高中物理《傳感器的應(yīng)用（二）》教案 （人教版選修3-2）

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111 學(xué)校：實(shí)驗(yàn)高中 學(xué)科：物理 編寫人：張潔 審稿人：劉云濤 選修3-2第六章第3節(jié)：傳感器的應(yīng)用（二）教案 1、 教材分析 本節(jié)繼第二節(jié)之后再介紹四種傳感器的應(yīng)用實(shí)例，進(jìn)一步拓展學(xué)生的視野，提高學(xué)生的認(rèn)識和分析能力，了解這幾種傳感器的工作原理，了解敏感元件的特征，學(xué)會分析控制電路，并能夠遷移到其他控制電路的分析和簡單設(shè)計(jì)中去。 二、教學(xué)目標(biāo) 1．知識目標(biāo)： （1）、理解溫度傳感器的應(yīng)用――電飯鍋的工作原理。 （2）、理解溫度傳感器的應(yīng)用――測溫儀的工作原理。 ( 3 )、理解光電傳感器的應(yīng)用――鼠標(biāo)器的工作原理 （4）、理解光電傳感器的應(yīng)用――火災(zāi)報(bào)警器的工作原理。 2．能力目標(biāo)： （1）通過對電飯鍋的構(gòu)造和原理的探究以及測溫儀的了解，進(jìn)一步地深入認(rèn)識溫度傳感器的應(yīng)用 （2）通過小組對鼠標(biāo)器以及火災(zāi)報(bào)警器的原理的探究和討論，認(rèn)識光傳感器的應(yīng)用。 3．情感、態(tài)度和價(jià)值觀目標(biāo)： 培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，激發(fā)創(chuàng)造的欲望。 三、教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn) 重點(diǎn)：溫度、光傳感器的應(yīng)用原理及結(jié)構(gòu)。 難點(diǎn)：溫度、光傳感器的應(yīng)用原理及結(jié)構(gòu)。 四、學(xué)情分析 我們的學(xué)生屬于基礎(chǔ)較差，講太快的話接受不了，因此講解時(shí)要細(xì)致，并且因?yàn)楸竟?jié)與生活聯(lián)系較密切，盡量讓學(xué)生多動手，必要時(shí)需要教師指導(dǎo)并借助動畫給予直觀的認(rèn)識。 5、 教學(xué)方法 PPT課件，演示實(shí)驗(yàn)，講授 6、 課前準(zhǔn)備 1．學(xué)生的學(xué)習(xí)準(zhǔn)備：預(yù)習(xí)新課，初步把握傳感器的原理和方法步驟。 2．教師的教學(xué)準(zhǔn)備：多媒體課件制作，課前預(yù)習(xí)學(xué)案，課內(nèi)探究學(xué)案，課后延伸拓展學(xué)案。3．教學(xué)環(huán)境的設(shè)計(jì)和布置：四人一組，課前準(zhǔn)備好電飯鍋，鼠標(biāo)器，煙霧式火災(zāi)報(bào)警器等材料用具。 七、課時(shí)安排：1課時(shí) 八、教學(xué)過程 （一）預(yù)習(xí)檢查、總結(jié)疑惑 檢查落實(shí)了學(xué)生的預(yù)習(xí)情況并了解了學(xué)生的疑惑，使教學(xué)具有了針對性。 （2） 情景導(dǎo)入、展示目標(biāo)。 上節(jié)課我們學(xué)習(xí)了力傳感器、溫度傳感器、聲音傳感器及其工作原理。請大家回憶一下我們學(xué)了哪些具體的力、溫度、聲音傳感器？ 學(xué)生思考后回答：電子秤，動圈式話筒，電容式話筒，駐極體話筒，電熨斗，他們都是傳感器。 （3） 合作探究、精講點(diǎn)撥。 探究一：溫度傳感器——電飯鍋 電飯鍋的主要部件鐵氧體，它的特點(diǎn)是常溫下，具有鐵氧體，能夠被磁鐵吸引，但是手動開關(guān) 接線螺絲 觸點(diǎn) 永磁鐵 電熱板 內(nèi)膽底 轉(zhuǎn)軸 感溫鐵氧體 溫度上升到約為103℃時(shí)，就失去了磁性，不能被磁體吸引了。我們把103℃就叫做該材料的居里溫度或居里點(diǎn)。 師：閱讀教材開頭幾段，然后合上書。 問題：取一塊電飯鍋用的感溫鐵氧體，使它與一小塊的永磁體吸在一起，用功率較大的電烙鐵給鐵氧體加熱，經(jīng)過一段時(shí)間后會發(fā)生什么現(xiàn)象？ 生：隨著溫度的升高，鐵氧體逐漸失去磁性，當(dāng)溫度升高到103℃以上時(shí)，鐵氧體完全失去磁性，不吸引任何物體了 思考與討論： （1）開始煮飯時(shí)為什么要壓下開關(guān)按鈕？手松開后這個(gè)按鈕是否會恢復(fù)到圖示的狀態(tài)？為什么？ （2）煮飯時(shí)水沸騰后鍋內(nèi)是否會大致保持一定的溫度？為什么？ （3）飯熟后，水分被大米吸收，鍋底的溫度會有什么變化？這時(shí)電飯鍋會自動地發(fā)生哪些動作？ （4）如果用電飯鍋燒水，能否在水沸騰后自動斷電？ 生1：開始煮飯時(shí)，用手壓下開關(guān)按鈕，永磁體與感溫磁體相吸，手松開后，按鈕不再恢復(fù)到圖示狀態(tài)。 生2：水沸騰后，鍋內(nèi)大致保持100℃不變。 生3：飯熟后，水分被大米吸收，鍋底溫度升高，當(dāng)溫度升至“居里點(diǎn)103℃”時(shí)，感溫磁體失去鐵磁性，在彈簧作用下，永磁體被彈開，觸點(diǎn)分離，切斷電源，從而停止加熱． 生4：如果用電飯鍋燒水，水沸騰后，鍋內(nèi)保持100℃不變，溫度低于“居里點(diǎn)103℃”，電飯鍋不能自動斷電。只有水燒干后，溫度升高到103℃才能自動斷電。 探究二：溫度傳感器的應(yīng)用——測溫儀 應(yīng)用溫度傳感器可以把溫度轉(zhuǎn)換成電信號，由指針式儀表或數(shù)字式儀表顯示出來，由于電信號可以由測溫地點(diǎn)傳輸?shù)狡渌攸c(diǎn)，所以應(yīng)用溫度傳感器可以遠(yuǎn)距離讀取溫度的數(shù)值，這是吧非電學(xué)量轉(zhuǎn)變成電學(xué)量的一大優(yōu)點(diǎn)。 幾種常見的測溫儀，測溫元件可以是熱敏電阻、金屬熱電阻、熱電偶等，還有紅外線敏感元件。 師：閱讀上述教材，思考并回答問題。 （1）溫度傳感器測溫儀有何優(yōu)點(diǎn)？ （2）常見的測溫元件有哪些？ (3) 測溫儀是如何工作的 (4) 什么是熱電偶？ 生1：可以遠(yuǎn)距離讀取溫度的數(shù)值．因?yàn)闇囟刃盘栕兂呻娦盘柡罂梢赃h(yuǎn)距離傳輸． 生2：熱敏電阻、金屬熱電阻、熱電偶及紅外線敏感元件等． 生3： 生4：所謂的熱電偶就是將兩種不同材料的導(dǎo)體或半導(dǎo)體A和B焊接起來，構(gòu)成一個(gè)閉合回路，當(dāng)導(dǎo)體A和B的兩個(gè)焊接點(diǎn)1和2之間存在溫差時(shí)，兩者之間便產(chǎn)生電動勢,因而在回路中形成一定大小的電流,這種現(xiàn)象稱為熱電效應(yīng)。熱電偶就是利用這一效應(yīng)來工作的。 A B 2 1 探究三．光傳感器的應(yīng)用——鼠標(biāo)器 師：閱讀教材60-61頁有關(guān)內(nèi)容，思考并回答問題。 （1）鼠標(biāo)器的主要組成？ 發(fā)光二極管 紅外接收管 滾軸 碼盤 滾球 （2）鼠標(biāo)器中光傳感器的主要部件是什么？。 （3）鼠標(biāo)器的工作原理？ 生：閱讀教材，思考并回答問題。 生1：鼠標(biāo)器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)包括：滾軸x，滾軸y，滾球，碼盤，電路板。 生2： 鼠標(biāo)器的光傳感器主要由紅外發(fā)射管、紅外接收管、滾軸、滾輪組成。 生3：工作原理：當(dāng)鼠標(biāo)在左面上滾動時(shí)，滾球的運(yùn)動通過滾軸帶動兩個(gè)碼盤轉(zhuǎn)動，紅外接收管就收到斷續(xù)的紅外線脈沖，輸出相應(yīng)的電脈沖信號。計(jì)算機(jī)分別統(tǒng)計(jì)X、y兩個(gè)方向的脈沖信號，處理后就使屏幕上的光標(biāo)產(chǎn)生相應(yīng)的位移。 探究四．光傳感器的應(yīng)用——火災(zāi)報(bào)警器 師：許多會議室、賓館房間的天花板上都裝有火災(zāi)報(bào)警器，火災(zāi)報(bào)警器是光傳感器應(yīng)用的又一實(shí)例。 師：引導(dǎo)學(xué)生閱讀教材有關(guān)內(nèi)容，思考并回答有關(guān)問題。 師：以利用煙霧對光的散射來工作的火災(zāi)報(bào)警器為例，簡述其工作原理。 生：報(bào)警器帶孔的罩子內(nèi)裝有發(fā)光二極管LED、光電三極管和不透明的擋板．平時(shí)，光電三極管收不到LED發(fā)出的光，呈現(xiàn)高電阻狀態(tài)．煙霧進(jìn)入罩內(nèi)后對光有散射作用，使部分光線照射到光電三極管上，其電阻變?。c傳感器連接的電路檢測出這種變化，就會發(fā)出警報(bào)． 師：實(shí)驗(yàn)：把光敏電阻、多用表的直流電流檔和干電池按照圖甲連成電路，對光照的強(qiáng)度進(jìn)行比較性測量。光敏電阻受到的光照越強(qiáng)，電路中的電流越大。 白天，將它放在教室中適合閱讀的地方，記下電流表的讀數(shù)，晚上，用它來測燈光對書桌的照明。比較兩者的差別。 還可以按照圖乙，把光敏電阻R 的引腳穿過硬泡沫塑料板Z 而固定，再罩上內(nèi)壁涂黑、長度足夠的遮光簡T ，避免雜散光的干擾然后分別把不同的光源L （如蠟燭、幾種不同功率的白熾燈泡、日光燈管等）都放在與光敏電阻相同距離（例如1m ）的位置，比較它們的亮度。 這個(gè)實(shí)驗(yàn)也可以用硅光電池來做。由于光電池在受到光照時(shí)可以自己產(chǎn)生電動勢，所以電路中不用電源。 想一想，怎樣用如圖所示的裝置來制作一個(gè)攝影用的曝光表？ （四）反思總結(jié)，當(dāng)堂檢測。 教師組織學(xué)生反思總結(jié)本節(jié)課的主要內(nèi)容，并進(jìn)行當(dāng)堂檢測。 設(shè)計(jì)意圖：引導(dǎo)學(xué)生構(gòu)建知識網(wǎng)絡(luò)并對所學(xué)內(nèi)容進(jìn)行簡單的反饋糾正。（課堂實(shí)錄） （五）發(fā)導(dǎo)學(xué)案、布置預(yù)習(xí)。 我們已經(jīng)學(xué)習(xí)了四種傳感器的工作原理，那么別的傳感器又是怎么樣工作的呢？這節(jié)課后大家可以先預(yù)習(xí)第四節(jié)，著重分析科學(xué)家是如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，如何得出恰當(dāng)?shù)慕Y(jié)論的。并完成本節(jié)的課后練習(xí)及課后延伸拓展作業(yè)。 設(shè)計(jì)意圖：布置下節(jié)課的預(yù)習(xí)作業(yè)，并對本節(jié)課鞏固提高。教師課后及時(shí)批閱本節(jié)的延伸拓展訓(xùn)練。 9、 板書設(shè)計(jì) 第三節(jié)：傳感器的應(yīng)用（二） 電飯鍋 測溫儀 溫度傳感器 鼠標(biāo)器 火災(zāi)報(bào)警器 光傳感器 傳感器的應(yīng)用 熱敏電阻、金屬熱電阻、熱電偶、紅外線敏感元件 紅外發(fā)射管、紅外接收管、碼盤 發(fā)光二極管、光電三極管。 感溫鐵氧體 十、教學(xué)反思 本課的設(shè)計(jì)采用了課前下發(fā)預(yù)習(xí)學(xué)案，學(xué)生預(yù)習(xí)本節(jié)內(nèi)容，找出自己迷惑的地方。課堂上師生主要解決重點(diǎn)、難點(diǎn)、疑點(diǎn)、考點(diǎn)、探究點(diǎn)以及學(xué)生學(xué)習(xí)過程中易忘、易混點(diǎn)等，最后進(jìn)行當(dāng)堂檢測，課后進(jìn)行延伸拓展，以達(dá)到提高課堂效率的目的。 本節(jié)課中四種傳感器的工作原理是重點(diǎn)內(nèi)容，因?yàn)榕c生活聯(lián)系緊密，整堂課學(xué)生求知旺盛，復(fù)雜的知識變得簡單化，親自動手拆卸，觀察，加深了印象，提高了能力。 本節(jié)課時(shí)間45分鐘，其中情景導(dǎo)入、展示目標(biāo)、檢查預(yù)習(xí)5分鐘，小組討論20分鐘反思總結(jié)當(dāng)堂檢測5分鐘左右，其余環(huán)節(jié)15分鐘，能夠完成教學(xué)內(nèi)容。 在后面的教學(xué)過程中會繼續(xù)研究本節(jié)課，爭取設(shè)計(jì)的更科學(xué)，更有利于學(xué)生的學(xué)習(xí)，也希望大家提出寶貴意見，共同完善，共同進(jìn)步! 111