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教学课题：传感器及其工作原理 的体温检测的？所有这些，都离不开一个核心，那
一．教学目标 就是本堂课将要学习的传感器。
【知识和技能】 新课
1、了解什么是传感器，知道非电学量转化为电学 1．什么是传感器
量的技术意义； 演示实验 1：如图 1 所示，小盒子的侧面露出一个
2、知道传感器中常见的三种敏感元件光敏电阻、 小灯泡，盒外没有开关，当把磁铁放到盒子上面，
热敏电阻和霍尔元件及其它们的工作原理。 灯泡就会发光，把磁铁移开，灯泡熄灭。
3、了解传感器的应用。
【过程和方法】
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。
【情感、态度、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， 提问：盒子里有怎样的装置，才能实现这样的控
并加强物理与 STS 的联系。 制？
2、通过动手实验，培养学生实事求是的科学态度、 学生猜测：盒子里有弹性铁质开关。
团队合作精神和创新意识。 师生探究：打开盒子，用实物投影仪展示盒内的电
【教学重点】：理解并掌握传感器的三种常见敏感 路图（图 2），了解元件“干簧管”的结构。探明
元件的工作原理。 原因：当磁体靠近干簧管时，两个由软磁性材料制
二．教学重点、难点 成的簧片因磁化而相互吸引，电路导通，干簧管起
重点：理解并掌握传感器的三种常见敏感元件的工 到了开关的作用。
作原理。
难点：分析并设计传感器的应用电路。
三．教学仪器
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。
四．教学方法
实验、探究、讨论
五．教学过程 教师点拨：这个装置反过来还可以让我们通过灯泡
引入 的发光情况，感知干簧管周围是否存在着磁场。
一、引入新课 演示实验 2：教师出示一只音乐茶杯，茶杯平放桌
从上世纪八十年代起，国际上出现了“传感器热”， 上时，无声无息，提起茶杯，茶杯边播放悦耳的音
传感器在当今科技发展中有着十分重要的地位。本 乐，边闪烁着五彩的光芒。
课的设计思路是通过对实验的观察、思考和探究， 教师提问： 音乐茶杯的工作开关又在哪里？开启
了解什么是传感器，传感器是如何将非电学量转换 的条件是什么？
成电学量的，传感器在生产、生活中有哪些具体应 学生猜测：在茶杯底部，所受压力发生改变。
用，为学生利用传感器制作简单的自控装置作一铺 实验探究：提起茶杯，用手压杯的底部，音乐并没
垫。教学时力避深奥的理论，侧重于联系实际，让 有停止。
学生感受传感器的巨大作用，进而提高学生的学习 学生猜测：是由于光照强度的改变。
兴趣，培养学生热爱科学的情感和崇尚科学的精 实验探究：用书挡住底部（不与底部接触），音乐
神。 停止，可见音乐茶杯受光照强度的控制。
今天我们生活中常用的电视、空调的遥控器是如何 师生总结：现代技术中，我们可以利用一些元件设
实现远距离操纵的？楼梯上的电灯如何能人来就 计电路，它能够感受诸如力、温度、光、声、化学
开，人走就熄的？工业生产中所用的自动报警器、 成分等非电学量，并能把它们按照一定的规律转换
恒温烘箱是如何工作的？“非典”病毒肆虐华夏大 为电压、电流等电学量，或转换为电路的通断。我
地时，机场、车站、港口又是如何实现快速而准确 们把这种元件叫做传感器。它的优点是：把非电学
: .
量转换为电学量以后，就可以很方便地进行测量、 学生探究：钨丝的电阻随温度的升高而增大。
传输、处理和控制了。 师生总结：用金属丝可以制作温度传感器，称为热
教师提问：实验 1 中的干簧管是怎样的传感器，实 电阻。如前面已经学过的用金属铂可制作精密的电
验 2 音乐茶杯中所用的元件又是怎样的传感器？ 阻温度计。
学生回答：干簧管是一个能感受磁场的传感器，音 学生实验 2：学生五人一组，探究热敏电阻的阻值
乐茶杯中所用的元件是能感受光照强度的传感器。 大小与温度的关系。
欧姆表
传感器的工作原理如下图所示： 实验器材：NTC 热敏电阻，万用
Ω
表，温度计，水杯，凉水和热
非 电 敏 感 转 换 转 换 电学
水。 光敏电阻
2、认识一些制作传感器的元器件 实验方案：按照如图所示的电
（1）探究光敏电阻的特性 路将热敏电阻接入电路，
欧姆表
学生实验 1：学生五人一组，用万用电表的欧姆挡 将万用表选择开关置于欧
测量一只光敏电阻的阻值，实验分别在暗环境和强 姆档，用温度计测量温度， Ω
光照射下进行。 用万用表测量不同温度下
热敏电阻
①、将光敏电阻与万用表的欧姆档按右图所示连成 的电阻。
电路 实验步骤：
②、将光敏电阻受光面置于有光线照射的地方，观 ①、按上述电路连接电路
察万用表的读数，把光敏电阻的阻值填入现表中。 ②、取半杯热水，将热敏电阻及温度计放入热水中
光敏电阻光照情 较亮 稍暗 较暗 黑暗 ③、同时测量并记录水温和电阻值
况 ④、倒入少许冷水，改变杯中的水温，在同时测量
光敏电阻的阻值 水温和电阻值，填入下表：
（Ω ） 实验数据：
③、用黑纸片将光敏电阻的透光窗口的遮住，移动 次数 1 2 3 4 5
黑纸片，使光敏电阻受到的光线出现较亮、稍暗、 温度（℃）
较暗、黑暗几种情况，观察几种情况下光敏电阻的 电阻（Ω ）
阻值变化，并把相应的阻值填入下表。 实验结论：热敏电阻的阻值随温度的升高而减小，
④、结论：光敏电阻在暗环境下电阻值很大，强光 且阻值随温度变化非常明显。
照射下电阻值很小。 师生总结：半导体热敏电阻也可以用作温度传感
师生总结：光敏电阻能够把光照强弱这个光学量转 器。
换为电阻这个电学量。 师生总结比较：金属热电阻
简单介绍：光敏电阻在光照射下电阻变化的原因。 与热敏电阻都能够把温度
有些物质，例如硫化镉，是一种半导体材料，无光 这个热学量转换为电阻
照时，载流子极少，导电性能不好；随着光照的增 这个电学量，金属热电阻
强，载流子增多，导电性变好。 的化学稳定性好，测温范围
（2）探究金属热电阻和热敏电阻的特性 大，但灵敏度较差。
提问：金属导体的导电性能与温度有关吗？关系如 （3）霍尔元件
何？ 教师介绍：霍尔元件是在一个很小的矩形半导体
回答：金属导体的电阻随温度的升高而增大，如白 （例如砷化铟）薄片上，制作 4 个电极 E、F、M、
炽灯钨丝的电阻在正常工作情况下比常温下的电 N 而成（如图 7 所示）。若在 E、F 间通入恒定的
阻大得多。 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 U。
师生讨论：霍尔元件的上的电压 U 与电流 I、磁感
应强度 B 的关系，设霍尔元件长为 a，宽为 b，厚
为 d，则当薄片中载流子达到稳定状态时，
演示实验 4：如图 6 所示，AB 间接有一段钨丝（从
旧日光灯管中取出），闭合开关，灯泡正常发光，
，即 ，又因 ，所
当用打火机给钨丝加热时，灯泡亮度明显变暗。
: .
五．教学过程
引入
以 ，即 （ 为霍尔系数）。因此，
复习提问：上节课我们学习了传感器及其工作原
我们就可以根据电压 U 的变化得知磁感应强度的 理。传感器是能够感知诸如力、温度、光、声、化
变化。 学成分等非电学量，并把它们按照一定的规律转化
师生共析：霍尔元件能够把磁感应强度这个磁学量 成电压、电流等电学量，或转化为电路通断的一类
转换为电压这个电学量。 元件。请大家回忆一下光敏电阻、热敏电阻、霍尔
【课堂总结】 元件各是把什么物理量转化为电学量的元件？
传感器是指一些能把光、力、温度、磁感应强度等 学生：光敏电阻将光学量转化为电阻这个电学量。
非电学量转化为电学量或转换为电路的通断的元 热敏电阻将温度这个热学量转化为电阻这个电学
器件，它在生活、生产和科技领域有着非常广泛的 量。霍尔元件把磁感应强度这个磁学量转化为电压
应用。日本把传感器技术列为上世纪八十年代十大 这个电学量。
技术之首，美国把传感器技术列为九十年代的关键 新课
技术，而我国有关传感器的研究和应用正方兴未 1、传感器应用的一般模式
艾…… 师：阅读教材开头几段，然后合上书，在练习本上
练习 画出传感器应用的一般模式示意图。
课后习题 生：阅读教材并在练习本上画出传感器应用的一般
小结 模式示意图。
大视野
作业
大视野
六．教学反思：
教学课题：传感器的应用 （一） 师：下面学习几个传感器应用的实例。
一．教学目标 2．力传感器的应用——电子秤
【知识和技能】 师：阅读教材 61 页最后一段，思考并回答问题。
1．了解力传感器在电子秤上的应用。 （1）电子秤使用的测力装置是什么？它是由什么
2．了解声传感器在话筒上的应用。 元件组成的？
3．了解温度传感器在电熨斗上的应用。 （2）简述力传感器的工作原理。
【过程和方法】 （3）应变片能够把什么力学量转化为什么电学
通过实验或演示实验，了解传感器在生产、生活中 量？
的应用。 生：阅读教材，思考并回答问题。
【情感、态度、价值观】 师：总结点评，结合板画强调讲解应变片测力原理
在了解传感器原理及应用时，知道已学知识在生 （如图所示）。
活、生产、科技社会中的价值，增强学习兴趣，培