2019-2020年高中物理《传感器及其工作原理》教案10 新人教版选修3-2

合集下载

6.1 传感器及其工作原理 优秀教案优秀教学设计 高中物理选修3-2:传感器 (4)

6.1 传感器及其工作原理    优秀教案优秀教学设计  高中物理选修3-2:传感器 (4)

6.1传感器及其工作原理1.教材分析首先,通过观察一些现象和常见的事例,初步形成传感器的概念。

然后,介绍三种制作传感器所使用的敏感元件,运用以前学习的物理知识了解它们的工作原理。

这样,就为认识传感器的应用打下了基础。

为了引起学生的兴趣和加强感性认识,安排了几个演示实验和随堂的学生分组实验,这是必不可少的。

2.传感器概念的教学学生在平时很少感受到传感器的存在及其所起的作用。

.因此,宜采用从具体的事例引导的方法,来认识什么是传感器。

首先,用“永磁体控制小灯泡开关”的实验引入课题,所使用的干簧管构造很简单,并且易于由磁化的知识了解其工作原理,具体内容可参阅后面实验参考资料部分的相关内容。

接着,通过若干事例提出了温度传感器的应用,还可以由教师和学生共同举出能够接触到的其他事例。

最后,概括出传感器的一般概念。

传感器将非电学量转换成的电学量可以有两类。

一类是模拟量,如电阻、电压、电流等,便于计量。

光敏电阻就属于这一类。

另一类是开关量,如电路的通与断,便于实现控制的功能,干簧管就属于这一类。

课本图6.1—3中的温度传感器照片,从上到下分别是:开关型热敏电阻、热电偶、铂热电阻、硅P—N结集成温度传感器。

3.光敏电阻的教学光敏电阻是一种最简单的光敏元件,它的价格低(几角钱),不易损坏,适合学生实验。

用课本图6.1—5所示的方法做随堂实验,可以直接观察到电阻随光照的变化,并且能够让学生再次练习使用多用电表。

有关使用光敏电阻做传感器应用电路的内容将在后面介绍。

要将光敏电阻与普通电阻器对比,突出显示光敏电阻对光照的高度敏感性。

普通电阻器的导电物质是附着在细瓷棒(或细瓷管)上的金属膜或碳(石墨)膜,不具有光敏性。

讲解光敏电阻的工作原理,能够扩展学生关于物质导电性的知识。

除了已学过的金属的自由电子导电和溶液的离子导电外,又认识了半导体依靠载流子导电的机理。

在课本“科学漫步”栏目中,对这种导电机理做了浅显的解释,学生有所领会即可,不要求掌握。

2019-2020学年度人教版选修3-2 6.1传感器及其工作原理 教案(8)

2019-2020学年度人教版选修3-2 6.1传感器及其工作原理 教案(8)

《传感器及其工作原理》教学设计一.教学目标: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。

(2)知道光敏电阻、热敏电阻的工作原理。

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,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,拓展学生的知识视野。

(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。

二.重点难点:1.重点:了解传感器及其工作原理。

了解光敏电阻,热敏电阻。

2. 难点:传感器中各物理量之间的转换关系。

三.学情分析:1.学生心理的特点:高中二年级的学生归因兴趣以及概括认识兴趣较强,乐于探索物理世界的奥秘。

2. 学生的知识基础:通过学习传感器的定义以及传感器的简单分类,并掌握了电学电路的基本知识。

3.学生学习认识的困难:因为不容易了解“热敏电阻特性”和“光敏电阻特性”,于是对理解温度传感器工作原理的学习就有一些困难。

四.教学策略设计:1.教学组织形式结合课程标准以及本节课的设计特点,在实验室开展教学,并其中始终以探究设计贯穿始末。

凸显“教师主导,学生主体”的教学组织形式。

2.教学方法(1)实验法让学生在教师的指导下,自己探究,亲身经历科学探究的几个环节,动手与动脑相结合,从而总结归纳出热敏和光敏电阻的特性。

在整个过程渗透物理学研究方法、科学思维方法和协作精神、探索精神等情感态度价值观教育(2)讲授法通过老师形象生动的讲解,配以演示实验、认识热敏电阻的特性到理解传感器的工作原理。

在讲授知识的同时引导学生学会分析、归纳、总结规律。

3.学法指导让学生领会物理学的学习方法,领会怎样进行实验设计,器材选用,实际操作,数据分析及得出实验结论、总结热敏和光敏电阻的特性。

着实让学生体验探究的几个环节。

同时要让学生知道,物理规律必须经过实验的检验,不能任意外推,从而养成严谨的科学态度和良好的思维习惯。

2019-2020学年度人教版选修3-2 6.1传感器及其工作原理 教案(2)

2019-2020学年度人教版选修3-2 6.1传感器及其工作原理 教案(2)

人教版选修3-2第六章第1节:传感器及其工作原理设计思想:随着科学技术的发展,传感器的应用越来越普及,在我们的身边大量地使用着各种各样的传感器,但是很多学生觉得传感器很神秘,是高科技产品。

教者希望能将学生实验和教师实验结合起来,通过对实验的观察、思考和探究,了解什么是传感器,传感器是如何将非电学量转换成电学量的,传感器在生产、生活中有哪些具体应用,为学生利用传感器制作简单的自控装置作铺垫。

在教学内容的设计方面,注重知识问题化,问题层次化,让不同层次的学生都有思考与讨论、交流与合作的空间;关注学生对知识形成过程的理解,让学生亲历思考和探究的过程,领悟科学探究的方法。

教材分析:《传感器及其工作原理》分两课时,第一课时介绍传感器的概念和一些敏感元件,是学生对传感器的知识有一个初步的了解,体会物理知识在生活中的应用,为传感器的应用和利用传感器制作简单的自控装置作铺垫。

教学流程:教学目标传感器及其工作原理视频演示引入新课实例分析传感器知识半导体的导电机理特点特点探究一:光敏电阻分组实验探究二:热电阻、热敏电阻敏感元件演示实验实验:敏感元件应用实例蜂鸣器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)、知道传感器中常见的三种敏感元件光敏电阻、热敏电阻及其它们的工作原理。

(3)、了解传感器的应用。

2、过程与方法: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。

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。

(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:理解并掌握传感器的几种常见敏感元件的工作原理。

教学难点:分析并设计传感器的应用电路。

教学方法:实验探究教学用具:光敏电阻、热敏电阻、金属热电阻、蜂鸣器、多用电表等。

6.1 传感器及其工作原理 优秀教案优秀教学设计 高中物理选修3-2:传感器 (1)

6.1 传感器及其工作原理    优秀教案优秀教学设计  高中物理选修3-2:传感器 (1)

6.1传感器及其工作原理整体设计教学分析本节以传感器的功能与原理为主线,让学生综合运用已经学过的或将要学到的物理知识来认识传感器的工作原理。

这是本章第一节内容,侧重点在让学生了解传感器,认识其工作原理,知道有哪些重要的传感器元件,同时还要给学生以学习方法的指导,通过探究性学习和合作学习来学习新知识。

传感器在现代生活中已经被广泛应用,是测量和控制电路中不可缺少的元器件。

传感器的设计和使用中涉及相当多的物理学知识,将力学、电磁学的知识与传感器的设计、应用紧密联系,是物理教学中一项重要任务和内容,也是新课改中心思想的重要体现。

传感器及其工作原理这一节内容要求学生能通过观察一些现象和常见的事例,初步形成传感器的概念,并介绍三种制作传感器所使用的敏感元件,运用以前学习过的物理知识了解它们的工作原理,从而为了解传感器的应用打下良好的基础。

为了增加学生的技术知识和常识,提高应用知识以及进行电器复杂设计的能力,学好本节知识是非常必要的。

教学设计教学原则:学生主体,教师主导。

以学生自主活动为主,以探究为原则。

问题教学模式:一、是什么?通过出示大量的传感器应用及实例让学生了解传感器是什么。

二、为什么?通过对传感器元件原理及功能的学习知道传感器为什么会起到转换物理量的作用。

三、怎么用?通过学习让学生知道基本的应用,并加以简单的设计,以提高其知识应用的能力。

由以上教学原则和教学模式出发,本节课设计了四个阶段:第一阶段:采用实例、实验引入新课。

第二阶段:传感器原理认识。

第三阶段:学生讨论电容式位移传感器的作用和原理。

第四阶段:学以致用。

教学目标(1)通过实验及生活中的实例获得对传感器的感性认识。

(2)知道干簧管、光敏电阻、热敏电阻、金属热电阻的特性和工作原理。

(3)知道什么是传感器,它的作用、类别、目的。

教学重点传感器的概念,光敏电阻、热敏电阻的特性,热敏电阻、金属热电阻的特性差异。

教学难点传感器的工作原理。

教学方法探究式教学法:具体实例引导→感知传感器→传感器元件特性探究→引导学生观察→功能总结→尝试应用。

高中物理 第六章第1节传感器及其工作原理教案 新人教版选修3-2

高中物理 第六章第1节传感器及其工作原理教案 新人教版选修3-2

选修3-2第六章第1节:传感器及其工作教学设计一.【教材分析】:《6.1 传感器及其工作》是新人教版高中物理选修3-2第六章第一节的教学内容,主要学习一些简单传感器,以介绍为主,课程内容比较简单。

二.【教学目标】一、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)、知道传感器中常见的三种敏感元件光敏电阻、热敏电阻和霍尔元件及其它们的工作原理。

(3)、了解传感器的应用。

二、过程与方法: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。

三、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。

三.【教学重点】:理解并掌握传感器的三种常见敏感元件的工作原理。

【教学难点】:分析并设计传感器的应用电路。

四.学情分析:从上世纪八十年代起,国际上出现了“传感器热”,传感器在当今科技发展中有着十分重要的地位。

本课的设计思路是通过对实验的观察、思考和探究,了解什么是传感器,传感器是如何将非电学量转换成电学量的,传感器在生产、生活中有哪些具体应用,为学生利用传感器制作简单的自控装置作一铺垫。

学生对传感器了解较少,教学时力避深奥的理论,侧重于联系实际,让学生感受传感器的巨大作用,进而提高学生的学习兴趣,培养学生热爱科学的情感和崇尚科学的精神。

五.【教学方法】:实验、探究、讨论六.【教学用具】:干簧管,磁铁,光敏电阻、热敏电阻演示仪、传感器简单应用实验盒、万用表。

七.【课时安排】1课时八.【教学过程】预习检查、总结疑惑检查落实了学生的预习情况并了解了学生的疑惑,使教学具有了针对性一、引入新课:今天我们生活中常用的电视、空调的遥控器是如何实现远距离操纵的?楼梯上的电灯如何能人来就开,人走就熄的?工业生产中所用的自动报警器、恒温烘箱是如何工作的?“非典”病毒肆虐华夏大地时,机场、车站、港口又是如何实现快速而准确的体温检测的?所有这些,都离不开一个核心,那就是本堂课将要学习的传感器。

《传感器及其工作原理》教案(新人教版选修3-2)(3)

《传感器及其工作原理》教案(新人教版选修3-2)(3)

《传感器及其工作原理》教学设计【设计说明】从上世纪八十年代起,国际上出现了“传感器热”,传感器在当今科技发展中有着十分重要的地位。

新课程标准紧扣时代脉搏,对传感器教学提出明确要求。

本课的设计思路是通过对实验的观察、思考和探究,了解什么是传感器,传感器是如何将非电学量转换成电学量的,传感器在生产、生活中有哪些具体应用,为学生利用传感器制作简单的自控装置作一铺垫。

教学时力避深奥的理论,侧重于联系实际,让学生感受传感器的巨大作用,进而提高学生的学习兴趣,培养学生热爱科学的情感和崇尚科学的精神。

【教学目标】1.知识与技能:(1)知道什么是传感器。

(2)了解干簧管、光敏电阻、金属热电阻、热敏电阻的特性及其工作原理。

2.过程方法:通过实验,知道常见传感器的工作原理和特性。

3.情感态度与价值观:通过实验激发学习的求知欲,通过采集实验数据,用Excel描绘“电阻—温度”曲线,让学生养成实事求是的科学精神。

【设计思路】1.关于课题的引入,利用“人进出电梯门”和“人进出商场的自动门”这两个生活实例,让学生得出“自动控制”的感性认识,然后启发学生列举相类似的生活现象,体现物理知识源于生活,服务于生活的基本观点。

2.关于传感器概念的建立:教材中只用了一个干簧管实验就得出了传感器的概念,在教学中要增加几个实验,从多个实验事实中建立出传感器的概念,这样建立物理概念才比较科学,同时也能培养学生科学概括的能力。

3.关于各传感器特性及原理的教学:通过设计实验,从定性和半定量的角度让学生获得比较清晰的认识,特别是金属热电阻和热敏电阻的“电阻—温度”曲线,课本中没有安排实验,但在教学中我们是完全可以通过实验得到的,所以本设计中就设计了一个探究实验,这样,课本中的“电阻—温度”曲线的得出就有依有据,更重要的是培养了学生的科学探究能力。

4.关于本节内容要培养学生的能力主要有:理论联系实际的能力、观察分析能力、自主合作探究的学习能力。

由于本节内容与人们的生活息息相关,要引导学生查阅资料或上网收集关于传感器的知识。

《传感器及其工作原理》教案

《传感器及其工作原理》教案

《传感器及其工作原理》教案一、教学内容本节课选自《电子技术基础》教材第四章,主题为“传感器及其工作原理”。

详细内容包括:传感器的定义、分类、应用及其工作原理;重点介绍温度传感器、光传感器、力传感器等常见传感器的工作原理和应用实例。

二、教学目标1. 让学生了解传感器的定义、分类和应用,理解传感器在电子技术领域的重要性。

2. 使学生掌握常见传感器的工作原理,能够分析其在实际应用中的优缺点。

3. 培养学生运用传感器进行电子电路设计和创新的能力。

三、教学难点与重点难点:传感器的工作原理及其在实际应用中的运用。

重点:温度传感器、光传感器、力传感器等常见传感器的工作原理。

四、教具与学具准备1. 教具:PPT课件、实验箱、传感器模块、演示电路板。

2. 学具:笔记本、笔、实验报告册。

五、教学过程1. 导入:通过展示传感器在日常生活中的应用实例,引发学生对传感器的好奇心和兴趣。

2. 知识讲解:a. 传感器的定义、分类和应用。

b. 温度传感器、光传感器、力传感器等常见传感器的工作原理。

3. 实践操作:a. 学生分组,每组配备一个实验箱和相应传感器模块。

b. 指导学生进行温度传感器、光传感器、力传感器的接线及测试实验。

c. 学生观察实验现象,分析传感器工作原理。

4. 例题讲解:a. 结合教材例题,讲解传感器在实际应用中的计算方法。

b. 学生跟随讲解,完成例题计算。

5. 随堂练习:a. 布置传感器相关的练习题,学生独立完成。

b. 教师巡回指导,解答学生疑问。

六、板书设计1. 传感器的定义、分类和应用。

2. 常见传感器工作原理:a. 温度传感器b. 光传感器c. 力传感器3. 传感器计算例题及解析。

七、作业设计1. 作业题目:a. 解释传感器的定义,列举三个常见的传感器应用。

b. 简述温度传感器、光传感器、力传感器的工作原理。

c. 根据教材例题,计算并分析传感器在特定应用中的参数。

2. 答案:八、课后反思及拓展延伸1. 反思:本节课学生对传感器的定义、分类和应用有了基本的了解,能够掌握常见传感器的工作原理。

2024-2025学年高中物理第六章传感器1传感器及其工作原理(1)教案新人教版选修3-2

2024-2025学年高中物理第六章传感器1传感器及其工作原理(1)教案新人教版选修3-2
- 参与课堂活动:学生积极参与小组讨论、角色扮演、实验等活动,体验传感器的工作原理。
- 提问与讨论:学生针对不懂的问题或新的想法,勇敢提问并参与讨论。
教学方法/手段/资源:
- 讲授法:教师通过详细讲解,帮助学生理解传感器的基本概念、分类及其工作原理。
- 实践活动法:教师设计实践活动,让学生在实践中掌握传感器的工作原理。
- 合作学习法:学生通过小组讨论等活动,培养团队合作意识和沟通能力。
作用与目的:
- 帮助学生深入理解传感器的基本概念、分类及其工作原理。
- 通过实践活动,培养学生的动手能力和解决问题的能力。
- 通过合作学习,培养学生的团队合作意识和沟通能力。
3. 课后拓展应用
教师活动:
- 布置作业:根据本节课的内容,布置适量的课后作业,巩固学习效果。
教学方法/手段/资源:
- 自主学习法:教师引导学生自主思考,培养自主学习能力。
- 信息技术手段:利用在线平台、微信群等,实现预习资源的共享和监控。
作用与目的:
- 帮助学生提前了解本节课的课题,为课堂学习做好准备。
- 培养学生的自主学习能力和独立思考能力。
2. 课中强化技能
教师活动:
- 导入新课:教师通过讲述传感器在现代科技领域中的应用案例,如智能家居、无人驾驶等,引出传感器及其工作原理的课题,激发学生的学习兴趣。
3. 传感器在现实生活中的应用
难点:
1. 传感器的工作原理的理解和应用
2. 传感器信号的处理和分析
3. 传感器在实际工程中的应用
解决办法:
1. 通过实物展示和举例,让学生直观理解传感器的概念和分类。
2. 利用实验和模拟软件,让学生亲身体验传感器的工作过程,加深理解。
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

2019-2020年高中物理《传感器及其工作原理》教案10 新人教版选修3-2全章概述在日常生活中我们可能有这样的经历: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…….这是由于传感器在起作用,传感器是自动化控制装置中必不可少的器件,在信息技术高速发展的今天,传感器发挥着越来越重要的作用。

本章知识与我们的生活息息相关,在学习过程中,记要熟记各种敏感元件的特性,又要结合实例,认真体会传感器在实际中的应用,努力培养自己理论联系实际的能力和动手能力;同时应注意观察身边的与传感器有关的例子,并通过查资料或上网了解他们的工作原理,培养自己的观察能力和自学能力。

新课标要求1.内容标准(1)知道非电学量转换成电学量的技术意义。

(2)通过实验,知道常见传感器的工作原理。

例1 通过实验认识温度传感器将温度信号转变为电信号的作用。

(3)列举传感器在生活和生产中的应用。

例2 了解光敏传感器及其在日常生活中的应用。

2.活动建议(1)调查日常生活中传感器的应用,对其中一种的工作原理、技术意义、经济效益进行分析。

(2)利用传感器制作简单的自动控制装置。

新课程学习6.1 传感器及其工作原理★新课标要求(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。

★教学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。

★教学难点光敏电阻、热敏电阻、霍尔元件的工作原理。

★教学方法实验法、观察法、归纳法。

★教学工具磁铁、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)引入新课师: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。

生: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。

[板书课题]传感器及其工作原理(二)进行新课1、什么是传感器师:演示实验:生:观察实验现象。

激发学习兴趣。

师: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。

师:引导学生阅读教材2、3段,思考问题:(1)什么是传感器?(2)传感器的作用是什么?生:阅读教材,思考并回答问题。

(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。

师:出示几种常见的传感器,增加学生的感性认识。

为了制作传感器,常常需要一些元器件,下面看几个实例:2.光敏电阻师:介绍光敏电阻的外形和构造。

如图6.1-4。

师:实验:生:做实验,观察实验现象。

现象:光敏电阻在被光照射时电阻发生明显变化。

普通电阻则不会发生变化。

师:引导学生阅读教材57页的内容,思考问题:(1)光敏电阻的电阻率与什么有关?(2)光敏电阻受到光照时会发生什么变化?怎样解释?(3)光敏电阻能够将什么量转化为什么量?生:阅读教材,思考并回答问题。

(1)光敏电阻的电阻率与光照强度有关。

(2)光敏电阻受到光照时电阻会变小。

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;随着光照增强,载流子增多,导电性能变好。

(3)光敏电阻能够将光学量转化为电阻这个电学量。

3.热敏电阻和金属热电阻师:引导学生阅读教材58页有关内容,思考问题:(1)金属导体与半导体材料的导电性能与温度的变化关系是否相同?(2)热敏电阻和金属热电阻各有哪些优缺点?(3)热敏电阻和金属热电阻能够将什么量转化为什么量?生:阅读教材,思考并回答问题。

(1)金属导体与半导体材料的导电性能与温度的变化关系不相同。

金属导体的导电性能随温度升高而降低;半导体材料的导电性能随温度升高而变好。

(2)热敏电阻灵敏度高,但化学稳定性较差,测量范围较小;金属热电阻的化学稳定性较好,测量范围较大,但灵敏度交差。

(3)热敏电阻或金属热电阻能够将热学量转化为电阻这个电学量。

师:实验:生:做实验,观察实验现象。

现象:热敏电阻随着温度的升高电阻发生明显变化。

温度越高,电阻值越小。

师:引导学生看教材59页“说一说”栏目中的内容。

生:对这个问题产生浓厚的兴趣,讨论热烈。

提示:给电容器带上一定的电荷,然后用静电计来检测两板间电势差的变化,即可判断电容的变化。

师:总结学生的回答,指出:电容式传感器能够把位移这个力学量转化为电容这个电学4.霍尔元件师:引导学生阅读教材关于霍尔元件的内容。

推导霍尔电压的公式。

生:阅读教材并推导霍尔电压的公式。

师:巡回指导,了解情况。

生:推导过程: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①载流子在磁场中受到的洛伦兹力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当达到稳定状态时,洛伦兹力与电场力平衡,即②由①②式得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,则上式可写为④师:总结点评学生的推导过程,指出:一个确定的霍尔元件的d、k、为定值,再保持I不变,则U H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、点评本节课主要学习了以下几个问题:1.制作传感器需要的敏感元件光敏电阻、热敏电阻与金属热电阻、霍尔元件等。

2.光敏电阻的阻值随光的强度增大而减小。

光敏电阻将光学量转化为电阻这个电学量。

3.热敏电阻的阻值随温度的升高不一定减小。

有的热敏电阻阻值会随温度的升高而增大。

热敏电阻或金属热电阻将温度这个热学量转化为电阻这个电学量。

4.霍尔元件的霍尔电压公式为,霍尔元件把磁感应强度这个磁学量转化为电压这个电学5.电容式传感器能够把位移这个力学量转化为电容这个电学量。

(四)实例探究☆光敏电阻及其应用【例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解析:1.光敏电阻在被光照射时电阻发生变化,这样光敏电阻可以把光照强弱转换为电阻大小这个电学量;2.光敏电阻的电阻随光照的增强而减小.3.光电计数器工作原理当有物体挡住射到光敏电阻R1的光照时,R1电阻增大,电路中电流减小,R2两端电压降低,信号处理系统得到低电压,计数器每由高电压转到低电压,就计一个数,从而达到自动计数目的.答案:AC点评:光敏电阻一般由半导体材料做成,当半导体材料受到光照或者温度升高时,会有更多的电子获得能量成为自由电子,同时也形成更多的空穴,于是导电性能明显增强.☆热敏电阻及其应用【例2】有定值电阻、热敏电阻、光敏电阻三只元件,将这三只元件分别接入如图所示电路中的A、B两点后,用黑纸包住元件或者把元件置入热水中,观察欧姆表的示数,下列说法中正确的是()A.置入热水中与不置入热水中相比,欧姆表示数变化较大,这只元件一定是热敏电阻B.置入热水中与不置入热水中相比,欧姆表示数不变化,这只元件一定是定值电阻C.用黑纸包住元件与不用黑纸包住元件相比,欧姆表示数变化较大,这只元件一定是光敏电阻D.用黑纸包住元件与不用黑纸包住元件相比,欧姆表示数相同,这只元件一定是定值电阻解析:热敏电阻的阻值随温度变化而变化,定值电阻和光敏电阻不随温度变化;光敏电阻的阻值随光照变化而变化,定值电阻和热敏电阻不随之变化.☆霍尔元件及其应用【例3】如图所示,有电流I流过长方体金属块,金属块宽度为d,高为b,有一磁感应强度为B的匀强磁场垂直于纸面向里,金属块单位体积内的自由电子数为n,试问金属块上、下表面哪面电势高?电势差是多少?(此题描述的是著名的霍尔效应现象)分析:当电流在导体中流动时,运动电荷在洛伦兹力作用下,分别向导体上、下表面聚集,在导体中形成电场,其中上表面带负电,电势低,随着正、负电荷不断向下、上表面积累,电场增强,当运动电荷所受电场力与洛伦兹力平衡时,即qE=qvB时,电荷将不再向上或向下偏转,上、下表面间形成稳定电压.解:因为自由电荷为电子,故由左手定则可判定电子向上偏,则上表面聚集负电荷,下表面带多余等量的正电荷,故下表面电势高,设其稳定电压为U,即又因为导体中的电流故点评:(1)判断电势高低时注意载流子是正电荷还是负电荷.(2)由以上计算得上、下两表面间的电压稳定时,其中n为单位体积内的自由电荷数,e 为电子电荷量,对固定的材料而言为定值,若令,则,此即课本给出的公式。

★课余作业1、课下阅读“科学漫步”了解有关半导体的导电机理。

2、思考并回答“问题与练习”第1、2题。

★教学体会思维方法是解决问题的灵魂,是物理教学的根本;亲自实践参与知识的发现过程是培养学生能力的关键,离开了思维方法和实践活动,物理教学就成了无源之水、无本之木。

学生素质的培养就成了镜中花,水中月。

★课本“问题与练习”解答1.甲图中在线圈4上串联电源和电流表.乙图中在线圈3上串联电源和电流表.甲中当待测物体位移变化时,2、3间的空气间隙变化,线圈 4的电感值发生变化。

这一变化量通过转换电路测量电路输出电流,就反映出被测物体位移的变化量.乙图中被测物体位移变化,带动软铁芯2在线圈中移动,线圈的电感值将变化,这一变化通过转换电路和检测电路输出电流,就得到了被测物体位移的变化。

2.2019-2020年高中物理《传感器及其工作原理》教案11 新人教版选修3-2【教学目标】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)、知道传感器中常见的三种敏感元件光敏电阻、热敏电阻和霍尔元件及其它们的工作原理。

(3)、了解传感器的应用。

2.过程与方法: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。

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。

相关文档
最新文档