傳感器及其工作原理優(yōu)秀教案

時間：年高

星期教

備課人：人版選3-2

授課人：章第章節(jié)

第

課二課

傳器其作理

課

新課

累第課教學(xué)目標(biāo)

知識技能目過程方法目標(biāo)情感態(tài)度價值觀

（）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；（）通過對實驗的觀察思和探究讓學(xué)生在了解傳感器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(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)生的知識視野，并加強(qiáng)物理與的聯(lián)系。（）通過動手實驗，培養(yǎng)學(xué)生實事求是的科學(xué)態(tài)度、團(tuán)隊合作精神和創(chuàng)新意識。教重教難教教方

電路的設(shè)計，理解傳感器工作原理及敏感元件在電路中的作用。干簧管，磁鐵，光敏電阻、熱敏電阻演示儀、傳感器簡單應(yīng)用實驗盒、萬用表。多媒體課件。實驗探究法、理論探究法、分組討論法、歸納總結(jié)法教學(xué)環(huán)節(jié)

教學(xué)內(nèi)容及師生互動設(shè)計

情感與方法一．課題的【示實驗1】干管控制電路的通斷引入

如圖，小盒子A的面露出一個小燈泡，盒外沒有開（演示實驗：干簧關(guān)，但是把磁鐵B放盒子上，燈泡就會發(fā)光，把磁鐵移管傳感器）走，燈泡熄.師問：盒子里有怎樣的裝置，才實現(xiàn)這樣的控制？生猜以由討論，也可以學(xué)生回答）師生探究：開盒子，用實物投影儀展示盒內(nèi)的電路圖，了解元件“干簧管”的結(jié)構(gòu)。探明原因：玻璃管內(nèi)封入兩個軟磁性材料制成的簧片。當(dāng)磁鐵靠近干簧管時，兩個簧片被磁化而接通，電路導(dǎo)通。所以，干簧管能起到開關(guān)的作用。師點撥這個裝置反過來還可以讓我們通過燈泡的發(fā)光情況，感知干簧管周圍是否存在著磁場?！狙菔緦嶒?】光控開關(guān)控制電路的通斷

（干簧管的實物及原理圖）①先在普通光照條件下，②在把開關(guān)置于黑暗環(huán)境中。學(xué)生對干簧管并師生總結(jié)：聲光控開關(guān)

不熟悉此才有了師：剛才的兩個實驗，都用了一種元件，這些元件能夠好奇光控開關(guān)在感受某些信息，通過它能實現(xiàn)電路的自動控制，這種元件有生活中很普及以二．什么是一專門的名稱：傳感器。什么是傳感器呢？它能夠感受諸又有親切感傳感器？

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)行測量、傳輸、處理和控制了。其實，傳感器并不神秘。你家里可能就有很多的傳感器。請大家相互說說看，你家里，或者在你的生活當(dāng)中，都使用過，或聽說過什么樣的電器中有傳感器？生討論并交流：如，①冰箱內(nèi)的溫度高于設(shè)定值時，制冷系統(tǒng)自動啟動，而當(dāng)溫度低于設(shè)定值時，制冷系統(tǒng)又會自動停止。冰箱的控制，是通過溫度傳感器實現(xiàn)的。樓梯道的電燈，晚上，有人經(jīng)過樓道時，開關(guān)自動接通，燈就亮；白天，不管是否有人經(jīng)過，開關(guān)都是斷開的，燈總是不亮，這種開關(guān)用的就是聲光傳感器。為了止火災(zāi)的發(fā)生，在賓館房間的天花板上大多有一個小盒子，當(dāng)房間失火時它能感知出現(xiàn)的煙霧，通過電路發(fā)出警報，這個小盒子就是煙霧傳感器。④其他如賓館洗間的墻壁上干手機(jī)的濕度傳感器、電視機(jī)里換頻道的紅外傳感器、電飯鍋的溫控開關(guān)、養(yǎng)雞場里的孵化器、交警用來測駕駛員是否酒后開車的酒精氣體測試儀、磁懸浮列車?yán)锏募铀俣葴y試器、電容式話筒里的電容式傳感器、自動洗衣機(jī)里的壓力傳感器等.可以說，傳感器的廣泛使用，豐富了我們的生活，使我們的生活更加方便、安全和舒適。師：為了制作傳感器，需要一些元器件，下面我們就來看幾個實際的例子。三．光敏電【示實驗3較敏電阻在不同光照條件下的電阻之不同

讓學(xué)生列舉師生討論阻

學(xué)生完成兩人一組，用萬用電（由投影儀投出表盤）的歐姆擋測量一只光敏電阻的阻值，實驗分別在室內(nèi)自然光的照射下和用手掌遮光時進(jìn)行。學(xué)生總結(jié)實驗結(jié)果：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)：敏電阻能夠把光照強(qiáng)弱這個光學(xué)量轉(zhuǎn)換為電阻這個電學(xué)量。

四．金屬熱

（師工作原理：光敏電阻在光射下電阻變化的原因。電阻和熱光電阻是由硫化鎘制成的，硫化鎘是一種半導(dǎo)體材料，無敏電阻五．學(xué)生利

光照時，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。學(xué)生自學(xué)：半導(dǎo)體的導(dǎo)電機(jī)理師問：金屬導(dǎo)體的導(dǎo)電性能與溫有關(guān)嗎？關(guān)系如何？生答屬導(dǎo)體的電阻隨溫度升高而增大，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）師生總結(jié)：金屬絲可以制作溫度傳感器，稱為金熱用光敏電電阻。如前面已經(jīng)過的用金屬鉑可制作精密的電阻溫度計。金屬鉑（白金）的這阻和熱敏

（投影電阻R隨溫變化的圖線

個特性很明顯電阻自己【示實驗4】熱電阻隨溫度的升高電阻減小設(shè)計簡單學(xué)兩人一組，用萬用電表的歐姆擋測一只熱敏電阻的的控制電阻。第一次直接測量，第二次用手心捂住熱敏電阻再測量，/

路

記錄兩次測得的電阻值。學(xué)生探究：敏電阻的阻值隨溫度的升高而減小，且阻

六．傳感器值溫度變化非常明顯。的設(shè)計思師生總結(jié)1：導(dǎo)體熱敏電阻也可以用作溫度傳感器。

路探究

師生總結(jié)2屬電阻與熱敏阻都能夠把溫度這個熱學(xué)量轉(zhuǎn)換為電阻這個電學(xué)量，金屬熱電阻的化學(xué)穩(wěn)定性好，測溫范圍大，但靈敏度較差?！驹O(shè)計方案1音樂盒設(shè)要：蓋子打開音樂響起，蓋子合上，音樂停止）【設(shè)計方案2火警報警設(shè)要求度過高生警報）學(xué)生分組討論：①需什么器材？②提出設(shè)計方案；③

學(xué)生分兩組實施組裝；④討論提出改進(jìn)意見；⑤還可以用可自由討論一定于生活中的哪些方面？

要很完美出想法師對感器的工作原理作階性的小結(jié)）傳感器是就是好的把非電學(xué)量轉(zhuǎn)換為電學(xué)量的元件，它使得某些非電學(xué)量容易測量或者能實現(xiàn)電路的自動通斷.傳感器的應(yīng)用豐富了我們的生活，使我們的生活更舒適、更安全。但從科技進(jìn)步的角度來說，傳感器的應(yīng)用還只是淺層次的，更重要的是傳感器的開發(fā)。那么，傳感器如何進(jìn)行開發(fā)呢？這還得從傳感器的工作原理入手。例如，電容器電容的決定式為，如何利用電容的電學(xué)量與非電學(xué)量的關(guān)系設(shè)計一個電容式傳感器？師1879年美物理學(xué)家霍爾觀到勻強(qiáng)磁場中放置一個矩形截面的載流導(dǎo)體，當(dāng)磁場方向與電流方向垂直時，導(dǎo)體在與磁場、電流方向都垂直的方向上出現(xiàn)了電勢差。人們把這樣的現(xiàn)象稱為霍爾效應(yīng)，所產(chǎn)生的電勢差叫霍爾電壓。容的測定用電人們利用霍爾效應(yīng)做成了霍爾元件。如圖，霍爾元件是在一個很小的矩形半導(dǎo)（例如砷化銦片上，制作4個極EF

表的電容檔師介紹容式壓力傳感器容式位移傳感器容式角度而成。若在、間入恒定的電流I，同時外加與薄片垂測試儀容式電解的勻強(qiáng)磁場B中的載流子就在洛倫力的作用下發(fā)生偏液液面升降測試器轉(zhuǎn)，使、間現(xiàn)電壓。這個電壓叫霍爾電壓，其決定H式為。式中為薄片的厚度，為霍爾系數(shù)，它的大小與薄片的材料有關(guān)。

霍爾電壓的推導(dǎo)在師生共析由上式看一個霍爾件的厚度k為定值，修3－1中已經(jīng)解若保持I恒，U的化就與成比。也就是：霍爾決過節(jié)課不作推H元件能夠把磁感應(yīng)強(qiáng)度這個磁學(xué)量轉(zhuǎn)換為電壓這個電學(xué)量。導(dǎo)因此，我們可以把霍爾元件放置在某一未知的磁場中，通過測定霍爾電壓U的化得知該磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化。

老師解釋為什么用傳感器是指一些能把光、力、溫度、磁感應(yīng)強(qiáng)度等非電霍爾元件測微小電學(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、比用電流表好？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