2019-2020年高中物理 《探究传感器的原理》教案 粤教版选修3-2.doc

2019-2020年高中物理 探究传感器的原理教案 粤教版选修3-2教学目标1知识与技能知道非电学量转化为电学量的技术意义；认识一些制作传感器的元器件，知道这些传感器的工作原理。2过程与方法通过对实验的观察、思考和探究，让学生了解传感器、熟悉传感器的工作原理，同时培养学生的观察能力、实践能力和创新思维能力。3情感、态度与价值观了解传感器在生活、生产、科技领域的种种益处，激发学生的学习兴趣，拓展学生的知识面，并加强物理与实际的联系。通过动手实验，培养学生实事求是的科学态度、团队合作精神和创新意识。重难点：1了解什么是电学量，什么是非电学量，两者之间的转换2温度，光电传感器的工作原理教学过程一、 引入新课 上图是目前用的越来越多的一种自控水龙头，那么它是如何工作的呢？ 同时我们生活中常用的电视、空调的遥控器，楼梯上的电灯，工业生产中所用的自动报警器又是如何工作的？所有这些都是应用到了本节所要学习的传感器的原理。 二、新课教学 1温度传感器的原理教师提问：热敏电阻的阻值能与温度有关吗？关系如何？温度传感器是如何工作的呢？2实验探究选3个学生带着以上问题做实验，指导同学设计安装实验装置一个学生调节酒精灯的温度，并观察温度计的读数，另外一个学生读出欧姆表的阻值。第三个学生记录下温度计的读数，以及这个时候对应的欧姆表的阻值。根据实验的数据指导学生作出表格，划出阻值随着温度变化的规律。然后画出R-T图，引导学生分析热敏电阻阻值随着温度变化的规律。（2）学生结论：热敏电阻随温度的升高而减小。（板书内容 幻灯片内容）3教师介绍：热敏电阻 热敏电阻按温度对电阻特性变化一般可分为正温度系数热敏电阻、负温度系数热敏电阻及临界温度系数热敏电阻。正温度系数热敏电阻及临界温度系数热敏电阻的电阻特性会在特定温度发生急剧变化，适合用于定温度检测或限制在较小的温度范围内。负温度系数热敏电阻主要为氧化锰、氧化钴、氧化镍、氧化铜和氧化铝等金属氧化物的复合烧结体，这些金属氧化物材料都具有半导体性质，当温度较低时，半导体内的电子-空穴对儿数目较少，因此电阻较高。当温度升高时，热敏电阻内的电子-空穴对儿数量增加，因此导电率增加，电阻值下降。4师生总结：（1）热敏电阻的阻值随着温度的改变而改变（2）（拓展）热敏电阻能够把温度这个热学量转换为电阻这个电学量，热敏电阻温度系数大很灵敏，响应迅速，测量线路简单，却很精确。请学生说明，根据热敏电阻这一特性，如何能够制成温度传感器。5老师提问：1利用热敏电阻的这个特性，在日常生活中，可以制成哪些控制电路？这一控制又是如何实现的呢？2分析下电热煮水器是如何实现水开后自动切断电源的光电传感器的原理1教师提问：光敏电阻的阻值能与光强有关吗？关系如何？光电传感器是如何工作的呢？2学生实验1：学生两人一组，用万用电表的电流档测量电路中电流流量，实验分别在暗环境和强光照射下进行。学生总结实验结果：电流在在暗环境下测量出来的值很小，强光照射下电流值很大。学生实验2：学生两人一组，用万用电表的电流档测量电路中的电流流量，实验先用手电筒光强很弱的那档照射光敏电阻，然后逐渐加大手电筒的光强。学生总结实验结果：随着光强的不断加大，电路中的电流不断变大。3教师简单介绍：光敏电阻在光照射下电阻变化的原因。有些物质，例如硫化镉，是一种半导体材料，无光照时，载流子极少，导电性能不好；随着光照的增强，载流子增多，导电性变好。4师生总结：光敏电阻能够把光照强弱这个光学量转换为电流这个电学量。5老师提问：1利用光敏电阻的这个特性，在日常生活中，光敏电阻可以制成哪些控制电路？这一控制又是如何实现的呢？ 课堂练习1热敏电阻的阻值随温度的变化而发生 ，光敏电阻的阻值随光照的增强而 t/Rt2t1图3-2-1课堂合作探究2如图3-2-1所示是一种热敏电阻（PTC元件）的电阻R随温度t变化的关系图线，这种元件具有发热、控温双重功能常见的电热灭蚊器中就使用这种元件来加温并控制温度如果将该元件接到220V恒定电压下，则A通电后，其电功率先增大后减小B通电后，其电功率先减小后增大C当其发热功率等于散热功率时，温度保持在t1不变D当其发热功率等于散热功率时，温度保持在t1 到t2之间的某一值不变小结传感器是指一些能把光、力、温度、等非电学量转化为电学量或转换为电路的通断的元器件，本节中的温度传感器和光敏传感器，主要是应用了热敏和光敏电阻随着温度和光照照度的不同阻值不同的原理，实现了温度，光等非电学量的变化转变成了电学量的变化。目前传感器在生活、生产和科技领域有着非常广泛的应用，有着非常远大的发展前景。课后作业1实验设计：用热敏传感器或者光敏传感器设计一个能实现某一个功能的电路。