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《传感器及其工作原理》教学设计章节题目传感器及其工作原理课时1课时课型新授课授课时间2013.4.2教学目标（知识与能力、过程与方法、情感态度与价值观）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）知道光敏电阻、热敏电阻和霍尔元件及其它们的工作原理。2．过程与方法：（1）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。（2）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。教学重点了解传感器、熟悉传感器工作原理。教学难点能初步分析并设计传感器的应用电路。知识流程图传感器的工作原理传感器及其工作原理传感器常见的敏感元件金属热电阻和热敏电阻光敏电阻霍尔元件电容传感器教学过程流程图教学过程环节与任务教师活动—学生活动环节一：引入新课4分环节二：新课教学6分能对话的智能娃娃多丽丝设疑:想知道其中的道理吗?让我们来共同学习：传感器及其工作原理。一．传感器：干簧管演示电路讨论与交流：人体对外界的感觉可分为哪几种？分别由什么器官承担？人体感觉感觉器官视觉眼睛听觉耳朵味觉舌头嗅觉鼻子触觉皮肤1.定义：现代技术中，指这样一类元件：它能像人的感觉器官那样感受诸如力、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、电阻等电学量，或转换为电路的通断。设问：将非电学物理量转换为电学物理量有什么技术意义呢？2.意义：可以很方便的进行测量、传输、处理和控制。3.应用：“例举我的一天”传感娃娃引入新课传感器布置作业传感器的工作原理课堂小结常见的敏感元件环节二：新课教学4分环节二：新课教学9分二．传感器的工作原理：三．常见的敏感元件：光控小夜灯演示（1）光敏电阻：分组实验光照情况受光表面暴露遮盖受光表面电阻值的情况电阻小电阻大阅读教材53-54页的内容：1.特点：光照越强，电阻越小。2.材料：一般为半导体。如：硫化镉3.导电原理：无光照时，载流子（自由电子和空穴）少，导电性能不好随着光照的的增强，载流子增多，导电性变好。4.作用：光照强弱电阻5.应用：照相机、验钞机、光控开关、光电计数器、报警器(2)金属热电阻和热敏电阻分组实验：观察与思考:热敏电阻（半导体）1.特点：金属热电阻温度升高电阻增大热敏电阻温度升高电阻减小不同温度的水凉水温水开水电阻值情况非电学量敏感元件转换电路电学量环节二：新课教学10分环节二：新课教学5分2.异同点：金属热电阻化学稳定性好、测量范围大、但是灵敏度差。热敏电阻化学稳定性差、测量范围小、但是灵敏度好。3.作用：温度电阻4.应用：冰箱启动器、电饭锅、电阻温度计、报警器等例1：如图是一个温度传感器的原理示意图，Rt是一个热敏电阻器（热敏电阻随温度的升高阻值而降低）。试说明传感器是如何把温度值转变为电信号的，电压表示数怎么变化？思考方向：1．两电阻采取什么连接方式？2．电压表测的是哪个电阻的电压？延伸：如果将热敏电阻换成光敏电阻呢？练1.如图所示为光敏电阻自动计数器的示意图，其中R1为光敏电阻，R2为定值电阻．此光电计数器的基本工作原理是（）A．当有光照射R1时，信号处理系统获得高电压B．当有光照射R1时，信号处理系统获得低电压C．信号处理系统每获得一次低电压就记数一次D．信号处理系统每获得一次高电压就记数一次（3）霍尔元件：演示DES数字实验1.构造：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）。2.霍尔电压：霍尔元件是若在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UH。3.作用：磁感应强度电压dkUHIB环节二：新课教学4分环节二：新课教学3分(4)电容传感器：课件演示位移电容例2.设计题：用如图示的电磁继电器设计一个由光敏电阻来控制路灯的实验电路。要求是：光暗时灯亮，光亮时灯灭。可供选择的器材如下：光敏电阻、学生电源、继电器、滑动变阻器、开关、导线。（如有需要可以自行添加所需器材）课堂小结传感器及其工作原理：强调利用敏感元件将各种非电学量转换为电学量，一般分为两个层次：第一个层次，将各种非电学量转换为电压、电流、电阻、电容等等；第二个层次，再利用一定的电路，将电阻、电容（一般还包括电流）等等转换为电压，所以传感器一般给出的信号均为电压信号。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．P56，思考与练习2题完成填表。板书设计传感器及其工作原理一．传感器(1)光敏电阻光照强弱电阻二．工作原理（2）金属热电阻和热敏电阻温度电阻非电学量电学量（3）霍尔元件磁感应强度电压三．常见的敏感元件（4）电容传感器位移电容附录1《传感器及其工作原理》学案【学习目标】（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）知道光敏电阻、热敏电阻和霍尔元件及其它们的工作原理。（3）通过对实验的观察、思考和探究，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。【学习重点】：了解传感器、熟悉传感器工作原理。【学习难点】：能初步分析并设计传感器的应用电路。【学习用具】：热敏电阻、万用表、烧杯等。【学习过程】：一.传感器：定义：现代技术中，指这样一类元件：它能像人的感觉器官那样感受诸如力、温度、光、声、化学成分等__________，并能把它们按照一定的规律转换为电压、电流、电阻等__________，或转换为__________。二.工作原理：三.常见的敏感元件（1）光敏电阻:演示实验光照情况受光表面暴露遮盖受光表面电阻值的情况1.特点：光照越强，电阻_______。2.材料：一般为半导体。如：硫化镉3.导电原理：无光照时，载流子（自由电子和空穴）少，导电性能不好随着光照的的增强，载流子增多，导电性变好。4.作用：__________________5.应用：照相机、验钞机、光控开关、光电计数器、报警器（2）金属热电阻和热敏电阻:分组实验：观察与思考:热敏电阻（半导体）1.特点：金属热电阻温度升高电阻_______热敏电阻温度升高电阻_______不同温度的水凉水温水开水电阻值情况2.异同点：金属热电阻化学稳定性好、测量范围大、但是灵敏度差。热敏电阻化学稳定性差、测量范围小、但是灵敏度好。3.作用：__________________4.应用：冰箱启动器、电饭锅、电阻温度计、报警器等例1：如图是一个温度传感器的原理示意图，Rt是一个热敏电阻器（热敏电阻随温度的升高阻值而降低）。试说明传感器是如何把温度值转变为电信号的，电压表示数怎么变化？练1.如图所示为光敏电阻自动计数器的示意图，其中R1为光敏电阻，R2为定值电阻．此光电计数器的基本工作原理是（）A．当有光照射R1时，信号处理系统获得高电压B．当有光照射R1时，信号处理系统获得低电压C．信号处理系统每获得一次低电压就记数一次D．信号处理系统每获得一次高电压就记数一次（3）霍尔元件：1.构造：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）。2.霍尔电压：霍尔元件是若在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UH。3.作用：__________________(4)电容传感器：__________________例2设计题：用如图示的电磁继电器设计一个由光敏电阻来控制路灯的实验电路。要求是：光暗时灯亮，光亮时灯灭。可供选择的器材如下：光敏电阻、学生电源、继电器、滑动变阻器、开关、导线。【学习心得】：dkUHIB