在了解傳感器原理及應(yīng)用時(shí)，知道已學(xué)知識(shí)在生活、生產(chǎn)、科技社會(huì)中的價(jià)值，增強(qiáng)學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)良好的科學(xué)態(tài)度。

教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)

重點(diǎn)

各種傳感器的應(yīng)用原理及結(jié)構(gòu)。

難點(diǎn)

各種傳感器的應(yīng)用原理及結(jié)構(gòu)。

教學(xué)方法

實(shí)驗(yàn)法、觀察法、討論法。

教學(xué)手段

駐極體話筒的工作電路示教板，示波器，學(xué)生電源，電熨斗，日光燈起動(dòng)器(若干)

教學(xué)過程

通過實(shí)驗(yàn)或演示實(shí)驗(yàn)，了解傳感器在生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用。

3．了解溫度傳感器在電熨斗上的應(yīng)用。

2．了解聲傳感器在話筒上的應(yīng)用。

1．了解力傳感器在電子秤上的應(yīng)用。

(五)能源與環(huán)境

常規(guī)能源的大量消耗帶來了諸多環(huán)境問題：溫室效應(yīng)、酸雨、光化學(xué)煙霧……

問題5　 煤、石油、天然氣等能源能以熱的形式提供人類所需能量．試以它們各自的主要成分C、C_nH_2n+2、CH₄為代表，寫出它們充分燃燒時(shí)的化學(xué)反應(yīng)方程式，并指出它們?nèi)紵龝r(shí)，哪一種產(chǎn)生的溫室效應(yīng)氣體(CO₂)少？

『同學(xué)回答：

質(zhì)量相同的燃料，CH₄產(chǎn)生的溫室氣體最少�！�

解決常規(guī)能源帶來的環(huán)境問題，要靠新能源的開發(fā)和利用。

Ⅲ 鞏固練習(xí)

1、對(duì)下列過程判斷正確的是( 　　　)

　　 A．電流的能不可能全部變?yōu)閮?nèi)能

　　 B．在火力發(fā)電機(jī)中，燃?xì)獾膬?nèi)能能全部變?yōu)殡娔?/p>

　　 C．熱機(jī)中，燃?xì)鈨?nèi)能不可能全部變?yōu)闄C(jī)械能

D．在熱傳導(dǎo)中，熱量有可能自發(fā)地從低溫物體傳遞給高溫度物體

[答案：C]

2、據(jù)《中國(guó)環(huán)境報(bào)》報(bào)道：從一份科技攻關(guān)課題研究結(jié)果顯示，我國(guó)酸雨區(qū)已占國(guó)土面積的40%以上，研究結(jié)果還表明，我國(guó)農(nóng)業(yè)每年因遭受酸雨而造成的經(jīng)濟(jì)損失高達(dá)15億多元。為了有效控制酸雨，目前國(guó)務(wù)院已批準(zhǔn)《酸雨控制區(qū)和二氧化硫污染控制區(qū)劃分方案》等法規(guī)。

(1)在英國(guó)進(jìn)行的一項(xiàng)研究結(jié)果表明：高煙囪可有效地降低地面SO₂ 濃度．在20世紀(jì)的60-70年代的10年間，由發(fā)電廠排放的SO₂增加了35%，但由于建造高煙囪的結(jié)果，地面濃度降低了30%之多。請(qǐng)你從全球環(huán)境保護(hù)的角度，分析這種作法是否可��？說其理由。_______________________________________________________

(2)用傳統(tǒng)的煤、石油做燃料，其主要缺點(diǎn)是什么？

(3) 水能可以用來發(fā)電，為人類提供清潔能源．若某水電站的平均流量為 Q(m³/s)，落差為h(m)，發(fā)電效率為 η，則發(fā)電機(jī)組的輸出電功率約為多少？

　[答案]：(1)不可取，因?yàn)镾O₂ 的排放總量并沒有減少，進(jìn)一步形成的酸雨仍會(huì)造成對(duì)全球的危害。

(2)煤、石油是不易再生的化工燃料，其資源是有限的，其次燃燒后產(chǎn)生的SO₂ 、NO_X 等嚴(yán)重污染大氣，進(jìn)而形成酸雨，燃燒后產(chǎn)生的CO₂ 又會(huì)造成溫室效應(yīng)。

(3)由題知，單位時(shí)間內(nèi)落下的水的質(zhì)量m =ρ_水Q，這些水落下時(shí)重力勢(shì)能減小mgh，它們轉(zhuǎn)化為電能，其轉(zhuǎn)化效率為η，所以發(fā)電機(jī)組的輸出電功率：P =ρ_水Qghη

3、探究活動(dòng)

題目1：收集各種新能源的信息，并比較各種能源利用的優(yōu)缺點(diǎn)，并說明節(jié)約能源的好處。

題目2：查閱相關(guān)資料，提出提高能源利用率的措施，并舉例說明。

組織：個(gè)人(2個(gè)題目任選一題)

評(píng)價(jià)：科普性、教育性

(四)能源的利用

資料1　 各種交通工具的效率

資料2　 一輛在高速公路上勻速行駛的小汽車內(nèi)典型的能量流動(dòng)

活動(dòng)5　 根據(jù)資料1、資料2，討論如何利用能源

面對(duì)當(dāng)前的能源危機(jī)問題，我們應(yīng)當(dāng)節(jié)能，同時(shí)利用科技進(jìn)步提高能源利用率。

(三)能量的耗散與退化

根據(jù)前面的討論，我們知道將內(nèi)能從物質(zhì)中取出，使它轉(zhuǎn)化為機(jī)械能時(shí)，總有一部分要散發(fā)到溫度較低的環(huán)境中。只有部分內(nèi)能成為有用的機(jī)械能，另一部分成了“廢品”。從這個(gè)意義上說，內(nèi)能是一種低品質(zhì)的能。

[板書](或投影)流散的內(nèi)能無法重新收集起來加以利用的現(xiàn)象，稱為能量耗散。

比如：電池中的化學(xué)能轉(zhuǎn)變成電能，電能又在燈泡中轉(zhuǎn)成光能，光被墻壁吸收之后，變成周圍環(huán)境的內(nèi)能；火爐把屋子烤暖，這時(shí)高溫物體的內(nèi)能變成低溫物體的內(nèi)能。沒有“外界的幫助”這些散失的能量永無法重復(fù)利用。

活動(dòng)4　 結(jié)合下圖說明，汽車行駛時(shí)，燃燒汽油釋放的化學(xué)能通過哪些途徑轉(zhuǎn)化成了周圍環(huán)境的內(nèi)能？

『同學(xué)回答：化學(xué)能變成了氣缸內(nèi)氣體的內(nèi)能，一部分內(nèi)能轉(zhuǎn)化為汽車的動(dòng)能，另一部分散失到周圍的環(huán)境中成為環(huán)境的內(nèi)能．汽車的動(dòng)能通過摩擦轉(zhuǎn)化為環(huán)境的內(nèi)能．氣缸內(nèi)氣體的內(nèi)能還有一部分通過汽車發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)化為蓄電池內(nèi)的化學(xué)能，使用蓄電池時(shí)這部分化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能又通過車燈轉(zhuǎn)化為光能，光照到地面空氣，轉(zhuǎn)化為環(huán)境的內(nèi)能……』

設(shè)問2　 至此，我們就知道了雖然能量是守恒的，但我們?nèi)悦媾R著能源危機(jī)的原因！在這種情況下，我們應(yīng)思考，如何更好地利用能源？

(二)自然過程的方向性

問題2　 在初中我們學(xué)過當(dāng)物體升高或降低溫度時(shí)，就要吸收或放出熱量，并且熱量計(jì)算的公式為：Q＝cmΔt，那么，現(xiàn)在我們計(jì)算一下這樣一個(gè)問題：地球上有大量的海水，它的總質(zhì)量約為1.4×10¹⁸t，如果這些海水的溫度降低0.1℃，將要放出多少焦耳的熱量？若三峽水電站一年發(fā)電量為500億千瓦時(shí)，則相當(dāng)于幾個(gè)三峽水電站一年的發(fā)電量？(海水的c＝4.2×10³J/kg℃)

『同學(xué)計(jì)算：Q ＝ 4.2×10³×1.4×10¹⁸×10³×0.1 J ＝ 5.8×10²³J；

　　　　　　 n ＝ ≈ 3.2×10^6‑(個(gè))』

這相當(dāng)于320多萬個(gè)三峽水電站一年的發(fā)電量，且不違背能量守恒定律，為什么人們不去研究這種“新能源”呢？因?yàn)�，在自然界中這樣做是不可能的。

1、熱傳遞的方向性

問題3　 將一塊燒紅的鐵塊投入冷水中，會(huì)出現(xiàn)什么現(xiàn)象呢？

『同學(xué)回答：鐵塊的溫度降低，水的溫度升高，最終兩者溫度相同�！�

兩個(gè)溫度不同的物體相互接觸時(shí)，熱量會(huì)自發(fā)地從高溫物體傳給低溫物體，結(jié)果使高溫物體的溫度降低，低溫物體的溫度升高。誰見過這樣的現(xiàn)象：將燒紅的鐵塊投入水中，結(jié)果鐵塊溫度更高，水的溫度更加低�！� 也就是說，誰也沒有見過：熱量會(huì)自發(fā)地從低溫物體傳給高溫物體，使低溫物體的溫度越來越低，高溫物體的溫度越來越高。這里所說的“自發(fā)地”指的是沒有任何外界的影響或幫助。

[板書](或投影)熱傳導(dǎo)的過程是有方向性的，這個(gè)過程可以向一個(gè)方向自發(fā)地進(jìn)行，但是向相反方向卻不能自發(fā)地進(jìn)行。要實(shí)現(xiàn)相反方向的過程，必須借助外界的幫助，因而產(chǎn)生其他影響或引起其它變化。

問題4　 電工冰箱工作過程(熱量從冰箱內(nèi)的低溫區(qū)傳遞到外界溫度較高的空氣中)的實(shí)際情況與上述說法是否矛盾？

『同學(xué)回答：不，因?yàn)殡姳�箱消耗了電能�！?/p>

這是因?yàn)殡姳�箱消耗了電能，�?duì)制冷系統(tǒng)做了功，一旦切斷電源，電冰箱就不能把其內(nèi)部的熱量傳給外界的空氣了。這個(gè)過程不是自發(fā)進(jìn)行的，它引起了其他變化，即消耗了電源的電能。因此它與上述說法不矛盾。

2、機(jī)械能和內(nèi)能之間轉(zhuǎn)化的方向性

一個(gè)在水平地面上運(yùn)動(dòng)的物體，由于克服摩擦力做功，最后總要停下來，在這個(gè)過程中，物體的動(dòng)能轉(zhuǎn)化成為內(nèi)能，使物體和地面的溫度升高。有人提出這樣一種設(shè)想，發(fā)明一種裝置，用它把物體與地面摩擦所生的熱量都吸收過來并對(duì)物體做功，將內(nèi)能全部轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，使因摩擦停止運(yùn)動(dòng)的物體在地面上重新運(yùn)動(dòng)起來，而不引起其它變化。這是一個(gè)非常誘人的設(shè)想，這種設(shè)想并不違反能量守恒定律，如果真能造出這樣的裝置，那么，我們的“能源問題”也就解決了。

其實(shí)人們?yōu)橹圃爝@類裝置作出了各種努力，最終是失敗了。這類裝置不可能制成，因?yàn)椋?/p>

[板書](或投影)機(jī)械能和內(nèi)能的轉(zhuǎn)化過程具有方向性，機(jī)械能可以全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，內(nèi)能卻不能全部轉(zhuǎn)化成機(jī)械能，同時(shí)不引起其它變化。

3、其他過程的方向性

活動(dòng)3　 列舉幾個(gè)自然界和日常生活中具有“方向性”過程的例子？

『同學(xué)回答：……』

[課件演示]　 氣體擴(kuò)散的方向性

[板書](或投影)自然過程的方向性：

大量的事實(shí)表明，自然界中的一切實(shí)際變化過程都具有方向性，朝某個(gè)方向的變化是可以自發(fā)發(fā)生的，相反方向的變化確是受到限制的。這時(shí)如果要使變化了的事物重新回復(fù)到原來的狀態(tài)，一定會(huì)對(duì)外界產(chǎn)生無法消除的影響，這就是自然界的不可逆性。

(一)能源及能源的種類

1、能源

[板書](或投影)能夠提供可利用能量的物質(zhì)資源叫做能源。

2、能源分類

活動(dòng)2　 按照下表給出的能源分類法，填寫能源名稱。

3、世界能源的資源狀況及消耗種類比例

能源	已探明儲(chǔ)量	可開采年限
石油	1.36×1011t	30~40年
天然氣	1.38×1014m3	50~60年
煤	2×1011t	約300年

分析上圖表，我們可知我們面臨著嚴(yán)峻的能源危機(jī)問題！

設(shè)問1　 之前我們學(xué)習(xí)了能量守恒定律，既然能量守恒，為什么還會(huì)有能源危機(jī)？