浅析高中物理新课标下传感器教学

1、浅析高中物理新课标下的传感器授课浅析高中物理新课标下的传感器授课PAGEPAGE7浅析高中物理新课标下的传感器授课PAGE浅析高中物理新课标下的传感器教育李宝路（江苏省苏州市吴江汾湖经济开发区高等中学，215212）纲领传感器技术的迅猛发展已经成为今世科学技术发展的一个重要标志，在这种背景下，把传感器技术引入高中物理新教材也就成了一个定然。本文从传感器的工作道理出发，重点介绍了常有传感器元件的特色、教育和传感器的运用。重点词传感器的工作道理传感器元件传感器运用传感器技术是现在世界一项令人凝望标高新技术之一，它与通讯技术、计算机技术发生信息财富的三大支撑，其水平上下已经成为权衡一个国家科技发展水

2、平的重要标志。因此把传感器技术引入高中物理新教材，也就成了新教材改革中的一大亮点。本文结合自己在教育中的一些感觉，就传感器这一章节内容做了一些商议。传感器的引入表现了新课改的要求新教程课标将传感器列为选修3-2模块的二级主题，集中体现了它对科学、技术与社会的亲密关系。采用这样一个拥有时期气氛的内容，主假如传感器已经遍及地运用到今世的生产和生活中，如家用的电饭煲、电视的遥控器、楼梯的声控开关、收费站的记重收费测量仪等，传感器已成为进行测量和控制不能够缺少的元器件。传感器这一章的内容特别丰富，看重于物理道理在传感器技术中的运用，让学生经过察看、认识使用传感器办理生活和生产中的某些需要的经过，领悟到

3、运用技术的重要性，认识和学习一些比较简单的技术知识。1传感器的教与资本实例2.1传感器的工作道理传感器感觉到的凡是长短电学量，如压力、温度、位移、浓度、速度等，而它送出的凡是是电学量，如电压值、电流值、电荷量等，这些送出信号特别幽微，凡是要经过放大后再送给控制系统发生各样控制动作。传感器的道理也能够用以以下列图1表示：非电学量敏感原件更正器件更正电路电学量量量图1传感器的道理图2.2常有的传感器元件1）热敏电阻：是由半导体资料制成的，常态时其阻值约为10k，其电阻率随温度的高升时，电阻率显然减小。2）光敏电阻：是由硫化镉这种由半导体资料制成，在没有光照射下的情况下，载流子极少，导电性能不好，其

4、电阻值能够抵达几十兆欧姆。但在光照情况下载流子增添，导电性能变好，其电阻率显然减小，电阻能够抵达几千欧姆。3）金属热电阻：金属热电阻对温度的敏感元件是金属丝，其内部的导电物质是自在电子，当温度高升时，金属的电阻率高升，导电本领削弱。4）感温铁氧体：是由氧化锰、氧化锌和氧化铁混同烧制而成的，在常温下，感温铁氧体拥有铁磁性，能够被磁铁吸引，可是温度上升居里点到（1030C）时，就会抛弃铁磁性，不能够被磁铁吸引了。5）PTC元件：是由钛酸铍半导体资料制成的电图2阻器，其电阻率与温度t的改动关系如图2所示，由于这种特色，PTC元件拥有发热和控温双重功能。26）霍尔元件：霍尔元件能够把磁感觉强度更正加电

5、压，当电流一准时，霍尔电压与磁感觉强度成正比。2.3传感器元件的教育在教育经过中，要修业生能够熟悉并掌握这些传感器元件的特色。如在介绍光敏电阻时，能够让学生用实验的方式来研究光敏电阻的特色：将一只光敏电阻接到多用电表的两端，电表置于倍率为100的欧姆挡，在室内自然光的照射下，其电阻约有多大？此后把这个光敏电阻放到太阳光下直接照射，再频频相同的实验，测量出电阻值约为多大？这样学生就很简单得出光敏电阻与光照强度之间的关系，以加强学生的记忆。学生在熟悉这些传感器元件的特色此后，教师要再配以适合的例题以牢固学生对传感器元件的理解。如图3所示，将万用表的选择开关置于“欧姆”挡，再将电表的两支表笔与一热敏

6、电阻Rt的两端贯穿，此时表图3针碰巧指在刻度盘的正中间。若往Rt上擦一些酒精，表针将向_（填“左”或“右”）搬动；若用吹风机将热风吹向电阻，表针将向_（填“左”或“右”）搬动。分析：（1）在热敏电阻上擦一些酒精后，酒精挥发后使热敏电阻的温度变低，温度变低热敏电阻的阻值增大，因此表针要往左偏转。（2）用热吹风机吹向热敏电阻，使电阻的温度高升，电阻值变低，表针向右偏转。本题不只使学生牢固了热敏电阻随温度改动的特色，还复习了欧姆表表盘刻度的特色，起到很好的“一举两得”功能。2.4传感器的运用（1）力传感器的运用电子秤传感器看作一种采集信息的重要器件，其首要运用之一是测定压力，如图4所示是一种测定压力

7、的传感器，现将这种传感器接到图5的电路中进行实验，（电流从电流表正接线柱流入时指针向右偏）若图4图5图6F变大，则电路内可否有电流发生？假如有，电流表的指针向哪偏转？分析：电容器电容的选纲因素是极板的正队面积S、极板间电介质、板间间隔d，由电容的公式C=s/4kd,当待测压力F变大时，膜片发生形变，、s不变，d变小，进而引起电容变大；又因为电容器、矫捷电流计和电源串连成封闭电路，Q=CU，U等于电源的电动势不变，因此电容器的带电荷量Q增添，即电容器充电，电流计有示数，电流从电流表的正接线柱流进，指针向右偏转。2）声传感器的运用话筒话筒是一种把声信号更正加电信号的传感器，电容式话筒的工作道理如图

8、6所示。薄金属膜M和牢固电极N发生一个电容器，Q是两个绝缘支架，电容器被直流电源充电后，当声波打击薄金属M而使指振荡时，电容器两极间间隔的改动而致使电容的大小发生改动，电容器的电荷量也随之改动，电路中发生电流，因此电阻R两端就送出了与声响改动规律相同的电压。3（3）光传感器的运用火灾报警器如图7所示为利用烟雾对光的散射功能而工作的一种火灾报警器，其工作道理为：带孔的外罩图7内装有发光二极管LED、光电三极管和不透光的挡板。平时，光电三极管不能够收到LED发出的光，浮现高电阻情况，当有火灾紧急时，有烟雾进入罩内，由于烟雾对光的散射功能，此时能够使部分光辉照射到光电三极管上，光电三极管的电阻由此变

9、小，与传感器连接的电路检测出这种改动，就会发出警报。（4）温度传感器的运用电饭锅电饭煲是运用了温度传感器，它的首要元件是感温铁氧体，它的特色是常温下拥有磁性，能够被磁体吸引，可是当温度上升到1030C时，就抛弃了铁磁性，不能够被磁铁吸引了。如图8所示是电饭煲的电路图，S1是一个温控开关，手动封闭后，当此开关抵达居里点（1030C）时会自动断开；S2是一个自动温控开关，当温度低于700C时，会自动封闭；温度高于80。C时会自动断开，红灯是加热图8时指导灯，黄灯是保温时的指导灯，分流电阻R1=R2=500，加热电阻丝R3=50，亮灯电阻不计.(1)分析电饭煲的工作道理；计算加热和保温两种情况下，电

10、饭煲耗资的电功率之比；分析：(1)电饭煲通上电源此后，S2自动封闭，同时手动封闭S1，此时黄灯和R1处于短路，故黄灯熄灭红灯亮，电饭煲处于加热情况。温度上升到80。C时，S2自动断开，可是S1封闭，黄灯和R1仍处于短路情况，电饭煲内的温度连续上升。等饭蒸熟后温度上升到1030C时，开关S1自动断开，此时黄灯和电阻R1开始工作，电饭煲处于保温状态。当温度降至700C时，S2自动封闭，电饭煲重新加热，温度抵达800C时，S2又自动断开，再次处于保温情况。加热时电饭煲耗资的功率P1=U12/R并，保温时电饭煲耗资的功率P2=U2/(R1+R并),两式中R并=R2R3/（R2+R3）=500/11，因此P1/P2=(R1+R并)/R并=12进行研究式学习，培养改革思想在教育实验中，我们看重经过实验再现科学发现的经过，进而让学生领悟到“猜想考据归纳”的科学研究经过，传感器的运用大大提高了这种研究经过的实效。在学生认识了一些传感器元件的特色、掌握了一些传感器在实质生活中的运用此后，就能够够让学生自己来策划实验，研究一些感器元件的特色。比喻让学生策划电路来研究热敏电阻的特色，能够先让学生自行策划并策划表格，经过数据和R-T图象的方式就能够研究热敏电阻的阻值是随温度而改动的情况。经过这种研究式的学习，能够激发学生兴趣，进而建立学生的学习想法。教师也能够为学生准备一系列以传感器为实验手段