人教版（新教材）高中物理選擇性必修第二冊PAGEPAGE25.1-5.2認識傳感器常見傳感器的工作原理及應用時間：年月日題課選擇性必修二第五章第1節：認識傳感器；第2節：常見傳感器的工作原理及應用課型新課時1教學目標1.知道傳感器是把非電學量輪換成電學量的器件或裝置，了解其組成和應用的一般模式，了解其在生活和生產中的應用。2.了解光敏電阻、金屬熱電阻、熱敏電阻、電阻片、霍爾元件等特性，知道利用其特性制作敏感元件。學習重點傳感器工作原理學習難點具體應用時的工作原理分析教學過程教學環節教學內容引入新課進行新課 討論與交流課堂總結（一）引入新課看嫦娥五號新聞圖片，思考怎樣實現自動控制？機器人是怎樣感受外界信息的？（二）進行新課1、認識傳感器，觀察實驗或實驗視頻磁傳感器：磁電路的通斷聲傳感器：聲電信號光傳感器：光電信號非電學量電學量總結：傳感器是指這樣一類元件：它能夠感受諸如力、溫度、光、聲、化學成分等非電學量，并能把它們按照一定的規律轉換為電壓、電流、電容等電學量；或轉換為電路的通斷。傳感器分類：（1）根據與學科關系分類：物理傳感器、化學傳感器、生物傳感器（2）根據工作原理分類：電阻式、電容式、電感式、光電式、熱電式、壓電式、磁電式。傳感器的組成與應用模式傳感器的基本部分一般由敏感元件、轉換元件組成。敏感元件：是指能直接感受號直接轉換成電信號的部分。它們分別完成檢測和轉換兩個基本功能。如果敏感元件直接輸出的是電學量，它就同時兼為轉換元件。例如，熱電偶、壓電晶體都是這種敏感元件和轉換元件二者合一的傳感器。應用模式:可以用指針式電表或數字屏等顯示測量的數據；也可以用來驅動繼電器或其他元件，來執行諸如打開管道的閥門、開通或關閉電動機等動作；還可以用計算機對獲得的數據進行處理，發出更復雜的指令。概括起來，傳感器應用的一般模式如圖所示。2、常見傳感器的工作原理及應用（1）光敏電阻問：光敏電阻是如何制造成功的？（有一些物質，例如硫化鎘，電阻率與所受光照的強度有關，把硫化鎘涂敷在絕緣板上，在其表面再用銀漿涂敷兩個互不相連的柵狀電極，這樣就制成了一個光敏電阻）

問：光敏電阻的電阻和光照之間有什么樣的聯系呢？看演示實驗

演示實驗：

實驗器材：光敏電阻、普通電阻、萬用電表

實驗過程：將電表置于倍率為100的歐姆檔，先用陽光直接照射光敏電阻，測出電阻的阻值，然后用室內自然光照射測量光敏電阻的阻值，最后用手掌遮住光敏電阻測量其阻值

實驗現象：電阻阻值逐漸減小

實驗結論：光敏電阻的阻值隨著光照強度的增加而減小

實驗過程：將普通電阻表面的漆層除去一些，是里面的導電膜露出來接收光照。重做上述實驗

實驗結果：普通電阻的阻值跟光照強度無關

問：為什么光敏電阻的阻值會隨著光照的增強而減弱呢？（硫化鎘是一種半導體材料，無光照時，載流子極少，導電性能不好；隨著光照的增強，載流子增加，導電性能增強）說明：光敏電阻能夠把光照強弱這個光學量轉換為電阻這個電學量（2）熱敏電阻和金屬熱電阻

說明：有一些電阻是用氧化錳等金屬氧化物燒結而成的，這些電阻隨溫度的升高導電性能增加，電阻減小，并且電阻隨溫度的變化非常明顯，這樣的電阻稱之為熱敏電阻；金屬的電阻率隨溫度的升高而升高，這樣的電阻稱之為金屬熱電阻，常用的金屬熱電阻是用鉑制作的。與熱敏電阻相比，金屬熱電阻的化學性質穩定，測溫范圍廣，但是靈敏度較差。

說明：熱敏電阻和熱電阻能夠把溫度這個熱學量轉化為電阻這個電學量。

演示實驗：電容式位移傳感器

實驗器材：熱敏電阻、萬用電表

實驗過程：將電表置于歐姆檔，分別用手和冷水去改變熱敏電阻的溫度，測出電阻的阻值，

實驗現象：用手握著時電阻較小

實驗結論：熱敏電阻的阻值隨著溫度的增加而減小（3）分析電阻應變片工作原理應變式力傳感器可用來測量各種力，其中的應變片能把物體形變這個力學量轉換為電阻這個電學量。（4）霍爾元件問：霍爾元件的電壓和電流、磁感應強度之間有什么關系？（在E、F間通入恒定的電流I，同時外加與薄片垂直的磁場B，則薄片中的載流子就在洛侖茲力的作用下，向著與電流和磁場都垂直的方向漂移，使M、N間出現了電壓，成為霍爾電壓UH。可以證明UH＝kIB/d，式中d為薄片的厚度，k為霍爾系數，它的大小和薄片的材料有關。一個霍爾元件的d、k為定植，再保持I恒定，則UH的變化就與B成正比）

問：霍爾元件的功能是什么？（霍爾元件能夠把磁感應強度這個磁學量轉換為電壓這個電學量）引領學生完成學案和課件中的例題和課堂練習總結：1．傳感器按照一定的規律把非電學量轉化為電學量，可以很方便地進行測量、傳輸、處理和控制。2．傳感器的種類包括溫度傳感器、壓力傳感器、氣體傳感器、生物傳感器等。3．傳感器的工作流程非電學量敏感元件轉換元件轉換電路電學量4.敏感元件光敏電阻、金屬熱電阻、熱敏電阻、霍爾元件板書設計課后反思5.1-5.2認識傳感器常見傳感器的工作原理及應用時間：年月日題課選擇性必修二第五章第1節：認識傳感器；第2節：常見傳感器的工作原理及應用課型新課時1教學目標1.知道傳感器是把非電學量輪換成電學量的器件或裝置，了解其組成和應用的一般模式，了解其在生活和生產中的應用。2.了解光敏電阻、金屬熱電阻、熱敏電阻、電阻片、霍爾元件等特性，知道利用其特性制作敏感元件。學習重點傳感器工作原理學習難點具體應用時的工作原理分析教學過程教學環節教學內容引入新課進行新課 討論與交流課堂總結（一）引入新課看嫦娥五號新聞圖片，思考怎樣實現自動控制？機器人是怎樣感受外界信息的？（二）進行新課1、認識傳感器，觀察實驗或實驗視頻磁傳感器：磁電路的通斷聲傳感器：聲電信號光傳感器：光電信號非電學量電學量總結：傳感器是指這樣一類元件：它能夠感受諸如力、溫度、光、聲、化學成分等非電學量，并能把它們按照一定的規律轉換為電壓、電流、電容等電學量；或轉換為電路的通斷。傳感器分類：（1）根據與學科關系分類：物理傳感器、化學傳感器、生物傳感器（2）根據工作原理分類：電阻式、電容式、電感式、光電式、熱電式、壓電式、磁電式。傳感器的組成與應用模式傳感器的基本部分一般由敏感元件、轉換元件組成。敏感元件：是指能直接感受號直接轉換成電信號的部分。它們分別完成檢測和轉換兩個基本功能。如果敏感元件直接輸出的是電學量，它就同時兼為轉換元件。例如，熱電偶、壓電晶體都是這種敏感元件和轉換元件二者合一的傳感器。應用模式:可以用指針式電表或數字屏等顯示測量的數據；也可以用來驅動繼電器或其他元件，來執行諸如打開管道的閥門、開通或關閉電動機等動作；還可以用計算機對獲得的數據進行處理，發出更復雜的指令。概括起來，傳感器應用的一般模式如圖所示。2、常見傳感器的工作原理及應用（1）光敏電阻問：光敏電阻是如何制造成功的？（有一些物質，例如硫化鎘，電阻率與所受光照的強度有關，把硫化鎘涂敷在絕緣板上，在其表面再用銀漿涂敷兩個互不相連的柵狀電極，這樣就制成了一個光敏電阻）

問：光敏電阻的電阻和光照之間有什么樣的聯系呢？看演示實驗

演示實驗：

實驗器材：光敏電阻、普通電阻、萬用電表

實驗過程：將電表置于倍率為100的歐姆檔，先用陽光直接照射光敏電阻，測出電阻的阻值，然后用室內自然光照射測量光敏電阻的阻值，最后用手掌遮住光敏電阻測量其阻值

實驗現象：電阻阻值逐漸減小

實驗結論：光敏電阻的阻值隨著光照強度的增加而減小

實驗過程：將普通電阻表面的漆層除去一些，是里面的導電膜露出來接收光照。重做上述實驗

實驗結果：普通電阻的阻值跟光照強度無關

問：為什么光敏電阻的阻值會隨著光照的增強而減弱呢？（硫化鎘是一種半導體材料，無光照時，載流子極少，導電性能不好；隨著光照的增強，載流子增加，導電性能增強）說明：光敏電阻能夠把光照強弱這個光學量轉換為電阻這個電學量（2）熱敏電阻和金屬熱電阻

說明：有一些電阻是用氧化錳等金屬氧化物燒結而成的，這些電阻隨溫度的升高導電性能增加，電阻減小，并且電阻隨溫度的變化非常明顯，這樣的電阻稱之為熱敏電阻；金屬的電阻率隨溫度的升高而升高，這樣的電阻稱之為金屬熱電阻，常用的金屬熱電阻是用鉑制作的。與熱敏電阻相比，金屬熱電阻的化學性質穩定，測溫范圍廣，但是靈敏度較差。

說明：熱敏電阻和熱電阻能夠把溫度這個熱學量轉化為電阻這個電學量。

演示實驗：電容式位移傳感器

實驗器材：熱敏電阻、萬用電表

實驗過程：將電表置于歐姆檔，分別用手和冷水去改變熱敏電阻的溫度，測出電阻的阻值，

實驗現象：用手握著時電阻較小

實驗結論：熱敏電阻的阻值隨著溫度的增加而減小（3）分析電阻應變片工作原理應變式力傳感器可用來測量各種力，其中的應變片能把物體形變這個力學量轉換為電阻這個電學量。（4）霍爾元件問：霍爾元件的電壓和電流、磁感應強度之間有什么關系？（在E、F間通入恒定的電流I，同時外加與薄片垂直的磁場B，則薄片中的載流子就在洛侖茲力的作用下，向著與電流和磁場都垂直的方向漂移，使M、N間出現了電壓，成為霍爾電壓UH。可以證明UH＝kIB/d，式中d為薄片的厚度，k為霍爾系數，它的大小和薄片的材料有關。一個霍爾元件的d、k為定植，再保持I恒定，則UH的變化就與B成正比）

問：霍爾