常見傳感器的工作原理及應(yīng)用+教學(xué)設(shè)計(jì) 高二下學(xué)期物理人教版（2019）選擇性必修第二冊(cè)+

《常見傳感器及其應(yīng)用》教學(xué)設(shè)計(jì)《常見傳感器及其應(yīng)用》教學(xué)設(shè)計(jì)章節(jié)名稱§常見傳感器及其應(yīng)用學(xué)科高二物理課時(shí)1課時(shí)課型新授課教學(xué)背景教材分析本節(jié)課選自高中物理選擇性必修二第五章《傳感器》。傳感器技術(shù)是電磁學(xué)研究的重要技術(shù)應(yīng)用，在高中物理電磁學(xué)內(nèi)容即將結(jié)束時(shí)，安排傳感器這一章節(jié)，使學(xué)生對(duì)傳感器的知識(shí)有一個(gè)初步的了解，體會(huì)物理知識(shí)在技術(shù)中的應(yīng)用。課程標(biāo)準(zhǔn)對(duì)傳感器的要求不高，僅要求了解常見傳感器的工作原理，列舉傳感器在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用，知道非電學(xué)量轉(zhuǎn)換成電學(xué)量的技術(shù)意義。本章在高考中比重不大，因此在實(shí)際教學(xué)中可將教材的前兩節(jié)內(nèi)容合并為一課時(shí)。在引課時(shí)利用干簧管設(shè)計(jì)小魔術(shù)引出傳感器的定義，以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。而在第二節(jié)“常見傳感器的工作原理及應(yīng)用”一節(jié)中，以光、熱、力、聲、磁為線索，介紹了常見的敏感元件及相應(yīng)傳感器的應(yīng)用實(shí)例，使學(xué)生從原理和應(yīng)用兩個(gè)層面認(rèn)識(shí)傳感器。在本節(jié)課結(jié)束時(shí)，介紹本章章首圖中我國(guó)探月工程的玉兔二號(hào)巡視器，理解機(jī)器人能替代人類完成繁重、危險(xiǎn)、人類難以實(shí)現(xiàn)的工作；傳感器感受非電學(xué)量，轉(zhuǎn)換為電學(xué)量，方便測(cè)量、傳輸、處理和控制，使學(xué)生認(rèn)識(shí)到中國(guó)在近年來在航天等領(lǐng)域的科技進(jìn)步和不斷突破，一方面使學(xué)生體會(huì)到物理知識(shí)在技術(shù)中的應(yīng)用，另一方面培養(yǎng)學(xué)生的民族自豪感和文化自信。學(xué)情分析本節(jié)課授課對(duì)象是高二學(xué)生，在此之前，學(xué)生已經(jīng)對(duì)電路、電場(chǎng)、磁場(chǎng)等理論知識(shí)進(jìn)行深入學(xué)習(xí)，已經(jīng)初步掌握了導(dǎo)體電阻的決定式、電容器的電容、霍爾效應(yīng)的相關(guān)知識(shí)，但對(duì)技術(shù)知識(shí)的了解較為缺乏，因此本章要在分析敏感元件特性、了解常見傳感器工作原理及應(yīng)用的基礎(chǔ)之上，添加有關(guān)技術(shù)知識(shí)的內(nèi)容，使學(xué)生進(jìn)一步體會(huì)物理學(xué)中的物質(zhì)觀念和能量觀念，使學(xué)生意識(shí)到科學(xué)技術(shù)的發(fā)展離不開物理學(xué)的發(fā)展，培養(yǎng)學(xué)生利用物理知識(shí)和科學(xué)技術(shù)解決實(shí)際問題的科學(xué)態(tài)度與責(zé)任。物理核心素養(yǎng)分析物理觀念了解常見傳感器的工作原理。列舉傳感器在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用?？茖W(xué)思維1.將機(jī)器人感知外部信息的元件傳感器和人感知外部信息的五官做類比，培養(yǎng)學(xué)生類比的學(xué)習(xí)思想，加深對(duì)傳感器定義的理解。2.依據(jù)傳感器應(yīng)用原理所在的學(xué)科領(lǐng)域，對(duì)常見的傳感器進(jìn)行分類，培養(yǎng)學(xué)生的分類思想?？茖W(xué)探究設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，探究光敏電阻的阻值隨光照強(qiáng)度的變化情況，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力?？茖W(xué)態(tài)度與責(zé)任知道非電學(xué)量轉(zhuǎn)換成電學(xué)量的技術(shù)意義，使學(xué)生體會(huì)到物理知識(shí)在技術(shù)中的應(yīng)用。通過介紹本章章首圖中我國(guó)探月工程的玉兔號(hào)巡視器，培養(yǎng)學(xué)生的民族自豪感和文化自信。教學(xué)重點(diǎn)了解常見傳感器的工作原理，列舉傳感器在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用。教學(xué)難點(diǎn)了解常見傳感器的工作原理。教學(xué)方法教師創(chuàng)設(shè)模型，設(shè)置問題鏈，啟發(fā)、引導(dǎo)；學(xué)生進(jìn)行討論、交流教學(xué)用具干簧管、電源、開關(guān)、導(dǎo)線、磁鐵；光敏電阻、演示靈敏電流計(jì)、手電筒教學(xué)思路常見傳感器常見傳感器及其應(yīng)用01引課：小魔術(shù)02物理觀念傳感器的定義03科學(xué)思維傳感器的分類04物理觀念傳感器的組成及應(yīng)用模式05物理觀念、科學(xué)探究敏感元件06科學(xué)態(tài)度與責(zé)任課后延伸、課堂練習(xí)、課堂小結(jié)科學(xué)探究教學(xué)過程教學(xué)過程教學(xué)過程師生活動(dòng)設(shè)計(jì)意圖【引課】神奇小魔術(shù)——“心靈感應(yīng)”教師將戴手套的手放到盒子上方，盒內(nèi)燈泡發(fā)光，將手移走，燈泡熄滅。師：盒子里有什么裝置？邀請(qǐng)一位同學(xué)上臺(tái)將盒子拆開，觀察盒子內(nèi)部電路。生：燈泡和一個(gè)裝置串聯(lián)。師：盒子的內(nèi)部有一只干簧管，干簧管的結(jié)構(gòu)如下，玻璃管內(nèi)封入了兩個(gè)軟磁性材料制成的簧片，軟磁性材料的顯著特性是容易被磁化，當(dāng)磁鐵靠近干簧管時(shí)，兩個(gè)簧片被磁化而使電路接通。師：我們觀察這個(gè)電路圖，對(duì)于這一電路而言，干簧管在電路中起到了什么作用呢？生：開關(guān)。師：那么，是誰操縱開關(guān)的通斷呢？生：磁鐵。師：操縱開關(guān)的手，正是磁場(chǎng)這只看不見的手，干簧管是能夠感知磁場(chǎng)的有無，并把它轉(zhuǎn)換為電路通斷的一種元件。像干簧管這樣，能夠?qū)⒎请妼W(xué)量轉(zhuǎn)換成電學(xué)量的元件，就是傳感器?！局v授內(nèi)容】一、傳感器的定義【學(xué)案】傳感器是指這樣一類元件：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。從而實(shí)現(xiàn)方便地測(cè)量、傳輸、處理和控制。師：請(qǐng)大家完成學(xué)案的第一部分。師：人依靠五官來感覺周圍的信息，而機(jī)器人則利用傳感器來感覺周圍的信息，將感受到的非電學(xué)量按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換成電學(xué)量，從而實(shí)現(xiàn)方便地測(cè)量、傳輸、處理和控制。在惡劣環(huán)境中，傳感器甚至能檢測(cè)到人的五官不能感知的微弱的磁、電、離子和射線等信息。傳感器的種類師：依據(jù)傳感器應(yīng)用的原理所在的學(xué)科領(lǐng)域，可以將傳感器分為哪幾類呢？請(qǐng)大家閱讀教材P93，找出傳感器的種類，完成學(xué)案的第二部分。師：依據(jù)傳感器應(yīng)用的原理所在的學(xué)科領(lǐng)域，可以將傳感器分為物理傳感器、化學(xué)傳感器和生物傳感器。利用物質(zhì)的物理特性或物理效應(yīng)制作而成的傳感器叫作物理傳感器，常見的物理傳感器有力傳感器、磁傳感器、聲傳感器；利用電化學(xué)反應(yīng)原理制作而成的傳感器叫作化學(xué)傳感器，常見的化學(xué)傳感器有離子傳感器、氣體傳感器；利用生物活性物質(zhì)的選擇性制作而成的傳感器叫作生物傳感器，常見的生物傳感器有酶?jìng)鞲衅?、微生物傳感器、?xì)胞傳感器?！緦W(xué)案】物理傳感器：力傳感器、磁傳感器、聲傳感器等化學(xué)傳感器：離子傳感器、氣體傳感器等生物傳感器：酶?jìng)鞲衅?、微生物傳感器、?xì)胞傳感器等師：在智能手機(jī)中也安裝了幾十種傳感器，能感受聲音、壓力、加速度、溫度、光線等信息，我們可以利用手機(jī)APP：phyphox來測(cè)量光照、加速度、磁場(chǎng)等數(shù)據(jù)，在必修一時(shí)我們就利用加速度傳感器測(cè)量過重力加速度g。傳感器的組成與應(yīng)用模式師：傳感器是將非電學(xué)量轉(zhuǎn)換成電學(xué)量的裝置，那么傳感器由哪幾個(gè)部分組成呢？我們一起了解傳感器的組成。師：傳感器的基本部分一般由敏感元件、轉(zhuǎn)換元件組成。敏感元件是指能直接感受或響應(yīng)外界被測(cè)非電學(xué)量的部分，完成檢測(cè)功能；轉(zhuǎn)換元件是指能將敏感元件輸出的信號(hào)直接轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的部分，完成轉(zhuǎn)換功能?！緦W(xué)案】1.傳感器的組成傳感器由敏感元件、轉(zhuǎn)換元件組成。師：并不是所有傳感器都能明顯區(qū)分敏感元件和轉(zhuǎn)換元件，如果敏感元件直接輸出的是電學(xué)量，那它同時(shí)也是轉(zhuǎn)換元件。師：利用傳感器將非電學(xué)量轉(zhuǎn)換成電學(xué)量之后，如何應(yīng)用、處理從傳感器獲得的信電號(hào)呢？師：從傳感器獲得的信號(hào)可經(jīng)過信號(hào)調(diào)整與轉(zhuǎn)換電路將信號(hào)放大，再驅(qū)動(dòng)電磁繼電器或其他元件執(zhí)行操作；或用指針式電表或數(shù)字屏等顯示出數(shù)據(jù)；或者輸入到計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中進(jìn)行下一步處理。師：請(qǐng)大家把學(xué)案?jìng)鞲衅鲬?yīng)用的一般模式填寫全面。【學(xué)案】非電學(xué)量電學(xué)量非電學(xué)量電學(xué)量敏感元件轉(zhuǎn)換元件信號(hào)調(diào)整與轉(zhuǎn)換電路顯示器執(zhí)行機(jī)構(gòu)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)敏感元件師：在了解完傳感器的組成和應(yīng)用模式之后，我們不禁要問，傳感器是如何代替人類五官來感知非電學(xué)量的？那么傳感器是利用哪個(gè)元件來感受或響應(yīng)非電學(xué)量呢？生：敏感元件。師：利用不同的敏感元件制成的各種傳感器又有哪些應(yīng)用呢？下面我們來探究敏感元件感知非電學(xué)量的工作特性，及對(duì)應(yīng)傳感器的應(yīng)用。1.光敏電阻師：敏感元件，顧名思義就是對(duì)非電學(xué)量比較敏感的元件，我們先來了解一下光敏電阻。光敏電阻，大家看名字能不能猜出來光敏電阻對(duì)哪個(gè)非電學(xué)量比較敏感呢？生：光敏電阻是對(duì)光敏感的一類電阻。師：那么光敏電阻的阻值隨光照強(qiáng)度的變化是怎樣變化的呢？實(shí)踐是檢驗(yàn)真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)，我們需要利用實(shí)驗(yàn)來進(jìn)行探究，請(qǐng)大家設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，探究光敏電阻的阻值隨光照強(qiáng)度的變化情況。請(qǐng)同學(xué)們以小組為單位討論應(yīng)該如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，探究光敏電阻的阻值隨光照強(qiáng)度的變化情況。學(xué)生以小組為單位進(jìn)行討論。師：該實(shí)驗(yàn)通過改變光照強(qiáng)度，探究光敏電阻阻值的變化情況。自變量是改變光照強(qiáng)度，可以設(shè)計(jì)受光表面暴露和受光表面光照兩組實(shí)驗(yàn)；而光敏電阻阻值可以如何測(cè)量呢？生：可以用多用電表測(cè)量。師：這個(gè)實(shí)驗(yàn)不需要精確地測(cè)量電阻的阻值，而只需要定性地判斷電阻的大小。如果在這種要求下，不測(cè)量電阻，還可以測(cè)量哪個(gè)物理量？用什么器材測(cè)量呢？生：還可以把電阻串聯(lián)在電路中，測(cè)量回路中的電流，利用電流間接地判斷電阻的大小。師：下面我們就利用這種方法探究光敏電阻的阻值隨光照強(qiáng)度的變化情況。這里有一個(gè)光敏電阻、演示靈敏電流計(jì)、電池盒、開關(guān)、導(dǎo)線、發(fā)光二極管和手電筒（部分器材來源于電子積木），有請(qǐng)兩位同學(xué)上臺(tái)來完成這個(gè)實(shí)驗(yàn)，其他同學(xué)負(fù)責(zé)給他們讀數(shù)，有哪位同學(xué)愿意接受挑戰(zhàn)？?jī)晌煌瑢W(xué)上臺(tái)操作，教師提醒同學(xué)注意電源的正負(fù)極和發(fā)光二極管的正負(fù)極，電流要從發(fā)光二極管的正極流入，才會(huì)使二極管正向?qū)?。師：大家一起將?shí)驗(yàn)現(xiàn)象填入表格。生：當(dāng)受光表面暴露時(shí)，電流大小較小，而當(dāng)受光表面光照時(shí)，電流大小較大，這說明當(dāng)受光表面暴露時(shí)，電阻阻值較大，當(dāng)受光表面光照時(shí)，電阻阻值較小。師：因此光敏電阻的阻值隨光照的增大而減小。師：光照越強(qiáng)，光敏電阻阻值越小，這其中的原理是什么呢？因?yàn)楣饷綦娮栌闪蚧k材料制成，硫化鎘是一種半導(dǎo)體材料，對(duì)光敏感，無光照時(shí)，載流子極少，導(dǎo)電性能差；隨著光照的增強(qiáng)，載流子增多，導(dǎo)電性變好。師：光敏電阻可以感受哪個(gè)非電學(xué)量呢？又轉(zhuǎn)化成哪個(gè)電學(xué)量呢？生：光敏電阻可以感受光照，將光照轉(zhuǎn)化成電阻這個(gè)電學(xué)量。師：光敏電阻可以將光照強(qiáng)弱這個(gè)非電學(xué)量轉(zhuǎn)化成電阻這個(gè)電學(xué)量，而利用光敏電阻作為敏感元件而制成的傳感器叫作光電傳感器。師：由于光敏電阻的阻值隨光照的變化而變化，將光敏電阻接到電路中，隨著光照的變化，光敏電阻的阻值發(fā)生變化，進(jìn)而使電路中電流和電壓變化，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)計(jì)數(shù)的功能。師：如何利用光電傳感器實(shí)現(xiàn)光電計(jì)數(shù)的呢？請(qǐng)大家利用兩分鐘時(shí)間，同桌之間相互討論，填寫學(xué)案上的表格?！緦W(xué)案】（3）應(yīng)用光電傳感器實(shí)現(xiàn)光電計(jì)數(shù)：傳送帶上有無物品光敏電阻有無光信號(hào)光敏電阻阻值輸出電壓大小無有較小較低有無較大較高生：當(dāng)傳送帶上沒有物品時(shí)，光敏電阻有光信號(hào)，光敏電阻阻值較小，輸出電壓較低；當(dāng)傳送帶上有物品時(shí)，光敏電阻沒有光信號(hào)，光敏電阻阻值較大，輸出電壓較高。師：這種高低交替變化的信號(hào)經(jīng)過處理，就會(huì)轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的數(shù)字，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)計(jì)數(shù)的功能。2.金屬熱電阻和熱敏電阻師：光敏電阻對(duì)光較為敏感，除了光照以外，溫度也能明顯地影響金屬導(dǎo)體和半導(dǎo)體材料的導(dǎo)電性能，金屬熱電阻和光敏電阻就是傳感器中感知溫度的敏感元件。R=R=ρ生：，金屬電阻的阻值與長(zhǎng)度、材料和橫截面積有關(guān)。師：溫度會(huì)影響這其中的哪個(gè)物理量？如何影響？生：金屬的電阻率，溫度升高，金屬的電阻率逐漸增大。師：那么金屬熱電阻的阻值隨溫度的變化情況如何？生：金屬熱電阻的阻值隨溫度的升高而增大。師：我們畫出金屬熱電阻的阻值隨溫度的變化圖像，是一次函數(shù)的形式。師：而另一個(gè)元件，熱敏電阻。熱敏電阻由半導(dǎo)體材料制成，其阻值隨溫度的升高而減小，畫出熱敏電阻的阻值隨溫度的變化規(guī)律，是一個(gè)減函數(shù)。師：利用金屬熱電阻和熱敏電阻的阻值隨溫度變化的對(duì)應(yīng)關(guān)系，可以用來測(cè)量溫度。它們有各自的優(yōu)點(diǎn)，與熱敏電阻相比，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。師：由于金屬熱電阻和熱敏電阻都對(duì)溫度敏感，因此可以利用它們感受溫度，并把溫度這個(gè)熱學(xué)量轉(zhuǎn)換為電阻這個(gè)電學(xué)量。利用它們作敏感元件而制成的傳感器就是溫度傳感器。師：可以利用熱敏電阻作為敏感元件制成溫度傳感器實(shí)現(xiàn)液位報(bào)警功能。師：請(qǐng)大家閱讀教材，同桌之間相互討論，如何利用熱敏電阻作為敏感元件實(shí)現(xiàn)液位報(bào)警的呢？填寫學(xué)案上的表格?！緦W(xué)案】（4）應(yīng)用熱敏電阻作為敏感元件實(shí)現(xiàn)液位報(bào)警：液面高低液體溫度熱敏電阻阻值電路燈泡亮暗液面高不變較大不亮液面低上升較小亮生：當(dāng)液面高于熱敏電阻的高度時(shí)，熱敏電阻發(fā)出的熱量會(huì)被液體帶走，液體溫度基本不變，阻值較大，指示燈不亮；當(dāng)液體減少、熱敏電阻露出液面時(shí)，發(fā)熱導(dǎo)致熱敏電阻的溫度上升，熱敏電阻阻值減小，指示燈亮。師：通過判斷熱敏電阻的阻值變化，就可以知道液面是否低于設(shè)定值。3.電阻應(yīng)變片R=R=ρ生：，金屬電阻的阻值與長(zhǎng)度、材料和橫截面積有關(guān)。師：金屬電阻受力，長(zhǎng)度和橫截面積會(huì)發(fā)生變化，大家可以用自己的橡皮感受一下。大家一起來判斷，當(dāng)電阻應(yīng)變片受到拉力和壓力時(shí)電阻應(yīng)變片的阻值是如何變化的？生：當(dāng)金屬電阻受到拉力時(shí)，電阻應(yīng)變片長(zhǎng)度變長(zhǎng)、橫截面積變小，電阻值變大；當(dāng)金屬電阻受到壓力時(shí)，電阻應(yīng)變片長(zhǎng)度變短、橫截面積變大，電阻值變小。師：金屬電阻在外力作用下發(fā)生機(jī)械形變時(shí)，其電阻隨著它所受機(jī)械形變的變化而發(fā)生變化的現(xiàn)象，稱為金屬的電阻應(yīng)變效應(yīng)。利用電阻應(yīng)變片的這一效應(yīng)，可以將形變這一力學(xué)量轉(zhuǎn)換為電阻這一電學(xué)量，利用電阻應(yīng)變片作敏感元件而制成的傳感器就是力傳感器。師：我們來了解應(yīng)變式力傳感器的工作原理，顧名思義它可以測(cè)量力的大小，其實(shí)我們經(jīng)常見到的電子秤大多都是利用應(yīng)變式力傳感器來實(shí)現(xiàn)測(cè)力功能。應(yīng)變式力傳感器由右端固定的金屬梁和貼在金屬梁上下兩個(gè)表面的應(yīng)變片組成，當(dāng)在梁的自由端施加作用力時(shí)，梁發(fā)生彎曲，上表面拉伸、下表面壓縮，使得上表面應(yīng)變片的阻值變大，下表面應(yīng)變片的阻值變小，在應(yīng)變片中輸入恒定的電流，上表面應(yīng)變片兩端電壓變大成U1，下表面應(yīng)變片兩端電壓變小為U2，傳感器能輸出兩個(gè)應(yīng)變片兩端的電壓差?U。力F越大，兩個(gè)應(yīng)變片的形變量越大，兩個(gè)應(yīng)變片電阻變化越大，導(dǎo)致輸出的電壓差?U越大，能夠?qū)⒘Φ拇笮∞D(zhuǎn)換成電壓差，最終輸出。4.電容器師：光敏電阻、熱敏電阻和電阻應(yīng)變片等電阻式傳感器是通過測(cè)量電阻的變化來確定外界非電學(xué)量的變化。而電容式傳感器是通過測(cè)量電容的變化來確定非電學(xué)量的變化，這其中的敏感元件就是電容器。C=C=ε生：，電容跟正對(duì)面積S、極板間距離d和電介質(zhì)的介電系數(shù)εr師：如果某個(gè)非電學(xué)量的變化能夠引起正對(duì)面積S、極板間距離d和電介質(zhì)的介電系數(shù)εr中師：動(dòng)片和定片兩塊極板構(gòu)成了電容器，當(dāng)角度發(fā)生變化時(shí)，電容器的電容發(fā)生變化，可以通過測(cè)量電容器的電容推出動(dòng)片轉(zhuǎn)過的角度。當(dāng)測(cè)定角度時(shí)，電容器的電容發(fā)生改變，是通過改變什么量來改變的電容呢？生：改變正對(duì)面積S。師：金屬芯和導(dǎo)電液體兩個(gè)極板構(gòu)成了電容器，當(dāng)液面高度發(fā)生變化時(shí)，電容器的電容發(fā)生變化，可以通過測(cè)量電容器的電容推出液面的高度。當(dāng)測(cè)定液面高度時(shí)，電容器的電容發(fā)生改變，是電容器的什么量發(fā)生變化導(dǎo)致電容變化呢？生：改變正對(duì)面積S。師：固定電極和可動(dòng)電極之間構(gòu)成了電容器，當(dāng)外界壓力發(fā)生變化時(shí)，電容器的電容發(fā)生變化，可以通過測(cè)量電容器的電容推出壓力F。當(dāng)測(cè)定壓力時(shí)，電容器的電容發(fā)生改變，這是通過改變什么量導(dǎo)致改變電容的呢？生：改變極板間距離d。師：上下兩個(gè)極板之間構(gòu)成了電容器，當(dāng)電介質(zhì)向右移動(dòng)一些位移時(shí)，電容器的電容會(huì)發(fā)生變化，可以通過測(cè)量電容器的電容推出移動(dòng)的位移。當(dāng)測(cè)定位移時(shí)，電容器的電容會(huì)發(fā)生改變，這是通過改變什么量導(dǎo)致改變電容的呢？生：改變正對(duì)面積S。師：其實(shí)原來極板也有一部分有電介質(zhì)，電介質(zhì)并沒有變化，但是有電介質(zhì)的那部分極板正對(duì)面積變大了，電介質(zhì)為空氣的那部分極板正對(duì)面積也變小了，因此是通過改變正對(duì)面積S改變的電容?！菊n后延伸】師：在如今的生活中，人類逐步解放了自己的雙手，制造出了很多的機(jī)器人，代替人類工作。而機(jī)器人是如何感受外界信息的呢？就是利用了傳感器。傳感器感受非電學(xué)量，轉(zhuǎn)換為電學(xué)量，從而可以方便地進(jìn)行測(cè)量、傳輸、處理和控制。機(jī)器人不僅能代替人類完成繁重、危險(xiǎn)、人類難以實(shí)現(xiàn)的工作；還能超越人類感官，檢測(cè)五官感知不到的信息，甚至是完成探月任務(wù)，我們一起來看一段視頻。師：玉兔二號(hào)探測(cè)器和它的姐姐玉兔號(hào)探測(cè)器就是利用了在它身上的各種傳感器來感知周圍的環(huán)境，并幫助科學(xué)家收集信息，探索宇宙奧秘的，本章章首圖所呈現(xiàn)的就是我國(guó)探月工程的玉兔號(hào)巡視器。可見，科學(xué)技術(shù)的發(fā)展離不開物理學(xué)的發(fā)展，要想更準(zhǔn)確地解決實(shí)際問題，還需要認(rèn)真學(xué)習(xí)物理知識(shí)，體會(huì)科學(xué)和技術(shù)的魅力?！菊n后作業(yè)】師：最后，給大家留一個(gè)作業(yè)，想想“我的一天”會(huì)遇見哪些傳感器呢？請(qǐng)同學(xué)們課后通過查詢資料或者向身邊的內(nèi)行人請(qǐng)教，了解我們生活中都在哪些方面使用了哪些傳感器以及它們的工作原理，寫成文字稿。利用干簧管設(shè)計(jì)小魔術(shù)進(jìn)行引課，引出傳感器的定義，以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。將機(jī)器人感知外部信息的元件傳感器和人感知外部信息的五官做類比，培養(yǎng)學(xué)生類比的學(xué)習(xí)思想，加深對(duì)傳感器定義的理解。依據(jù)傳感器應(yīng)用原理所在的學(xué)科領(lǐng)域，對(duì)常見的傳感器進(jìn)行分類，培養(yǎng)學(xué)生的分類思想。重點(diǎn)理解傳感器利用敏感元件感受或響應(yīng)非電學(xué)量，進(jìn)而引出敏感元件感知非電學(xué)量的原理即工作特性。設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，探究光敏電阻的阻值隨光照強(qiáng)度的變化情況，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力。了解光敏電阻的特性，討論光電傳感器的工作原理。舉例說明光電傳感器在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用——光電計(jì)數(shù)。理解金屬熱電阻和熱敏電阻的工作特性，知道溫度傳感器的工作原理。舉例說明利用溫度傳感器實(shí)現(xiàn)液位報(bào)警的原理。利用橡皮作為教具，將微小形變放大，便于理解金屬電阻受力導(dǎo)致的電阻值變化?；仡欕娮枳柚档臎Q定式，利用教具理解金屬的電阻應(yīng)變效應(yīng)，介紹利用電阻應(yīng)變片的測(cè)力原理?；仡欕娙萜麟娙莸臎Q定式，理解電容式傳感器的工作原理。知道非電學(xué)量轉(zhuǎn)換成電學(xué)量的技術(shù)意義，使學(xué)生體會(huì)到物理知識(shí)在技術(shù)中的應(yīng)用。通過介紹本章章首圖中我國(guó)探月工程的玉兔號(hào)巡視器，培養(yǎng)學(xué)生的民族自豪感和文化自信。【課堂練習(xí)】1.按照你對(duì)以下幾種傳感器的理解，填寫下面的表格敏感元件傳感器特性輸入非電學(xué)量輸出電學(xué)量光敏電阻光電阻RR光照o金屬熱電阻溫度電阻RRTo熱敏電阻溫度電阻R