资源简介

中小学教育资源及组卷应用平台
沪科版2024九年级全册物理同步精讲精炼学案（全国通用）
第二十章 电磁波与信息时代
实践：探究红外测温仪
物理观念：知道红外测温仪蕴含的能量转化原理,了解不同物质在热辐射方面的特性。会利用液体温度计和红外测温仪测量物体温度。
科学思维：通过了解红外测温仪的原理,体验物理知识在生产生活中的应用。通过对比液体温度计和红外测温仪的使用及利弊分析,提高选择合适仪器进行测量的能力。
科学探究: 能提出与红外测温仪相关的问题,能针对问题设计方案,进行合理的探究。在设计方案时,要考虑实验的可行性、可重复性以及控制变量的合理性,确保实验结果能够准确反映问题的本质。针对实验能够与其他同学进行交流,分享自己的实验结果和发现。
科学态度与责任：通过对红外测温仪的探究及应用分析,能够深刻认识到科学技术在保障人类健康和社会稳定方面的重要性。
重点：红外测温仪测温原理;会利用液体温度计和红外测温仪测量物体温度。
难点：针对液体温度计和红外测温仪测量结果进行分析,提出使用建议。
【问题缘起】
通过观看与红外线有关的视频，你对红外线的发现了解了吗？你对红外线的特性及应用了解多少呢？你对红外线肃然起敬了呢？
有人认为红外测温仪会产生危害身体的电磁波，这是真的吗？红外测温仪是如何测量温度的？下面我们通过实践活动一起探索。
【项目分析与活动安排】
1.跨学科分析：本活动涉及与红外线、电磁波辐射、人体温度、红外传感器等相关内容。
2.知识储备（1）热传递的三种方式是热传导、对流、热辐射。人体正常体温为37 ℃。
（2）一切物体都在不停地发射和吸收红外线，且物体温度越高，辐射的红外线越强。红外线我们 不能用肉眼观察到。其应用有遥控家用电器、加热物体。
（3）红外线是一种不可见光，具有光的一般特性，能直线传播、能反射、能折射，并遵循相应规律。在真空中传播速度与可见光相同为 3×108m/s。
（4）体温计的使用
①体温计的量程是 35～42℃，分度值是0.1℃，其外形是三棱形，在金属泡和玻璃细直管之间有 细弯管构造。
②拿过体温计来不能直接测量体温，原因是：观察体温计示数是否在35℃以下，否则需要甩动。
③测量完成后，能离开人体读数，原因是离开人体后细弯管处水银受冷收缩而断开，直管内水银不能回流。
④给病人测量后体温计如何消毒？ 浸泡在酒精中消毒。
3.活动任务安排：
知识点1. 任务一：查阅资料。了解红外测温仪的工作原理、操作过程及使用的安全性，调研在流行病传播期间人们对红外测温仪的使用。
1.展示红外测温仪的工作原理，可以是文字材料、视频材料、图解等方式。
附：红外测温仪的工作原理视频
2.操作过程：让学生手拿红外测温仪，边示范边讲解。
（1）准备工作：检查仪器电量是否充足，清洁镜头，确保测量环境符合要求，避免在强电磁干扰、高温潮湿等恶劣环境下使用。
（2）设置参数：根据测量需求，设置好测量模式、发射率等参数。一般物体的发射率在0.9左右，对于特殊材料，需查阅相关资料设置准确发射率。
（3）测量操作：将测温仪对准被测物体，保持适当的测量距离，按下测量按钮，待读数稳定后读取并记录温度值。测量时要确保被测物体表面完全覆盖测温仪的测量光斑，以获得准确的测量结果。
3.学生将课前调研情况以书面材料方式或电子稿件方式上交。
知识点2. 任务二：进行探究。使用液体温度计和红外测温仪分别进行休温测量，比较测量结果及不同测温仪的利弊。探究如何选用合适的测量工具来测量不同物体的温度，并根据探究结果提出建议。
1. 学生分组进行探究活动：
（1）每个小组选出一名同学作为测温目标，分别用不同红外测温仪在同一位置测量目标同学的体温，观察并记录，比较其差异，分析误差大小情况。
温度计 实验次数 测量温度/℃
甲 1
2
乙 3
4
（2）用同一仪器、在同一环境下、对同一目标，在不同位置测温，如距离远近、测温角度、目标同学的面部不同位置，观察、分析并记录温度情况。用体温计准确测量目标同学体温，跟红外测温仪所测体温对比，总结影响测量温度的因素。
温度计 测温次数 测温距离/cm 测温角度/° 测量温度/℃
红外测温仪 1 1 0
2 30
3 60
4 5 0
5 30
6 60
7 10 0
8 30
9 60
体温计 10
结论：用同一仪器、在同一环境下、对同一目标进行测量体温时，测量距离、目标大小、测量角度都会影响测温结果，建议测量距离1—5cm，测量角度为0°-30°以内。
2. 针对体温计、普通温度计、电子温度计、红外测温仪应用场景及测温准确程度的差异，对不同场景、不同物体的测温提出建议。
【交流评估】完成一篇关于红外测温仪的工作原理及使用前景的调研报告，与同学们交流讨论研究成果，并针对红外测温仪是否会对人体产生影响提出个人的观点，作出解释。
【例题1】请上网搜索以及深入图书馆学习红外测温仪的相关知识，谈谈它的构造及功能。
【答案】见解析
【解析】通过网络学习，了解红外测温仪的组成及功能如下：
1.光学系统。聚焦目标红外辐射能量，视场大小由光学零件（如透镜、滤光片）及位置决定。部分型号配备激光瞄准机构提升测量精度。
2.光电探测器。将红外辐射转换为电信号，是测温的核心部件。不同型号采用不同类型探测器（如热敏电阻、光电二极管等）。
3.信号处理与放大电路。放大探测器输出的电信号，并通过内置算法和发射率校正功能，将数据转换为温度值。
4.显示输出模块。包括液晶显示屏或视频输出接口，用于实时显示温度读数或热像图。
5.辅助功能部件。
（1）控制面板：集成调焦、发射率修正、背景温度补偿等操作按钮；
（2）电池与接口：提供电源支持及信号输出接口（如4-20mA或数字信号）。
其他说明：不同应用场景的红外测温仪可能包含特殊结构，如消防专用型号的激光瞄准、高精度传感器等，但基础组成元件保持一致。
（变式练1）请你谈谈红外测温仪工作原理。
（变式练2）疫情防控期间，小华用红外测温仪测量同学的额头温度，测得结果为36.8℃。
（1）红外测温仪的工作原理是什么？
（2）若测温时距离同学额头20cm，且未对准眉心，可能导致测量结果如何变化？
（变式练3）根据网络学习，结合实践经验谈谈红外测温仪的能量转化过程有哪三个核心环节？
方法技巧. 解决红外测温仪为何对人体无害类问题的思维方法
红外测温仪对人体无害的原因在于其工作原理仅涉及接收人体自然发出的红外线热辐射，而非主动发射红外线。
工作原理：红外测温仪通过检测人体发出的红外热辐射，将其转换为电信号并显示温度。这一过程无需向人体发射任何红外线。
无辐射危害：由于测温仪不发射红外线，因此不会对眼睛或皮肤造成热伤害。红外线测温仪的安全性基于其被动接收特性，与主动发射的红外设备（如激光测温仪）有本质区别。
权威解释支持：中国疾控中心研究员冯录召及上海中医药大学附属曙光医院主任医师崔松均明确指出，红外线测温仪仅接收人体自然辐射，不会产生有害影响。
综上，红外测温仪的安全性源于其非发射性设计，符合健康防护要求。
1. 对于大多数家庭而言，红外测温仪的测量距离应为（ ）
A. 1米左右 B. 1.5米 C. 2米 D. 3米
2. 红外测温仪操作过程的安全性主要涉及哪些？有哪些具体具体措施？
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
21世纪教育网(www.21cnjy.com)中小学教育资源及组卷应用平台
沪科版2024九年级全册物理同步精讲精炼学案（全国通用）
第二十章 电磁波与信息时代
实践：探究红外测温仪
物理观念：知道红外测温仪蕴含的能量转化原理,了解不同物质在热辐射方面的特性。会利用液体温度计和红外测温仪测量物体温度。
科学思维：通过了解红外测温仪的原理,体验物理知识在生产生活中的应用。通过对比液体温度计和红外测温仪的使用及利弊分析,提高选择合适仪器进行测量的能力。
科学探究: 能提出与红外测温仪相关的问题,能针对问题设计方案,进行合理的探究。在设计方案时,要考虑实验的可行性、可重复性以及控制变量的合理性,确保实验结果能够准确反映问题的本质。针对实验能够与其他同学进行交流,分享自己的实验结果和发现。
科学态度与责任：通过对红外测温仪的探究及应用分析,能够深刻认识到科学技术在保障人类健康和社会稳定方面的重要性。
重点：红外测温仪测温原理;会利用液体温度计和红外测温仪测量物体温度。
难点：针对液体温度计和红外测温仪测量结果进行分析,提出使用建议。
【问题缘起】
通过观看与红外线有关的视频，你对红外线的发现了解了吗？你对红外线的特性及应用了解多少呢？你对红外线肃然起敬了呢？
有人认为红外测温仪会产生危害身体的电磁波，这是真的吗？红外测温仪是如何测量温度的？下面我们通过实践活动一起探索。
【项目分析与活动安排】
1.跨学科分析：本活动涉及与红外线、电磁波辐射、人体温度、红外传感器等相关内容。
2.知识储备（1）热传递的三种方式是热传导、对流、热辐射。人体正常体温为37 ℃。
（2）一切物体都在不停地发射和吸收红外线，且物体温度越高，辐射的红外线越强。红外线我们 不能用肉眼观察到。其应用有遥控家用电器、加热物体。
（3）红外线是一种不可见光，具有光的一般特性，能直线传播、能反射、能折射，并遵循相应规律。在真空中传播速度与可见光相同为 3×108m/s。
（4）体温计的使用
①体温计的量程是 35～42℃，分度值是0.1℃，其外形是三棱形，在金属泡和玻璃细直管之间有 细弯管构造。
②拿过体温计来不能直接测量体温，原因是：观察体温计示数是否在35℃以下，否则需要甩动。
③测量完成后，能离开人体读数，原因是离开人体后细弯管处水银受冷收缩而断开，直管内水银不能回流。
④给病人测量后体温计如何消毒？ 浸泡在酒精中消毒。
3.活动任务安排：
知识点1. 任务一：查阅资料。了解红外测温仪的工作原理、操作过程及使用的安全性，调研在流行病传播期间人们对红外测温仪的使用。
1.展示红外测温仪的工作原理，可以是文字材料、视频材料、图解等方式。
附：红外测温仪的工作原理视频
2.操作过程：让学生手拿红外测温仪，边示范边讲解。
（1）准备工作：检查仪器电量是否充足，清洁镜头，确保测量环境符合要求，避免在强电磁干扰、高温潮湿等恶劣环境下使用。
（2）设置参数：根据测量需求，设置好测量模式、发射率等参数。一般物体的发射率在0.9左右，对于特殊材料，需查阅相关资料设置准确发射率。
（3）测量操作：将测温仪对准被测物体，保持适当的测量距离，按下测量按钮，待读数稳定后读取并记录温度值。测量时要确保被测物体表面完全覆盖测温仪的测量光斑，以获得准确的测量结果。
3.学生将课前调研情况以书面材料方式或电子稿件方式上交。
知识点2. 任务二：进行探究。使用液体温度计和红外测温仪分别进行休温测量，比较测量结果及不同测温仪的利弊。探究如何选用合适的测量工具来测量不同物体的温度，并根据探究结果提出建议。
1. 学生分组进行探究活动：
（1）每个小组选出一名同学作为测温目标，分别用不同红外测温仪在同一位置测量目标同学的体温，观察并记录，比较其差异，分析误差大小情况。
温度计 实验次数 测量温度/℃
甲 1
2
乙 3
4
（2）用同一仪器、在同一环境下、对同一目标，在不同位置测温，如距离远近、测温角度、目标同学的面部不同位置，观察、分析并记录温度情况。用体温计准确测量目标同学体温，跟红外测温仪所测体温对比，总结影响测量温度的因素。
温度计 测温次数 测温距离/cm 测温角度/° 测量温度/℃
红外测温仪 1 1 0
2 30
3 60
4 5 0
5 30
6 60
7 10 0
8 30
9 60
体温计 10
结论：用同一仪器、在同一环境下、对同一目标进行测量体温时，测量距离、目标大小、测量角度都会影响测温结果，建议测量距离1—5cm，测量角度为0°-30°以内。
2. 针对体温计、普通温度计、电子温度计、红外测温仪应用场景及测温准确程度的差异，对不同场景、不同物体的测温提出建议。
【交流评估】完成一篇关于红外测温仪的工作原理及使用前景的调研报告，与同学们交流讨论研究成果，并针对红外测温仪是否会对人体产生影响提出个人的观点，作出解释。
【例题1】请上网搜索以及深入图书馆学习红外测温仪的相关知识，谈谈它的构造及功能。
【答案】见解析
【解析】通过网络学习，了解红外测温仪的组成及功能如下：
1.光学系统。聚焦目标红外辐射能量，视场大小由光学零件（如透镜、滤光片）及位置决定。部分型号配备激光瞄准机构提升测量精度。
2.光电探测器。将红外辐射转换为电信号，是测温的核心部件。不同型号采用不同类型探测器（如热敏电阻、光电二极管等）。
3.信号处理与放大电路。放大探测器输出的电信号，并通过内置算法和发射率校正功能，将数据转换为温度值。
4.显示输出模块。包括液晶显示屏或视频输出接口，用于实时显示温度读数或热像图。
5.辅助功能部件。
（1）控制面板：集成调焦、发射率修正、背景温度补偿等操作按钮；
（2）电池与接口：提供电源支持及信号输出接口（如4-20mA或数字信号）。
其他说明：不同应用场景的红外测温仪可能包含特殊结构，如消防专用型号的激光瞄准、高精度传感器等，但基础组成元件保持一致。
（变式练1）请你谈谈红外测温仪工作原理。
【答案】见解析
【解析】红外测温仪通过检测物体发出的红外辐射来测量温度。所有物体都会根据其温度发射不同强度和波长的红外辐射。红外测温仪能够捕捉这些辐射，并将其转换成温度读数。
（变式练2）疫情防控期间，小华用红外测温仪测量同学的额头温度，测得结果为36.8℃。
（1）红外测温仪的工作原理是什么？
（2）若测温时距离同学额头20cm，且未对准眉心，可能导致测量结果如何变化？
【答案】见解析
【解析】（1）通过接收物体表面发出的红外辐射能量，经光电转换和算法计算得出温度，属于非接触式测温。
（2）可能因距离过远或未对准目标，导致测量的红外辐射能量不足，使结果偏低。
（变式练3）根据网络学习，结合实践经验谈谈红外测温仪的能量转化过程有哪三个核心环节？
【答案】见解析
【解析】（1）红外辐射接收与聚焦
仪器通过光学系统（如透镜或反射镜）接收目标物体（如人体）发出的红外辐射能量，并将其聚焦到红外传感器或探测器上。这一过程实现了从自然辐射到电信号的初步转化。
（2）电信号转换与处理
聚焦后的红外能量被转换为电信号，随后通过放大器增强信号强度，并经信号处理电路进行滤波和校正（如环境温度补偿）。最终，电信号被转换为温度数值并显示在仪器上。
（3）算法校正与温度显示
根据目标物体的发射率特性，仪器内置算法对电信号进行校正，消除环境干扰（如背景辐射），从而准确反映被测物体的实际温度。最终以数字或热像图形式输出结果。
方法技巧. 解决红外测温仪为何对人体无害类问题的思维方法
红外测温仪对人体无害的原因在于其工作原理仅涉及接收人体自然发出的红外线热辐射，而非主动发射红外线。
工作原理：红外测温仪通过检测人体发出的红外热辐射，将其转换为电信号并显示温度。这一过程无需向人体发射任何红外线。
无辐射危害：由于测温仪不发射红外线，因此不会对眼睛或皮肤造成热伤害。红外线测温仪的安全性基于其被动接收特性，与主动发射的红外设备（如激光测温仪）有本质区别。
权威解释支持：中国疾控中心研究员冯录召及上海中医药大学附属曙光医院主任医师崔松均明确指出，红外线测温仪仅接收人体自然辐射，不会产生有害影响。
综上，红外测温仪的安全性源于其非发射性设计，符合健康防护要求。
1. 对于大多数家庭而言，红外测温仪的测量距离应为（ ）
A. 1米左右 B. 1.5米 C. 2米 D. 3米
【答案】A
【解析】测量距离与精度的关系：红外测温仪的精度受多种因素影响，其中包括测量距离。一般来说，测温仪有一个特定的距离-光斑比（Distance-to-Spot Ratio, D:S），表示在一定距离下可以准确测量的目标大小。例如，如果一个测温仪的D:S比为12:1，那么在12米的距离上，它可以准确测量直径为1米的目标。
实际应用中的推荐距离：对于大多数家用或日常使用的红外测温仪，推荐的测量距离通常较短，以确保较高的测量精度。常见的推荐距离范围从几厘米到几米不等，具体取决于设备的规格。
A. 1米左右这个距离对于大多数家用红外测温仪来说是合适的，可以保证较高的测量精度。
B. 1.5米这个距离也可能是某些型号的红外测温仪的适用范围，但可能不如1米左右的精度高。
C. 2米这个距离对于一些专业级的红外测温仪可能是适用的，但对于普通家用型号来说可能会影响测量精度。
D. 3米这个距离对于大多数家用红外测温仪来说可能过远，导致测量误差较大。
综上所述，最合适的答案是A. 因为这个距离对于大多数家用红外测温仪来说既能保证测量精度，又便于操作。
2. 红外测温仪操作过程的安全性主要涉及哪些？有哪些具体具体措施？
【答案】见解析
【解析】红外测温仪操作过程的安全性主要涉及设备使用前检查、操作规范及环境防护等方面，具体措施如下：
1. 设备检查与维护
（1）外观检查。使用前需检查仪器外壳是否干燥、清洁，确认无损坏或缺少塑胶件，电池指示正常。
（2）功能验证。若设备工作异常（如电池耗尽、显示异常），应立即停止使用并送修，避免保护措施失效。
2. 操作规范
（1）正确使用方法 。将仪器对准目标物体，保持适当距离（避免接触皮肤或眼睛），确保（2）测量角度准确。避免在太阳光下或强电磁场干扰环境中使用，以保障测量精度和设备稳定性。
（3）禁止危险行为。不得拆卸仪器部件，避免静电干扰或损坏内部电路。严禁在易燃易爆、爆炸性气体或粉尘环境中操作。
3. 环境与防护
（1）环境要求。保持设备放置平稳，避免倾斜或受外力碰撞。测量时需关闭安全门，防止激光辐射或意外接触。
（2）个人防护 。长时间使用建议佩戴护目镜、手套等防护装备。
4. 安全注意事项
（1）避免直视激光 。红外测温仪可能产生激光，需防止直射眼睛或通过反射表面观察。
（2）控制测量范围。严格遵守设备额定温度范围，避免超负荷使用导致损坏或测量误差。
通过以上措施，可有效降低红外测温仪操作中的安全风险，确保使用安全与设备完好。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
21世纪教育网(www.21cnjy.com)

展开更多......

收起↑