《实验：传感器的应用》名师教案 (1).docVIP

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6.3实验：传感器的应用

安徽省阜阳二中侯伟杰

教材分析

本章讲述传感器的相关知识。这部分内容是《课程标准》中“在课程内容上体现时代性”的一个标志。本章共有三节，第一节介绍常见的传感器及其基本工作原理；第二节介绍常见传感器在生活中的应用；本节是常见传感器的应用研究。教材在本节安排了两个用传感器完成一定控制任务的学生实验，其目的是使学生动手体会传感器的应用，培养学生组装和调试电子电路的能力。能够帮助学生了解现在电子行业的发展层次，加强理论联系实际，树立学以致用的教育理念。

学情分析

通过第一节和第二节的学习，学生对传感器已经有了初步的了解。但是学生在技术方面的知识仍然十分匮乏的，动手能力也亟待培养。

核心素养

通过《实验：传感器的应用》的探究学习过程，培养学生的动手能力，体会物理知识在实际中的应用，在现代社会中的作用及意义。增强学生理论联系实际的意识，激发学习兴趣，培养良好的科学态度。

教学目标

1．了解斯密特触发器的工作特点，了解两个实验的基本原理。

2．通过实验，加深对传感器作用的体会，培养动手能力。

教学重点、难点

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．理解温度报警器的电路工作原理。

难点：

光控电路和温度报警器电路的工作原理。

教学方法

讲授法、谈论法、演示法、讨论法、启发法

课前准备

斯密特触发器（74ls14集成电路块），二极管，蜂鸣器，变阻器，热敏电阻，光敏电阻，5V直流电源，面包板等。

教学过程

课前：登陆优教平台，发送预习任务。根据优教平台上学生反馈的预习情况，发现薄弱点，针对性教学。

（优教提示：请登陆优教平台，发送本节预习任务）

（一）引入新课

随着科技的发展，传感器的应用越来越广泛，如走廊里的声、光控开关（实物展示内部结构），火灾报警器，路灯的自动控制，商场酒店门口的自动门等都用到了传感器。就连我们每天都用的手机，也用了多种传感器。请同学们讨论一下手机用到了哪些类型的传感器？

接下来请欣赏老师自制智能机器人小车的超声波避障表演（实物展示）

大家想不想也制作一些类似的科技作品呢？首先我们需要学习一些与传感器相关的知识和技能，这节课我们就来动手制作光控开关或温度报警器吧！

（二）进行新课

教学任务1：了解相关元件的功能及其工作原理。

师生活动：在我们学习这些知识之前，先要学习一些相关的元件的作用、功能及其工作原理。

1.发光二极管

发光二极管简称为LED，如图所示。发光二极管与普通二极管一样是由一个PN结组成，也具有单向导电性。常用的是发红光、绿光或黄光的二极管。

[演示实验]检测发光二极管

按照如图连接电路使发光二极管工作，电源为5V的电源，串联的限流电阻R可取220Ω，调节变阻器，二极管就会发光，这时通过它的电流仅为几毫安。

思考：正向导通电压是多少？实验中为何要串联一电阻R?

学生：正向导通电压大于1.8V，普通发光二极管工作电流只需要几毫安，最大不得超过10mA。过大的电流会损坏发光二极管，因此，在使用时必须串联合适的限流保护电阻R。

总结：(1)二极管具有单向导电性。

(2)发光二极管除了具有单向导电性外，导电时还能发光，普通发光二极管使用磷化镓或磷砷化镓等半导体材料制成，直接将电能转化为光能，该类发光二极管工作电流只需要几毫安，最大不得超过10mA，正向导通电压大于1.8V。

2.逻辑电路（快速复习3-1逻辑电路）

以二进制为原理、实现数字信号逻辑运算和操作的电路。由于只分高、低

电平，抗干扰力强，精度和必威体育官网网址性佳。广泛应用于计算机、数字控制、通信、自动化和仪表等方面。逻辑门电路包括与门，或门，非门。

(1)与门：只要一个输入端输入为0，则输出端一定是0，只有当所有输入端输入都同为1时，输出才是1。

(2)或门：只要一个输入端输入为1，则输出一定是1，反之，只有当所有输入端都为0时，输出端才是0。

(3)非门：当输入为0时，输出总是1；当输入为1时，输出反而是0，非门电路也称反相器。

3.斯密特电路（74ls14集成电路块）

斯密特触发器是一种特殊的非门电路，当加在它的输入端A的电压逐渐上升到某个值1.6V时，输出端Y会突然从高电平调到低电平0.25V，而当输入端A的电压下降到另一个值0.8V的时候，Y会从低电平跳到高电平3.4V。斯密特触发器可以将连续变化的模拟信号转换为突变的数字信号，而这正是进行光控所需要的。对于斯密特触发器的性能描述，可用如图所示的图象来描述。

4.集成电路实验板（俗称面包板）

教师介绍：实验板由塑料制成，上下两面的结构如下图所示。板的上面有许多整齐排列的小插孔，分布在凹槽的两侧，每个孔内都有一个用来