实习教案表

太原师范学院本科毕业生教育实习教案2013年4月15日（星期一）第5、6节原任课教师：冯瑞芳实习班级1103班、1104班实习科目物理教学内容§6.1传感器及其工作原理教学目的（一）知识与技能1．知道什么是传感器。2.了解光敏电阻、热敏电阻、霍尔元件的工作原理。3．会使用霍尔电压公式。（二）过程与方法通过实验，知道常见传感器的工作原理。（三）情感、态度与价值观通过已有知识在传感器中的应用激发科学探究的兴趣。重点、难点重点：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。现代化教学手段磁铁、干簧管、各种常见传感器、光敏电阻、热敏电阻、霍尔元件、多用电表、热水、冷水、台灯、投影仪等教学过程（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、什么是传感器演示干簧管控制电路通断的实验，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，思考并尝试回答问题：（1）什么是传感器？（2）传感器的作用是什么？教学过程（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。最后再出示几种常见的传感器，增加学生的感性认识。2.简单介绍传感器的组成，并指出传感器的核心部分是敏感元件，接着介绍以下几种常见的敏感元件。（1）光敏电阻利用多媒体课件介绍光敏电阻的外形和构造。先让学生认识其核心材料是半导体（如硫化镉）；再让学生上来做光敏电阻的演示实验，使学生通过亲身实验能够直观了解光敏电阻的特性，并让学生清楚半导体的导电机理。最后提问光敏电阻的作用。（2）热敏电阻和金属热电阻先让学生回忆金属热电阻的材料组成、导电机理及特性。再介绍光敏电阻的核心材料（也是半导体），并让学生做热敏电阻的演示实验，探究其特性、导电机理等，并指出热敏电阻和金属热电阻的优缺点，使学生对照学习这两种电阻。总结：半导体材料既具有光敏特性，也具有热敏特性。而且其阻值随光照、温度的增强和升高都是减小的；而金属热电阻的组织一般随温度的升高而增大。（3）电容式传感器介绍几种常见的电容式传感器（位移式、角度式、液体式、压力式），清楚其工作原理，加深学生对传感器概念的理解。（4）霍尔元件介绍霍尔元件的结构及工作原理，推导霍尔电压的表达式。设载流子的电荷量为q，沿电流方向定向运动的平均速率为v，单位体积内自由移动的载流子数为n，垂直电流方向导体板的横向宽度为a，则电流的微观表达式为nqadvI①载流子在磁场中受到的洛伦兹力qvBf载流子在洛伦兹力作用下侧移，两个侧面出现电势差，载流子受到的电场力为aUqFH当达到稳定状态时，洛伦兹力与电场力平衡，即qvBaUqH②教学过程由①②式得nqdIBUH③式中的nq与导体的材料有关，对于确定的导体，nq是常数。令nqk1，则上式可写为dIBkUH④一个确定的霍尔元件的d、k、为定值，再保持I不变，则UH的变化就与B成正比。这样，霍尔元件能够把磁感应强度这个磁学量转化为电压这个电学量。（三）课堂总结、点评1.传感器的概念2.传感器中几种常见的敏感元件（1）光敏电阻（2）热敏电阻和金属热电阻（3）电容式传感器（4）霍尔元件课后自我评价教态自然大方，教学设计新颖，极大地激发了学生的学习兴趣，探究实验交给学生来做，能够让学生在探究中认识真理，间接培养学生的探索精神。太原师范学院本科毕业生教育实习教案2013年4月23日（星期二）第1、2节原任课教师：冯瑞芳实习班级1103班、1104班实习科目物理教学内容§6.2传感器的应用教学目的知识与技能1.通过电子称学习力传感器的应用2.通过电熨斗、电饭锅学习温度传感器的应用3.通过火灾报警器学习光传感器的应用过程与方法通过图片、视频等多媒体手段了解力传感器、温度传感器、光传感器的原理以及在生活中的实际应用情感态度与价值观通过对生活中常用设备的了解和讲解，培养观察生活的习惯和思考的习惯，增强学习的兴趣，培养良好的科学态度重、难点各种传感器的原理和应用现代化教学手段电熨斗、电饭锅结构实物仪器，多媒体课件教学过程（一）新课引入上节课我已经学习了传感器及其工作原理，请大家回忆一下，传感器是怎么定义的？光敏电阻、热敏电阻、霍尔元件各是把什么物理量转换成电学量的元件？答：传感器是能够感受诸如力、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，或转换为电路的通断。光敏电阻：光照强弱——电阻热敏电阻：温度——电阻霍尔元件：磁感应强度——电压传感器的应用已经渗透到我们生活中的各个方面，环保、交通、航天、军事、家庭等。如电子称、电熨斗、电饭锅、火灾报警器等都要用到传感器，那么这节课就来学习力传感器、温度传感器以及光传感器的实际应用。（二）新课教学教学过程请同学们打开教材并阅读前几段文字，注意找出传感器应用的一般模式。一般来说，传感器输出的电信号相当微弱，要实现控制动作，就要把这个电信号放大。若要远距离传送，就还要将其转化成其他电信号以防止外界干扰。概括起来，传感器应用的一般模式如下图：1.力传感器的应用——电子称（1）测力装置：力传感器，由金属梁和应变片组成。（2）应变片：敏感元件，多用半导体材料制成（3）工作原理：弹簧钢制成的梁形元件右端固定，在梁的上下表面各贴一个应变片，在梁的自由端施力F，则梁发生弯曲，上表面拉伸，下表面压缩，上表面应变片的电阻变大，下表面的电阻变小。力F越大，弯曲形变越大，应变片的电阻变化就越大。如果让应变片中通过的电流保持恒定，那么上面应变片两端的电压变大，下面应变片两端的电压变小。传感器将这两个电压的差值输出。由电压差值和力F的对应关系就可以知道力F的大小了。（4）应变片将物体的形变这个力学量转换成电压这个电学量。2.温度传感器的应用——电熨斗温度传感器的应用在实际生活中非常广泛，它能把温度的高低转变成电信号，利用某物体的某一物理性质随温度的变化而改变的特性制成的，电熨斗就是靠温度传感器来控制温度的。（1）双金属片的实验：双金属片靠近热源时，内部金属丝接触，远离热源时，内部金属丝断开。可用作温控开关。（2）电熨斗的双金属片结构：上层金属为黄铜，下层金属为铁，铜的膨胀系数大于铁。受热时，双金属片发生明显形变，导致触点分离。从而达到控制电路的通断作用。（3）结合电熨斗的结构图，回答思考与讨论的问题。答：①常温下，上下触点应是接触的，温度过高时，由于双金属片受热膨胀系数不同，上部金属膨胀大，下部金属膨胀小，则双金属片向下弯曲，，使触点分离，从而切断电源，停止加热。常温降低后，双金属片恢复原状，重新接通电路加热，这样循环进行，起到自动控制温度的作用。②熨烫棉麻衣物和熨烫丝绸衣物需要设定不同的温度，此时可通过调温旋钮调节升降螺丝，升降螺丝带动弹性钢片升降，从而改变触点接触的难易，达到控制在不同温度的目的。3.温度传感器的应用——电饭锅（1）电饭锅中的温度传感器主要元件、组成物质及特点：主要元件是感温铁氧体；主要是用氧化锰、氧化锌和氧化铁粉末混合烧制而成；传感器放大电路转换执行机构显示器（指针式电表数字屏）计算机系统教学过程特点是：常温下具有铁磁性，能够被磁体吸引，但是温度上升到约103℃时，就失去了铁磁性，不能被磁体吸引。这个温度在物理学中称为该材料的“居里温度”或“居里点”。（2）演示实验：取一块电饭锅用的感温铁氧体，使它与一小块的永磁体吸在一起，用功率较大的电烙铁给铁氧体加热，经过一段时间后会发生什么现象？答：当用电烙铁给铁氧体加热时，经过一段时间，铁氧体就会失去磁性。（3）电饭锅的结构示意图（附上图）（4）思考与讨论的解答：答：①开始煮饭时，用手按下开关按钮，永磁体与感温磁体相吸，手松开后，按钮不再回复到图示状态。②水沸腾后，锅内大致温度保持在100℃不变。③饭熟后，水分被大米吸收，锅底温度升高，当温度升至“居里点”103℃时，感温磁体失去铁磁性，在弹簧作用下，永磁体被弹开，触点分离，切断电源，从而停止加热。④如果用电饭锅烧水，水沸腾后，锅内保持100℃不变，温度低于“居里点”103℃，电饭锅不能自动断电，只有水烧干后，温度升高到103℃才能自动断电。4.光传感器的应用——火灾报警器火灾报警器结构及原理：有一种火灾报警器是利用烟雾对光的散射来工作的。报警器带孔的罩子内装有发光二极管LED、光电三极管和不透明的挡板。平时，光电三极管收不到LED发出的光，呈现高电阻状态。当有火灾发生时，产生的烟雾进入罩内后对光有散射作用，使部分光线照射到光电三极管上，其电阻变小。与传感器连接的电路检测出这种变化，就会发出报警。（三）课堂小结一、力传感器——电子称二、温度传感器——电熨斗、电饭锅三、光传感器——火灾报警器课后自我评价将该课题融入到日常生活中，通过引导学生对日常生活中（煮饭、烧水等）的一些现象的思考，让学生了解电饭锅等的工作原理，因为贴近生活，所以能够引发学生学习的积极性。课堂气氛活跃。太原师范学院本科毕业生教育实习教案2013年4月25日（星期四）第3、4节原任课教师：冯瑞芳实习班级1103班、1104班实习科目物理教学内容§6.3传感器的应用实验教学目的（一）知识与技能1．了解两个实验的基本原理。2．通过实验，加深对传感器作用的体会，培养自己的动手能力。（二）过程与方法通过实验培养动手能力，体会传感器在实际中的应用。（三）情感、态度与价值观在实验中通过动手组装和调试，增强理论联系实际的意识，激发学习兴趣，培养良好的科学态度。重点、难点重点：1．了解斯密特触发器的工作特点，能够分析光控电路的工作原理。2．温度报警器的电路工作原理。难点：光控电路和温度报警器电路的工作原理。现代化教学手段实验过程中用到的有关器材、元器件等，由实验室统一准备教学过程（一）引入新课随着人们生活水平的提高，传感器在工农业生产中的应用越来越广泛，如走廊里的声、光控开关、温度报警器、孵小鸡用的恒温箱、路灯的自动控制、银行门口的自动门等，都用到了传感器．传感器的工作离不开电子电路，传感器只是把非电学量转换成电学量，对电学量的放大，处理均是通过电子元件组成的电路来完成的．这节课我们就来动手组装光控开关或温度报警器。（二）进行新课实验1、光控开关1．实验原理及知识准备（投影）如图所示光控电路，用发光二极管LED模仿路灯，RG为光敏电阻，R1的最大电阻为51kΩ，R2为330kΩ，试分析其工作原理．白天，光强度较大，光敏电阻RG电阻值较小，加在斯密特触发器A端的电压较低，则输出端Y输出高教学过程电平，发光二极管LED不导通；当天色暗到一定程度时，RG的阻值增大到一定值，斯密特触发器的输入端A的电压上升到某个值（1.6V），输出端Y突然从高电平跳到低电平，则发光二极管LED导通发光（相当于路灯亮了），这样就达到了使路灯天明熄灭，天暗自动开启的目的．（1）要想在天更暗时路灯才会亮，应该把R1的阻值调大些还是调小些？为什么？应该把R1的阻值调大些，这样要使斯密特触发器的输入端A电压达到某个值（如1.6V，就需要RG的阻值达到更大，即天色更暗。。（2）用白炽灯模仿路灯，为何要用到继电器？由于集成电路允许通过的电流较小，要用白炽灯泡模仿路灯，就要使用继电器来启闭工作电路．（投影）如图所示电磁继电器工作电路，图中虚线框内即为电磁继电器，D为动触点，E为静触点．试分析电磁继电器的工作原理．当线圈A中通电时，铁芯中产生磁场，吸引衔铁B向下运动，从而带动动触点D向下与E接触，将工作电路接通，当线圈