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 教學目標 1．知識與技能 知道非電學量轉(zhuǎn)化為電學量的技術(shù)意義； 認識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 通過對實驗的觀察、思考和探究，讓學生了解傳感器、熟悉傳感器的工作原理，同時培養(yǎng)學生的觀察能力、實踐能力和創(chuàng)新思維能力。 3．情感、態(tài)度與價值觀 了解傳感器在生活、生產(chǎn)、科技領(lǐng)域的種種益處，激發(fā)學生的學習興趣，拓展學生的知識面，并加強物理與實際的聯(lián)系。通過動手實驗，培養(yǎng)學生實事求是的科學態(tài)度、團隊合作精神和創(chuàng)新意識。 重難點： 1了解什么是電學量，什么是非電學量，兩者之間的轉(zhuǎn)換 2溫度，光電傳感器的工作原理 教學過程 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)中所用的自動報警器又是如何工作的？所有這些都是應用到了本節(jié)所要學習的傳感器的原理。 二、新課教學 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．實驗探究選3個學生帶著以上問題做實驗，指導同學設計安裝實驗裝置一個學生調(diào)節(jié)酒精燈的溫度，并觀察溫度計的讀數(shù)，另外一個學生讀出歐姆表的阻值。第三個學生記錄下溫度計的讀數(shù)，以及這個時候?qū)臍W姆表的阻值。 根據(jù)實驗的數(shù)據(jù)指導學生作出表格，劃出阻值隨著溫度變化的規(guī)律。 然后畫出R-T圖，引導學生分析熱敏電阻阻值隨著溫度變化的規(guī)律。 （2）學生結(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合燒結(jié)體，這些金屬氧化物材料都具有半導體性質(zhì)，當溫度較低時，半導體內(nèi)的電子-空穴對兒數(shù)目較少，因此電阻較高。當溫度升高時，熱敏電阻內(nèi)的電子-空穴對兒數(shù)量增加，因此導電率增加，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熱學量轉(zhuǎn)換為電阻這個電學量，熱敏電阻溫度系數(shù)大很靈敏，響應迅速，測量線路簡單，卻很精確。 請學生說明，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現(xiàn)的呢？ 2分析下電熱煮水器是如何實現(xiàn)水開后自動切斷電源的 光電傳感器的原理 1教師提問：光敏電阻的阻值能與光強有關(guān)嗎？關(guān)系如何？光電傳感器是如何工作的呢？ 2學生實驗1：學生兩人一組，用萬用電表的電流檔測量電路中電流流量，實驗分別在暗環(huán)境和強光照射下進行。 學生總結(jié)實驗結(jié)果：電流在在暗環(huán)境下測量出來的值很小，強光照射下電流值很大。 學生實驗2：學生兩人一組，用萬用電表的電流檔測量電路中的電流流量，實驗先用手電筒光強很弱的那檔照射光敏電阻，然后逐漸加大手電筒的光強。 學生總結(jié)實驗結(jié)果：隨著光強的不斷加大，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，是一種半導體材料，無光照時，載流子極少，導電性能不好；隨著光照的增強，載流子增多，導電性變好。 4師生總結(jié)：光敏電阻能夠把光照強弱這個光學量轉(zhuǎn)換為電流這個電學量。 5老師提問：1利用光敏電阻的這個特性，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現(xiàn)的呢？ 課堂練習 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而 ． t/℃ R t2 t1 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．當其發(fā)熱功率等于散熱功率時，溫度保持在t1不變 D．當其發(fā)熱功率等于散熱功率時，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、等非電學量轉(zhuǎn)化為電學量或轉(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，實現(xiàn)了溫度，光等非電學量的變化轉(zhuǎn)變成了電學量的變化。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用，有著非常遠大的發(fā)展前景。 課后作業(yè) 1實驗設計：用熱敏傳感器或者光敏傳感器設計一個能實現(xiàn)某一個功能的電路。