利用传感器制作简单的自动控制装置 教案 【新教材教学设计要素全覆盖】人教版(2019)高中物理选择性必修二

.3利用传感器制作简单的自动控制装置〖教材分析〗本节课程主要内容是两个生活实例，在前面两课的基础上电路增加一些转化元件，使传感器更能应对现实生产生活需求。要求学生能够理解不同电路中各个器件的作用，以及工作原理等。〖教学目标与核心素养〗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〗教学重点：了解门窗防盗装置、光控电路的实验电路图及工作原理。教学难点：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〖教学过程〗一、新课引入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。二、新课教学实验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。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。课堂练习例1∶如图甲为一种家用门磁防盗报警器，由磁条和主机组成，门窗均可使用。乙图为其简化示意图。安装时，将磁条固定在门上，主机安装在与其等高的门框边缘，门关上时，两者刚好靠近在一起。当主机开关闭合时，若门被打开，磁条与主机分离，主机内的触发器就会工作，带动报警器发出报警声。下列有关说法正确的是（）A．触发器内是一个开关，当主机与磁条靠近时，开关是断开的B.触发器可以由铜制成C.磁条的两极对调后，该报警器不能正常工作D.本装置是利用电流的磁效应工作的答案A例2：（多选）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答案B〖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〗本课就是为了让学生多动手进行实验操作，