高中物理必备知识点：传感器及其工作原理6页

第一节 传感器及其工作原理 1 课时 新授课
教学目标
1．知识与技能
了解什么是传感器，知道非电学量转化为电学量的技术意义；
认识一些制作传感器的元器件，知道这些传感器的工作原理。
2．过程与方法
通过对实验的观察、思考和探究，让学生在了解传感器、熟悉传感器工作原
理的同时，经历科学探究过程，学习科学研究方法，培养学生的观察能力、实践
能力和创新思维能力。
3．情感、态度与价值观[来源:学*科*网 Z*X*X*K]
体会传感器在生活、生产、科技领域的种种益处，激发学生的学习兴趣，拓
展学生的知识视野，并加强物理与 STS 的联系。通过动手实验，培养学生实事求
是的科学态度、团队合作精神和创新意识。
教学重点
认识各种常见的传感器；了解光敏电阻、热敏电阻、霍尔元件的工作原理。
教学难点
光敏电阻、热敏电阻、霍尔元件的工作原理。
教学方法
实验法、观察法、归纳法。
教学手段
磁铁、干簧管、各种常见传感器、光敏电阻、热敏电阻、霍尔元件、多用电表、
热水、冷水、台灯、投影仪等
教学过程
一、引入新课
教师：今天我们生活中常用的电视、空调的遥控器是如何实现远距离操纵的？
楼梯上的电灯如何能人来就开，人走就熄的？工业生产中所用的自动报警器、恒
温烘箱是如何工作的？“非典”病毒肆虐华夏大地时，机场、车站、港口又是如
何实现快速而准确的体温检测的？所有这些，都离不开一个核心，那就是本堂课
将要学习的传感器。
二、新课教学
1．什么是传感器
演示实验 1：如图 1 所示，小盒子的侧面露出一个小灯泡，盒外没有开关，当
把磁铁放到盒子上面，灯泡就会发光，把磁铁移开，灯泡熄灭。

教师提问：盒子里有怎样的装置，才能实现这样的控制？
学生猜测：盒子里有弹性铁质开关。
师生探究：打开盒子，用实物投影仪展示盒内的电路图（图 2），了解元件“干
簧管”的结构。探明原因：当磁体靠近干簧管时，两个由软磁性材料制成的簧片
因磁化而相互吸引，电路导通，干簧管起到了开关的作用。
教师点拨：这个装置反过来还可以让我们通过灯泡的发光情况，感知干簧管
周围是否存在着磁场。
演示实验 2：教师出示一只音乐茶杯，茶杯平放桌上时，无声无息，提起茶杯，
茶杯边播放悦耳的音乐，边闪烁着五彩的光芒。
教师提问： 音乐茶杯的工作开关又在哪里？开启的条件是什么？
学生猜测：在茶杯底部，所受压力发生改变。
实验探究：提起茶杯，用手压杯的底部，音乐并没有停止。
学生猜测：是由于光照强度的改变。
实验探究：用书挡住底部（不与底部接触），音乐停止，可见音乐茶杯受光照
强度的控制。
师生总结：现代技术中，我们可以利用一些元件设计电路，它能够感受诸如
力、温度、光、声、化学成分等非电学量，并能把它们按照一定的规律转换为电
压、电流等电学量，或转换为电路的通断。我们把这种元件叫做传感器。它的优
点是：把非电学量转换为电学量以后，就可以很方便地进行测量、传输、处理和
控制了。

教师提问：实验 1 中的干簧管是怎样的传感器，实验 2 音乐茶杯中所用的元
件又是怎样的传感器？
学生回答：干簧管是一个能感受磁场的传感器，音乐茶杯中所用的元件是能
感受光照强度的传感器。
教师介绍：数字化信息系统实验室（Digital Information System Laboratory，简
称：DISLab）
就是由“传感器+数据采集器+实验软件包+计算机”构成的新型实验系统。该
系统成功克服了传统物理实验仪器的诸多弊端，有力地支持了信息技术与物理教
学的全面整合，在实验上收到了许多意想不到的成功。
投影展示：
[来源:Z+xx+k.Com]
图 3 DISLab 系统构成
演示实验 3：通过朗威 DISLab 数据采集器、位移传感器来观察简谐振动图象。
图 4 弹簧振子实验装置图

图 5 弹簧振子振动图线
2、认识一些制作传感器的元器件
（1）光敏电阻
学生实验 1：学生两人一组，用万用电表的欧姆挡测量一只光敏电阻的阻值，
实验分别在暗环境和强光照射下进行。
学生总结实验结果：光敏电阻在暗环境下电阻值很大，强光照射下电阻值很
小。
师生总结：光敏电阻能够把光照强弱这个光学量转换为电阻这个电学量。
教师简单介绍：光敏电阻在...