【2020秋备课】高中物理教案新人教版选修3-2-6.2-传感器的应用.docx

6.2传感器的应用
一、教学目标
1．学问目标：
（1）、知道二极管的单向导电性和发光二极管的发光特性。
（2）、知道晶体三极管的放大特性。
(3)、把握规律电路的基本学问和基本应用。
2．力气目标：
通过试验的方法，让同学在组装和调试中，更为深化地生疏传感器的应用。
3．情感、态度和价值观目标：
培育同学的学习爱好，提倡以创新为主，实践为重的素养训练理念。
二、教学重点难点
重点：传感器的应用实例。
难点：由门电路把握的传感器的工作原理。
三、学情分析
我们的同学属于理解较差，动手力气不好，尽量让同学多动手，必要时需要老师指导并借助动画赐予直观的生疏。
四 教学方法
PPT课件，演示试验，讲授
五、 课前预备
1．同学的学习预备：预习新课，初步把握试验原理及方法步骤。
2．老师的教学预备：多媒体课件制作，课前预习学案，课内探究学案，课后延长拓展学案。3．教学环境的设计和布置：四人一组，课前预备好斯密特触发器或非门电路，二极管，三极管，蜂鸣器，滑线变阻器，热敏电阻，光敏电阻等材料用具。
六、课时支配：1课时
七、教学过程
（一）预习检查、总结怀疑
检查落实了同学的预习状况并了解了同学的怀疑，使教学具有了针对性。
（二） 情景导入、呈现目标。
上节课我们学习了温度传感器、光传感器及其工作原理。请大家回忆一下我们学了哪些具体的温度、光传感器？
同学思考后回答：电饭锅，测温仪，鼠标器，火灾报警器
这节课我们将结合简洁规律电路中的学问学习由门电路以及传感器把握的电路问题。
（三） 合作探究、精讲点拨。
探究一：（！）一般二极管和发光二极管
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，一般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，该类发光二极管的正向导通电压大于1.8V。

（2） 晶体三极管

1、三极管具有电流放大作用。
2、晶体三极管能够将微弱的信号放大，晶体三极管的三个极分别是放射极e，基极b和集电极c。
3、传感器输出的电流和电压很小，用一个三极管可以放大几十倍或几百倍，三极管的放大作用表现为基极b的电流对集电极c的电流起了把握作用。
（三）规律电路
规律门电路符号图包括与门，或门，非门，
1．与规律
对于与门电路，只要一个输入端输入为0，则输出端确定是0，只有当全部输入端输入都同为1时，输出才是1.
2．或规律
对于或门电路，只要一个输入端输入为1，则输出确定是1，反之，只有当全部输入端都为0时，输出端才是0.
3.非门电路
对于非门电路，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。

4.斯密特电路：
斯密特触发器是特殊的非门电路，当加在它的输入端A的电压渐渐上升到某个值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的时候0.8V，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。

LED
R2
R1
RG
A
Y
+5V
探究点二：应用实例
1、光控开关
电路组成：斯密特触发器，光敏电阻，发光二极管LED仿照路灯，滑线变阻器，定值电阻，电路如图所示。
工作原理：天明时，RG变小，流过R1的电流变大，A端输入电压降低到0.8V，Y会从低电平跳到高电平3.4V，LED上的电压低于正向导通电压1.8V，LED不会发光，当天色暗到确定程度时，RG变大，输入端A的电压上升到某一个值1.6V时，输出端Y突然从高电平跳到低电平0.25V，此时加在LED上的正向电压大于导通电压1.8V，二极管LED发光。
特殊提示：要想在天暗时路灯才会亮，应当把R1的阻值调大一些，这样要使斯密特触发器的输入端A电压达到某个值1.6V，就需要RG的阻值达到更大，即天色更暗。
拓展：假如电路不用发光二极管来模拟，直接用在电路中，就必需用到电磁继电器。如下图。
R1
RG
A
Y
+5V
高压工作电路
~
220V

2．温度报警器（热敏电阻式报警器）
结构组成：斯密特触发器，热敏电阻，蜂鸣器，变阻器，定值电阻，如图所示。
R1
RT
A
Y
+5V
工作原理：常温下，调整R1的阻值使斯密特触发器的输入端A处于低电平，则输出端Y处于高电平，无电流通过蜂鸣器，蜂鸣器不发声，当温度上升时，热敏电阻RT阻值减小，斯密特触发器输入端A电势上升，当达到某一值（高电平），其输出端由高电平调到低电平，蜂鸣器通电，从而发出报警声，R1的阻值不同，则报警器温度不同。
特殊提示：要使热敏电阻在感测到更高的温度时才报警，应当减小R1的阻值，R1阻值越小，要使斯密特触发器输入达到高电平，则热敏电阻阻值要求越小，即温度越高。
典型例题：
1.与门的输入端输入信号为何时，输出端输出“1”（ ）
A.0 0 B.0 1 C.1 0 D.1 1
答案：D
2.或门的输入端输入信号为何时，输出端输出“0”（ ）
A.0 0 B.1 0 C.0 1 D.1 1
答案：A
3.联合国安理睬每个常任理事国都拥有拒绝权，假设设计一个表决器，常任理事国投反对票时输入“0”，投赞成或弃权时输入“1”，提案通过为“1”，通不过为“0”，则这个表决器应具有哪种规律关系（ ）
A.与门 B.非门 C.或门 D.与非门
答案：A
4.图是一个复合门电路，由一个x门电路与一个非门组成.若整个电路成为一个与门，则x电路应是（ ）

A.与门 B.或门 C.与非门 D.或非门
答案：C
5.“第4题”中的整个电路若成为一个或门，则x电路应是（ ）
答案：D
（四）反思总结，当堂检测。
老师组织同学反思总结本节课的主要内容，并进行当堂检测。
设计意图：引导同学夯实基础并对所学内容进行简洁的反馈订正。（课堂实录）
（五）发导学案、布置预习。
我们已经学习了几种传感器的基本元件，这节课后大家可以课下先对本章内容做一个总结并构建学问网络。完成本节的课后练习及课后延长拓展作业。
设计意图：总结本章学问。老师课后准时批阅本节的延长拓展训练。
九、 板书设计
第四节：传感器的应用试验教案
1、二极管的特点和作用：单向导电性，发光二极管不但能单向导电性，还能发光。
2、三极管的特点和作用，能放大微弱的电流
3、斯密特触发器的特点和作用：触发器其实由6个非门电路组成
4、斯密特触发器的应用：光控电路，温度报警器
十、教学反思
学以致用是学习的最终目的，将所学的学问用于实际生活和实际问题中，学问才有有用价值。