傳感器及其工作原理教學(xué)設(shè)計學(xué)案

1、傳感器及其工作原理教學(xué)設(shè)計f 早 節(jié)題目課型教學(xué)目標(biāo)(知識與能力、過程與方法、情感態(tài)度與價值觀)教學(xué)重點教學(xué)難點傳感器及其工作原理1課時新授課授課時間2013421. 知識與技能：(1) 了解什么是傳感器，知道非電學(xué)量轉(zhuǎn)化為電學(xué)量的技術(shù)意義。(2) 知道光敏電阻、熱敏電阻和霍爾元件及其它們的工作原理。2. 過程與方法：(1) 通過對實驗的觀察、思考和探究，讓學(xué)生在了解傳感器、熟悉傳感器工作原理。(2) 經(jīng)歷科學(xué)探究過程，學(xué)習(xí)科學(xué)研究方法，培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力、實踐能力和創(chuàng) 新思維能力。3. 情感態(tài)度與價值觀：(1) 體會傳感器在生活、生產(chǎn)、科技領(lǐng)域的種種益處，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，拓展 學(xué)生的知識

2、視野，并加強物理與 STS的聯(lián)系。(2) 通過動手實驗，培養(yǎng)學(xué)生實事求是的科學(xué)態(tài)度、團隊合作精神和創(chuàng)新意識。了解傳感器、熟悉傳感器工作原理。能初步分析并設(shè)計傳感器的應(yīng)用電路。知識流程圖傳感娃娃引入新課傳感器教學(xué)過程流程圖常見的敏感元件I傳感器的工作原理課堂小結(jié)布置作業(yè)環(huán)節(jié)與任務(wù)環(huán)節(jié)教師活動學(xué)生活動引入新課4分能對話的智能娃娃多麗絲設(shè)疑：想知道其中的道理嗎？讓我們來共同學(xué)習(xí)：傳感器 及其工作原理。一.傳感器：干簧管演示電路討論與交流：人體對外界的感覺可分為哪幾種？分別由什么器官承擔(dān)?環(huán)節(jié)新課教學(xué)6分人體感覺感覺器官視覺眼睛聽覺耳朵味覺舌頭嗅覺鼻子觸覺皮膚1.定義：現(xiàn)代技術(shù)中，指這樣一類元件：它能

3、像人的感覺器官那樣感受諸如力、 溫度、 光、聲、化學(xué)成分等非電學(xué)量，并能把它們按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換為電壓、電 流、電阻等電學(xué)量，或轉(zhuǎn)換為電路的通斷。設(shè)問：將非電學(xué)物理量轉(zhuǎn)換為電學(xué)物理量有什么技術(shù)意義呢?2. 意義：可以很方便的進行測量、 傳輸、處理和控制。3. 應(yīng)用：“例舉我的一天”非電學(xué)量 卜敏感元件轉(zhuǎn)換電路 -電學(xué)量環(huán)節(jié)傳感器的工作原理:新課教學(xué)4分弓雖三.常見的敏感元件：光控小夜燈演示(1) 光敏電阻：分組實驗環(huán)節(jié)新課 教學(xué)9分V -Q F J光照情況受光表面暴露遮蓋受光表面電阻值的情況電阻小電阻大二沁,SV明卸卜，視呵m曲-卜閱讀教材53-54頁的內(nèi)容：1. 特點：光照越強，電阻越小。2

4、. 材料：一般為半導(dǎo)體。如：硫化鎘3. 導(dǎo)電原理：無光照時，載流子(自由電子和空穴)少，導(dǎo)電性能不好隨著光 照的的增強，載流子增多，導(dǎo)電性變好。4. 作用：光照強弱電5. 應(yīng)用：照相機、驗鈔機、光控開關(guān)、光電計數(shù)器、報警器(2) 金屬熱電阻和熱敏電阻分組實驗：觀察與思考：熱敏電阻(半導(dǎo)體)不同溫度的水涼水溫水開水電阻值情況1. 特點：金屬熱電阻溫度升高電阻增大 熱敏電阻溫度升高電阻減小環(huán)節(jié)2. 異同點：金屬熱電阻化學(xué)穩(wěn)定性好、測量范圍大、但是靈敏度差。熱敏電阻化學(xué)穩(wěn)定性差、測量范圍小、但是靈敏度好。3. 作用：溫度_4. 應(yīng)用：冰箱啟動器、電飯鍋、電阻溫度計、報警器等例1：如圖是一個溫度傳感器

5、的原理示意圖， R是一個熱敏電阻器（熱敏電阻隨溫度 的升高阻值而降低）。試說明傳感器是如何把溫度值轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘柕?，電壓表示?shù)怎 么變化？ 思考方向：1. 兩電阻采取什么連接方式？新課教學(xué)10分延伸：如果將熱敏電阻換成光敏電阻呢?練1.如圖所示為光敏電阻自動計數(shù)器的示意圖，其中 阻.此光電計數(shù)器的基本工作原理是（）當(dāng)有光照射 R時，信號處理系統(tǒng)獲得高電壓 當(dāng)有光照射R時，信號處理系統(tǒng)獲得低電壓 信號處理系統(tǒng)每獲得一次低電壓就記數(shù)一次 信號處理系統(tǒng)每獲得一次高電壓就記數(shù)一次Ri為光敏電阻，R2為定值電A.B.CD.信號處 理系統(tǒng)2. 電壓表測的是哪個電阻的電壓？環(huán)節(jié)新課 教學(xué)5分XX bVdX 廠

6、XX（3）霍爾元件：演示DES數(shù)字實驗1. 構(gòu)造：在一個很小的矩形半導(dǎo)體（例如砷化銦）薄片上，制 作4個電極E、F、M N而成（如圖7所示）。2.霍爾電壓：霍爾元件是若在 E、F間通入恒定的電流I，同時X X 帝X X 外加與薄片垂直的勻強磁場 B,薄片中的載流子就在洛倫茲力的作用下團7發(fā)生偏轉(zhuǎn)，使M N間出現(xiàn)電壓UHo片=k H d3.作用：磁感應(yīng)強度電壓（4）電容傳感器：課件演示環(huán)節(jié)新課教學(xué)tPSWhS.當(dāng)舸枠紅細譏好 刪電紗戦肚m胖M!?iU訓(xùn)的” 罅射了樣旅紅贈呎物處砌變 1附什幺方空砒鍛制電器軸北？環(huán)節(jié)新課教學(xué)位移電例2.設(shè)計題：用如圖示的電磁繼電器設(shè)計一個由光敏電阻來控制路燈的實驗

7、電路。 要求是：光暗時燈亮，光亮?xí)r燈滅?？晒┻x擇的器材如下：光敏電阻、學(xué)生電源、 繼電器、滑動變阻器、開關(guān)、導(dǎo)線。（如有需要可以自行添加所需器材）課堂小結(jié)傳感器及其工作原理：強調(diào)利用敏感元件將各種非電學(xué)量轉(zhuǎn)換為電學(xué)量，一般分為 兩個層次：第一個層次，將各種非電學(xué)量轉(zhuǎn)換為電壓、電流、電阻、電容等等；第 二個層次，再利用一定的電路，將電阻、電容（一般還包括電流）等等轉(zhuǎn)換為電壓， 所以傳感器一般給出的信號均為電壓信號。布置作業(yè)1. 觀察與思考：日常生活中哪些地方用到了傳感器，它們分別屬于哪種類型的 傳感器，它們的工作原理如何？2. P56,思考與練習(xí)2題完成填表。傳感器及其工作原理板書設(shè)計一. 傳感

8、器（1）光敏電阻 光照強弱電阻二. 工作原理（2）金屬熱電阻和熱敏電阻 溫度 電阻非電學(xué)量 一電學(xué)量（3）霍爾元件磁感應(yīng)強度 一電壓三. 常見的敏感元件（4）電容傳感器位移電容一附錄1傳感器及其工作原理學(xué)案【學(xué)習(xí)目標(biāo)】（1）了解什么是傳感器，知道非電學(xué)量轉(zhuǎn)化為電學(xué)量的技術(shù)意義。（2）知道光敏電阻、熱敏電阻和霍爾元件及其它們的工作原理。（3）通過對實驗的觀察、思考和探究，了解傳感器、熟悉傳感器工作原理的同時，經(jīng) 歷科學(xué)探究過程，學(xué)習(xí)科學(xué)研究方法，培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力、實踐能力和創(chuàng)新思維能力。了解傳感器、熟悉傳感器工作原理。 能初步分析并設(shè)計傳感器的應(yīng)用電路。 熱敏電阻、萬用表、燒杯等?！緦W(xué)習(xí)重點】

9、【學(xué)習(xí)難點】【學(xué)習(xí)用具】【學(xué)習(xí)過程】一. 傳感器：定義：現(xiàn)代技術(shù)中，指這樣一類元件：它能像人的感覺器官那樣感受諸如力、溫度、光、聲、化學(xué)成分等，并能把它們按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換為電壓、電流、電阻等或轉(zhuǎn)換為二. 工作原理：三.常見的敏感元件（1）光敏電阻：演示實驗光照情況受光表面暴露遮蓋受光表面電阻值的情況1. 特點：光照越強，電阻。2. 材料：一般為半導(dǎo)體。如：硫化鎘3. 導(dǎo)電原理：無光照時，載流子（自由電子和空穴）少，導(dǎo)電性能不好隨著光照的的增 強，載流子增多，導(dǎo)電性變好。4 .作用： _5. 應(yīng)用：照相機、驗鈔機、光控開關(guān)、光電計數(shù)器、報警器（2）金屬熱電阻和熱敏電阻：分組實驗：觀察與思考：熱

10、敏電阻（半導(dǎo)體）不同溫度的水涼水溫水開水電阻值情況1. 特點：金屬熱電阻溫度升高電阻熱敏電阻溫度升高電阻2. 異同點：金屬熱電阻化學(xué)穩(wěn)定性好、測量范圍大、但是靈敏度差。熱 敏電阻化學(xué)穩(wěn)定性差、測量范圍小、但是靈敏度好。3. 作用：4. 應(yīng)用：冰箱啟動器、電飯鍋、電阻溫度計、報警器等例1：如圖是一個溫度傳感器的原理示意圖， R是一個熱敏電阻器（熱敏電阻隨溫度的 升高阻值而降低）。試說明傳感器是如何把溫度值轉(zhuǎn)變?yōu)?I才電信號的，電壓表示數(shù)怎么變化？練1.如圖所示為光敏電阻自動計數(shù)器的示意圖，其 中Ri為光敏電阻，F(xiàn)2為定值電阻.此光電計數(shù)器的基 本工作原理是（）A. 當(dāng)有光照射R時，信號處理系統(tǒng)獲得高電壓/X% 刈 X；EbXVAXXX X團7X X 兇 X xEB. 當(dāng)有光照射R時，信號處理系統(tǒng)獲得低電壓C信號處理系統(tǒng)每獲得一次低電壓就記數(shù)一次D.信號處理系統(tǒng)每獲得一次高電壓就記數(shù)一次（3）霍爾元件：1. 構(gòu)造：在一個很小的矩形半導(dǎo)體（例如砷化銦）薄片上，制作個電極E F、M N而成（如圖7所示）。2. 霍爾電壓：霍爾元件是若在 E、F間通入恒定的電流I，同時外加與薄片垂直