2020_2021学年高中物理第六章传感器3实验：传感器的应用3教案新人教版选修3_2.doc

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1、优选实验：传感器的应用一、新课标要求（一）知识与技能1．识别各种晶体管、逻辑集成电路块集成电路实验板，知道各种元件的性能和引脚关系。了解光控开关电路及控制原理、了解温度报警器及控制原理。2．通过实验，加深对传感器作用的体会，培养自己的动手能力。（二）过程与方法通过对实验电路分析和亲自动手组装，加深了解常见传感器的特性及其工作原理，培养学生的观察能力、实践能力和创新思维能力。（三）情感、态度与价值观通过接触各种元件了解它的功能和工作原理及动手实验，激发学生的学习兴趣;感受传感技术在信息时代的作用与意义，培养学生敢于涉难的科学精神及良好的科学态度，拓展学生的思维，增强学

2、生对自己动手能力的信心。二、教学重点1．了解斯密特触发器的工作特点，能够分析光控电路的工作原理。2．温度报警器的电路工作原理。三、教学难点光控电路和温度报警器电路的工作原理。四、教学方法-7-/7优选为了突出重点、突破难点，通过实验演示、讲解、学生观察、讨论和分组实验探究等多种教学方法。五、教学工具实验过程中用到的有关器材、元器件等，除多用电表外，其它零件比如光敏电阻、热敏电阻、电位器、实验板等让学生课前自行通过网络购买。六、教学过程（一）引入新课师：随着人们生活水平的提高，传感器在工农业生产中的应用越来越广泛，如走廊里的声、光控开关、温度报警器、孵小鸡用的恒温箱、

3、路灯的自动控制、银行门口的自动门等，都用到了传感器．传感器的工作离不开电子电路，传感器只是把非电学量转换成电学量，对电学量的放大，处理均是通过电子元件组成的电路来完成的．这节课我们就来动手组装光控开关或温度报警器。（二）进行新课实验1、光控开关1．实验原理及知识准备师：（投影）如图所示光控电路，用发光二极管LED模仿路灯，RG为光敏电阻，R1的最大电阻为51kΩ，R2为330kΩ，试分析其工作原理．生：白天，光强度较大，光敏电阻RG电阻值较小，加在斯密特触发器A端的电压较低，则输出端Y输出高电平，发光二极管LED不导通；当天色暗到一定程度时，RG的阻值增大到一定值，

4、斯密特触发器的输入端-7-/7优选A的电压上升到某个值（1.6V），输出端Y突然从高电平跳到低电平，则发光二极管LED导通发光（相当于路灯亮了），这样就达到了使路灯天明熄灭，天暗自动开启的目的．师：要想在天更暗时路灯才会亮，应该把R1的阻值调大些还是调小些？为什么？生：应该把R1的阻值调大些，这样要使斯密特触发器的输入端A电压达到某个值（如1.6V，就需要RG的阻值达到更大，即天色更暗。。师：用白炽灯模仿路灯，为何要用到继电器？生：由于集成电路允许通过的电流较小，要用白炽灯泡模仿路灯，就要使用继电器来启闭工作电路．师：（投影）如图所示电磁继电器工作电路，图中虚线框内

5、即为电磁继电器，D为动触点，E为静触点．试分析电磁继电器的工作原理．生：当线圈A中通电时，铁芯中产生磁场，吸引衔铁B向下运动，从而带动动触点D向下与E接触，将工作电路接通，当线圈A中电流为零时，电磁铁失去磁性，衔铁B在弹簧作用下拉起，带动触点D与E分离，自动切断工作电路．师：试说明控制电路的工作原理。生：天较亮时，光敏电阻RG阻值较小，斯密特触发器输入端A电势较低，则输出端Y输出高电平，线圈中无电流，工作电路不通；天较暗时，光敏电阻RG电阻增大，斯密特触发器输入端A电势升高，当升高到一定值，输出端Y由高电平突然跳到低电平，有电流通过线圈A，电磁继电器工作，接通工作电

6、路，使路灯自动开启；天明后，RG-7-/7优选阻值减小，斯密特触发器输入端A电势逐渐降低，降到一定值，输出端Y突然由低电平跳到高电平，则线圈A不再有电流，则电磁继电器自动切断工作电路的电源，路灯熄灭．师：能过微视频给学生展示制作成功的例子，增强学生制作成功的信心。接让学生按照电路图在实验板（复印纸）上设计接线图，不让学生在集成电路实验板上直接连线，而是让学生先行设计连线图是为了方便学生在实际连线时有个参照，连线更快更准确，方便检验连线是否正确以及对电路进行调试。生：分组实验。师：巡回指导，了解学生实验过程。同时提醒学生用多用电表检查导线，元件，电源等是否是良好的。学

7、生组装完成后，要求各小组按照连线图再三进行检验连线是否正确后再才能通过电调试。学生制作完成后，让各小组选代表分享制作过程的感受，增强同学们之间的交流。2．温度报警器师：上一节我们学习了火灾报警器，它是利用烟雾对光的散射作用，使火灾发出的光引起光敏电阻的阻值变化，从而达到报警的目的．这种设计其敏感性是否值的怀疑，你想过吗？既然发生火灾时，环境温度要升高，我们能不能用温度传感器来做成火灾报警器呢？师：（投影）温度报警器的工作电路，如图所示。试分析其工作原理。生：常温下，调整R1的阻值使斯密特触发器的输入端A处于低电平，则输出端Y处于高电平，无电流通过蜂鸣器，蜂鸣器不