2019-2020年高中物理 《探究傳感器的原理》教案 粵教版選修3-2.doc

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2019-2020年高中物理 探究傳感器的原理教案 粵教版選修3-2教學(xué)目標(biāo)1知識(shí)與技能知道非電學(xué)量轉(zhuǎn)化為電學(xué)量的技術(shù)意義；認(rèn)識(shí)一些制作傳感器的元器件，知道這些傳感器的工作原理。2過程與方法通過對實(shí)驗(yàn)的觀察、思考和探究，讓學(xué)生了解傳感器、熟悉傳感器的工作原理，同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力、實(shí)踐能力和創(chuàng)新思維能力。3情感、態(tài)度與價(jià)值觀了解傳感器在生活、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(shí)面，并加強(qiáng)物理與實(shí)際的聯(lián)系。通過動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度、團(tuán)隊(duì)合作精神和創(chuàng)新意識(shí)。重難點(diǎn)：1了解什么是電學(xué)量，什么是非電學(xué)量，兩者之間的轉(zhuǎn)換2溫度，光電傳感器的工作原理教學(xué)過程一、 引入新課 上圖是目前用的越來越多的一種自控水龍頭，那么它是如何工作的呢？ 同時(shí)我們生活中常用的電視、空調(diào)的遙控器，樓梯上的電燈，工業(yè)生產(chǎn)中所用的自動(dòng)報(bào)警器又是如何工作的？所有這些都是應(yīng)用到了本節(jié)所要學(xué)習(xí)的傳感器的原理。 二、新課教學(xué) 1溫度傳感器的原理教師提問：熱敏電阻的阻值能與溫度有關(guān)嗎？關(guān)系如何？溫度傳感器是如何工作的呢？2實(shí)驗(yàn)探究選3個(gè)學(xué)生帶著以上問題做實(shí)驗(yàn)，指導(dǎo)同學(xué)設(shè)計(jì)安裝實(shí)驗(yàn)裝置一個(gè)學(xué)生調(diào)節(jié)酒精燈的溫度，并觀察溫度計(jì)的讀數(shù)，另外一個(gè)學(xué)生讀出歐姆表的阻值。第三個(gè)學(xué)生記錄下溫度計(jì)的讀數(shù)，以及這個(gè)時(shí)候?qū)?yīng)的歐姆表的阻值。根據(jù)實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)指導(dǎo)學(xué)生作出表格，劃出阻值隨著溫度變化的規(guī)律。然后畫出R-T圖，引導(dǎo)學(xué)生分析熱敏電阻阻值隨著溫度變化的規(guī)律。（2）學(xué)生結(jié)論：熱敏電阻隨溫度的升高而減小。（板書內(nèi)容 幻燈片內(nèi)容）3教師介紹：熱敏電阻 熱敏電阻按溫度對電阻特性變化一般可分為正溫度系數(shù)熱敏電阻、負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻及臨界溫度系數(shù)熱敏電阻。正溫度系數(shù)熱敏電阻及臨界溫度系數(shù)熱敏電阻的電阻特性會(huì)在特定溫度發(fā)生急劇變化，適合用于定溫度檢測或限制在較小的溫度范圍內(nèi)。負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻主要為氧化錳、氧化鈷、氧化鎳、氧化銅和氧化鋁等金屬氧化物的復(fù)合燒結(jié)體，這些金屬氧化物材料都具有半導(dǎo)體性質(zhì)，當(dāng)溫度較低時(shí)，半導(dǎo)體內(nèi)的電子-空穴對兒數(shù)目較少，因此電阻較高。當(dāng)溫度升高時(shí)，熱敏電阻內(nèi)的電子-空穴對兒數(shù)量增加，因此導(dǎo)電率增加，電阻值下降。4師生總結(jié)：（1）熱敏電阻的阻值隨著溫度的改變而改變（2）（拓展）熱敏電阻能夠把溫度這個(gè)熱學(xué)量轉(zhuǎn)換為電阻這個(gè)電學(xué)量，熱敏電阻溫度系數(shù)大很靈敏，響應(yīng)迅速，測量線路簡單，卻很精確。請學(xué)生說明，根據(jù)熱敏電阻這一特性，如何能夠制成溫度傳感器。5老師提問：1利用熱敏電阻的這個(gè)特性，在日常生活中，可以制成哪些控制電路？這一控制又是如何實(shí)現(xiàn)的呢？2分析下電熱煮水器是如何實(shí)現(xiàn)水開后自動(dòng)切斷電源的光電傳感器的原理1教師提問：光敏電阻的阻值能與光強(qiáng)有關(guān)嗎？關(guān)系如何？光電傳感器是如何工作的呢？2學(xué)生實(shí)驗(yàn)1：學(xué)生兩人一組，用萬用電表的電流檔測量電路中電流流量，實(shí)驗(yàn)分別在暗環(huán)境和強(qiáng)光照射下進(jìn)行。學(xué)生總結(jié)實(shí)驗(yàn)結(jié)果：電流在在暗環(huán)境下測量出來的值很小，強(qiáng)光照射下電流值很大。學(xué)生實(shí)驗(yàn)2：學(xué)生兩人一組，用萬用電表的電流檔測量電路中的電流流量，實(shí)驗(yàn)先用手電筒光強(qiáng)很弱的那檔照射光敏電阻，然后逐漸加大手電筒的光強(qiáng)。學(xué)生總結(jié)實(shí)驗(yàn)結(jié)果：隨著光強(qiáng)的不斷加大，電路中的電流不斷變大。3教師簡單介紹：光敏電阻在光照射下電阻變化的原因。有些物質(zhì)，例如硫化鎘，是一種半導(dǎo)體材料，無光照時(shí)，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。4師生總結(jié)：光敏電阻能夠把光照強(qiáng)弱這個(gè)光學(xué)量轉(zhuǎn)換為電流這個(gè)電學(xué)量。5老師提問：1利用光敏電阻的這個(gè)特性，在日常生活中，光敏電阻可以制成哪些控制電路？這一控制又是如何實(shí)現(xiàn)的呢？ 課堂練習(xí)1熱敏電阻的阻值隨溫度的變化而發(fā)生 ，光敏電阻的阻值隨光照的增強(qiáng)而 t/Rt2t1圖3-2-1課堂合作探究2如圖3-2-1所示是一種熱敏電阻（PTC元件）的電阻R隨溫度t變化的關(guān)系圖線，這種元件具有發(fā)熱、控溫雙重功能常見的電熱滅蚊器中就使用這種元件來加溫并控制溫度如果將該元件接到220V恒定電壓下，則A通電后，其電功率先增大后減小B通電后，其電功率先減小后增大C當(dāng)其發(fā)熱功率等于散熱功率時(shí)，溫度保持在t1不變D當(dāng)其發(fā)熱功率等于散熱功率時(shí)，溫度保持在t1 到t2之間的某一值不變小結(jié)傳感器是指一些能把光、力、溫度、等非電學(xué)量轉(zhuǎn)化為電學(xué)量或轉(zhuǎn)換為電路的通斷的元器件，本節(jié)中的溫度傳感器和光敏傳感器，主要是應(yīng)用了熱敏和光敏電阻隨著溫度和光照照度的不同阻值不同的原理，實(shí)現(xiàn)了溫度，光等非電學(xué)量的變化轉(zhuǎn)變成了電學(xué)量的變化。目前傳感器在生活、生產(chǎn)和科技領(lǐng)域有著非常廣泛的應(yīng)用，有著非常遠(yuǎn)大的發(fā)展前景。課后作業(yè)1實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)：用熱敏傳感器或者光敏傳感器設(shè)計(jì)一個(gè)能實(shí)現(xiàn)某一個(gè)功能的電路。