高二第一节:传感器及其工作原理教案

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高中物理第六章传感器第1节传感器及其工作原理教学案新人教版

高中物理第六章传感器第1节传感器及其工作原理教学案新人教版

第1节传感器及其工作原理1.传感器按照一定的规律把非电学量转化为电学量,可以很方便地进行测量、传输、处理和控制。

2.光敏电阻能够把光照强弱这个光学量转换为电阻这个电学量。

3.热敏电阻和金属热电阻能把温度这个热学量转换为电阻这个电学量。

4.电容式位移传感器能把物体位移这个力学量转换为电容这个电学量。

5.霍尔元件能把磁感应强度这个磁学量转换为电压这个电学量。

一、传感器1.传感器的定义能够感受诸如力、温度、光、声、化学成分等物理量,并能把它们按照一定的规律转换为便于传送和处理的另一个物理量(通常是电压、电流等电学量),或转换为电路的通断的元件。

2.非电学量转换为电学量的意义把非电学量转换为电学量,可以方便地进行测量、传输、处理和控制。

二、光敏电阻1.特点光照越强,电阻越小。

2.原因无光照时,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。

3.作用把光照强弱这个光学量转换为电阻这个电学量。

三、热敏电阻和金属热电阻图6­1­11.热敏电阻热敏电阻由半导体材料制成,其电阻值随温度的变化明显,温度升高电阻减小,如图6­1­1所示为某一热敏电阻的电阻值随温度变化的特性曲线。

图6­1­22.金属热电阻有些金属的电阻率随温度的升高而增大,这样的电阻也可以制作温度传感器,称为热电阻,如图6­1­2所示为某金属导线电阻的温度特性曲线。

四、霍尔元件1.霍尔元件图6­1­3如图6­1­3所示,在一个很小的矩形半导体(例如砷化铟)薄片上,制作四个电极E 、F 、M 、N ,它就成为一个霍尔元件。

霍尔元件能够把磁感应强度这个磁学量转换为电压这个电学量。

2.霍尔电压U H =k IB d(1)其中d 为薄片的厚度,k 为霍尔系数,其大小与薄片的材料有关。

(2)一个霍尔元件的厚度d 、霍尔系数k 为定值,再保持I 恒定,则U H 的变化就与B 成正比,因此霍尔元件又称磁敏元件。

4.1 传感器及其工作原理 教案

4.1 传感器及其工作原理 教案
PPT课件
板书设计
§4.1传感器及其工作原理
电饭锅是利用电热板在铝质锅的底部煮饭的.电热板内藏有电热线,此电热线由自动开关控制.电热板的中央有一圆孔,孔内有一感温磁体,它借助弹簧向上紧贴着锅底.这是一种纯铁氧体,温度在“居里点” (103 ℃)以下时,可以被永久磁铁吸引;但当升至103 ℃时,则失去磁性,不再受永久磁铁吸引,如图所示.请你说说电饭锅烧饭的原理.
4.1传感器及其工作原理教案
课程导学目标
目标解读
1.认识力传感器、温度传感器、光传感器的作用,初步了解其工作原理.
2.初步了解传感器应用的一般模式,能分析简单的涉及力传感器、温度传感器、光传感器的问题.
3.了解生产、生活中常用的四种传感器的作用.
4.了解电饭锅中传感器的工作原理.
学法指导
本节以演示、分析、讨论、讲解为主,结合问题法、启发法、归纳法、多媒体辅助法等教学方法。
学生在相应的位置做笔记。
PPT课件
第四层级
知识总结
教师可根据实际情况决定有没有必要总结或部分点评一下。
学生就本节所学做一个自我总结,之后可小组交流讨论。
PPT课件呈现
感悟收获
注意有代表性的收集一些学生的体会,以便有针对性地调整教学方法。
根据自己的感受如实填写,根据自己的思考找出解决方案。
课外拓展
电饭锅的历史介绍
图片
口头表述
主题3:
温度传感器——电饭锅
当按下开关按键,电热线通电,开始加热。当锅内的水沸腾后,锅内的水就渐渐减少,但温度一直维持在100℃。当水开始蒸干,锅内的温度就由100℃上升。当升至103℃时,感温磁体就不受磁铁吸引,开关的杠杆因弹簧的弹力及本身的重力而下降,使接触点分开,电热线就断电。同时接通另一保温电路,保持饭的温度在70℃左右。

传感器及其工作原理的教案

传感器及其工作原理的教案

传感器及其工作原理的教案一、教学目标1. 了解传感器的概念、作用和分类。

2. 掌握常见传感器的工作原理和应用。

3. 能够分析传感器在现实生活中的重要作用。

二、教学内容1. 传感器的基本概念解释传感器的定义,描述传感器在电子设备中的作用。

2. 传感器的分类介绍常见传感器的类型,如温度传感器、压力传感器、光敏传感器等。

3. 温度传感器讲解温度传感器的工作原理,如热敏电阻、热电偶等。

4. 压力传感器介绍压力传感器的工作原理,如应变片、压阻传感器等。

5. 光敏传感器阐述光敏传感器的工作原理,如光电二极管、光敏电阻等。

三、教学方法1. 采用讲授法,讲解传感器的基本概念、分类和各种传感器的工作原理。

2. 使用演示法,展示传感器的工作过程和应用实例。

3. 开展小组讨论,分析传感器在现实生活中的作用。

四、教学准备1. 准备相关教材、课件和教学图片。

2. 准备实物传感器,如温度传感器、压力传感器等。

3. 准备示波器、电压表等实验器材。

五、教学过程1. 导入新课通过提问方式引导学生思考传感器在生活中的应用,激发学生的兴趣。

2. 讲解传感器的基本概念讲解传感器的定义,阐述传感器在电子设备中的作用。

3. 介绍传感器的分类介绍常见传感器的类型,让学生了解传感器家族。

4. 讲解温度传感器的工作原理讲解热敏电阻、热电偶等温度传感器的工作原理。

5. 讲解压力传感器的工作原理讲解应变片、压阻传感器等压力传感器的工作原理。

6. 讲解光敏传感器的工作原理讲解光电二极管、光敏电阻等光敏传感器的工作原理。

7. 演示传感器的工作过程和应用实例展示实物传感器的工作过程,让学生更直观地理解传感器的工作原理。

8. 小组讨论让学生结合生活实际,分析传感器在现实生活中的重要作用。

9. 课堂小结10. 布置作业布置一些有关传感器的思考题和实践题,巩固所学知识。

1. 课堂问答:通过提问,了解学生对传感器概念和分类的掌握情况。

2. 小组讨论:观察学生在讨论中的表现,评估他们对传感器工作原理的理解。

高二物理传感器及其工作原理教案

高二物理传感器及其工作原理教案

高二物理传感器及其工作原理教案Last revised by LE LE in 2021泰兴市第三高级中学备课纸2006 年月日课题第一节传感器及其工作原理课型新授课总 1 课时,第 1 课时教学目标1.知道什么是传感器,理解各类传感器的工作原理2.知道光敏电阻特点及作用3.掌握热敏电阻和金属电阻的特点及区别4.理解霍尔元件的原理及作用会用得各类元件(热敏电阻、光敏电阻、霍尔元件等)设计简单的控制电路重点认识各种常见的传感器;了解光敏电阻、热敏电阻、霍尔元件的工作原理。

难点光敏电阻、热敏电阻、霍尔元件的工作原理。

教法PPT课件,演示实验,讲授教学活动设计教师活动学生活动备注(一)引入新课引导学生看教材55页“勇气号”火星探测器的彩色照片;列举生活中的一些自动控制实例,如遥控器控制电视开关、日光控制路灯的开关、声音强弱控制走廊照明灯开关等,激发学生学习兴趣,引出课题。

列举自己知道的自动控制的其他实例。

如当走近自动门时,门会自动打开;电梯关门,当两门靠拢到接触人体时,门又会重新自动打开等等。

演示实验:干簧管控制电路的通断: 如图,小盒子A的侧面露出一个小灯泡,盒外没有开关,但是把磁铁B放到盒子上面,灯泡就会发光,把磁铁移走,灯泡熄灭.(演示实验1:干簧管传感器)(演示实验1:干簧管传感器)(干簧管的实物及原理图)学生对干簧管并不熟悉,因此才有了好奇。

声光控开关在生活中很普及,所以又有亲切感①当冰箱内的温度高于设定值时,制冷系统自动启动,而当温度低于设定值时,制冷系统又会自动停止。

冰箱的控制,是通过温度传感器实现的。

②楼梯道的电灯,晚上,有人经过楼道时,开关自动接通,灯就亮;白天,不管是否有人经过,开关都是断开的,灯总是不亮,这种开关用的就是声光传教师活动学生活动备注教学活动设计一.什么是传感器1.传感器是指这样一类元件:它能够感知诸如力、温度、光、声、化学成分等非电学量,并把它们按照一定的规律转化成电压、电流等电学量,或转化为电路的通断。

传感器及其工作原理 说课稿 教案 教学设计

传感器及其工作原理  说课稿  教案  教学设计

教学活动(一)引入新课引导学生看教材55页“勇气号”火星探测器的彩色照片;列举生活中的一些自动控制实例,如遥控器控制电视开关、日光控制路灯的开关、声音强弱控制走廊照明灯开关等,激发学生学习兴趣,引出课题。

列举自己知道的自动控制的其他实例。

如当走近自动门时,门会自动打开;电梯关门,当两门靠拢到接触人体时,门又会重新自动打开等等。

(二)进行新课1、什么是传感器演示实验:揭示实验“奥秘”:盒子里用到了一种称为“干簧管”的元件。

介绍干簧管的构造和工作原理,干簧管是一种能够感知磁场的传感器。

引导学生阅读教材2、3段,思考问题:(1)什么是传感器?(2)传感器的作用是什么?(1)传感器是指这样一类元件:它能够感知诸如力、温度、光、声、化学成分等非电学量,并把它们按照一定的规律转化成电压、电流等电学量,或转化为电路的通断。

(2)传感器的作用是把非电学量转化为电学量或电路的通断,从而实现很方便地测量、传输、处理和控制。

出示几种常见的传感器,增加学生的感性认识。

为了制作传感器,常常需要一些元器件,下面看几个实例:2.光敏电阻介绍光敏电阻的外形和构造。

如图6.1-4。

学生活动现象:光敏电阻在被光照射时电阻发生明显变化。

普通电阻则不会发生变化。

引导学生阅读教材57页的内容,思考问题:(1)光敏电阻的电阻率与什么有关?(2)光敏电阻受到光照时会发生什么变化?怎样解释?(3)光敏电阻能够将什么量转化为什么量?(1)光敏电阻的电阻率与光照强度有关。

(2)光敏电阻受到光照时电阻会变小。

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;随着光照增强,载流子增多,导电性能变好。

(3)光敏电阻能够将光学量转化为电阻这个电学量。

3.热敏电阻和金属热电阻引导学生阅读教材58页有关内容,思考问题:(1)金属导体与半导体材料的导电性能与温度的变化关系是否相同?(2)热敏电阻和金属热电阻各有哪些优缺点?(3)热敏电阻和金属热电阻能够将什么量转化为什么量?(1)金属导体与半导体材料的导电性能与温度的变化关系不相同。

1.传感器及其工作原理教案

1.传感器及其工作原理教案

选修3----2第六章传感器1.传感器及其工作原理(教案)一、教材分析本部分属“了解”水平。

学生应理解在现代信息技术与自动控制中为什么要将非电学量转换成电学量,了解电学量便于控制、便于处理(放大、衰减和波型整理等)、便于显示和储存、也便于远距离传输等技术方面的优点。

尤其是将电学量与计算机技术结合,可以方便地实现信息的采集、处理、输出的自动化和智能化。

所以科学技术中常把非电学量转换成电学量进行信息收集。

高中的重点是通过实验,知道常见传感器的工作原理。

了解常见传感器的工作原理,注意“了解”的理解。

学生应知道传感器是由敏感元件、电子线路与控制线路等组成的。

本主题重在通过实验来探究传感器的工作原理,以拓展学生的思维,培养创新意识,不宜讲过多的技术细节。

二、教学目标一)知识目标:(1)知道非电学量转换成电学量的技术意义。

(2)通过实验,知道常见传感器的工作原理。

二)能力目标:1、设计实验并熟练使用电源、灵敏电流计、干簧管、光敏元件、热敏元件等电学实验元件,培养实验设计和实验操作能力及实验观察能力。

2、通过实验观察培养获取知识的能力、分析问题的能力。

三)情感和价值观学生通过实验探究,培养热爱科学、探索未知的积极情感。

三、教学重点1、干簧管、光敏元件、热敏元件等电学实验元件在电路中的作用。

2、设计电路。

四、教学难点电路的设计,理解传感器工作原理及敏感元件在电路中的作用。

五、教学方法实验探究法、理论探究法、分组讨论法、归纳总结法六、教学过程实验探究一:目的:引起学生的好奇心。

b.实验过程----分组实验:学生4人一组,16个小组c.讲解:什么是传感器(1)传感器是这样一类元件:它能够感受诸如力、温度、光声、化学成分等非电学量,并能把它们按照一定规律转换为电压、电流等电学量,或转化为电路的通断。

(2)传感器原理传感器感受的通常是非电学量,如电压、温度、位移、浓度、酸碱度等,而它输出的通常是电学量,如电压值、电流值、电荷量等,这些输出信号是非常微弱的,通常要经过放大后,再送给控制系统产生和种控制动作。

《传感器及其工作原理》教案

《传感器及其工作原理》教案

《传感器及其工作原理》教案一、教学内容本节课选自《电子技术基础》教材第四章,主题为“传感器及其工作原理”。

详细内容包括:传感器的定义、分类、应用及其工作原理;重点介绍温度传感器、光传感器、力传感器等常见传感器的工作原理和应用实例。

二、教学目标1. 让学生了解传感器的定义、分类和应用,理解传感器在电子技术领域的重要性。

2. 使学生掌握常见传感器的工作原理,能够分析其在实际应用中的优缺点。

3. 培养学生运用传感器进行电子电路设计和创新的能力。

三、教学难点与重点难点:传感器的工作原理及其在实际应用中的运用。

重点:温度传感器、光传感器、力传感器等常见传感器的工作原理。

四、教具与学具准备1. 教具:PPT课件、实验箱、传感器模块、演示电路板。

2. 学具:笔记本、笔、实验报告册。

五、教学过程1. 导入:通过展示传感器在日常生活中的应用实例,引发学生对传感器的好奇心和兴趣。

2. 知识讲解:a. 传感器的定义、分类和应用。

b. 温度传感器、光传感器、力传感器等常见传感器的工作原理。

3. 实践操作:a. 学生分组,每组配备一个实验箱和相应传感器模块。

b. 指导学生进行温度传感器、光传感器、力传感器的接线及测试实验。

c. 学生观察实验现象,分析传感器工作原理。

4. 例题讲解:a. 结合教材例题,讲解传感器在实际应用中的计算方法。

b. 学生跟随讲解,完成例题计算。

5. 随堂练习:a. 布置传感器相关的练习题,学生独立完成。

b. 教师巡回指导,解答学生疑问。

六、板书设计1. 传感器的定义、分类和应用。

2. 常见传感器工作原理:a. 温度传感器b. 光传感器c. 力传感器3. 传感器计算例题及解析。

七、作业设计1. 作业题目:a. 解释传感器的定义,列举三个常见的传感器应用。

b. 简述温度传感器、光传感器、力传感器的工作原理。

c. 根据教材例题,计算并分析传感器在特定应用中的参数。

2. 答案:八、课后反思及拓展延伸1. 反思:本节课学生对传感器的定义、分类和应用有了基本的了解,能够掌握常见传感器的工作原理。

传感器及其工作原理的教案

传感器及其工作原理的教案

传感器及其工作原理一、教学目标1、知道非电学量转换成电学量的技术意义;2、通过实验,知道常见传感器的工作原理;3、初步探究利用和设计简单的传感器.二、重、难点1.几种常见传感器的工作原理(演示实验);2.学生自己设计简单的传感器.三、教学过程(一)课题的引入【演示实验1】干簧管控制电路的通断如图,小盒子A的侧面露出一个小灯泡,盒外没有开关,但是把磁铁B放到盒子上面,灯泡就会发光,把磁铁移走,灯泡熄灭.师问:盒子里有怎样的装置,才能实现这样的控制?生猜:(可以自由讨论,也可以请学生回答)师生探究:打开盒子,用实物投影仪展示盒内的电路图,了解元件“干簧管”的结构。

探明原因:玻璃管内封入两个软磁性材料制成的簧片。

当磁铁靠近干簧管时,两个簧片被磁化而接通,电路导通。

所以,干簧管能起到开关的作用。

师点拨:这个装置反过来还可以让我们通过灯泡的发光情况,感知干簧管周围是否存在着磁场。

【演示实验2】声光控开关控制电路的通断①先在普通光照条件下,②在把开关置于黑暗环境中。

师生总结:声光控开关师:刚才的两个实验,都用了一种元件,这些元件能够感受某些信息,通过它能实现电路的自动控制,这种元件有一个专门的名称:传感器。

什么是传感器呢?它能够感受诸如力、温度、光、声、化学成分等非电学量,并能把它们按照一定的规律转换为电压、电流等电学量,或转换为电路的通断。

我们把这种元件叫做传感器。

它的优点是:把非电学量转换为电学量以后,就可以很方便地进行测量、传输、处理和控制了。

其实,传感器并不神秘。

你家里可能就有很多的传感器。

请大家相互说说看,你家里,或者在你的生活当中,都使用过,或听说过什么样的电器中有传感器?生讨论并交流:例如,①当冰箱内的温度高于设定值时,制冷系统自动启动,而当温度低于设定值时,制冷系统又会自动停止。

冰箱的控制,是通过温度传感器实现的。

②楼梯道的电灯,晚上,有人经过楼道时,开关自动接通,灯就亮;白天,不管是否有人经过,开关都是断开的,灯总是不亮,这种开关用的就是声光传感器。

传感器及其工作原理的教案原创

传感器及其工作原理的教案原创

传感器及其工作原理的教案原创一、教学内容本节课选自《电子技术基础》第五章“传感器及其应用”,主要涉及第1节“传感器概述”和第2节“常见传感器的工作原理”。

详细内容包括传感器的定义、分类、特性,以及温度传感器、力传感器、光传感器等常见传感器的工作原理和应用。

二、教学目标1. 理解传感器的概念、分类和特性,掌握常见传感器的工作原理及其在生活中的应用。

2. 能够运用所学知识分析传感器在实际应用中的问题,培养解决问题的能力。

3. 培养学生的创新意识,提高实际操作技能,激发对电子技术学科的兴趣。

三、教学难点与重点教学难点:传感器的工作原理及其在实际应用中的问题分析。

教学重点:传感器的分类、特性,常见传感器的工作原理及其应用。

四、教具与学具准备1. 教具:多媒体教学设备、传感器实物、演示板、实验器材等。

2. 学具:教材、笔记本、实验报告、工具包等。

五、教学过程1. 导入:通过展示生活中常见的传感器应用实例,引导学生思考传感器的作用和重要性。

2. 新课导入:详细讲解传感器的定义、分类、特性,让学生对传感器有全面的认识。

3. 知识讲解:a. 温度传感器:介绍热敏电阻、热电偶等温度传感器的原理和应用。

b. 力传感器:讲解应变片、压电传感器等力传感器的工作原理及其在实际中的应用。

c. 光传感器:阐述光敏电阻、光电二极管等光传感器的工作原理及其应用。

4. 实践操作:分组进行实验,让学生动手操作传感器,观察传感器的工作过程,培养学生的实际操作能力。

5. 例题讲解:针对所学内容,选取典型例题进行讲解,让学生学会分析传感器在实际应用中的问题。

6. 随堂练习:布置与例题类似的习题,让学生巩固所学知识,提高解决问题的能力。

六、板书设计1. 传感器的概念、分类、特性2. 常见传感器的工作原理及特点a. 温度传感器b. 力传感器c. 光传感器3. 传感器在实际应用中的问题分析七、作业设计1. 作业题目:a. 解释传感器的作用,并举例说明。

传感器及其工作原理优秀教案(可编辑修改word版)

传感器及其工作原理优秀教案(可编辑修改word版)

三.光敏电阻四.金属热电阻和热敏电阻五.学生利用光敏电阻和热敏电阻自己设计简单的控制电量转换为电学量以后,就可以很方便地进行测量、传输、处理和控制了。

其实,传感器并不神秘。

你家里可能就有很多的传感器。

请大家相互说说看,你家里,或者在你的生活当中,都使用过,或听说过什么样的电器中有传感器?生讨论并交流:例如,①当冰箱内的温度高于设定值时,制冷系统自动启动,而当温度低于设定值时,制冷系统又会自动停止。

冰箱的控制,是通过温度传感器实现的。

②楼梯道的电灯,晚上,有人经过楼道时,开关自动接通,灯就亮;白天,不管是否有人经过,开关都是断开的,灯总是不亮,这种开关用的就是声光传感器。

③为了防止火灾的发生,在宾馆房间的天花板上大多有一个小盒子,当房间失火时它能感知出现的烟雾,通过电路发出警报,这个小盒子就是烟雾传感器。

④其他如宾馆洗手间的墙壁上干手机的湿度传感器、电视机里换频道的红外传感器、电饭锅的温控开关、养鸡场里的孵化器、交警用来测驾驶员是否酒后开车的酒精气体测试仪、磁悬浮列车里的加速度测试器、电容式话筒里的电容式传感器、自动洗衣机里的压力传感器等等.可以说,传感器的广泛使用,丰富了我们的生活,使我们的生活更加方便、安全和舒适。

师:为了制作传感器,需要一些元器件,下面我们就来看几个实际的例子。

【演示实验 3】比较光敏电阻在不同光照条件下的电阻之不同学生完成:两人一组,用万用电表(由投影仪投出表盘)的欧姆挡测量一只光敏电阻的阻值,实验分别在室内自然光的照射下和用手掌遮光时进行。

学生总结实验结果:光敏电阻在暗环境下电阻值很大,强光照射下电阻值很小。

师生总结:光敏电阻能够把光照强弱这个光学量转换为电阻这个电学量。

(师)工作原理:光敏电阻在光照射下电阻变化的原因。

光敏电阻是由硫化镉制成的,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。

学生自学:半导体的导电机理师问:金属导体的导电性能与温度有关吗?关系如何?生答:(金属导体的电阻随温度的升高而增大,如白炽灯钨丝的电阻在正常工作情况下比常温下的电阻大得多)师生总结:用金属丝可以制作温度传感器,称为金属热电阻。

《传感器及其工作原理》教案

《传感器及其工作原理》教案

《传感器及其工作原理》教案一、教学内容本节课将围绕《传感器及其工作原理》展开,涉及教材第十一章第一节的内容,详细讲解传感器的基本概念、分类、工作原理及其在工程和日常生活中的应用。

二、教学目标1. 让学生理解传感器的定义、作用和分类,掌握不同类型传感器的工作原理。

2. 培养学生运用传感器解决实际问题的能力,提高学生的动手实践和创新能力。

3. 激发学生对传感器技术研究的兴趣,培养学生在传感器领域的专业素养。

三、教学难点与重点难点:传感器的工作原理及其在实际应用中的选用。

重点:传感器的定义、分类、工作原理及性能参数。

四、教具与学具准备1. 教具:PPT课件、传感器实物或模型、实验器材。

2. 学具:笔记本、教材、实验报告册。

五、教学过程1. 导入:通过展示传感器在生活中的应用实例,引起学生对传感器的好奇心和兴趣。

2. 理论讲解:a. 传感器的定义、作用和分类。

b. 常见传感器的工作原理及性能参数。

3. 实践操作:a. 分组讨论,每组选择一种传感器,分析其工作原理和应用场景。

4. 例题讲解:讲解一道关于传感器应用的例题,引导学生运用所学知识解决实际问题。

5. 随堂练习:布置相关练习题,巩固所学知识。

六、板书设计1. 《传感器及其工作原理》2. 内容:a. 传感器的定义、作用和分类。

b. 常见传感器的工作原理。

c. 传感器性能参数及应用。

七、作业设计1. 作业题目:a. 解释传感器的定义及其作用。

b. 列举三种常见传感器,并说明它们的工作原理和应用领域。

c. 分析一道传感器应用题,并给出解答。

2. 答案:a. 略。

b. 略。

c. 略。

八、课后反思及拓展延伸1. 反思:对本节课的教学过程进行反思,找出不足之处,为下一节课做好准备。

2. 拓展延伸:鼓励学生课后查阅传感器相关资料,了解新型传感器及其在各个领域的应用,提高学生的自主学习能力。

重点和难点解析1. 教学内容的理论与实践结合部分。

2. 教学目标中的能力培养和创新激发。

《传感器及其工作原理》教案

《传感器及其工作原理》教案

《传感器及其工作原理》教案一、教学内容本节课选自《电子技术基础》教材第四章,主题为“传感器及其工作原理”。

具体内容包括:传感器的基本概念、传感器的分类及特点、常见传感器的工作原理及其应用。

重点讨论温度传感器、压力传感器、光敏传感器和湿度传感器。

二、教学目标1. 理解传感器的基本概念,掌握传感器的分类及特点。

2. 学习常见传感器的工作原理,了解它们在实际应用中的作用。

3. 培养学生的动手实践能力,激发学生对电子技术学习的兴趣。

三、教学难点与重点教学难点:传感器的工作原理及其在实际应用中的使用。

教学重点:传感器的分类、特点及常见传感器的工作原理。

四、教具与学具准备1. 教具:PPT课件、实验演示设备(温度传感器、压力传感器、光敏传感器、湿度传感器)。

2. 学具:每组一套传感器实验套件,包括传感器、信号放大器、显示装置等。

五、教学过程1. 导入:通过展示日常生活中的传感器应用实例,引发学生对传感器的兴趣,为新课的学习营造氛围。

2. 新课内容:(1)介绍传感器的基本概念、分类及特点。

(2)详细讲解温度传感器、压力传感器、光敏传感器和湿度传感器的工作原理及其应用。

(3)进行实验演示,让学生直观地了解传感器的工作过程。

3. 例题讲解:讲解一道关于传感器应用的例题,引导学生运用所学知识解决问题。

4. 随堂练习:布置几道关于传感器工作原理和应用的选择题,巩固所学知识。

5. 实践操作:分组进行实验,让学生亲自动手操作传感器,观察并记录实验结果。

六、板书设计1. 板书《传感器及其工作原理》2. 内容:(1)传感器基本概念、分类及特点(2)温度传感器、压力传感器、光敏传感器、湿度传感器工作原理及应用(3)实验注意事项七、作业设计1. 作业题目:(1)简述传感器的基本概念及其分类。

(2)温度传感器和压力传感器在工业生产中有哪些应用?(3)设计一个简单的光控开关电路,并说明其工作原理。

2. 答案:(1)传感器是一种检测装置,能感受到被测量的信息,并能将检测感受到的信息,按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出,以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。

《传感器及其工作原理》教案

《传感器及其工作原理》教案

《传感器及其工作原理》教案一、教学内容1. 传感器的定义与分类2. 温度传感器的工作原理与应用3. 湿度传感器的工作原理与应用4. 光传感器的工作原理与应用5. 压力传感器的工作原理与应用二、教学目标1. 理解传感器的定义及其在现代科技领域的应用2. 掌握不同类型传感器的工作原理和特点3. 能够分析实际问题,选择合适的传感器进行解决三、教学难点与重点重点:传感器的定义、分类、工作原理及应用难点:不同类型传感器的工作原理和特点四、教具与学具准备教具:投影仪、电脑、传感器实验仪学具:笔记本、实验报告册五、教学过程1. 导入:通过一个温度传感器在冰箱中的应用实例,引发学生对传感器的兴趣,引出本节课的主题。

2. 理论讲解:(1) 传感器的定义与分类(2) 温度传感器的工作原理与应用(3) 湿度传感器的工作原理与应用(4) 光传感器的工作原理与应用(5) 压力传感器的工作原理与应用3. 实践操作:学生分组进行实验,通过传感器实验仪,实际操作温度、湿度、光、压力传感器,观察传感器输出信号的变化,加深对传感器工作原理的理解。

4. 例题讲解:分析实际问题,如智能家居系统中如何选择合适的温度传感器,讲解选择依据和过程。

5. 随堂练习:学生根据所学知识,完成实验报告册的相关练习,巩固所学内容。

六、板书设计板书内容主要包括:1. 传感器的定义与分类2. 各类传感器的工作原理与应用七、作业设计1. 简述传感器的定义及其在现代科技领域的应用。

答案:传感器是一种能够感知环境信息并将其转换为可处理信号的装置,广泛应用于现代科技领域,如智能家居、工业自动化、医疗设备等。

2. 比较温度传感器、湿度传感器、光传感器、压力传感器的异同。

答案:相同点:都是将非电学量转换为电学量的装置。

不同点:温度传感器用于测量温度,湿度传感器用于测量湿度,光传感器用于测量光照强度,压力传感器用于测量压力。

八、课后反思及拓展延伸本节课通过理论讲解、实践操作、例题讲解和随堂练习等多种教学方式,使学生对传感器及其工作原理有了更深入的了解。

传感器及其工作原理的教案原创

传感器及其工作原理的教案原创

传感器及其工作原理的教案原创一、教学目标:1. 知识目标:学习传感器的定义、分类和工作原理;2. 能力目标:通过实例理解传感器的应用和作用;3. 情感目标:培养学生对传感器技术的兴趣,激发学生对科学研究的热情。

二、教学重点与难点:1. 重点:掌握传感器的定义、分类和工作原理;2. 难点:理解传感器工作原理的抽象概念。

三、教学准备:1. 教师准备:PPT演示、实物传感器模型;2. 学生准备:课前预习相关知识。

四、教学过程:【引入】教师利用PPT演示和实物传感器模型,引发学生对传感器的好奇和兴趣。

【探究】1. 学生了解传感器的定义:传感器是一种能够将各种感知信号转化为可测量、可记录、可控制的信号输出的装置。

2. 学生了解传感器的分类:按照测量的物理量可以分为温度传感器、光电传感器、压力传感器等;按照原理可以分为电阻传感器、电容传感器、电感传感器等。

3. 学生学习传感器的工作原理:以温度传感器为例,学生通过PPT演示和实物传感器模型观察、分析和推测传感器的工作原理。

4. 学生探讨传感器在生活中的应用:通过讨论,学生了解传感器在气象、环境监测、智能家居等方面的应用,并思考传感器的作用和意义。

【拓展】教师引导学生进一步思考和探索传感器工作原理和应用,并提出一些问题进行讨论,如:在医疗领域中,如何利用传感器监测人体的生理指标?在机器人技术中,传感器的作用是什么?等等。

【总结】教师对本节课所学内容进行总结,并强调传感器技术对现代社会的重要性和应用前景。

五、课堂小结:通过本节课的学习,学生了解了传感器的定义、分类及其工作原理,了解了传感器在不同领域中的应用,培养了学生对传感器技术的兴趣和对科学研究的热情。

六、作业布置:请学生以传感器在自己感兴趣的领域中的应用为题,撰写一篇短文,介绍传感器的工作原理以及其在该领域中的作用和意义。

作业要求:字数不少于800字,可以适当增加字数以详细描述。

七、教学反思:教师在本节课中运用了多种教学手段,如PPT演示、实物传感器模型等,激发了学生的兴趣和理解。

传感器及其工作原理的教案

传感器及其工作原理的教案

传感器及其工作原理的教案第一章:传感器概述1.1 传感器的定义与作用介绍传感器的概念解释传感器在现实生活中的应用1.2 传感器的分类温度传感器压力传感器光传感器湿度传感器1.3 传感器的性能指标灵敏度准确度响应时间稳定性第二章:电阻式传感器2.1 电阻式传感器的原理介绍电阻式传感器的工作原理解释电阻变化的原因2.2 电阻式传感器的应用温度传感器压力传感器2.3 电阻式传感器的优缺点优点:线性好、精度高、成本低缺点:量程受限、响应速度慢第三章:电容式传感器3.1 电容式传感器的原理介绍电容式传感器的工作原理解释电容变化的原因3.2 电容式传感器的应用湿度传感器物位传感器3.3 电容式传感器的优缺点优点:量程宽、响应速度快、抗干扰能力强缺点:线性度较差、精度较低、成本较高第四章:光电式传感器4.1 光电式传感器的原理介绍光电式传感器的工作原理解释光电器件的原理4.2 光电式传感器的应用光传感器光纤传感器4.3 光电式传感器的优缺点优点:灵敏度高、响应速度快、抗干扰能力强缺点:成本较高、易受环境因素影响第五章:霍尔传感器5.1 霍尔传感器的原理介绍霍尔传感器的工作原理解释霍尔效应的原因5.2 霍尔传感器的应用磁场传感器角度传感器5.3 霍尔传感器的优缺点优点:灵敏度高、响应速度快、抗干扰能力强缺点:线性度较差、精度较低、成本较高第六章:超声波传感器6.1 超声波传感器的原理介绍超声波传感器的工作原理解释超声波的传播和接收过程6.2 超声波传感器的应用距离传感器流量传感器6.3 超声波传感器的优缺点优点:精度高、量程远、抗干扰能力强缺点:受环境温度影响大、成本较高第七章:红外传感器7.1 红外传感器的原理介绍红外传感器的工作原理解释红外辐射的检测过程7.2 红外传感器的应用温度传感器遥控器7.3 红外传感器的优缺点优点:灵敏度高、响应速度快、抗干扰能力强缺点:受环境光线影响大、成本较高第八章:频率传感器8.1 频率传感器的原理介绍频率传感器的工作原理解释频率测量的重要性8.2 频率传感器的应用转速传感器频率计8.3 频率传感器的优缺点优点:精度高、稳定性好、抗干扰能力强缺点:成本较高、调试复杂第九章:微型传感器9.1 微型传感器的原理与特点介绍微型传感器的工作原理强调微型传感器的尺寸小、重量轻、成本低9.2 微型传感器的应用生物医学领域航空航天领域9.3 微型传感器的优缺点优点:便于集成、易于携带、响应速度快缺点:灵敏度较低、抗干扰能力较差第十章:传感器系统的设计与应用10.1 传感器系统的概念解释传感器系统的组成及作用强调传感器系统的重要性10.2 传感器系统的应用案例智能家居系统工业自动化控制系统10.3 传感器系统的未来发展探讨传感器系统的发展趋势预测传感器系统在新技术领域的应用前景第十一章:无线传感器网络11.1 无线传感器网络的原理与组成介绍无线传感器网络的基本概念解释无线传感器网络的构成要素及其作用11.2 无线传感器网络的应用环境监测军事与安全领域11.3 无线传感器网络的优缺点优点:无需布线、安装方便、可远程监控缺点:功耗大、通信距离有限、安全性问题第十二章:传感器的标定与测试12.1 传感器标定的意义与方法解释传感器标定的目的介绍常见的传感器标定方法12.2 传感器测试的参数与设备列举传感器测试的主要参数介绍传感器测试所需的设备与工具12.3 传感器测试的流程与标准阐述传感器测试的一般流程介绍传感器测试的相关标准与规范第十三章:传感器在自动化系统中的应用13.1 自动化系统中传感器的作用解释传感器在自动化系统中的重要性阐述传感器在自动化过程中的角色13.2 常见自动化系统中的传感器应用控制系统生产线自动检测系统13.3 传感器在自动化系统中的选型与集成介绍传感器在自动化系统中的选型原则解释传感器在自动化系统中的集成方法第十四章:传感器在物联网中的应用14.1 物联网中传感器的作用与挑战阐述传感器在物联网中的关键作用分析物联网中传感器面临的挑战与问题14.2 物联网中传感器的应用案例智能交通系统智能农业14.3 物联网中传感器的发展趋势探讨物联网中传感器的未来发展方向预测物联网中传感器技术的新突破第十五章:传感器的维护与故障诊断15.1 传感器维护的重要性与方法强调传感器维护的意义介绍传感器维护的基本方法15.2 传感器故障诊断的原理与技术解释传感器故障诊断的基本原理介绍常见的传感器故障诊断技术15.3 传感器故障诊断的应用与案例工业生产中的传感器故障诊断智能家居中的传感器故障诊断重点和难点解析本文教案主要介绍了传感器及其工作原理,内容涵盖了传感器的分类、性能指标、各种类型的传感器原理与应用、传感器系统的设计、无线传感器网络、传感器的标定与测试、在自动化系统和物联网中的应用,以及传感器的维护与故障诊断。

传感器及其工作原理的教学设计

传感器及其工作原理的教学设计

传感器及其工作原理的教学设计教学目标:1.了解传感器的定义和作用;2.掌握常见的传感器类型和其工作原理;3.了解传感器在各个领域的应用。

教学重难点:1.解释传感器的定义和作用;2.分析常见的传感器类型和其工作原理。

教学准备:1.多媒体设备;2.实物传感器;3.相关视频和图片资料。

教学过程:一、导入(10分钟)1.利用多媒体设备播放一个相关视频,介绍传感器的作用和应用领域;2.提问学生们对传感器有什么了解,引出本课主题。

二、讲解传感器的定义和作用(15分钟)1.讲解传感器的定义和作用,并与学生一起讨论其在生活中的应用;2.利用多媒体设备,展示传感器应用的图片和视频,深入理解传感器的作用。

三、介绍常见的传感器类型(20分钟)1.讲解常见的传感器类型,如温度传感器、湿度传感器、光传感器等;2.利用实物传感器,向学生展示具体的传感器,并解释其工作原理;3.展示相关图片和视频,帮助学生更好地理解传感器的工作原理。

四、分组活动:传感器应用探索(30分钟)1.将学生分成小组,每组选择一个传感器类型,并深入研究其工作原理和应用;2.要求学生在小组内进行讨论,并根据讨论结果,准备一份简短的报告;3.各组派代表上台展示报告内容,其他同学可以提问和讨论。

五、总结和展望(10分钟)1.总结本次课的内容,强调重要的知识点;2.展望下一节课的内容,介绍将要学习的内容和目标。

六、作业布置(5分钟)要求学生每个人选择一个自己感兴趣的传感器类型,并写一篇文章,介绍其工作原理和应用领域。

教学辅助材料:1.视频和图片资料;2.实物传感器。

【教学反思】通过本节课的教学设计,学生可以了解到传感器的定义和作用,并掌握常见的传感器类型和其工作原理。

通过观看视频、图片展示,以及实物传感器的展示,学生可以更加直观地理解传感器的工作原理。

通过小组活动,学生能够加深对传感器应用领域的理解,并通过讨论和报告展示,提高自主学习和合作学习能力。

通过写作业的形式,学生可以进一步加深对其中一传感器类型的了解。

传感器及其工作原理的教案

传感器及其工作原理的教案

传感器及其工作原理的教案第一章:传感器概述1.1 传感器的定义与作用介绍传感器的概念解释传感器在现代科技领域中的重要性1.2 传感器的分类温度传感器压力传感器光传感器湿度传感器其他传感器1.3 传感器的性能指标灵敏度准确度响应时间稳定性第二章:传感器的工作原理2.1 电阻式传感器介绍电阻式传感器的工作原理探讨电阻式传感器的应用实例2.2 电容式传感器解释电容式传感器的工作原理分析电容式传感器的应用场景2.3 电磁式传感器探讨电磁式传感器的工作原理举例说明电磁式传感器的应用2.4 光电式传感器介绍光电式传感器的工作原理讨论光电式传感器的应用领域第三章:传感器的选择与应用3.1 传感器选择的考虑因素测量范围精度要求响应时间环境条件3.2 传感器的应用实例工业自动化智能家居医疗设备环境监测3.3 传感器与微控制器的接口设计介绍传感器与微控制器接口的基本原理探讨接口设计中的注意事项第四章:传感器的安装与维护4.1 传感器的安装方法固定传感器连接传感器的电路传感器的校准4.2 传感器的维护与保养定期检查传感器的工作状态清洁传感器更换传感器配件4.3 传感器故障排除与维修分析传感器故障的原因介绍传感器维修的基本方法第五章:传感器技术的未来发展5.1 新型传感器的发展趋势微型化智能化网络化多功能化5.2 传感器在物联网中的应用物联网的基本概念传感器在物联网中的重要作用5.3 传感器技术的创新与挑战探讨传感器技术的创新方向分析传感器技术面临的挑战与解决方案第六章:传感器在温度测量中的应用6.1 温度传感器概述介绍温度传感器的种类及工作原理解释温度传感器在温度测量中的重要性6.2 热电阻传感器探讨热电阻传感器的工作原理分析热电阻传感器的应用实例6.3 热电偶传感器介绍热电偶传感器的工作原理讨论热电偶传感器在高温测量中的应用6.4 集成温度传感器解释集成温度传感器的工作原理探讨集成温度传感器的优势及应用第七章:压力传感器的原理与应用7.1 压力传感器概述介绍压力传感器的概念及作用解释压力传感器在各种领域的应用7.2 应变片式压力传感器探讨应变片式压力传感器的工作原理分析应变片式压力传感器的应用实例7.3 压阻式压力传感器介绍压阻式压力传感器的工作原理讨论压阻式压力传感器在工业中的应用7.4 微机电系统(MEMS)压力传感器解释MEMS压力传感器的工作原理探讨MEMS压力传感器的优势及应用第八章:光传感器的原理与应用8.1 光传感器概述介绍光传感器的基本概念解释光传感器在光电技术中的应用8.2 光电二极管传感器探讨光电二极管传感器的工作原理分析光电二极管传感器的应用实例8.3 光敏电阻传感器介绍光敏电阻传感器的工作原理讨论光敏电阻传感器在光照检测中的应用8.4 光强传感器解释光强传感器的工作原理探讨光强传感器在光学测量中的应用第九章:湿度传感器的原理与应用9.1 湿度传感器概述介绍湿度传感器的基本概念解释湿度传感器在环境监测中的重要性9.2 电容式湿度传感器探讨电容式湿度传感器的工作原理分析电容式湿度传感器的应用实例9.3 电阻式湿度传感器介绍电阻式湿度传感器的工作原理讨论电阻式湿度传感器在湿度测量中的应用9.4 露点传感器解释露点传感器的工作原理探讨露点传感器在气象观测中的应用第十章:传感器在自动化控制系统中的应用10.1 自动化控制系统概述介绍自动化控制系统的基本概念解释自动化控制系统在社会生产中的作用10.2 传感器在自动化控制中的应用探讨传感器在工业自动化中的重要作用分析传感器在技术中的应用10.3 传感器在智能控制系统中的应用介绍传感器在智能家居中的应用讨论传感器在无人驾驶技术中的应用10.4 传感器技术的创新与发展趋势分析传感器技术在自动化控制系统中的创新方向探讨传感器技术在未来发展趋势中的挑战与解决方案第十一章:传感器的数据处理与信号转换11.1 传感器信号的预处理介绍传感器信号预处理的重要性探讨滤波、放大、线性化等预处理方法11.2 模拟-数字转换解释模拟-数字转换(ADC)的原理分析ADC在传感器应用中的关键作用11.3 数字信号处理介绍数字信号处理的基本概念探讨数字滤波、特征提取等信号处理技术11.4 数据融合与信息提取解释数据融合的概念及意义探讨多传感器数据融合的方法和技术第十二章:无线传感器网络(WSN)12.1 无线传感器网络概述介绍无线传感器网络的基本概念解释无线传感器网络在物联网中的应用12.2 WSN的组成与工作原理探讨WSN的节点、通信协议和数据处理机制分析WSN在环境监测、军事等领域中的应用12.3 WSN的关键技术介绍WSN中的低功耗通信、数据融合、路由协议等关键技术讨论这些技术在实际应用中的挑战和解决方案12.4 WSN的发展趋势与挑战分析WSN在未来发展中的机遇与挑战探讨WSN在物联网中的作用及其发展方向第十三章:传感器在生物医学领域的应用13.1 生物医学传感器概述介绍生物医学传感器的基本概念解释生物医学传感器在医疗诊断中的重要性13.2 生物传感器类型与应用探讨生物传感器包括的光学生物传感器、电化学生物传感器等分析这些传感器在血糖检测、酶活性监测等领域的应用13.3 生物医学传感器的集成与微系统技术介绍生物医学传感器集成技术探讨微流控芯片、MEMS等技术在生物医学传感器中的应用13.4 生物医学传感器的发展趋势与挑战分析生物医学传感器在未来发展中的机遇与挑战探讨生物医学传感器在精准医疗和健康管理中的作用及其发展方向第十四章:传感器的安全性与标准化14.1 传感器的安全性介绍传感器安全性的重要性探讨传感器在防止数据泄露、防止故障等方面的安全措施14.2 传感器标准化与兼容性解释传感器标准化的重要性讨论传感器接口、通信协议等标准化问题14.3 传感器产品的认证与质量控制介绍传感器产品认证的流程与标准探讨质量控制对传感器性能和可靠性的影响14.4 传感器行业的未来发展分析传感器行业在未来发展中的趋势探讨传感器技术在智能制造、物联网等领域的应用前景第十五章:传感器的创新与挑战15.1 传感器技术的创新方向探讨新型传感器、传感器材料、传感器集成等方面的创新趋势15.2 传感器面临的挑战与解决方案分析传感器在精度、响应时间、功耗等方面的挑战讨论解决这些挑战的可能方法和途径15.3 传感器技术在可持续发展中的作用介绍传感器在节能减排、环境保护等方面的作用探讨传感器技术在促进可持续发展中的潜力15.4 传感器的未来:从智能传感器到自适应系统展望智能传感器、自适应系统等领域的发展前景探讨传感器技术在未来科技和产业变革中的作用和地位重点和难点解析本文主要介绍了传感器及其工作原理、选择与应用、安装与维护、未来发展等方面的内容。

传感器及其工作原理的教学设计

传感器及其工作原理的教学设计

传感器及其工作原理的教学设计传感器及其工作原理的教学设计范文传感器及其工作原理的教学设计1【学习目标】1、知道什么是传感器2、了解传感器的常用元件的特征【自主学习】一、传感器:传感器是指这样一类元件:它能够感受诸如力、温度、光、声、化学成分等——量,并能把它们按照一定的规律转换为电压、电流等量,或转换为电路的通断。

把非电学量转换为电学量以后,就可以很方便地进行测量、传输、处理和控制了。

传感器一般由敏感元件和输出部分组成,通过敏感元件获取外界信息并转换——信号,通过输出部分输出,然后经控制器分析处理。

常见的传感器有:、、、、力传感器、气敏传感器、超声波传感器、磁敏传感器等。

二、常见传感器元件:1、光敏电阻:光敏电阻的材料是一种半导体,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,导电性能变好,光敏电阻能够把,这个光学量转换为电阻这个电学量。

它就象人的眼睛,可以看到光线的强弱。

2、金属热电阻和热敏电阻:金属热电阻的电阻率随温度的升高而,用金属丝可以制作传感器,称为。

它能用把这个热学量转换为这个电学量。

热敏电阻的电阻率则可以随温度的升高而或。

与热敏电阻相比,金属热电阻的好,测温范围,但较差。

3、电容式位移传感器能够把物体的这个力学量转换为这个电学量。

4、霍尔元件能够把这个磁学量转换为电压这个电学量【典型例题】例一、如图所示,将万用表的选择开关置于“欧姆”挡,再将电表的两支表笔与一热敏电阻Rt的两端相连,这时表针恰好指在刻度盘的正中间。

若往Rt上擦一些酒精,表针将向(填“左”或“右”)移动;若用吹风机将热风吹向电阻,表针将向(填“左”或“右”)移动。

例二、传感器是一种采集信息的重要器件。

如图所示是一种测定压力的电容式传感器。

当待测压力F作用于可动膜片电极时,可使膜片产生形变,引起电容的变化,将电容器、灵敏电流计和电源串联成闭合电路,那么()A、当F向上压膜片电极时,电容将减小B、当F向上压膜片电极时,电容将增大C、若电流计有示数,则压力F发生变化D、若电流计有示数,则压力F不发生变化例三、如图所示,有电流I流过长方体金属块,金属块宽度为d,高为b,有一磁感应强度为B的匀强磁场垂直于纸面向里,金属块单位体积内的自由电子数为n 试问金属块上、下表面哪面电势高?电势差是多少?(此题描述的是著名的霍尔效应现象)【针对训练】1、简单的说,光敏电阻就是一个简单的传感器,热敏电阻就是一个简单的传感器。

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第一节:传感器及其工作原理教案
【教学目标】
1.知识与技能:
(1)、了解什么是传感器,知道非电学量转化为电学量的技术意义;
(2)、知道传感器中常见的三种敏感元件光敏电阻、热敏电阻和霍尔元件及其它们的工作原理。

(3)、了解传感器的应用。

2.过程与方法:
通过对实验的观察、思考和探究,让学生在了解传感器、熟悉传感器工作原理的同时,经历科学探究过程,学习科学研究方法,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
(1)、体会传感器在生活、生产、科技领域的种种益处,激发学生的学习兴趣,拓展学生的知识视野,并加强物理与STS的联系。

(2)、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。

【教学重点】:理解并掌握传感器的三种常见敏感元件的工作原理。

【教学难点】:分析并设计传感器的应用电路。

【教学方法】:实验、探究、讨论
【教学用具】:干簧管,磁铁,光敏电阻、热敏电阻演示仪、传感器简单应用实验盒、万用表。

【教学过程】
一、引入新课
准备知识:从上世纪八十年代起,国际上出现了“传感器热”,传感器在当今科技发展中有着十分重要的地位。

本课的设计思路是通过对实验的观察、思考和探究,了解什么是传感器,传感器是如何将非电学量转换成电学量的,传感器在生产、生活中有哪些具体应用,为学生利用传感器制作简单的自控装置作一铺垫。

教学时力避深奥的理论,侧重于联系实际,让学生感受传感器的巨大作用,进而提高学生的学习兴趣,培养学生热爱科学的情感和崇尚科学的精神。

今天我们生活中常用的电视、空调的遥控器是如何实现远距离操纵的?楼梯上的电灯如何能人来就开,人走就熄的?工业生产中所用的自动报警器、恒温烘箱是如何工作的?“非典”病毒肆虐华夏大地时,机场、车站、港口又是如何实现快速而准确的体温检测的?所有这些,都离不开一个核心,那就是本堂课将要学习的传感器。

二、新课教学
1.什么是传感器
演示实验1:如图1所示,小盒子的侧面露出一个小灯泡,盒外没有开关,当把磁铁放到盒子上面,灯泡就会发光,把磁铁移开,灯泡熄灭。

提问:盒子里有怎样的装置,才能实现这样的控制?
学生猜测:盒子里有弹性铁质开关。

师生探究:打开盒子,用实物投影仪展示盒内的电路图(图2),了解元件“干簧管”的结构。

探明原因:当磁体靠近干簧管时,两个由软磁性材料制成的簧片因磁化而相互吸引,电路导通,干簧管起到了开关的作用。

教师点拨:这个装置反过来还可以让我们通过灯泡的发光情况,感知干簧管周围是否存在着磁场。

演示实验2:教师出示一只音乐茶杯,茶杯平放桌上时,无声无息,提起茶杯,茶杯边播放悦耳的音乐,边闪烁着五彩的光芒。

教师提问: 音乐茶杯的工作开关又在哪里?开启的条件是什么?
学生猜测:在茶杯底部,所受压力发生改变。

实验探究:提起茶杯,用手压杯的底部,音乐并没有停止。

学生猜测:是由于光照强度的改变。

实验探究:用书挡住底部(不与底部接触),音乐停止,可见音乐茶杯受光照强度的控制。

师生总结:现代技术中,我们可以利用一些元件设计电路,它能够感受诸如力、温度、光、声、化学成分等非电学量,并能把它们按照一定的规律转换为电压、电流等电学量,或转换为电路的通断。

我们把这种元件叫做传感器。

它的优点是:把非电学量转换为电学量以后,就可以很方便地进行测量、传输、处理和控制了。

教师提问:实验1中的干簧管是怎样的传感器,实验2音乐茶杯中所用的元件又是怎样的传感器?
学生回答:干簧管是一个能感受磁场的传感器,音乐茶杯中所用的元件是能感受光照强度的传感器。

传感器的工作原理如下图所示:
2、认识一些制作传感器的元器件 (1)探究光敏电阻的特性 学生实验1:学生五人一组,用万用电表的欧姆挡测量一
只光敏电阻的阻值,实验分别在暗环境和强光照射下进行。

①、将光敏电阻与万用表的欧姆档按右图所示连成电路
②、将光敏电阻受光面置于有光线照射的地方,观察万用
欧姆表
③、用黑纸片将光敏电阻的透光窗口的遮住,移动黑纸片,使光敏电阻受到的光线出
现较亮、稍暗、较暗、黑暗几种情况,观察几种情况下光敏电阻的阻值变化,并
把相应的阻值填入下表。

④、结论:光敏电阻在暗环境下电阻值很大,强光照射下电阻值很小。

师生总结:光敏电阻能够把光照强弱这个光学量转换为电阻这个电学量。

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。

(2)探究金属热电阻和热敏电阻的特性
提问:金属导体的导电性能与温度有关吗?关系如何?
回答:金属导体的电阻随温度的升高而增大,如白炽灯钨丝的电阻在正常工作情况下
比常温下的电阻大得多。

演示实验4:如图6所示,AB间接有一段钨丝(从旧日光灯管中取出),闭合开关,
灯泡正常发光,当用打火机给钨丝加热时,灯泡亮度明显变暗。

学生探究:钨丝的电阻随温度的升高而增大。

师生总结:用金属丝可以制作温度传感器,称为热电阻。

如前面已经学过的用金属铂
可制作精密的电阻温度计。

学生实验2:学生五人一组,探究热敏电阻的阻值大小与温度的关系。

实验器材:NTC热敏电阻,万用表,温度计,水杯,凉水和热水。

欧姆表实验方案:按照如图所示的电路将热敏电阻接入电路,将万用
下的电阻。

实验步骤:
①、按上述电路连接电路
②、取半杯热水,将热敏电阻及温度计放入热水中
③、同时测量并记录水温和电阻值
④、倒入少许冷水,改变杯中的水温,在同时测量水温和电阻值,填入下表:
实验结论:热敏电阻的阻值随温度的升高而减小,且阻值随温度变化非常明显。

师生总结:半导体热敏电阻也可以用作温度传感器。

师生总结比较:金属热电阻与热敏电阻都能够把温度这个热学量转换为电阻这个电学
量,金属热电阻的化学稳定性好,测温范围大,但灵敏度较差。

(3)霍尔元件
教师介绍:霍尔元件是在一个很小的矩形半导体(例如砷化铟)薄片上,制作4个电极E、F、M、N而成(如图7所示)。

若在E、F间通入恒定的电流I,同时外加与薄片垂直的匀强磁场B,薄片中的载流子就在洛伦兹力的作用下发生偏转,使M、N间出现电压U。

师生讨论:霍尔元件的上的电压U与电流I、磁感应强度B的关系,设霍尔元件长为a,
宽为b,厚为d
,则当薄片中载流子达到稳定状态时,
,即
,又因
,所以,即(为霍尔系数)。

因此,我们就可以根据
电压U的变化得知磁感应强度的变化。

师生共析:霍尔元件能够把磁感应强度这个磁学量转换为电压这个电学量。

【课堂总结】
传感器是指一些能把光、力、温度、磁感应强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,它在生活、生产和科技领域有着非常广泛的应用。

日本把传感器技术列为上世纪八十年代十大技术之首,美国把传感器技术列为九十年代的关键技术,而我国有关传感器的研究和应用正方兴未艾……
【布置作业】
1.观察与思考:日常生活中哪些地方用到了传感器,它们分别属于哪种类型的传感器,它们的工作原理如何?
2.实验设计:用热敏电阻、继电器等器材设计一个火警报警器。

3.P55,思考与练习2题完成填表。

【板书设计】
第一节:传感器及其工作原理
1、传感器:能够感受诸如力、温度、光、声、化学成分等非电学量,并能把它们按照一定
的规律转换为电压、电流等电学量,或转换为电路的通断的元件。

2、传感器的优点:把非电学量转换为电学量,很方便地进行测量、传输、处理和控制。

3、传感器的工作原理:
4、认识一些制作传感器的元器件
(1)、光敏电阻:光敏电阻在暗环境下电阻值很大,强光照射下电阻值很小。

作用:光敏电
阻能够把光照强弱这个光学量转换为电阻这个电学量。

(2)、热敏电阻:热敏电阻的阻值随温度的升高而减小,且阻值随温度变化非常明显。

作用:半导体热敏电阻也可以用作温度传感器。

(3)、霍尔元件:霍尔元件能够把磁感应强度这个磁学量转换为电压这个电学量。

【教学反思】
本节课依据学生的认知规律组织教学,引入新课从生活实例入手,设置悬念,提出问题,激发学生兴趣,增强学生的求知欲;在进行“什么是传感器”的教学中注重实验探究,引导学生从两个实验的探究中加以归纳,并通过DISLab系统显示传感器的优越性,让学生了解把非电学量转化为电学量的技术意义;在对光敏电阻、热敏电阻和热电阻、霍尔元件这些制作传感器的元器件教学中,注重将教师演示实验与学生动手实验相结合,注重理论与实践相结合。

整个教学过程符合新课程的三维目标,体现新课程的理念,注意培养学生的自主、合作、探究能力,注意从生活走向物理,从物理走向生活,以此增进学生的学习能力和科学素养。

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