高中物理人教版2第六章傳感器2傳感器的應(yīng)用 公開課獎(jiǎng)

【附】實(shí)驗(yàn)課[課時(shí)28]第3節(jié)傳感器的應(yīng)用第一課時(shí)適用年級(jí)：高二，所需課時(shí)：1課時(shí)。作者姓名：王瑋、單位棗莊八中南校、聯(lián)系電話：、電子郵箱：。本節(jié)在本章中的作用：本節(jié)教材內(nèi)容是安排了兩個(gè)學(xué)生實(shí)驗(yàn)，即使用常見的少量電子元件，組裝實(shí)用的光控開關(guān)和溫度報(bào)警電路。其目的是使學(xué)生動(dòng)手體會(huì)傳感器的應(yīng)用，培養(yǎng)組裝和調(diào)試電子電路的能力?！緦W(xué)習(xí)目標(biāo)】（1）、讓學(xué)生練習(xí)電子電路的組裝，獲得對(duì)自動(dòng)控制電路設(shè)計(jì)的感性認(rèn)識(shí)。（2）、識(shí)別各種晶體管、邏輯集成電路塊、集成電路實(shí)驗(yàn)板，知道各種元器件的性能和引腳關(guān)系。（3）、了解光控開關(guān)電路及控制原理，會(huì)組裝光控開關(guān)。（4）、了解溫度報(bào)警器及控制原理，會(huì)組裝溫度報(bào)警器?！緦W(xué)習(xí)重點(diǎn)】：各種傳感器的應(yīng)用原理及結(jié)構(gòu)?！緦W(xué)習(xí)難點(diǎn)】：各種傳感器的應(yīng)用原理及結(jié)構(gòu)?！緦W(xué)習(xí)方法】：探究實(shí)驗(yàn)【學(xué)習(xí)過程】復(fù)習(xí)1.傳感器：能夠感受諸如等非電學(xué)量，并能把它們按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換為、等電學(xué)量，或轉(zhuǎn)換為的通斷。2.制作傳感器一些元器件：⑴光敏電阻：光照，電阻，可以把這個(gè)光學(xué)量轉(zhuǎn)換為這個(gè)電學(xué)量。⑵金屬熱電阻和熱敏電阻：金屬熱電阻的電阻率隨溫度的升高而；用半導(dǎo)體材料制作的熱敏電阻的電阻率隨溫度升高而。熱敏電阻和金屬熱電阻能夠把這個(gè)熱學(xué)量轉(zhuǎn)換為這個(gè)電學(xué)量。⑶霍爾元件：能夠把這個(gè)磁學(xué)量轉(zhuǎn)換為這個(gè)電學(xué)量。（一）引入新課師：隨著人們生活水平的提高，傳感器在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用越來越廣泛，如走廊里的聲、光控開關(guān)、溫度報(bào)警器、孵小雞用的恒溫箱、路燈的自動(dòng)控制、銀行門口的自動(dòng)門等，都用到了傳感器．傳感器的工作離不開電子電路，傳感器只是把非電學(xué)量轉(zhuǎn)換成電學(xué)量，對(duì)電學(xué)量的放大，處理均是通過電子元件組成的電路來完成的．這節(jié)課我們就來動(dòng)手組裝光控開關(guān)或溫度報(bào)警器。（二）進(jìn)行新課實(shí)驗(yàn)1、光控開關(guān)1．實(shí)驗(yàn)原理及知識(shí)準(zhǔn)備師：（投影）如圖所示光控電路，用發(fā)光二極管LED模仿路燈，RG為光敏電阻，R1的最大電阻為51kΩ，R2為330kΩ，試分析其工作原理．生：白天，光強(qiáng)度較大，光敏電阻RG電阻值較小，加在斯密特觸發(fā)器A端的電壓較低，則輸出端Y輸出高電平，發(fā)光二極管LED不導(dǎo)通；當(dāng)天色暗到一定程度時(shí)，RG的阻值增大到一定值，斯密特觸發(fā)器的輸入端A的電壓上升到某個(gè)值（），輸出端Y突然從高電平跳到低電平，則發(fā)光二極管LED導(dǎo)通發(fā)光（相當(dāng)于路燈亮了），這樣就達(dá)到了使路燈天明熄滅，天暗自動(dòng)開啟的目的．師：要想在天更暗時(shí)路燈才會(huì)亮，應(yīng)該把R1的阻值調(diào)大些還是調(diào)小些？為什么？生：應(yīng)該把R1的阻值調(diào)大些，這樣要使斯密特觸發(fā)器的輸入端A電壓達(dá)到某個(gè)值（如，就需要RG的阻值達(dá)到更大，即天色更暗。。師：用白熾燈模仿路燈，為何要用到繼電器？生：由于集成電路允許通過的電流較小，要用白熾燈泡模仿路燈，就要使用繼電器來啟閉工作電路．師：（投影）如圖所示電磁繼電器工作電路，圖中虛線框內(nèi)即為電磁繼電器，D為動(dòng)觸點(diǎn)，E為靜觸點(diǎn)．試分析電磁繼電器的工作原理．生：當(dāng)線圈A中通電時(shí)，鐵芯中產(chǎn)生磁場(chǎng)，吸引銜鐵B向下運(yùn)動(dòng)，從而帶動(dòng)動(dòng)觸點(diǎn)D向下與E接觸，將工作電路接通，當(dāng)線圈A中電流為零時(shí)，電磁鐵失去磁性，銜鐵B在彈簧作用下拉起，帶動(dòng)觸點(diǎn)D與E分離，自動(dòng)切斷工作電路．師：試說明控制電路的工作原理。生：天較亮?xí)r，光敏電阻RG阻值較小，斯密特觸發(fā)器輸入端A電勢(shì)較低，則輸出端Y輸出高電平，線圈中無電流，工作電路不通；天較暗時(shí)，光敏電阻RG電阻增大，斯密特觸發(fā)器輸入端A電勢(shì)升高，當(dāng)升高到一定值，輸出端Y由高電平突然跳到低電平，有電流通過線圈A，電磁繼電器工作，接通工作電路，使路燈自動(dòng)開啟；天明后，RG阻值減小，斯密特觸發(fā)器輸入端A電勢(shì)逐漸降低，降到一定值，輸出端Y突然由低電平跳到高電平，則線圈A不再有電流，則電磁繼電器自動(dòng)切斷工作電路的電源，路燈熄滅．生：分組實(shí)驗(yàn)。師：巡回指導(dǎo)，了解學(xué)生實(shí)驗(yàn)過程。2．溫度報(bào)警器師：上一節(jié)我們學(xué)習(xí)了火災(zāi)報(bào)警器，它是利用煙霧對(duì)光的散射作用，使火災(zāi)發(fā)出的光引起光敏電阻的阻值變化，從而達(dá)到報(bào)警的目的．這種設(shè)計(jì)其敏感性是否值的懷疑，你想過嗎？既然發(fā)生火災(zāi)時(shí)，環(huán)境溫度要升高，我們能不能用溫度傳感器來做成火災(zāi)報(bào)警器呢？師：（投影）溫度報(bào)警器的工作電路，如圖所示。試分析其工作原理。生：常溫下，調(diào)整R1的阻值使斯密特觸發(fā)器的輸入端A處于低電平，則輸出端Y處于高電平，無電流通過蜂鳴器，蜂鳴器不發(fā)聲；當(dāng)溫度升高時(shí)，熱敏電阻RT阻值減小，斯密特觸發(fā)器輸入端A電勢(shì)升高，當(dāng)達(dá)到某一值（高電平），其輸出端由高電平跳到低電平，蜂鳴器通電，從而發(fā)出報(bào)警聲，Rl的阻值不同，則報(bào)警溫度不同．師：怎樣使熱敏電阻在感測(cè)到更高的溫度時(shí)才報(bào)警？生：要使熱敏電阻在感測(cè)到更高的溫度時(shí)才報(bào)警，應(yīng)減小R1的阻值，R1阻值越小，要使斯密特觸發(fā)器輸入端達(dá)到高電平，則熱敏電阻阻值要求越小，即溫度越高．生：分組實(shí)驗(yàn)。師：巡回指導(dǎo)，了解學(xué)生實(shí)驗(yàn)過程。（三）實(shí)例探究☆電磁繼電器與自動(dòng)控制【例1】現(xiàn)有熱敏電阻、電爐絲、電源、電磁繼電器、滑動(dòng)變阻器、開關(guān)和導(dǎo)線若干．如圖所示，試設(shè)計(jì)一個(gè)溫控電路．要求溫度低于某一溫度時(shí)，電爐絲自動(dòng)通電供熱，超過某一溫度時(shí)，又可以自動(dòng)斷電，畫出電路圖說明工作過程．分析：熱敏電阻R1與滑動(dòng)變阻器及電磁繼電器構(gòu)成低壓控制電路．答案：（1）電路圖如圖所示（2）工作過程：閉合S當(dāng)溫度低于設(shè)計(jì)值時(shí)熱敏電阻阻值大，通過電磁繼電器電流不能使它工作，K接通電爐絲加熱．當(dāng)溫度達(dá)到設(shè)計(jì)值時(shí)，熱敏電阻減小到某值，通過電磁繼電器的電流達(dá)到工作電流，K斷開，電爐絲斷電，停止供熱．當(dāng)溫度低于設(shè)計(jì)值，又重復(fù)前述過程．點(diǎn)評(píng)：該電路可以用于恒溫箱、自動(dòng)孵化器等，電路設(shè)計(jì)是高中電學(xué)應(yīng)了解的內(nèi)容，對(duì)于培養(yǎng)能力、理論聯(lián)系實(shí)際將起到推動(dòng)作用，也是高考的趨向．★課余作業(yè)1、課下閱讀教材附錄，了解“一些元器件的原理和使用要點(diǎn)”。2、思考并回答“問題與練習(xí)”?！锝虒W(xué)體會(huì)思維方法是解決問題的靈魂，是物理教學(xué)的根本；親自實(shí)踐參與知識(shí)的發(fā)現(xiàn)過程是培養(yǎng)學(xué)生能力的關(guān)鍵，離開了思維方法和實(shí)踐活動(dòng)，物理教學(xué)就成了無源之水、無本之木。學(xué)生素質(zhì)的培養(yǎng)就成了鏡中花，水中月?！镔Y料袋常用的傳感器常用傳感器是利用某些物理、化學(xué)或生物效應(yīng)進(jìn)行工作的．根據(jù)檢測(cè)量的不同，可將傳感器分為物理型、化學(xué)型和生物型三類．物理型傳感器是利用被測(cè)量物質(zhì)的某些物理性質(zhì)（如電阻、電壓、電容、電場(chǎng)、磁場(chǎng)等）發(fā)生明顯變化的特性制成的，如光電傳感器、力學(xué)傳感器等．化學(xué)型傳感器是利用能把化學(xué)物質(zhì)的成分、濃度等化學(xué)量轉(zhuǎn)換為電學(xué)量的敏感元件制成的．生物傳感器是利用各種生物或生物物質(zhì)的特性做成的，用以檢測(cè)與識(shí)別生物體內(nèi)化學(xué)成分的傳感器，生物或生物物質(zhì)主要是指各種酶、微生物、抗體等，分別對(duì)應(yīng)酶?jìng)鞲衅?、微生物傳感器、免疫傳感器等?/p>