认识传感器-高中物理选修教案教学设计-人教版.pdf

认识传感器

【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．了解传感器的种类，知道传感器的组成与应用模式。

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

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。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】

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。

【教学难点】

传感器的组成与应用模式。

【教学过程】

一、新课导入

教师：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。

二、新课教学

（一）神奇的传感器

演示实验：如图所示，小盒子的侧面露出一个小灯泡，盒外

没有开关，当把磁铁放到盒子上面，灯泡就会发光，把磁铁移

开，灯泡熄灭。

教师提问：盒子里有怎样的装置，才能实现这样的控制？

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学生猜测：盒子里有弹性铁质开关。

师生探究：打开盒子，用实物投影仪展示盒内的电路图，了解元件“干簧管”的

结构。探明原因：当磁体靠近干簧管时，两个由软磁性材料制成的簧片因磁化而相互

吸引，电路导通，干簧管起到了开关的作用。

教师点拨：这个装置反过来还可以让我们通过灯泡的发光情况，感知干簧管周围

是否存在着磁场。我们把这种器件或装置叫做传感器。

1．传感器：能像人的感觉器官那样感受外界信息，并能按照一定的规律和要求把

这些信息转换成可用输出信息的器件或装置。

2．传感器在生活中的实例

（1）“声控—光控”开关

（2）自动门

（3）便携式酒精检测仪

教师简单讲解其原理，引出以下知识：

3．传感器与人体器官的对比

上述例子中都应用了传感器，传感器的功能与人的视觉、听觉、触觉、嗅觉等功

能相似。人类是借助感觉器官从外界获取信息的，并由神经系统将这些信号传递给大

脑，在人脑中将这些信息进行处理，然后发出命令传递给肌体，做出动作。如果用机

器完成这一过程，计算机相当于人的大脑，执行机构相当于人的肌体，传感器就相当

于人的“五官”。实际上，有些传感器还具有“超人”的本领。这里所说的“超人”的

本领是指传感器不仅可应用于高温、高压、辐射等恶劣环境，还可检测出人类五官不

能感知的各种信息，如微弱的磁、电、离子和射线的信息等。利用传感器的这些本

领，可以制成形形色色的机器人，承担人类难以直接完成的任务。

传感器能够感受诸如力、温度、光、声、化学成分等被测量，并能把它们按照一

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定的规律转换为便于传送和处理的可用信号输出。通常转换成的可用信号是电压、电

流等电学量，或转换为电路的通断。把非电学量转换为电学量，可以很方便地进行测

量、传输、处理和控制。

思考与讨论：

（1）传感器的使用使我们的生活更加方便、安全和舒适。生活中，你还发现哪些

地方使用了传感器？

（2）请你根据需要大胆地设想：在家里、学校和生活的社区，什么地方应该安装

传感器？这些传感器要起什么作用？

（二）传感器的种类

教师针对以上的思考与讨论总结传感器的种类，并分别举例：

1．物理传感器：力传感器、磁传感器、声传感器等

如：利用温度传感器制成的电子体温计、利用压力传感器制成的电子秤

2．化学传感器：离子传感器、气体传感器等

如：利用电化学气体传感器制成的可燃气体报警器

3．生物传感器：酶传感器、微生物传感器、细胞传感器等

如：利用葡萄糖生物传感器制成的血糖仪

一般传感器并不单一使用，我们常用的手机就有多个传感器。

（三