高中物理《傳感器的應(yīng)用實驗》教學(xué)教案

時間：2022-10-08 00:05:54 教案我要投稿

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一、教材分析

高中物理《傳感器的應(yīng)用實驗》教學(xué)教案

　　本節(jié)繼第三節(jié)介紹四種傳感器的應(yīng)用實例之后，再進一步拓展學(xué)生的視野，提高學(xué)生的認識和分析能力以及動手能力，并通過實驗的方法，讓學(xué)生在組裝和調(diào)試中，更為深入地認識傳感器的應(yīng)用。

　　二、教學(xué)目標

　　1．知識目標：

　�。�1）、知道二極管的單向?qū)щ娦院桶l(fā)光二極管的發(fā)光特性。

　�。�2）、知道晶體三極管的放大特性。

　　(3)、掌握邏輯電路的基本知識和基本應(yīng)用。

　　2．能力目標：

　　通過實驗的方法，讓學(xué)生在組裝和調(diào)試中，更為深入地認識傳感器的應(yīng)用。

　　3．情感、態(tài)度和價值觀目標：

　　培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，倡導(dǎo)以創(chuàng)新為主，實踐為重的素質(zhì)教育理念。

　　三、教學(xué)重點難點

　　重點：傳感器的應(yīng)用實例。

　　難點：由門電路控制的傳感器的工作原理。

　　四、學(xué)情分析

　　我們的學(xué)生屬于理解較差，動手能力不好，盡量讓學(xué)生多動手，必要時需要教師指導(dǎo)并借助動畫給予直觀的認識。

　　五、教學(xué)方法

　　PPT課件，演示實驗，講授

　　六、課前準備

　　1．學(xué)生的學(xué)習(xí)準備：預(yù)習(xí)新課，初步把握實驗原理及方法步驟。

　　2．教師的教學(xué)準備：多媒體課件制作，課前預(yù)習(xí)學(xué)案，課內(nèi)探究學(xué)案，課后延伸拓展學(xué)案。3．教學(xué)環(huán)境的設(shè)計和布置：四人一組，課前準備好斯密特觸發(fā)器或非門電路，二極管，三極管，蜂鳴器，滑線變阻器，熱敏電阻，光敏電阻等材料用具。

　　七、課時安排：1課時

　　八、教學(xué)過程

　�。ㄒ唬╊A(yù)習(xí)檢查、總結(jié)疑惑

　　檢查落實了學(xué)生的預(yù)習(xí)情況并了解了學(xué)生的疑惑，使教學(xué)具有了針對性。

　�。ǘ┣榫皩�(dǎo)入、展示目標。

　　上節(jié)課我們學(xué)習(xí)了溫度傳感器、光傳感器及其工作原理。請大家回憶一下我們學(xué)了哪些具體的溫度、光傳感器？

　　學(xué)生思考后回答：電飯鍋，測溫儀，鼠標器，火災(zāi)報警器

　　這節(jié)課我們將結(jié)合簡單邏輯電路中的知識學(xué)習(xí)由門電路以及傳感器控制的電路問題。

　�。ㄈ┖献魈骄俊⒕v點撥。

　　探究一：（！）普通二極管和發(fā)光二極管

　　1、二極管具有單向?qū)щ娦?/p>

　　2、發(fā)光二極管除了具有單向?qū)щ娦酝�，�?dǎo)電時還能發(fā)光，普通發(fā)光二極管使用磷化鎵或磷砷化鎵等半導(dǎo)體材料制成，直接將電能轉(zhuǎn)化為光能，該類發(fā)光二極管的正向?qū)妷捍笥?.8V。

　�。�2）晶體三極管

　　1、三極管具有電流放大作用。

　　2、晶體三極管能夠?qū)⑽⑷醯男盘柗糯�，晶體三極管的三個極分別是發(fā)射極e，基極b和集電極c。

　　3、傳感器輸出的電流和電壓很小，用一個三極管可以放大幾十倍或幾百倍，三極管的放大作用表現(xiàn)為基極b的電流對集電極c的電流起了控制作用。

　　（三）邏輯電路

　　邏輯門電路符號圖包括與門，或門，非門，

　　1．與邏輯

　　對于與門電路，只要一個輸入端輸入為0，則輸出端一定是0，只有當所有輸入端輸入都同為1時，輸出才是1.

　　2．或邏輯

　　對于或門電路，只要一個輸入端輸入為1，則輸出一定是1，反之，只有當所有輸入端都為0時，輸出端才是0.

　　3.非門電路

　　對于非門電路，當輸入為0時，輸出總是1，當輸入為1時，輸出反而是0，非門電路也稱反相器。

　　4.斯密特電路：

　　斯密特觸發(fā)器是特殊的非門電路，當加在它的輸入端A的電壓逐漸上升到某個值1.6V時，輸出端Y會突然從高電平調(diào)到低電平0.25V，而當輸入端A的電壓下降到另一個值的時候0.8V，Y會從低電平跳到高電平3.4V。斯密特觸發(fā)器可以將連續(xù)變化的模擬信號轉(zhuǎn)換為突變的數(shù)字信號。而這正是進行光控所需要的。

　　探究點二：應(yīng)用實例

　　1、光控開關(guān)

　　電路組成：斯密特觸發(fā)器，光敏電阻，發(fā)光二極管LED模仿路燈，滑線變阻器，定值電阻，電路如圖所示。

　　工作原理：天明時，RG變小，流過R1的電流變大，A端輸入電壓降低到0.8V，Y會從低電平跳到高電平3.4V，LED上的電壓低于正向?qū)妷?.8V，LED不會發(fā)光，當天色暗到一定程度時，RG變大，輸入端A的電壓升高到某一個值1.6V時，輸出端Y突然從高電平跳到低電平0.25V，此時加在LED上的正向電壓大于導(dǎo)通電壓1.8V，二極管LED發(fā)光。

　　特別提醒：要想在天暗時路燈才會亮，應(yīng)該把R1的阻值調(diào)大一些，這樣要使斯密特觸發(fā)器的輸入端A電壓達到某個值1.6V，就需要RG的阻值達到更大，即天色更暗。

　　拓展：如果電路不用發(fā)光二極管來模擬，直接用在電路中，就必須用到電磁繼電器。如下圖。

　　2．溫度報警器（熱敏電阻式報警器）

　　結(jié)構(gòu)組成：斯密特觸發(fā)器，熱敏電阻，蜂鳴器，變阻器，定值電阻，如圖所示。

　　工作原理：常溫下，調(diào)整R1的阻值使斯密特觸發(fā)器的輸入端A處于低電平，則輸出端Y處于高電平，無電流通過蜂鳴器，蜂鳴器不發(fā)聲，當溫度升高時，熱敏電阻RT阻值減小，斯密特觸發(fā)器輸入端A電勢升高，當達到某一值（高電平），其輸出端由高電平調(diào)到低電平，蜂鳴器通電，從而發(fā)出報警聲，R1的阻值不同，則報警器溫度不同。

　　特別提示：要使熱敏電阻在感測到更高的溫度時才報警，應(yīng)該減小R1的阻值，R1阻值越小，要使斯密特觸發(fā)器輸入達到高電平，則熱敏電阻阻值要求越小，即溫度越高。

　　典型例題：

　　1.與門的輸入端輸入信號為何時，輸出端輸出“1”（）

　　A.0 0 B.0 1 C.1 0 D.1 1

　　答案：D

　　2.或門的輸入端輸入信號為何時，輸出端輸出“0”（）

　　A.0 0 B.1 0 C.0 1 D.1 1

　　答案：A

　　3.聯(lián)合國安理會每個常任理事國都擁有否決權(quán)，假設(shè)設(shè)計一個表決器，常任理事國投反對票時輸入“0”，投贊成或棄權(quán)時輸入“1”，提案通過為“1”，通不過為“0”，則這個表決器應(yīng)具有哪種邏輯關(guān)系（）

　　A.與門 B.非門 C.或門 D.與非門

　　答案：A

　　4.圖是一個復(fù)合門電路，由一個x門電路與一個非門組成.若整個電路成為一個與門，則x電路應(yīng)是（）