2、教材的重点：

　　 实验探究光敏电阻和热敏电阻的特性，理解传感器是如何将非电学量转变为电学量的

6、教学资源

(1)教材中值得重视的题目

认识常见的传感器自动控制的工作原理。例如将弹簧的形变这个非电学量转化为电学量，主要是通过电路来显示或实现自动控制的一类问题

[例1]用如图所示的装置可以测量汽车在水平路面上做匀加速直线运动的加速度．该装置是在矩形箱子的前、后壁上各安装一个由力敏电阻组成的压力传感器．用两根相同的轻弹簧夹着一个质量为2.0 kg的滑块可无摩擦滑动，两弹簧的另一端分别压在传感器a、b上，其压力大小可直接从传感器的液晶显示屏上读出．现将装置沿运动方向固定在汽车上，传感器b在前，传感器a在后．汽车静止时，传感器a、b在的示数均为 10 N(取g=10 m／s²)．

(1)若传感器a的示数为 14 N、b的示数为6.0 N，求此时汽车的加速度大小和方向．

(2)当汽车以怎样的加速度运动时，传感器a的示数为零．

分析：传感器上所显示出的力的大小，即弹簧对传感器的压力，据牛顿第三定律知，此即为弹簧上的弹力大小，亦即该弹簧对滑块的弹力大小．

解析：(1)如图所示，依题意：左侧弹簧对滑块向右的推力 F₁=14N，右侧弹簧对滑块的向左的推力 F₂=6.0 N．

滑块所受合力产生加速度a₁，根据牛顿第二定律有

得4 m/s²

a₁与F₁同方向，即向前(向右)．

(2)a传感器的读数恰为零，即左侧弹簧的弹力，因两弹簧相同，左弹簧伸长多少，右弹簧就缩短多少，所以右弹簧的弹力变为N。滑块所受合力产生加速度，由牛顿第二定律得，a₂=10m/s²，方向向左．

(2)教材的思想方法

实验法、观察法、讨论法；调理论联系实际，让学生了解或亲身体会理论知识在实际中的应用

第三节　 传感器的应用(二)

5、学生的易错点

不能将图象或图片与实际结构、工作原理、工作过程联系起来，看不懂题目，理论联系实际的能力薄弱

4、 教材的疑点

(1)　　　 前一节从理论上介绍了传感器元件的工作原理，本节主要是通过传感器的实际应用进一步加深对传感器的认识，培养学生的理论联系实际的能力，既是对前面内容的延伸，又是新课标的基本要求。本节这方面的要求相对较高，也是学生的弱点

(2)　　　 教材中的几种传感器的复杂结构、工作原理及工作电路使学生了解到什么程度，教师如何把握

(3)　　　 设计或设置一些利用传感器制作简单的自动控制装置的问题时是否超出学生现有的能力

3、教材的难点

对传感器的结构及工作原理的理解是本节的难点。通过实物、图片、录象、演示实验等加强学生的感性认识，增加一些简单分组实验加深学生对力、声、温度传感器的工作原理的理解，培养学生的动手能力，这样才能化解这一难点。

2、教材的重点

了解力传感器-电子秤、声传感器-话筒、温度传感器-电熨斗等传感器的结构及工作原理。

1、省教学要求

(1)了解传感器应用的一般模式

(2)认识力传感器、声传感器、温度传感器、光传感器等，了解它们的工作原理。

(3)列举传感器在生活和生产中的应用。

(4)利用传感器制作简单的自动控制装置。

6、教学资源

(1)教材中值得重视的题目

[例1]如图所示，将万用电表的选择开欧姆表开关置于“欧姆”挡，再将电表的两支表笔与负温度系数的热敏电阻的两端相连，这时表针恰好指在刻度盘的正中间，若往R_t上擦一些酒精表针将向__________(填“左”或“右”)转动；若用吹风机向R_t吹热风，表针将向________(填“左”或“右”)转动．

解析：若往R_t上擦一些酒精，由于酒精蒸发，热敏电阻上温度降低，阻值变大，指针向左偏(欧姆表最右侧电阻为0，左侧最大)。用电吹风吹热风，温度升高，阻值变小，指针向右偏。

[例2]如图所示是测定液面高度h的电容式传感器，在导电芯的外面涂上一层绝缘电介质，放入导电液体中，导电芯和导电液体构成电容器的两个极板，测出电容的变化就可以知道h的变化情况，试说明其原理。

解析：由题意可知，导电芯和导电液体组成的电容器，板间距和介电常数不能再改变，能改变的就是两板的正对面积，电容与正对面积成正比。如果h上升，相当于增大正对面积，从而导致电容C的增大，因此通过测定电容C的增大或减小，便可推知h的增大或减小。

[例3]如图，厚度为h，宽度为d的导体板放在垂直于它的磁感应强度为B的均匀磁场中，当电流通过导体时，在导体板的上侧面A和下侧面A′之间会产生电势差，这种现象称为霍尔效应，实验表明，当磁场不太强时，电势差U、电流I和B的关系为，式中的比例系数称为霍尔系数。

霍尔效应可解释如下：外部磁场的洛仑兹力使运动的电子聚集在导体板的一侧，在导体板的另一侧会出现多余的正电荷，从而形成横向电场，横向电场对电子施加与洛仑兹力方向相反的静电力，当静电力与洛仑兹力达到平衡时，导体板上下两侧之间就会形成稳定的电势差。设电流I是由电子的定向流动形成的，电子的平均定向速度为v，电量为e，求：

(1)达到稳定状态时，导体板上侧面A的电势与下侧面A′的电势高低情况。

(2)电子所受的洛仑兹力的大小。

(3)当导体板上下侧面之间的电势差为U时，电子所受静电力的大小。

(4)由静电力和洛仑兹力平衡的条件证明霍尔系数为，其中n代表导体板单位体积中电子的个数。

解析： (1)由左手定则判断出A的电势比A′低.

(2)根据受力平衡，电子所受的洛伦兹力为：

(3)。

(4)由平衡条件可知：，又因为：，，代入原式可得：。得证。

(2)教材中的思想方法

本节课依据学生的认知规律组织教学，引入新课从生活实例入手，设置悬念，提出问题，激发学生兴趣，增强学生的求知欲；在进行“什么是传感器”的教学中注重实验探究，引导学生从两个实验的探究中加以归纳，并通过DISLab系统显示传感器的优越性，让学生了解把非电学量转化为电学量的技术意义；在对光敏电阻、热敏电阻和热电阻、霍尔元件这些制作传感器的元器件教学中，注重将教师演示实验与学生动手实验相结合，注重理论与实践相结合。整个教学过程符合新课程的三维目标，体现新课程的理念，注意培养学生的自主、合作、探究能力，注意从生活走向物理，从物理走向生活，以此增进学生的学习能力和科学素养。

第二节　 传感器的应用(一)

5、学生易错点

学生在平时很少感受到传感器的存在及其所起的作用。．因此，宜采用从具体的事例引导的方法，来认识什么是传感器。

霍耳效应的原理霍耳电压的理解和推导。

4、教材的疑点

(1)引入新课

首先，用“永磁体控制小灯泡开关”的实验引入课题，所使用的干簧管构造很简单，并且易于由磁化的知识了解其工作原理，具体内容可参阅后面实验参考资料部分的相关内容。接着，通过若干事例提出了温度传感器的应用，还可以由教师和学生共同举出能够接触到的其他事例。最后，概括出传感器的一般概念。

传感器将非电学量转换成的电学量可以有两类。一类是模拟量，如电阻、电压、电流等，便于计量。光敏电阻就属于这一类。另一类是开关量，如电路的通与断，便于实现控制的功能，干簧管就属于这一类。

课本图6.1-3中的温度传感器照片，从上到下分别是：开关型热敏电阻、热电偶、铂热电阻、硅P-N结集成温度传感器。

(2)光敏电阻的教学

光敏电阻是一种最简单的光敏元件，它的价格低(几角钱)，不易损坏，适合学生实验。

用课本图6.1-5所示的方法做随堂实验，可以直接观察到电阻随光照的变化，并且能够让

学生再次练习使用多用电表。有关使用光敏电阻做传感器应用电路的内容将在后面介绍。要将光敏电阻与普通电阻器对比，突出显示光敏电阻对光照的高度敏感性。普通电阻器的导电物质是附着在细瓷棒(或细瓷管)上的金属膜或碳(石墨)膜，不具有光敏性。

讲解光敏电阻的工作原理，能够扩展学生关于物质导电性的知识。除了已学过的金属的自由电子导电和溶液的离子导电外，又认识了半导体依靠载流子导电的机理。在课本“科学漫步”栏目中，对这种导电机理做了浅显的解释，学生有所领会即可，不要求掌握。

(3)热敏电阻和热电阻的教学

热敏电阻是一种最简单的对温度敏感的元件(温敏元件)，是由半导体材料制成的，教师可参阅后文实验参考资料部分的相关内容。课本图6.1-7是将一种典型的金属热电阻与负温度系数热敏电阻对比的定性的图线。

学生要做好课本58页上所述的随堂实验。其中可使用低价位(几角钱)的负温度系数热敏电阻，产品型号为MF-11，其外形为直径5-10 mm的小圆片状，表面涂绿色漆层，有两根铜丝引脚，选购标称阻值(即常温20℃时阻值)为几百欧的较为适用。

本节后面的“说一说”栏目是供学生讨论的，课本图6.1-8是原理图。它要用到已学过的有关介质影响电容器电容和电容器并联等方面的知识。至于检测电容的变化，可以有不同的方法。例如，使用数字式电容表(许多型号的数字式多用电表附有此功能)，或者将图中的电容器与某个电感线圈组成电磁振荡回路，从振荡频率的变化反映出电容的变化。

(4)霍尔元件的教学

学生在课本《物理选修3-1》的“课题研究”中对霍尔效应略有了解。本小节在此基础上介绍具有磁敏作用的半导体霍尔元件。

如果能够得到课本图6.1-10所示的霍尔元件，最好把课本59页“做一做’栏目所述的演示实验做一下。实验方法可参阅后文“实验参考资料”相关的内容。