資源簡介

5.2 常見傳感器的工作原理及應(yīng)用 ---教學(xué)評大單元分課時(shí)教學(xué)設(shè)計(jì)
課 題 人教版(2019)高中物理·選擇性必修·第二冊 第五章 第2節(jié) 常見傳感器的工作原理及應(yīng)用
課 型 新授課 復(fù)習(xí)課□ 試卷講評課□ 其他課□
授課班級 授課時(shí)間
教學(xué)內(nèi)容分析 課標(biāo)要求： 2.4.2 通過實(shí)驗(yàn)，了解常見傳感器的工作原理。會利用傳感器制作簡單的自動控制裝置。 教材分析： 本節(jié)內(nèi)容分別以光敏電阻、金屬熱電阻和熱敏電阻、電限應(yīng)變片、霍爾元件等傳感器元件為代表，介紹光、熱、力、磁中常見傳感器的工作原理，并從原理和應(yīng)用兩個(gè)層面認(rèn)識傳感器。有關(guān)本節(jié)的幾種敏感元件的教學(xué)，建議教師不僅要引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識和使用它們，更重要的是引導(dǎo)學(xué)分析物理量的轉(zhuǎn)換過程，培養(yǎng)學(xué)生基于實(shí)際情境提煉、分析各種要素和解決需求的應(yīng)用實(shí)踐意和能力。可以采用演示實(shí)驗(yàn)或分組實(shí)驗(yàn)來認(rèn)識敏感元件材料的特性。
學(xué)情分析 知識儲備：了解光敏電阻、熱敏電阻以及電阻應(yīng)變片的工作原理，及其在現(xiàn)實(shí)生活中的應(yīng)用。 能力基礎(chǔ)：傳感器不是一層不變的，針對特定的工作需要比較陌生。 思維能力：生活實(shí)踐較少，應(yīng)用知識的能力較差。
核心素養(yǎng) 物理觀念∶了解傳感器的感念，知道非電學(xué)量轉(zhuǎn)化為電學(xué)量的技術(shù)意義。 科學(xué)思維∶知道傳感器是如何將非電學(xué)量轉(zhuǎn)化為電學(xué)量的物理過程，培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的思維習(xí)慣。 科學(xué)探究：看視頻，增加視野，廣泛了解傳感器在社會生產(chǎn)中的應(yīng)用。 科學(xué)態(tài)度與責(zé)任∶在了解傳感器原理及應(yīng)用時(shí)，知道已學(xué)知識在生活、生產(chǎn)、科技社會中的價(jià)值，增強(qiáng)學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)良好的科學(xué)態(tài)度。
教學(xué)重難點(diǎn) 教學(xué)重點(diǎn)：了解各種傳感器的工作原理。 教學(xué)難點(diǎn)：知道不同傳感器在實(shí)際生產(chǎn)中應(yīng)用時(shí)所涉及的物理原理。
教學(xué)準(zhǔn)備 多媒體課件
活動設(shè)計(jì)
教學(xué)內(nèi)容 教師活動 學(xué)生活動 評價(jià)任務(wù)
環(huán)節(jié)一：導(dǎo)入新課
我們知道，傳感器可以感受光強(qiáng)、溫度、力、磁等非電學(xué)量，并把它們轉(zhuǎn)換為與之有確定對應(yīng)關(guān)系的電學(xué)量輸出。那么，常見的傳感器是怎樣感知非電學(xué)量，并將其轉(zhuǎn)換為電學(xué)量的呢 利用不同的敏感元件制成的各種傳感器又有哪些應(yīng)用呢 引導(dǎo)學(xué)生回顧上一節(jié)的內(nèi)容并設(shè)置疑問引出本屆內(nèi)容 1.回顧上節(jié)課的主要內(nèi)容； 2.思考老師提出的問題。 1.讓學(xué)生讓程復(fù)習(xí)和預(yù)習(xí)的習(xí)慣；
環(huán)節(jié)二：新課教學(xué) 活動一：光敏電阻
1.光敏電阻的制作 特定材料：硫化鎘，它有光，電阻率小；無光、電阻率大。 制作：把硫化鎘涂敷在絕緣板上，在其表面再用銀漿涂敷兩個(gè)互不相連的柵狀電極，這就制成一個(gè)光敏電阻。 2.光敏電阻的特性與原理 實(shí)驗(yàn)：觀察光敏電阻特性 將一只光敏電阻接到多用電表的兩端，選擇開關(guān)置于倍率為×100的電阻擋。在室內(nèi)自然光的照射下，電阻約有多大 用手掌遮光時(shí)電阻又是多少 用陽光直接照射呢 換用一只普通的電阻，小心地把它表面的漆層除去一些，使里面的導(dǎo)電膜露出來接受光照。重做上述實(shí)驗(yàn)，結(jié)果相同嗎 動圖展示過程。 結(jié)論：（1）光敏電阻在暗環(huán)境下電阻值很大，隨著光強(qiáng)的變化阻值不斷減小，強(qiáng)光照射下電阻值很小; （2）光敏電阻能夠把光照強(qiáng)弱這個(gè)光學(xué)量轉(zhuǎn)換為電阻這個(gè)電學(xué)量。 3.光敏電阻的應(yīng)用——計(jì)數(shù)器 A是發(fā)光儀器，B是接收光信號的儀器。 無物品→光照→電阻小→電壓低；有物品→擋光→電阻大→電壓高。 這種高低交替變化的信號經(jīng)過處理，就會轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的數(shù)字，實(shí)現(xiàn)自動計(jì)數(shù)的功能。 1.介紹光敏電阻的制作過程； 2.通過實(shí)驗(yàn)或者視頻演示； 1.觀察和閱讀教材內(nèi)容； 2.總結(jié)光敏電阻的特點(diǎn)； 讓學(xué)生養(yǎng)成要透過現(xiàn)象看本質(zhì)神奇的背后也許是簡單的原理 培養(yǎng)學(xué)生的分析能力
活動二：金屬熱電阻和熱敏電阻
1.原理與特性
特性：金屬的電阻率隨溫度的升高而增大 應(yīng)用——電阻溫度計(jì) 原理：把溫度這個(gè)熱學(xué)量轉(zhuǎn)換為電阻這個(gè)電學(xué)量。 實(shí)驗(yàn)：觀察熱敏電阻特性 將多用電表的選擇開關(guān)調(diào)到電阻擋（注意選擇適當(dāng)?shù)谋堵剩缓蠓抡請D所示的方法，將一只熱敏電阻連接到多用電表表筆的兩端。 分別用手和冷水改變熱敏電阻的溫度，觀察電阻的變化情況。 2.應(yīng)用————油位報(bào)警裝置 油位高→電阻大→燈不亮 油位低→電阻小→燈亮→報(bào)警 展示圖片引導(dǎo)學(xué)生觀察和分析； 2.展示圖片介紹實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象； 觀察圖片總結(jié)其特性和原理； 2.分析總結(jié)工作原理； 培養(yǎng)學(xué)生的觀察、分析和總結(jié)的能力
活動三：電阻應(yīng)變片
1.原理與特性 根據(jù)電阻的決定式 拉力→L變長→S變小→電阻變大，壓力→L變短→S變大→電阻變小。這就是金屬的電阻應(yīng)變效應(yīng)。 原理：能夠把物體形變這個(gè)力學(xué)量轉(zhuǎn)換為電阻這個(gè)電學(xué)量。 3.電容式傳感器 電容式位移傳感器能夠把物體位移這個(gè)力學(xué)量轉(zhuǎn)換為電容這個(gè)電學(xué)量 1.提出問題引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合教材小組成員之間分析討論電阻應(yīng)變效應(yīng)。 1.閱讀教材找出答案并與小組成員分享答案，每小組推舉一名發(fā)言人； 培養(yǎng)學(xué)生的合作精神、表達(dá)能力
環(huán)節(jié)三：課堂練習(xí)
按照你對以下幾種傳感器的理解填寫下面的表格，并和同學(xué)們討論可能的工作原理。 傳感器名稱輸入的物理量輸出的物理量光敏電阻熱敏電阻金屬熱敏電阻電阻應(yīng)變片電容式位移傳感器
1.展示表格 1.結(jié)合資料并作答。 培養(yǎng)學(xué)生分析能力
環(huán)節(jié)四：課堂小結(jié)
學(xué)到了什么？ 引導(dǎo)學(xué)生小結(jié) 小組討論，總結(jié)本節(jié)課得失 培養(yǎng)學(xué)生梳理能力
環(huán)節(jié)五：作業(yè)設(shè)計(jì)
作業(yè)設(shè)計(jì)： 教材102頁“練習(xí)與應(yīng)用”第1-3題。 指導(dǎo)學(xué)生完成練習(xí)，面批練習(xí)。 按要求完成練習(xí)。 鍛煉學(xué)生應(yīng)用能力
主板書設(shè)計(jì)
5.2常見傳感器的工作原理及應(yīng)用 1.光敏電阻（光傳感器）：光敏電阻能夠把光照強(qiáng)弱這個(gè)光學(xué)量轉(zhuǎn)換為電阻這個(gè)電學(xué)量。 2.熱敏電阻和金屬熱電阻（ 溫度傳感器）：熱敏電阻或金屬熱電阻∶把溫度這個(gè)熱學(xué)量轉(zhuǎn)換為電阻這個(gè)電學(xué)量。 3.電阻應(yīng)變片（力傳感器）：應(yīng)變片發(fā)生形變時(shí)其電阻隨之發(fā)生變化，把形變這個(gè)力學(xué)量轉(zhuǎn)換為電壓這個(gè)電學(xué)量。 4.電容式傳感器（位移傳感器）：電容式位移傳感器能夠把物體位移這個(gè)力學(xué)量轉(zhuǎn)換為電容這個(gè)電學(xué)量。
教學(xué)反思

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