《傳感器與及其工作原理》教學設(shè)計

1、傳感器及其工作原理教學設(shè)計傳感器及其工作原理教學設(shè)計章章節(jié)節(jié)題題目目課課型型傳感器及其工作原理新授課課課時時授課時間授課時間1 課時2013.4.2教學教學1知識與技能：目標目標（1）了解什么是傳感器，知道非電學量轉(zhuǎn)化為電學量的技術(shù)意義。（知識（知識（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。與能與能2過程與方法：（1）通過對實驗的觀察、思考和探究，讓學生在了解傳感器、熟悉傳感器工作原理。力、過力、過（2）經(jīng)歷科學探究過程，學習科學研究方法，培養(yǎng)學生的觀察能力、實踐能力和創(chuàng)程與方程與方新思維能力。法、情法、情3情感態(tài)度與價值觀：感態(tài)度感態(tài)度（1）體會傳感器在生活、生產(chǎn)、科技領(lǐng)域的

2、種種益處，激發(fā)學生的學習興趣，拓展與價值與價值學生的知識視野，并加強物理與 sts 的聯(lián)系。觀）觀）（2）通過動手實驗，培養(yǎng)學生實事求是的科學態(tài)度、團隊合作精神和創(chuàng)新意識。教學教學重點重點教學教學難點難點了解傳感器、熟悉傳感器工作原理。能初步分析并設(shè)計傳感器的應用電路。傳感器及其工作原理傳感器及其工作原理常見的敏感元件常見的敏感元件知識流知識流程圖程圖傳傳感感器器傳傳感感器器的的工工作作原原理理金金屬屬電電熱熱霍霍光光容容電電敏敏爾爾傳傳阻阻 阻阻元元電電和和感感件件阻阻熱熱器器敏敏電電-傳感娃娃引入新課傳感娃娃引入新課教學過教學過程流程程流程圖圖課堂小結(jié)課堂小結(jié)常見的敏感元件常見的敏感元件傳

3、感器傳感器傳感器的工作原理傳感器的工作原理教教學學過過程程布置作業(yè)布置作業(yè)環(huán)節(jié)與環(huán)節(jié)與任務任務環(huán)節(jié)環(huán)節(jié)教教師師活活動動學學生生活活動動能對話的智能娃娃多麗絲一：一：設(shè)疑:想知道其中的道理嗎?引入引入讓我們來共同學習：傳感器及其工作原理。新課新課4 4 分分一傳感器：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？環(huán)節(jié)環(huán)節(jié)人體感覺感覺器官二：二：視覺眼睛新課新課聽覺耳朵教學教學味覺舌頭6 6 分分嗅覺鼻子觸覺皮膚1. 定義：現(xiàn)代技術(shù)中，指這樣一類元件：它能像人的感覺器官那樣感受諸如力、溫度、光、聲、化學成分等非電學量，并能把它們按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換為電壓、電流

4、、電阻等電學量，或轉(zhuǎn)換為電路的通斷。設(shè)問：將非電學物理量轉(zhuǎn)換為電學物理量有什么技術(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. 應用： “例舉我的一天”-環(huán)節(jié)環(huán)節(jié)二：二：新課新課教學教學4 4 分分環(huán)節(jié)環(huán)節(jié)二：二：新課新課教學教學9 9 分分二傳感器的工作原理：二傳感器的工作原理：三常見的敏感元件：三常見的敏感元件：光控小夜燈演示（1）光敏電阻：分組實驗非電學量敏感元件敏感元件轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換電路電學量光照情況電阻值的情況閱讀教材 53-54 頁的內(nèi)容：1.特點：光照越強，電阻越小。2.材料：一般為半導體。如：硫化鎘3.導電原理：無光照時，載流子（自由電子和空穴）少，導電性能不

5、好隨著光照的的增強，載流子增多，導電性變好。4.作用：光照強弱電阻5.應用：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（半導體）不同溫度的水電阻值情況涼水溫水開水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受光表面暴露電阻小遮蓋受光表面電阻大-環(huán)節(jié)環(huán)節(jié)二：二：新課新課教學教學1010 分分環(huán)節(jié)環(huán)節(jié)2.異同點：金屬熱電阻化學穩(wěn)定性好、測量范圍大、但是靈敏度差。熱敏電阻化學穩(wěn)定性差、測量范圍小、但是靈敏度好。3.作用：溫度電阻4.應用：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，rt是一

6、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)殡娦盘柕模妷罕硎緮?shù)怎么變化？思考方向：1兩電阻采取什么連接方式？2電壓表測的是哪個電阻的電壓？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 r1為光敏電阻，r2為定值電阻此光電計數(shù)器的基本工作原理是（）a當有光照射r1時，信號處理系統(tǒng)獲得高電壓b當有光照射r1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：演示 des 數(shù)字實驗1.構(gòu)造：在一個很小的矩形半導體（例如砷化銦）薄片上，制作 4 個電

7、極 e、f、m、n 而成（如圖 7 所示） 。二：二：新課新課2.霍爾電壓：霍爾元件是若在 e、f 間通入恒定的電流 i，同時教學教學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kib5 5 分分偏轉(zhuǎn)，使 m、n 間出現(xiàn)電壓 uh。uhd3.作用：磁感應強度電壓發(fā)生-環(huán)節(jié)環(huán)節(jié)二：二：新課新課教學教學4 4 分分環(huán)節(jié)環(huán)節(jié)(4)電容傳感器：課件演示位移電容例 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電路。二：二：要求是：光暗時燈亮，光亮時燈滅?？晒┻x擇的器材如下：光敏電阻、學生電源、（如有需要可以自行添加所需器材）新課新課繼電器、滑動變阻器、開關(guān)、導

8、線。教學教學3 3 分分傳感器及其工作原理：強調(diào)利用敏感元件將各種非電學量轉(zhuǎn)換為電學量，一般分為課堂課堂兩個層次：第一個層次，將各種非電學量轉(zhuǎn)換為電壓、電流、電阻、電容等等；第小結(jié)小結(jié)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。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布置布置傳感器，它們的工作原理如何？作業(yè)作業(yè)2p56，思考與練習 2 題完成填表。傳感器及其工作原理板書板書設(shè)計設(shè)計一傳感器 (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-非電學量電學量（3）霍爾元件 磁感

9、應強度電壓三常見的敏感元件（4）電容傳感器位移電容附錄附錄 1 1傳感器及其工作原理傳感器及其工作原理學案學案【學習目標學習目標】（1）了解什么是傳感器，知道非電學量轉(zhuǎn)化為電學量的技術(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)歷科學探究過程， 學習科學研究方法， 培養(yǎng)學生的觀察能力、 實踐能力和創(chuàng)新思維能力?！緦W習重點學習重點】 ：了解傳感器、熟悉傳感器工作原理。【學習難點學習難點】 ：能初步分析并設(shè)計傳感器的應用電路?！緦W習用具學習用具】 ：熱敏電阻、萬用表、燒杯等?！緦W習過程】【學習過程】 ：

10、一一. .傳感器：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_。二二. .工作原理：工作原理：三三. .常見的敏感元件常見的敏感元件（1）光敏電阻:演示實驗光照情況電阻值的情況1.特點：光照越強，電阻_。2.材料：一般為半導體。如：硫化鎘3.導電原理：無光照時，載流子（自由電子和空穴）少，導電性能不好隨著光照的的增強，載流子增多，導電性變好。4.作用：_ _5.應用：照相機、驗鈔機、光控開關(guān)、光電計數(shù)器、報警器受光表面暴露遮蓋受光表面-（2）金屬熱電阻和熱敏電阻: 分組實驗

11、：觀察與思考:熱敏電阻（半導體）不同溫度的水電阻值情況涼水溫水開水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：金屬熱電阻化學穩(wěn)定性好、測量范圍大、但是靈敏度差。熱敏電阻化學穩(wěn)定性差、測量范圍小、但是靈敏度好。3.作用：_ _4.應用：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，rt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)殡娦盘柕模妷罕硎緮?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r1為光敏電阻，r2為定值電阻 此光電計數(shù)器的基本工作原理是（）a當有光照射r1時，信號處理系統(tǒng)獲得高電壓b當有光照射r1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，同時外加與薄片