：_。 推导： 功能：把_（磁学量）转换为_（电学量）。传感器功能：能将力、温度、光、声、物质成分等_转化为_的元件。在教师的引导下完成下列练习（14分钟）（二

10、）课堂练习R1R2R3ba例1：如图，R2为热敏电阻，a、b间接报警器。当温度升高时，a、b间电压将？学生总结分析思路（结合闭合电路的欧姆定律）例2、有定值电阻、热敏电阻、光敏电阻三只元件，将这三只元件分别接入如图所示电路中的A、B两点后，用墨纸包住元件或者把元件置入热水中，观察欧姆表的示数，下列说法中正确的是 （ ）A、置入热水中与不置入热水中相比，欧姆表示数变化较大，这只元件一定是热敏电阻B、置入热水中与不置入热水中相比，欧姆表示数不变化，这只元件一定是定值电阻C、用墨纸包住元件与不用墨纸包住元件相比，欧姆表示数变化较大，这只元件一定是光敏电阻D、用墨纸包住元件与不用墨纸包住元件相比，欧姆表示数相同，这只元件一定是定值电阻例3、如图所示是电阻式温度计，一般是利用金属铂做的，已知铂丝的电阻随温度的变化情况，测出铂丝的电阻就可以知道其温度.这实际上是一个传感器，它是将_转化为_来进行测量的.学后反思 ：_