5.2.2常见传感器的工作原理及应用 教学设计 -2025-2026学年高二下学期物理人教版选择性必修第二册

高中物理“常见传感器的工作原理及应用”第二课时新课教学设计，聚焦电阻应变片、电容式传感器等核心知识点，通过金属电阻应变效应、压阻效应的原理分析，结合电子秤、地磅等力传感器应用实例，构建非电学量转换为电学量的学习支架，梳理传感器工作原理与应用脉络。 本资料以新课标核心素养为导向，物理观念上提炼传感器将力学量等转换为电学量的本质，科学思维通过分析电容式传感器位移检测中电容变化的讨论培养推理能力，科学探究环节设置思考讨论题引导学生主动探究。课堂练习覆盖多类型传感器应用，配图直观呈现结构原理，助力学生提升知识应用与分析能力，教师使用时重难点突出，教学流程清晰高效。

5.2常见传感器的工作原理及应用 授课时间 课时 第二课时 课型 新课 教学 目标 【物理观念】了解不同传感器的特征及工作原理 【科学思维】知道传感器是如何将非电学量转化为电学量的物理过程，培养学生理论联系实际的思维习惯。 【科学探究】查阅资料，进一步了解传感器在生产、生活中的广泛应用。 【科学态度与责任】在了解传感器原理及应用时，知道已学知识在生活、生产、科技社会中的价值，增强学习兴趣，培养良好的科学态度． 教学重难点 【教学重点】了解光敏电阻、热敏电阻、电阻应变片以及电容式传感器的工作原理。 【教学难点】知道不同传感器在实际生产中应用时所涉及的物理原理、相应的定性分析及定量运算。 教学准备 多媒体课件 教学过程 教学环节 教师活动 学生活动 设计意图 环节一：电阻应变片 1.电阻应变片：是一种使用非常广泛的力敏元件。 电阻应变片 2.金属的电阻应变效应 ①金属导体在外力作用下发生机械形变（伸长或缩短）时，其电阻随着它所受机械形变的变化而发生变化的现象，称为金属的电阻应变效应。金属电阻应变片就是利用这一原理制成的。 ②压阻效应：当单晶半导体材料沿某一轴向受到外力作用时，其电阻率发生变化的现象，称为压阻效应。 ③电阻应变片的功能：能够把物体形变这个力学量转换为电阻这个电学量。 3.力传感器的应用及工作原理 （1）我们经常见到的电子秤，它所使用的测力器件是力传感器。 （2）常用的一种力传感器是由金属梁和电阻应变片组成的，其结构如图所示，称为应变式力传感器。 应变式力传感器 （3）力传感器的工作原理 （4）力传感器的应用 汽车称重的地磅 在教师的引导下掌握电阻应变片和金属的电阻应变效应 了解力传感器的应用及工作原理 锻炼学生的理解能力和自主学习能力 锻炼学生的语言表达能力和自主学习能力以及理解能力 环节二：电容式传感器 （1）原理 电容器的电容 C 决定于极板的正对面积 S、极板间的距离 d 以及极板间的电介质这三个因素。如果某个物理量的变化能引起上述某个因素的变化，从而引起电容的变化，那么，通过测定电容器的电容就可以确定这个物理量的变化，由此可以制成电容式传感器。 思考讨论：如图所示，当被测物体在左、右方向发生位移时，电介质板随之在电容器两极板之间移动。如果测出了电容的变化，就能知道物体位置的变化。用什么方法可以检测电容的变化？ 学生思考讨论回答 锻炼学生的合作交流能力和语言表达能力 环节三：课堂练习 1.下列有关传感器的叙述中正确的是（ ） A．自动门上安装了红外线传感器，红外线传感器就是温度传感器 B．干簧管是将磁感应强度转换为电阻的一种元件 C．与热敏电阻相比，金属热电阻的灵敏度差，测温范围小 D．压电晶体的敏感元件就是转换元件 【答案】D 2.以下家用电器中没有利用温度传感器的是（ ） A．洗衣机 B．电冰箱 C．空调 D．电饭锅 【答案】A 3.传感器是在自动控制、航空航天等实际应用中常用的电学元件。下列可将光学量转化为电学量的传感器为（ ） A．电视机遥控接收器 B．热敏电阻 C．霍尔元件D．电阻应变片 【答案】A 4.传感器已广泛应用于生产和生活中，下列关于传感器的说法正确的是（ ） A．给货车称重的地磅使用了光传感器 B．夜间自动打开的路灯使用了红外线传感器 C．话筒是一种常用的声传感器，其作用是将电信号转换为声信号 D．电熨斗能自动控制温度的原因是它装有双金属片。这种双金属片的作用是控制电路的通断 【答案】D 5.有一热敏电阻的电阻值在t1~t4的温度变化范围内，Rt图像如图所示。现将该热敏电阻接在欧姆表的两表笔上，做成一个电阻温度计。为了便于读数，再把欧姆表上的电阻值转换成温度值。现在要使该温度计对温度的变化反应较为灵敏，那么该温度计测量哪段范围内的温度较为适宜（设在t1~t4温度范围内，欧姆表的倍率不变）（ ） A．t1~t2 B．t2~t3 C．t3~t4 D．都可以 【答案】B 学生练习 巩固本节的知识 环节四：课堂小结 1.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,一般会随着光照强度的增大而电阻值减小。 2.金属热电阻:金属的电阻率随温度升高而增大， 3.热敏电阻:用半导体材料制成,在温度上升时导电能力增强 4.电阻应变片：是一种使用非常广泛的力敏元件。 5.电容式位移传感器能把物体的位移这个力学量转换为电容这个电学量。 梳理自己本节所学知识进行交流 根据学生表述，查漏补缺，并有针对性地进行讲解补充。 作业设计 必做：整理本节知识点+课后题第1、2题 选做：预习5.3 板书设计 5.2常见传感器的工作原理及应用 1.电阻应变片：是一种使用非常广泛的力敏元件。 2.电容式传感器 电容式位移传感器能把物体的位移这个力学量转换为电容这个电学量。 课后反思 备课组长签字： 学科网（北京）股份有限公司 $