高中物理《傳感器及其工作原理》教案11(新人教版選修3-2)
《高中物理《傳感器及其工作原理》教案11(新人教版選修3-2)》由會(huì)員分享,可在線(xiàn)閱讀,更多相關(guān)《高中物理《傳感器及其工作原理》教案11(新人教版選修3-2)(5頁(yè)珍藏版)》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
111 第一節(jié):傳感器及其工作原理教案 【教學(xué)目標(biāo)】 1.知識(shí)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)、知道傳感器中常見(jiàn)的三種敏感元件光敏電阻、熱敏電阻和霍爾元件及其它們的工作原理。 (3)、了解傳感器的應(yīng)用。 2.過(guò)程與方法: 通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)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的同時(shí),經(jīng)歷科學(xué)探究過(guò)程,學(xué)習(xí)科學(xué)研究方法,培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力、實(shí)踐能力和創(chuàng)新思維能力。 3.情感、態(tài)度與價(jià)值觀 (1)、體會(huì)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(shí)視野,并加強(qiáng)物理與STS的聯(lián)系。 (2)、通過(guò)動(dòng)手實(shí)驗(yàn),培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度、團(tuán)隊(duì)合作精神和創(chuàng)新意識(shí)。 【教學(xué)重點(diǎn)】:理解并掌握傳感器的三種常見(jiàn)敏感元件的工作原理。 【教學(xué)難點(diǎn)】:分析并設(shè)計(jì)傳感器的應(yīng)用電路。 【教學(xué)方法】:實(shí)驗(yàn)、探究、討論 【教學(xué)用具】:干簧管,磁鐵,光敏電阻、熱敏電阻演示儀、傳感器簡(jiǎn)單應(yīng)用實(shí)驗(yàn)盒、萬(wàn)用表。 【教學(xué)過(guò)程】 一、引入新課 準(zhǔn)備知識(shí):從上世紀(jì)八十年代起,國(guó)際上出現(xiàn)了“傳感器熱”,傳感器在當(dāng)今科技發(fā)展中有著十分重要的地位。本課的設(shè)計(jì)思路是通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)的觀察、思考和探究,了解什么是傳感器,傳感器是如何將非電學(xué)量轉(zhuǎn)換成電學(xué)量的,傳感器在生產(chǎn)、生活中有哪些具體應(yīng)用,為學(xué)生利用傳感器制作簡(jiǎn)單的自控裝置作一鋪墊。教學(xué)時(shí)力避深?yuàn)W的理論,側(cè)重于聯(lián)系實(shí)際,讓學(xué)生感受傳感器的巨大作用,進(jìn)而提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,培養(yǎng)學(xué)生熱愛(ài)科學(xué)的情感和崇尚科學(xué)的精神。 今天我們生活中常用的電視、空調(diào)的遙控器是如何實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離操縱的?樓梯上的電燈如何能人來(lái)就開(kāi),人走就熄的?工業(yè)生產(chǎn)中所用的自動(dòng)報(bào)警器、恒溫烘箱是如何工作的?“非典”病毒肆虐華夏大地時(shí),機(jī)場(chǎng)、車(chē)站、港口又是如何實(shí)現(xiàn)快速而準(zhǔn)確的體溫檢測(cè)的?所有這些,都離不開(kāi)一個(gè)核心,那就是本堂課將要學(xué)習(xí)的傳感器。 二、新課教學(xué) 1.什么是傳感器 演示實(shí)驗(yàn)1:如圖1所示,小盒子的側(cè)面露出一個(gè)小燈泡,盒外沒(méi)有開(kāi)關(guān),當(dāng)把磁鐵放到盒子上面,燈泡就會(huì)發(fā)光,把磁鐵移開(kāi),燈泡熄滅。 提問(wèn):盒子里有怎樣的裝置,才能實(shí)現(xiàn)這樣的控制? 學(xué)生猜測(cè):盒子里有彈性鐵質(zhì)開(kāi)關(guān)。 師生探究:打開(kāi)盒子,用實(shí)物投影儀展示盒內(nèi)的電路圖(圖2),了解元件“干簧管”的結(jié)構(gòu)。探明原因:當(dāng)磁體靠近干簧管時(shí),兩個(gè)由軟磁性材料制成的簧片因磁化而相互吸引,電路導(dǎo)通,干簧管起到了開(kāi)關(guān)的作用。 教師點(diǎn)撥:這個(gè)裝置反過(guò)來(lái)還可以讓我們通過(guò)燈泡的發(fā)光情況,感知干簧管周?chē)欠翊嬖谥艌?chǎng)。 演示實(shí)驗(yàn)2:教師出示一只音樂(lè)茶杯,茶杯平放桌上時(shí),無(wú)聲無(wú)息,提起茶杯,茶杯邊播放悅耳的音樂(lè),邊閃爍著五彩的光芒。 教師提問(wèn): 音樂(lè)茶杯的工作開(kāi)關(guān)又在哪里?開(kāi)啟的條件是什么? 學(xué)生猜測(cè):在茶杯底部,所受壓力發(fā)生改變。 實(shí)驗(yàn)探究:提起茶杯,用手壓杯的底部,音樂(lè)并沒(méi)有停止。 學(xué)生猜測(cè):是由于光照強(qiáng)度的改變。 實(shí)驗(yàn)探究:用書(shū)擋住底部(不與底部接觸),音樂(lè)停止,可見(jiàn)音樂(lè)茶杯受光照強(qiáng)度的控制。 師生總結(jié):現(xiàn)代技術(shù)中,我們可以利用一些元件設(shè)計(jì)電路,它能夠感受諸如力、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。我們把這種元件叫做傳感器。它的優(yōu)點(diǎn)是:把非電學(xué)量轉(zhuǎn)換為電學(xué)量以后,就可以很方便地進(jìn)行測(cè)量、傳輸、處理和控制了。 教師提問(wèn):實(shí)驗(yàn)1中的干簧管是怎樣的傳感器,實(shí)驗(yàn)2音樂(lè)茶杯中所用的元件又是怎樣的傳感器? 學(xué)生回答:干簧管是一個(gè)能感受磁場(chǎng)的傳感器,音樂(lè)茶杯中所用的元件是能感受光照強(qiáng)度的傳感器。 傳感器的工作原理如下圖所示: 非電學(xué)量 敏感元件 轉(zhuǎn)換器件 轉(zhuǎn)換電路 電學(xué)量 歐姆表 2、認(rèn)識(shí)一些制作傳感器的元器件 Ω (1)探究光敏電阻的特性 光敏電阻 學(xué)生實(shí)驗(yàn)1:學(xué)生五人一組,用萬(wàn)用電表的歐姆擋測(cè)量一只光敏電阻的阻值,實(shí)驗(yàn)分別在暗環(huán)境和強(qiáng)光照射下進(jìn)行。 ①、將光敏電阻與萬(wàn)用表的歐姆檔按右圖所示連成電路 ②、將光敏電阻受光面置于有光線(xiàn)照射的地方,觀察萬(wàn)用表的讀數(shù),把光敏電阻的阻值填入現(xiàn)表中。 光敏電阻光照情況 較亮 稍暗 較暗 黑暗 光敏電阻的阻值(Ω) ③、用黑紙片將光敏電阻的透光窗口的遮住,移動(dòng)黑紙片,使光敏電阻受到的光線(xiàn)出現(xiàn)較亮、稍暗、較暗、黑暗幾種情況,觀察幾種情況下光敏電阻的阻值變化,并把相應(yīng)的阻值填入下表。 ④、結(jié)論:光敏電阻在暗環(huán)境下電阻值很大,強(qiáng)光照射下電阻值很小。 師生總結(jié):光敏電阻能夠把光照強(qiáng)弱這個(gè)光學(xué)量轉(zhuǎn)換為電阻這個(gè)電學(xué)量。 簡(jiǎn)單介紹:光敏電阻在光照射下電阻變化的原因。有些物質(zhì),例如硫化鎘,是一種半導(dǎo)體材料,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。 (2)探究金屬熱電阻和熱敏電阻的特性 提問(wèn):金屬導(dǎo)體的導(dǎo)電性能與溫度有關(guān)嗎?關(guān)系如何? 回答:金屬導(dǎo)體的電阻隨溫度的升高而增大,如白熾燈鎢絲的電阻在正常工作情況下比常溫下的電阻大得多。 演示實(shí)驗(yàn)4:如圖6所示,AB間接有一段鎢絲(從舊日光燈管中取出),閉合開(kāi)關(guān),燈泡正常發(fā)光,當(dāng)用打火機(jī)給鎢絲加熱時(shí),燈泡亮度明顯變暗。 學(xué)生探究:鎢絲的電阻隨溫度的升高而增大。 師生總結(jié):用金屬絲可以制作溫度傳感器,稱(chēng)為熱電阻。如前面已經(jīng)學(xué)過(guò)的用金屬鉑可制作精密的電阻溫度計(jì)。 學(xué)生實(shí)驗(yàn)2:學(xué)生五人一組,探究熱敏電阻的阻值大小與溫度的關(guān)系。 Ω 歐姆表 熱敏電阻 實(shí)驗(yàn)器材:NTC熱敏電阻,萬(wàn)用表,溫度計(jì),水杯,涼水和熱水。 實(shí)驗(yàn)方案:按照如圖所示的電路將熱敏電阻接入電路,將萬(wàn)用表選擇開(kāi)關(guān)置于歐姆檔,用溫度計(jì)測(cè)量溫度,用萬(wàn)用表測(cè)量不同溫度下的電阻。 實(shí)驗(yàn)步驟: ①、按上述電路連接電路 ②、取半杯熱水,將熱敏電阻及溫度計(jì)放入熱水中 ③、同時(shí)測(cè)量并記錄水溫和電阻值 ④、倒入少許冷水,改變杯中的水溫,在同時(shí)測(cè)量水溫和電阻值,填入下表: 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù): 次數(shù) 1 2 3 4 5 溫度(℃) 電阻(Ω) 實(shí)驗(yàn)結(jié)論:熱敏電阻的阻值隨溫度的升高而減小,且阻值隨溫度變化非常明顯。 師生總結(jié):半導(dǎo)體熱敏電阻也可以用作溫度傳感器。 師生總結(jié)比較:金屬熱電阻與熱敏電阻都能夠把溫度這個(gè)熱學(xué)量轉(zhuǎn)換為電阻這個(gè)電學(xué)量,金屬熱電阻的化學(xué)穩(wěn)定性好,測(cè)溫范圍大,但靈敏度較差。 (3)霍爾元件 教師介紹:霍爾元件是在一個(gè)很小的矩形半導(dǎo)體(例如砷化銦)薄片上,制作4個(gè)電極E、F、M、N而成(如圖7所示)。若在E、F間通入恒定的電流I,同時(shí)外加與薄片垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B,薄片中的載流子就在洛倫茲力的作用下發(fā)生偏轉(zhuǎn),使M、N間出現(xiàn)電壓U。 師生討論:霍爾元件的上的電壓U與電流I、磁感應(yīng)強(qiáng)度B的關(guān)系,設(shè)霍爾元件長(zhǎng)為a,寬為b,厚為d,則當(dāng)薄片中載流子達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時(shí),,即,又因,所以,即(為霍爾系數(shù))。因此,我們就可以根據(jù)電壓U的變化得知磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化。 師生共析:霍爾元件能夠把磁感應(yīng)強(qiáng)度這個(gè)磁學(xué)量轉(zhuǎn)換為電壓這個(gè)電學(xué)量。 【課堂總結(jié)】 傳感器是指一些能把光、力、溫度、磁感應(yīng)強(qiáng)度等非電學(xué)量轉(zhuǎn)化為電學(xué)量或轉(zhuǎn)換為電路的通斷的元器件,它在生活、生產(chǎn)和科技領(lǐng)域有著非常廣泛的應(yīng)用。日本把傳感器技術(shù)列為上世紀(jì)八十年代十大技術(shù)之首,美國(guó)把傳感器技術(shù)列為九十年代的關(guān)鍵技術(shù),而我國(guó)有關(guān)傳感器的研究和應(yīng)用正方興未艾…… 【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(lèi)型的傳感器,它們的工作原理如何? 2.實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì):用熱敏電阻、繼電器等器材設(shè)計(jì)一個(gè)火警報(bào)警器。 3.P55,思考與練習(xí)2題完成填表。 【板書(shū)設(shè)計(jì)】 第一節(jié):傳感器及其工作原理 1、 傳感器: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。 非電學(xué)量 敏感元件 轉(zhuǎn)換器件 轉(zhuǎn)換電路 電學(xué)量 2、 傳感器的優(yōu)點(diǎn):把非電學(xué)量轉(zhuǎn)換為電學(xué)量,很方便地進(jìn)行測(cè)量、傳輸、處理和控制。 3、 傳感器的工作原理: 4、 認(rèn)識(shí)一些制作傳感器的元器件 (1)、光敏電阻:光敏電阻在暗環(huán)境下電阻值很大,強(qiáng)光照射下電阻值很小。作用:光敏電阻能夠把光照強(qiáng)弱這個(gè)光學(xué)量轉(zhuǎn)換為電阻這個(gè)電學(xué)量。 (2)、熱敏電阻:熱敏電阻的阻值隨溫度的升高而減小,且阻值隨溫度變化非常明顯。作用:半導(dǎo)體熱敏電阻也可以用作溫度傳感器。 (3)、霍爾元件:霍爾元件能夠把磁感應(yīng)強(qiáng)度這個(gè)磁學(xué)量轉(zhuǎn)換為電壓這個(gè)電學(xué)量。 【教學(xué)反思】 本節(jié)課依據(jù)學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律組織教學(xué),引入新課從生活實(shí)例入手,設(shè)置懸念,提出問(wèn)題,激發(fā)學(xué)生興趣,增強(qiáng)學(xué)生的求知欲;在進(jìn)行“什么是傳感器”的教學(xué)中注重實(shí)驗(yàn)探究,引導(dǎo)學(xué)生從兩個(gè)實(shí)驗(yàn)的探究中加以歸納,并通過(guò)DISLab系統(tǒng)顯示傳感器的優(yōu)越性,讓學(xué)生了解把非電學(xué)量轉(zhuǎn)化為電學(xué)量的技術(shù)意義;在對(duì)光敏電阻、熱敏電阻和熱電阻、霍爾元件這些制作傳感器的元器件教學(xué)中,注重將教師演示實(shí)驗(yàn)與學(xué)生動(dòng)手實(shí)驗(yàn)相結(jié)合,注重理論與實(shí)踐相結(jié)合。整個(gè)教學(xué)過(guò)程符合新課程的三維目標(biāo),體現(xiàn)新課程的理念,注意培養(yǎng)學(xué)生的自主、合作、探究能力,注意從生活走向物理,從物理走向生活,以此增進(jìn)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力和科學(xué)素養(yǎng)。 111- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來(lái)的問(wèn)題本站不予受理。
- 2.下載的文檔,不會(huì)出現(xiàn)我們的網(wǎng)址水印。
- 3、該文檔所得收入(下載+內(nèi)容+預(yù)覽)歸上傳者、原創(chuàng)作者;如果您是本文檔原作者,請(qǐng)點(diǎn)此認(rèn)領(lǐng)!既往收益都?xì)w您。
下載文檔到電腦,查找使用更方便
5 積分
下載 |
- 配套講稿:
如PPT文件的首頁(yè)顯示word圖標(biāo),表示該P(yáng)PT已包含配套word講稿。雙擊word圖標(biāo)可打開(kāi)word文檔。
- 特殊限制:
部分文檔作品中含有的國(guó)旗、國(guó)徽等圖片,僅作為作品整體效果示例展示,禁止商用。設(shè)計(jì)者僅對(duì)作品中獨(dú)創(chuàng)性部分享有著作權(quán)。
- 關(guān) 鍵 詞:
- 傳感器及其工作原理 高中物理 傳感器 及其 工作 原理 教案 11 新人 選修
鏈接地址:http://m.jqnhouse.com/p-8542644.html