5.1-5.2 认识传感器 常见传感器的工作原理及应用人教版高中物理选择性必修第二册教案word版含答案
文档属性
| 名称 | 5.1-5.2 认识传感器 常见传感器的工作原理及应用人教版高中物理选择性必修第二册教案word版含答案 |  | |
| 格式 | doc | ||
| 文件大小 | 132.5KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2021-05-27 05:52:43 | ||
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文档简介
教 案
上课时间： 年 月 日
题课 选择性必修二第五章第1节：认识传感器；第2节：常见传感器的工作原理及应用 课型 新 课时 1
教
学
目
标 1.知道传感器是把非电学量轮换成电学量的器件或装置，了解其组成和应用的一般模式，了解其在生活和生产中的应用。
2.了解光敏电阻、金属热电阻、热敏电阻、电阻片、霍尔元件等特性，知道利用其特性制作敏感元件。
学习重点 传感器工作原理
学习难点 具体应用时的工作原理分析
教 学 过 程
教学环节（含备注） 教 学 内 容
引入新课
进行新课
观察与探究
讨论与交流
练习与交流
课堂总结
课后作业： （一）引入新课
看嫦娥五号新闻图片，思考怎样实现自动控制？机器人是怎样感受外界信息的？
（二）进行新课
1、认识传感器，观察实验或实验视频
磁传感器：磁 电路的通断
声传感器：声 电信号
光传感器：光 电信号
非电学量 电学量
总结：
传感器是指这样一类元件：它能够感受诸如力、温度、光、声、化学成分等非电学量，并能把它们按照一定的规律转换为电压、电流、电容等电学量；或转换为电路的通断。
传感器分类：
（1）根据与学科关系分类：物理传感器、化学传感器、生物传感器
（2）根据工作原理分类：电阻式、电容式、电感式、光电式、热电式、压电式、磁电式。
2、常见传感器的工作原理及应用
（1）光敏电阻
问：光敏电阻是如何制造成功的？（有一些物质，例如硫化镉，电阻率与所受光照的强度有关，把硫化镉涂敷在绝缘板上，在其表面再用银浆涂敷两个互不相连的栅状电极，这样就制成了一个光敏电阻）
问：光敏电阻的电阻和光照之间有什么样的联系呢？看演示实验
演示实验：
实验器材：光敏电阻、普通电阻、万用电表
实验过程：将电表置于倍率为100的欧姆档，先用阳光直接照射光敏电阻，测出电阻的阻值，然后用室内自然光照射测量光敏电阻的阻值，最后用手掌遮住光敏电阻测量其阻值
实验现象：电阻阻值逐渐减小
实验结论：光敏电阻的阻值随着光照强度的增加而减小
实验过程：将普通电阻表面的漆层除去一些，是里面的导电膜露出来接收光照。重做上述实验
实验结果：普通电阻的阻值跟光照强度无关
问：为什么光敏电阻的阻值会随着光照的增强而减弱呢？（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，载流子增加，导电性能增强）
说明：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）热敏电阻和金属热电阻
说明：有一些电阻是用氧化锰等金属氧化物烧结而成的，这些电阻随温度的升高导电性能增加，电阻减小，并且电阻随温度的变化非常明显，这样的电阻称之为热敏电阻；金属的电阻率随温度的升高而升高，这样的电阻称之为金属热电阻，常用的金属热电阻是用铂制作的。与热敏电阻相比，金属热电阻的化学性质稳定，测温范围广，但是灵敏度较差。
说明：热敏电阻和热电阻能够把温度这个热学量转化为电阻这个电学量。
演示实验：电容式位移传感器
实验器材：热敏电阻、万用电表
实验过程：将电表置于欧姆档，分别用手和冷水去改变热敏电阻的温度，测出电阻的阻值，
实验现象：用手握着时电阻较小
实验结论：热敏电阻的阻值随着温度的增加而减小
（3）分析电阻应变片工作原理
应变式力传感器可用来测量各种力，其中的应变片能把物体形变这个力学量转换为电阻这个电学量。
（4）霍尔元件
问：霍尔元件的电压和电流、磁感应强度之间有什么关系？
（在E、F间通入恒定的电流I，同时外加与薄片垂直的磁场B，则薄片中的载流子就在洛仑兹力的作用下，向着与电流和磁场都垂直的方向漂移，使M、N间出现了电压，成为霍尔电压UH。可以证明UH＝kIB/d，式中d为薄片的厚度，k为霍尔系数，它的大小和薄片的材料有关。一个霍尔元件的d、k为定植，再保持I恒定，则UH的变化就与B成正比）
问：霍尔元件的功能是什么？（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）
引领学生完成学案和课件中的例题和课堂练习
总结：
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．传感器的种类包括温度传感器、压力传感器、气体传感器、生物传感器等。
3．传感器的工作流程
非电学量 敏感元件 转换元件 转换电路 电学量
4.敏感元件
光敏电阻、金属热电阻、热敏电阻、霍尔元件
进阶闯关检测
板书设计 传感器的工作原理及应用
课后反思
上课时间： 年 月 日
题课 选择性必修二第五章第1节：认识传感器；第2节：常见传感器的工作原理及应用 课型 新 课时 1
教
学
目
标 1.知道传感器是把非电学量轮换成电学量的器件或装置，了解其组成和应用的一般模式，了解其在生活和生产中的应用。
2.了解光敏电阻、金属热电阻、热敏电阻、电阻片、霍尔元件等特性，知道利用其特性制作敏感元件。
学习重点 传感器工作原理
学习难点 具体应用时的工作原理分析
教 学 过 程
教学环节（含备注） 教 学 内 容
引入新课
进行新课
观察与探究
讨论与交流
练习与交流
课堂总结
课后作业： （一）引入新课
看嫦娥五号新闻图片，思考怎样实现自动控制？机器人是怎样感受外界信息的？
（二）进行新课
1、认识传感器，观察实验或实验视频
磁传感器：磁 电路的通断
声传感器：声 电信号
光传感器：光 电信号
非电学量 电学量
总结：
传感器是指这样一类元件：它能够感受诸如力、温度、光、声、化学成分等非电学量，并能把它们按照一定的规律转换为电压、电流、电容等电学量；或转换为电路的通断。
传感器分类：
（1）根据与学科关系分类：物理传感器、化学传感器、生物传感器
（2）根据工作原理分类：电阻式、电容式、电感式、光电式、热电式、压电式、磁电式。
2、常见传感器的工作原理及应用
（1）光敏电阻
问：光敏电阻是如何制造成功的？（有一些物质，例如硫化镉，电阻率与所受光照的强度有关，把硫化镉涂敷在绝缘板上，在其表面再用银浆涂敷两个互不相连的栅状电极，这样就制成了一个光敏电阻）
问：光敏电阻的电阻和光照之间有什么样的联系呢？看演示实验
演示实验：
实验器材：光敏电阻、普通电阻、万用电表
实验过程：将电表置于倍率为100的欧姆档，先用阳光直接照射光敏电阻，测出电阻的阻值，然后用室内自然光照射测量光敏电阻的阻值，最后用手掌遮住光敏电阻测量其阻值
实验现象：电阻阻值逐渐减小
实验结论：光敏电阻的阻值随着光照强度的增加而减小
实验过程：将普通电阻表面的漆层除去一些，是里面的导电膜露出来接收光照。重做上述实验
实验结果：普通电阻的阻值跟光照强度无关
问：为什么光敏电阻的阻值会随着光照的增强而减弱呢？（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，载流子增加，导电性能增强）
说明：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）热敏电阻和金属热电阻
说明：有一些电阻是用氧化锰等金属氧化物烧结而成的，这些电阻随温度的升高导电性能增加，电阻减小，并且电阻随温度的变化非常明显，这样的电阻称之为热敏电阻；金属的电阻率随温度的升高而升高，这样的电阻称之为金属热电阻，常用的金属热电阻是用铂制作的。与热敏电阻相比，金属热电阻的化学性质稳定，测温范围广，但是灵敏度较差。
说明：热敏电阻和热电阻能够把温度这个热学量转化为电阻这个电学量。
演示实验：电容式位移传感器
实验器材：热敏电阻、万用电表
实验过程：将电表置于欧姆档，分别用手和冷水去改变热敏电阻的温度，测出电阻的阻值，
实验现象：用手握着时电阻较小
实验结论：热敏电阻的阻值随着温度的增加而减小
（3）分析电阻应变片工作原理
应变式力传感器可用来测量各种力，其中的应变片能把物体形变这个力学量转换为电阻这个电学量。
（4）霍尔元件
问：霍尔元件的电压和电流、磁感应强度之间有什么关系？
（在E、F间通入恒定的电流I，同时外加与薄片垂直的磁场B，则薄片中的载流子就在洛仑兹力的作用下，向着与电流和磁场都垂直的方向漂移，使M、N间出现了电压，成为霍尔电压UH。可以证明UH＝kIB/d，式中d为薄片的厚度，k为霍尔系数，它的大小和薄片的材料有关。一个霍尔元件的d、k为定植，再保持I恒定，则UH的变化就与B成正比）
问：霍尔元件的功能是什么？（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）
引领学生完成学案和课件中的例题和课堂练习
总结：
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．传感器的种类包括温度传感器、压力传感器、气体传感器、生物传感器等。
3．传感器的工作流程
非电学量 敏感元件 转换元件 转换电路 电学量
4.敏感元件
光敏电阻、金属热电阻、热敏电阻、霍尔元件
进阶闯关检测
板书设计 传感器的工作原理及应用
课后反思