高中物理復(fù)習(xí)教案.專(zhuān)題復(fù)習(xí)-傳感器

高中物理復(fù)習(xí)教案.專(zhuān)題復(fù)習(xí)—傳感器?一、教學(xué)目標(biāo)1.知識(shí)與技能目標(biāo)理解傳感器的概念，知道常見(jiàn)傳感器的工作原理，如光敏電阻、熱敏電阻、霍爾元件等。掌握傳感器在實(shí)際生活和生產(chǎn)中的應(yīng)用，能夠分析簡(jiǎn)單的傳感器應(yīng)用電路。學(xué)會(huì)運(yùn)用傳感器的知識(shí)解決相關(guān)的物理問(wèn)題，提高學(xué)生的綜合應(yīng)用能力。2.過(guò)程與方法目標(biāo)通過(guò)對(duì)不同類(lèi)型傳感器的實(shí)驗(yàn)探究，培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力、實(shí)驗(yàn)操作能力和分析歸納能力。在分析傳感器應(yīng)用實(shí)例的過(guò)程中，引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用物理知識(shí)建立模型，培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力和解決實(shí)際問(wèn)題的能力。3.情感態(tài)度與價(jià)值觀目標(biāo)激發(fā)學(xué)生對(duì)物理學(xué)科的興趣，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究精神和創(chuàng)新意識(shí)。通過(guò)了解傳感器在現(xiàn)代科技中的廣泛應(yīng)用，體會(huì)物理知識(shí)與生活實(shí)際的緊密聯(lián)系，增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的自信心。二、教學(xué)重難點(diǎn)1.教學(xué)重點(diǎn)常見(jiàn)傳感器的工作原理和特性。傳感器在實(shí)際應(yīng)用中的電路分析和物理原理。2.教學(xué)難點(diǎn)理解傳感器如何將非電學(xué)量轉(zhuǎn)化為電學(xué)量，并進(jìn)行信號(hào)處理。運(yùn)用傳感器知識(shí)解決綜合性較強(qiáng)的實(shí)際問(wèn)題。三、教學(xué)方法講授法、實(shí)驗(yàn)探究法、討論法、練習(xí)法相結(jié)合四、教學(xué)過(guò)程（一）導(dǎo)入新課（5分鐘）通過(guò)展示一些現(xiàn)代科技產(chǎn)品的圖片或視頻，如智能家居系統(tǒng)、汽車(chē)自動(dòng)駕駛系統(tǒng)、工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)線等，引出傳感器在這些高科技產(chǎn)品中的重要作用，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。提問(wèn)：同學(xué)們，在這些高科技產(chǎn)品中，是什么讓它們能夠感知周?chē)沫h(huán)境并做出相應(yīng)的反應(yīng)呢？引導(dǎo)學(xué)生思考，從而引出本節(jié)課的主題傳感器。（二）知識(shí)講解（20分鐘）1.傳感器的概念講解傳感器是一種能夠感受諸如力、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、電流等電學(xué)量，或轉(zhuǎn)換為電路的通斷的元件。通過(guò)舉例說(shuō)明傳感器在生活中的廣泛應(yīng)用，如自動(dòng)沖水馬桶中的紅外傳感器、電子秤中的壓力傳感器等，讓學(xué)生對(duì)傳感器有更直觀的認(rèn)識(shí)。2.常見(jiàn)傳感器的工作原理光敏電阻介紹光敏電阻的材料特性，它是由半導(dǎo)體材料制成，無(wú)光照時(shí)，載流子極少，導(dǎo)電性能不好；隨著光照的增強(qiáng)，載流子增多，導(dǎo)電性變好。利用光敏電阻的這一特性，講解其工作原理：當(dāng)光照強(qiáng)度變化時(shí)，光敏電阻的阻值發(fā)生變化，從而引起電路中電流或電壓的變化，實(shí)現(xiàn)將光信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)。通過(guò)實(shí)驗(yàn)演示，讓學(xué)生觀察光敏電阻在不同光照強(qiáng)度下的阻值變化情況，并連接簡(jiǎn)單的電路，測(cè)量其電流和電壓的變化，加深對(duì)光敏電阻工作原理的理解。熱敏電阻分為正溫度系數(shù)（PTC）熱敏電阻和負(fù)溫度系數(shù)（NTC）熱敏電阻。以負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻為例，講解其工作原理：溫度升高時(shí)，熱敏電阻的阻值減?。粶囟冉档蜁r(shí)，阻值增大。同樣通過(guò)實(shí)驗(yàn)，測(cè)量熱敏電阻在不同溫度下的阻值，觀察電路中電流和電壓的變化，分析熱敏電阻如何將溫度信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)?；魻栐榻B霍爾元件的結(jié)構(gòu)和工作原理，它是利用霍爾效應(yīng)制成的。當(dāng)電流垂直于外磁場(chǎng)通過(guò)半導(dǎo)體時(shí)，在半導(dǎo)體的垂直于磁場(chǎng)和電流方向的兩個(gè)端面之間會(huì)出現(xiàn)電勢(shì)差，這個(gè)電勢(shì)差叫做霍爾電勢(shì)差。說(shuō)明霍爾元件在測(cè)量磁場(chǎng)、電流等方面的應(yīng)用，如汽車(chē)速度表中的霍爾傳感器，通過(guò)測(cè)量車(chē)輪的轉(zhuǎn)速來(lái)計(jì)算汽車(chē)的行駛速度。（三）實(shí)驗(yàn)探究（20分鐘）1.實(shí)驗(yàn)一：光敏電阻特性的研究實(shí)驗(yàn)器材：光敏電阻、電源、滑動(dòng)變阻器、電流表、電壓表、開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線若干、遮光罩。實(shí)驗(yàn)步驟按照電路圖連接好實(shí)驗(yàn)電路。閉合開(kāi)關(guān)，在無(wú)光照的情況下，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，使電流表和電壓表有合適的示數(shù)，記錄此時(shí)的電流$I_0$和電壓$U_0$，計(jì)算出光敏電阻的阻值$R_0$。打開(kāi)遮光罩，讓光敏電阻受到不同強(qiáng)度的光照，每次記錄電流表的示數(shù)$I$和電壓表的示數(shù)$U$，并計(jì)算出相應(yīng)的光敏電阻阻值$R=U/I$。改變光照強(qiáng)度，重復(fù)上述步驟，記錄多組數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)處理與分析以光照強(qiáng)度為橫坐標(biāo)，光敏電阻阻值為縱坐標(biāo)，繪制光敏電阻阻值隨光照強(qiáng)度變化的曲線。分析曲線，得出光敏電阻阻值與光照強(qiáng)度之間的關(guān)系，即光照強(qiáng)度越強(qiáng)，光敏電阻阻值越小。注意事項(xiàng)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中要注意保持電路連接正確，避免短路和斷路。每次改變光照強(qiáng)度后，要等待一段時(shí)間，使光敏電阻的阻值穩(wěn)定后再進(jìn)行測(cè)量。2.實(shí)驗(yàn)二：熱敏電阻特性的研究實(shí)驗(yàn)器材：熱敏電阻、電源、滑動(dòng)變阻器、電流表、電壓表、開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線若干、溫度計(jì)、熱水、冷水。實(shí)驗(yàn)步驟按照電路圖連接好實(shí)驗(yàn)電路，將熱敏電阻放入冷水中，記錄此時(shí)冷水的溫度$t_1$。閉合開(kāi)關(guān)，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，使電流表和電壓表有合適的示數(shù)，記錄此時(shí)的電流$I_1$和電壓$U_1$，計(jì)算出熱敏電阻的阻值$R_1$。將熱敏電阻放入熱水中，等待一段時(shí)間，使熱敏電阻的溫度穩(wěn)定，記錄此時(shí)熱水的溫度$t_2$。再次調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，使電流表和電壓表的示數(shù)與放入冷水中時(shí)相同，記錄此時(shí)的電流$I_2$和電壓$U_2$，計(jì)算出熱敏電阻的阻值$R_2$。改變熱水和冷水的溫度，重復(fù)上述步驟，記錄多組數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)處理與分析以溫度為橫坐標(biāo)，熱敏電阻阻值為縱坐標(biāo)，繪制熱敏電阻阻值隨溫度變化的曲線。分析曲線，得出熱敏電阻阻值與溫度之間的關(guān)系，即對(duì)于負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻，溫度升高，阻值減小。注意事項(xiàng)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中要注意安全，避免燙傷。測(cè)量溫度時(shí)，溫度計(jì)要與熱敏電阻充分接觸，確保測(cè)量準(zhǔn)確。（四）傳感器的應(yīng)用實(shí)例分析（20分鐘）1.溫度傳感器在恒溫控制系統(tǒng)中的應(yīng)用展示恒溫控制系統(tǒng)的電路圖，講解其工作原理：溫度傳感器將溫度信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，傳遞給控制器。當(dāng)溫度低于設(shè)定值時(shí)，控制器發(fā)出指令，使加熱裝置工作；當(dāng)溫度高于設(shè)定值時(shí)，控制器發(fā)出指令，使制冷裝置工作，從而實(shí)現(xiàn)溫度的自動(dòng)控制。提問(wèn)：如果溫度傳感器出現(xiàn)故障，可能會(huì)導(dǎo)致什么問(wèn)題？引導(dǎo)學(xué)生思考溫度傳感器在恒溫控制系統(tǒng)中的重要性。2.光傳感器在路燈自動(dòng)控制中的應(yīng)用畫(huà)出路燈自動(dòng)控制電路原理圖，分析光傳感器如何根據(jù)光照強(qiáng)度控制路燈的開(kāi)關(guān)。當(dāng)光照強(qiáng)度低于某一設(shè)定值時(shí)，光傳感器將信號(hào)傳遞給控制器，控制器控制路燈點(diǎn)亮；當(dāng)光照強(qiáng)度高于設(shè)定值時(shí)，路燈熄滅。討論：這種路燈自動(dòng)控制方式有什么優(yōu)點(diǎn)？與傳統(tǒng)的人工控制路燈相比，能節(jié)約哪些資源？讓學(xué)生了解光傳感器在節(jié)能方面的應(yīng)用。3.壓力傳感器在電子秤中的應(yīng)用介紹電子秤的工作原理：壓力傳感器受到物體的壓力時(shí)，將壓力信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，經(jīng)過(guò)放大、處理后，在顯示屏上顯示出物體的質(zhì)量。通過(guò)實(shí)際例子，如在商場(chǎng)購(gòu)物時(shí)使用電子秤稱(chēng)重商品，讓學(xué)生體會(huì)壓力傳感器在日常生活中的應(yīng)用。（五）課堂小結(jié)（5分鐘）1.引導(dǎo)學(xué)生回顧本節(jié)課所學(xué)內(nèi)容，包括傳感器的概念、常見(jiàn)傳感器的工作原理、實(shí)驗(yàn)探究過(guò)程以及傳感器在實(shí)際生活中的應(yīng)用實(shí)例。2.強(qiáng)調(diào)重點(diǎn)知識(shí)和易錯(cuò)點(diǎn)，如傳感器如何將非電學(xué)量轉(zhuǎn)化為電學(xué)量，以及在分析傳感器應(yīng)用電路時(shí)要注意的問(wèn)題。（六）課堂練習(xí)（10分鐘）1.光敏電阻的阻值隨光照強(qiáng)度的增加而______（填"增大"或"減小"）。當(dāng)光照強(qiáng)度增大時(shí)，光敏電阻兩端的電壓______（填"升高"或"降低"）。2.熱敏電阻分為_(kāi)_____熱敏電阻和______熱敏電阻，其中______熱敏電阻的阻值隨溫度升高而減小。3.如圖所示為某自動(dòng)控制電路，$R_1$為光敏電阻，其阻值隨光照強(qiáng)度的增大而減小，$R_2$為定值電阻，$L$為小燈泡。當(dāng)光照強(qiáng)度增大時(shí)，小燈泡的亮度如何變化？并說(shuō)明理由。（七）布置作業(yè)1.書(shū)面作業(yè)完成課后習(xí)題中與傳感器相關(guān)的題目，鞏固所學(xué)知識(shí)。查找資料，了解一種新型傳感器的工作原理和應(yīng)用，并寫(xiě)一篇簡(jiǎn)短的報(bào)告。2.拓展作業(yè)設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的傳感器應(yīng)用電路，如利用溫度傳感器控制風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速，要求畫(huà)出電路圖，并說(shuō)明工作原理。思考傳感器技術(shù)在未來(lái)科技發(fā)展中的可能應(yīng)用方向，寫(xiě)一篇短文闡述自己的觀點(diǎn)。五、教學(xué)反思通過(guò)本節(jié)課的教學(xué)，學(xué)生對(duì)傳感器的概念、工作原理和應(yīng)用有了較為系統(tǒng)的了解。實(shí)驗(yàn)探究環(huán)節(jié)讓學(xué)生親身體驗(yàn)了傳感器的特性，提高了學(xué)生的動(dòng)手能力和分析問(wèn)題的能力。在