傳感器及其工作原理的教學(xué)設(shè)計(jì)范文
在教學(xué)工作者實(shí)際的教學(xué)活動(dòng)中，通常需要準(zhǔn)備好一份教學(xué)設(shè)計(jì)，教學(xué)設(shè)計(jì)一般包括教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)重難點(diǎn)、教學(xué)方法、教學(xué)步驟與時(shí)間分配等環(huán)節(jié)。我們應(yīng)該怎么寫教學(xué)設(shè)計(jì)呢？以下是小編精心整理的傳感器及其工作原理的教學(xué)設(shè)計(jì)范文，僅供參考，大家一起來(lái)看看吧。
傳感器及其工作原理的教學(xué)設(shè)計(jì)1
【學(xué)習(xí)目標(biāo)】
1、 知道什么是傳感器
2、 了解傳感器的常 用元件的特征
【自主學(xué)習(xí)】
一、 傳感器：
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(xué)成分等＿＿量，并能把它們按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換為電壓、電流等＿＿量，或轉(zhuǎn)換為電路的通斷。把非電學(xué)量轉(zhuǎn)換為電學(xué)量以后，就可以很方便地進(jìn)行測(cè)量、傳輸、處理和控制了。
傳感器一般由敏感元件和輸出部分組成，通過(guò)敏感元件獲取外界信息并轉(zhuǎn)換＿＿信號(hào)，通過(guò)輸出部分輸出，然 后經(jīng)控制器分析處理。
常見的傳感器有：＿＿＿、＿＿＿、＿＿＿、＿＿＿、力
傳感器、氣敏傳感器、超聲波傳感器、磁敏傳 感器等。
二、 常見傳感器元件：
1、 光敏電阻：光敏電阻的材料是一種半導(dǎo)體，無(wú)光照時(shí)，載流子極少，導(dǎo)電性能不好；隨著光照的增強(qiáng)，載流子增多，導(dǎo)電性能變好，光敏電阻能夠把＿ ＿＿＿＿，這個(gè)光學(xué)量轉(zhuǎn)換為電阻這個(gè)電學(xué)量。它就象人的眼睛，可以看到光線的強(qiáng)弱。
２、金屬熱電阻和熱敏電阻：金屬熱電阻的電阻率隨溫度的升高而＿＿＿＿，用金屬絲可以制作＿＿＿＿傳感器，稱為＿＿＿＿＿。它能用把＿＿＿＿這個(gè)熱學(xué)量轉(zhuǎn)換為＿＿＿＿這個(gè)電學(xué)量。
熱敏電阻的電阻率則可以隨溫度的升高而＿＿＿＿或＿＿＿＿。
與熱敏電阻相比，金屬熱電阻的＿＿＿＿＿好，測(cè)溫范圍＿＿＿，但＿＿＿＿較差。
�。场㈦娙菔轿灰苽鞲衅髂軌虬盐矬w的＿＿＿＿這個(gè)力學(xué)量轉(zhuǎn)換為＿＿＿這個(gè)電學(xué)量。
�。础⒒魻栐軌虬眩撸撸撸撸撸哌@個(gè)磁學(xué)量轉(zhuǎn)換為電壓這個(gè)電學(xué)量
【典型例題】
例一、 如圖所示，將萬(wàn)用表的選擇開關(guān)置于“歐姆”擋，再將電表的兩支表筆與一熱敏電阻Rt的兩端相連，這時(shí)表針恰好指在刻度盤的正中間。若往Rt上擦一些酒精，表針將向＿＿＿＿（填“左”或“右”）移動(dòng)；若用吹風(fēng)機(jī)將熱風(fēng)吹向電阻，表針將向＿＿＿＿（填“左”或“右”）移動(dòng)。
例二、傳感器是一種采集信息的重要器件。如圖所示是一種測(cè)定壓力的電容式傳感器。當(dāng)待測(cè)壓力F作用于可動(dòng)膜片電極時(shí)，可使膜片產(chǎn)生形變，引 起電容的變化，將電容器、靈敏電流計(jì)和電源串聯(lián)成閉合電路，那么（ ）
A、 當(dāng)F向上壓膜片電極時(shí)，電容將減小
B、 當(dāng)F向上壓膜片電極時(shí)，電容將增大
C、 若電流計(jì)有示數(shù)，則壓力F發(fā)生變化
D、 若電流計(jì)有示數(shù)，則壓力F不發(fā)生變化
例三、如圖所示，有電流I流過(guò)長(zhǎng)方體金屬塊，金屬塊寬度為d，高為b，有一磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直 于紙面向里，金屬塊單位體積內(nèi)的自由電子數(shù)為n，試問(wèn)金屬塊上、下表面哪面電勢(shì)高？電勢(shì)差是多少？（此題描述的是著名的霍爾效應(yīng)現(xiàn)象）
【針對(duì)訓(xùn)練】
1、簡(jiǎn)單的說(shuō)，光敏電阻就是一個(gè)簡(jiǎn)單的＿＿＿＿＿傳感器，熱敏電阻就是一個(gè)簡(jiǎn)單的＿＿＿＿＿傳感器。
２、 為解決樓道的照明，在樓道內(nèi)安裝一個(gè)傳感器與電燈控制電路的相接。當(dāng)樓道內(nèi)有走動(dòng)而發(fā)出聲響時(shí)，電燈即與電源接通而發(fā)光，這種傳感器為＿＿＿＿傳感器，它輸入的是＿＿＿＿信號(hào)，經(jīng)傳感器轉(zhuǎn)換后，輸出的是＿＿＿＿信號(hào)。
3、 如圖所示，是一個(gè)測(cè)定液面高度的傳感器，在導(dǎo)線芯的外面涂上一層絕緣物質(zhì)，放在導(dǎo)電液體中，導(dǎo)線芯和導(dǎo)電液構(gòu)成電容品的兩極，把這兩極接入外電路中的電流變化說(shuō)明電容值增大時(shí)，則導(dǎo)電液體的深度h變化為（ ）
A、 h增大
B、 h減小
C、h不變
D、無(wú)法確定
4、 如圖所示，R1為定值電阻，R2為熱敏電阻，L為小燈泡，當(dāng)溫度降低時(shí)（ ）
A、 R1兩端的電壓增大
B、 電流表的示數(shù)增大
C、 小燈泡的亮度變強(qiáng)
D、 小燈泡的`亮度變?nèi)?/p>
5、 如圖所示，為一種測(cè)定角度的傳感器，當(dāng)彼此絕緣的金屬板構(gòu)成的 動(dòng)片與定片之間的角度 發(fā)生變化時(shí)，試分析傳感器是如何將它的這種變化轉(zhuǎn)化為電學(xué)量的。
【能力訓(xùn)練】
1、關(guān)于光敏電阻，下列說(shuō)法正確的是（ ）
A、 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
B、 硫化鎘是一種半導(dǎo)體材料，無(wú)光照射時(shí)，載流子極少，導(dǎo)電性能不好
C、 硫化鎘是一種半導(dǎo)體材料，無(wú)光照射時(shí)，載流子較少，導(dǎo)電性能良好
D、 半導(dǎo)體材料的硫化鎘，隨著光照的增強(qiáng)，載流子增多，導(dǎo)電性能變好
2、霍爾元件能轉(zhuǎn)換哪兩個(gè)量（ ）
A、 把溫度這個(gè)熱學(xué)量轉(zhuǎn)換 為電阻這個(gè)電學(xué)量
B、 把磁感應(yīng)強(qiáng)度這個(gè)磁學(xué)量轉(zhuǎn)換為電壓這個(gè)電學(xué)量
C、 把力轉(zhuǎn)換為電壓這個(gè)電學(xué)量
D、 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
�。�、如圖所示是測(cè)定位移的電容式傳感器，其工作原理是哪個(gè)量的變化，造成其電容的變化（ ）
Ａ、電介質(zhì)進(jìn)入極板的長(zhǎng)度
Ｂ、兩極板間距
�。�、兩極板正對(duì)面積
Ｄ、極板所帶電量
�。�、如圖所示，Ｒ１、Ｒ２為定值電阻，Ｌ是小燈泡，Ｒ３為光敏電阻，當(dāng)照射光強(qiáng)度增大時(shí)，（ ）
Ａ、電壓 表的示數(shù)增大
Ｂ、Ｒ２中電流減小
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5、如圖所示，Ｒ３是光敏電阻，當(dāng)開關(guān)Ｓ閉合后在沒有光照射時(shí)，a、b兩點(diǎn)等電勢(shì)，當(dāng)用光照射電阻Ｒ３時(shí)，則（ ）
�。�、Ｒ３的電阻變小，a點(diǎn) 電勢(shì)高于b點(diǎn)電勢(shì)
�。隆ⅲ遥车碾娮枳冃�，a點(diǎn)電勢(shì)低于b點(diǎn)電勢(shì)
�。�、Ｒ３的電阻變小，a點(diǎn)電勢(shì)等于b點(diǎn)電勢(shì)
�。�、Ｒ３的電阻變大，a點(diǎn)電勢(shì)低于b點(diǎn)電勢(shì)
6、有一電學(xué)元件，溫度升高時(shí)電阻卻大幅度減小，則這種元件可能是（ ）
A、金屬導(dǎo)體 B、絕緣體 C、半導(dǎo)體 D、超導(dǎo)體
7、如圖是觀察電阻值隨溫度變化情況示意圖�，F(xiàn)把杯中的水由冷水變?yōu)闊崴�，關(guān)于歐姆表的讀數(shù)變化情況正確的是（ ）
A、 如果R為金屬熱電阻，讀數(shù)變大，且變化非常明顯
B、 如果R為金屬熱電阻，讀數(shù)變小，且變化不明顯
C、 如果R為熱敏電阻（用半導(dǎo)體材料制作），讀數(shù)變化非常明顯
D、 如果R為熱敏電阻（用半導(dǎo)體材料制作 ），讀數(shù)變化不明顯
8、圖是霍爾元件的工作原理示意圖，用d表示薄片的厚度，k為霍爾系數(shù)，對(duì)于一個(gè)霍爾元件d、k為定值，如果保持I恒定，則可以驗(yàn)證UH隨B的變化情況。以下說(shuō)法中正確的是（ ）[來(lái)源:]
A、 將永磁體的一個(gè)磁極逐漸靠近霍爾元件的工作面，UH將變大
B、 在測(cè)定地球兩極的磁場(chǎng)強(qiáng)弱時(shí)，霍爾元件的工作面應(yīng)保持水平
C、 在測(cè)定地球赤道上的磁場(chǎng)強(qiáng)弱時(shí)，霍爾元件的工作面應(yīng)保持水平
D、 改變磁感線與霍爾元件工作面的夾角，UH將發(fā)生變化
9、如圖所示寬度為d，厚度為h的金屬板放在垂直于它的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，當(dāng)有電流I通過(guò)金屬板時(shí)，在金屬板上側(cè)面A和下側(cè)面間產(chǎn)生電勢(shì)差，這種現(xiàn)象叫霍爾效應(yīng)，若金屬板內(nèi)自由電子密度為n，則產(chǎn)生的電勢(shì)差U＝＿＿＿＿＿
傳感器及其工作原理的教學(xué)設(shè)計(jì)2
一、教學(xué)目標(biāo)
【知識(shí)與技能】初步形成傳感器的概念;了解光敏電阻和熱敏電阻的性能和工作原理。
【過(guò)程與方法】在探究敏感元件性能的過(guò)程中，提升根據(jù)已有知識(shí)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的能力。
【情感態(tài)度與價(jià)值觀】感受傳感器技術(shù)在信息技術(shù)時(shí)代的應(yīng)用。
二、教學(xué)重難點(diǎn)
【重點(diǎn)】理解傳感器是如何將非電學(xué)量轉(zhuǎn)化為電學(xué)量。
【難點(diǎn)】傳感器的工作原理和特點(diǎn)
三、教學(xué)過(guò)程
環(huán)節(jié)一：導(dǎo)入新課
播放特警使用的“拆彈機(jī)器人”在復(fù)雜的地形中行駛和機(jī)場(chǎng)的“自動(dòng)門”的視頻，提問(wèn)：視頻中的機(jī)器人避障和門的開關(guān)有什么共同點(diǎn)?
總結(jié)：人們可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制和自動(dòng)檢測(cè)。
過(guò)渡性問(wèn)題：這些自動(dòng)控制或自動(dòng)檢測(cè)的原理是什么?導(dǎo)入新課
環(huán)節(jié)二：新課講授
(一)什么是傳感器
教師出示幾個(gè)傳感器的圖片，認(rèn)識(shí)傳感器的外形和結(jié)構(gòu)。接下來(lái)進(jìn)行演示實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)一：一個(gè)小盒子，側(cè)面露出燈泡，盒子外面沒有開關(guān)，將一塊磁鐵放在盒子上，小燈泡變亮;將磁鐵拿走，燈泡熄滅。
提問(wèn)：盒子里面是什么樣的電路?磁鐵對(duì)電路又會(huì)有什么影響?
引發(fā)學(xué)生思考，教師揭秘，打開盒子，認(rèn)識(shí)特殊元件“干簧管”，了解到它是電路的開關(guān)，要想開啟需要周圍有磁場(chǎng)。
實(shí)驗(yàn)二：教師演示音樂(lè)茶杯，茶杯放在桌面上，沒有聲息，當(dāng)拿起茶杯，有悅耳的音樂(lè)。
提問(wèn)：音樂(lè)茶杯的開關(guān)又在哪?開啟的條件又是什么?
學(xué)生預(yù)設(shè)：桌面對(duì)茶杯底部的壓力，光照強(qiáng)度。
教師繼續(xù)演示：用手按壓茶杯底部，用手遮蓋底部，演示實(shí)驗(yàn)效果。總結(jié)感光元件。
實(shí)驗(yàn)三：將熱敏電阻做好防水處理，并接在萬(wàn)用表的兩端，將熱敏電阻放入水中，插入溫度計(jì)，改變水的溫度。
提問(wèn)：猜測(cè)一下實(shí)驗(yàn)會(huì)有怎樣的現(xiàn)象?
提問(wèn)：上面三個(gè)實(shí)驗(yàn)涉及到的元件有怎樣的特性?
干簧管：磁場(chǎng)影響電阻變化
光敏電阻：光照影響電阻變化
熱敏電阻：溫度影響電阻變化。
非電學(xué)量通過(guò)傳感器，轉(zhuǎn)化為電學(xué)物理量或改變電路的通斷。教師總結(jié)以上這些元件和轉(zhuǎn)化電路組成的裝置稱為傳感器。講解傳感器的概念和傳感器對(duì)現(xiàn)代生產(chǎn)生活的意義。
(二)傳感器的工作原理
觀察“單簧管”的結(jié)構(gòu)，提問(wèn)：?jiǎn)位晒苡性鯓拥慕Y(jié)構(gòu)?怎樣起到開關(guān)的作用?是一種什么樣的傳感器?
閱讀光敏電阻的材料和科學(xué)漫步中的內(nèi)容，觀看半導(dǎo)體導(dǎo)電的示意動(dòng)畫，提問(wèn)：半導(dǎo)體的導(dǎo)電機(jī)理是什么? 當(dāng)有光照時(shí)光敏導(dǎo)電性能會(huì)有怎樣的變化?它是一個(gè)什么樣的傳感器?
出示金屬熱電阻和熱敏電阻的“電阻-溫度曲線”提問(wèn)：它們將那些非電學(xué)量轉(zhuǎn)化為電學(xué)量?
學(xué)生思考討論，總結(jié)回答。
環(huán)節(jié)三：鞏固提高
討論生活中的家用電器都應(yīng)用了哪些傳感器?學(xué)生討論展示。
環(huán)節(jié)四：小結(jié)作業(yè)
小結(jié)：總結(jié)干簧管，光敏電阻和熱敏電阻的原理及特性。
作業(yè)：分發(fā)熱敏電阻和光敏電阻，思考怎樣設(shè)計(jì)建議火情報(bào)警器與節(jié)能路燈。
四、板書設(shè)計(jì)
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