高中物理3 利用传感器制作简单的自动控制装置教案

这是一份高中物理3 利用传感器制作简单的自动控制装置教案，共6页。
课 题
人教版(2019)高中物理·选择性必修·第二册
第五章 第3节 利用传感器制作简单的自动控制装置
课 型
新授课☑ 复习课□ 试卷讲评课□ 其他课□
授课班级
授课时间
教学内容分析
课标要求：
2.4.3 列举传感器在生产生活中的应用。
教材分析：
本节内容分别以光敏电阻、金属热电阻和热敏电阻、电限应变片、霍尔元件等传感器元件为代表，介绍光、热、力、磁中常见传感器的工作原理，并从原理和应用两个层面认识传感器。有关本节的几种敏感元件的教学，建议教师不仅要引导学生认识和使用它们，更重要的是引导学分析物理量的转换过程，培养学生基于实际情境提炼、分析各种要素和解决需求的应用实践意和能力。可以采用演示实验或分组实验来认识敏感元件材料的特性。
学情分析
知识储备：本节内容主要是引导学生根据第 1、2节的内容，学以致用，积极动手实践。
能力基础：教能根据实际生活中的应用场景，进行功能需求分析、电路控制分析、设计实验电路并组装完成。
思维能力：这对培养学生的创新能力、提升对物理学的兴趣有极大的裨益!
核心素养
物理观念∶了解门窗防盗装置、光控电路的实验电路图及工作原理。
科学思维∶学会分析含有传感器的电路，用科学的思维方式，来解决问题。
科学探究：通过对门窗防盗装置、光控电路的实验操作，提高实际动手能力的同时学会自己分析问题、解决问题，培养探究科学问题的兴趣。
科学态度与责任∶通过学习传感器在生产、生活中的应用，体会科学对社会发展的推动作用。
教学重难点
重点：了解门窗防盗装置、光控电路的实验电路图及工作原理。
难点：通过学习门窗防盗装置、光控电路的实验过程及原理能够制作简单的自动控制装置。
教学准备
多媒体课件
活动设计
教学内容
教师活动
学生活动
评价任务
环节一：导入新课
传感器是构成自动控制系统的必要环节。如果没有传感器对原始信息进行准确、可靠地捕捉和转换，那么一切控制将无法实现。
引导学生回顾上一节的内容并设置疑问引出本届内容
1.回顾上节课的主要内容；
2.思考老师提出的问题。
1.让学生让程复习和预习的习惯；
环节二：新课教学
活动一：门窗防盗报警装置
实验1 门窗防盗报警装置
干簧管:作为传感器，用于感知磁体磁场是否存在。
继电器：作为执行装置。
二极管：作为电路正常工作提示。
2.电路工作原理
关门时，干簧管磁化接通，指示灯亮。
开门时，干簧管断开，指示灯灭，警报器响起。
干簧管在电路中起传感器和控制开关的作用，继电器则相当于一个自动的双向开关。
3.实验操作
①连接电路前，要先判断一下干簧管是否可以正常工作。用磁体直接靠近干簧管，观察簧片能否正常动作。
②确定各元件可以正常工作后，按照图5.3-2所示连接电路。
③接通电源后，将磁体靠近和离开干簧管，分别观察实验现象。
1.介绍门窗防盗报警装置的组成元件及作用；
通过实验或者视频演示；
3.根据学生的情况总结电路的工作原理；引导学生思考具体的操作；
1.观察和阅读教材内容；
2.根据电路图讨论电路的工作原理并分享结果；
3.思考具体的操作流程并与小组间进行分享；
让学生养成分析问题要从本质出发；
培养学生的分析能力与合作精神；
活动二：光控开关
实验2 光控开关
光控路灯可以根据光照的变化自动开启或关闭。怎样能够在天色暗到一定程度时让路灯自动开启，而在天明时自动熄灭?
1.实验器材和装置
三极管∶ 作为放大电流，以及控制电路通断的作用
RG∶光敏电阻
二极管∶ 模仿路灯
为了能够驱动更大功率的负载，如采用小灯泡模仿路灯，就要使用继电器来启、闭另外的供电电路。
2.电路工作原理
强光→RG很小→三极管不导通→小灯泡不亮。
弱光→RG很大→三极管有大电流→小灯泡亮。
3.实验操作
①按照图所示连接电路，检查无误后，接通电源。
②让光敏电阻RG受到白天较强的自然光照射，调节电阻R，使发光二极管LED或小灯泡L刚好不发光。
③遮挡R，当光照减弱到某种程度时，就会看到发光二极管LED或小灯泡L发光。
④让光照加强，当光照强到某种程度时，则发光二极管LED或小灯泡L熄灭。
如果实验现象不明显，可用手电筒加强光照，或遮盖光敏电阻，再进行观察。
1.介绍光控开关和光控开关装置的组成元件及作用；
2.通过实验或者视频演示；
3.根据学生的情况总结电路的工作原理；引导学生思考具体的操作；
1.观察图片和阅读教材内容；
2.根据电路图讨论电路的工作原理并分享结果；
3.思考具体的操作流程并与小组间进行分享；
培养学生的观察、分析和总结的能力
环节三：课堂练习
例1：电子电路中常用到一种称为"干簧管"的元件（如图所示），它的结构很简单，只是玻璃管内封入两个软磁性材料制成的簧片。当磁体靠近干簧管时，两个簧片被磁化而接通，所以干簧管能起到开关的作用，操纵开关的是磁场这只看不见的"手"。关于干簧管，下列说法正确的是（ ）
A.干簧管接入电路中相当于电阻的作用
B. 干簧管是根据热胀冷缩的原理制成的
C.两个磁性材料制成的簧片接通的原因是被磁化后相互吸引
D.干簧管接入电路中相当于开关的作用
1.展示练习题，让学生当场完成；请同学们分析；
1.分析并并作答；。
锻炼学生的应用能力
环节四：课堂小结
学到了什么？
引导学生小结
小组讨论，总结本节课得失
培养学生梳理能力
环节五：作业设计
作业设计：
教材第107页“练习与应用” 1—3题
指导学生完成练习，面批练习。
按要求完成练习。
锻炼学生应用能力
主板书设计
5.3利用传感器制作简单的自动控制装置
1.实验器材和装置
2.电路工作原理
3.实验操作
教学反思