高中物理第六章传感器3实验传感器的应用课件新人教版选修32

1、自自主主学学习习基基础础知知识识3 实验：传感器的应用实验：传感器的应用合合作作探探究究重重难难疑疑点点一、实验原理一、实验原理1光控开关光控开关(1)电路如图电路如图631所示所示图图631(2)斯密特触发器的工作原理：斯密特触发器是一个性斯密特触发器的工作原理：斯密特触发器是一个性能特殊的非门电路，当加在它的输入端能特殊的非门电路，当加在它的输入端A的电压逐渐上升到的电压逐渐上升到某个值某个值(1.6 V)时，输出端时，输出端Y会突然从高电平跳到低电平会突然从高电平跳到低电平(0.25 V)，而当输入端，而当输入端A的电压下降到另一个值的电压下降到另一个值(0.8 V)的时候，的时候，Y会

2、从低电平跳到高电平会从低电平跳到高电平(3.4 V)(3)光控开关的原理：白天，光照强度较大，光敏电阻光控开关的原理：白天，光照强度较大，光敏电阻RG阻值较小，加在斯密特触发器输入端阻值较小，加在斯密特触发器输入端A的电压较低，则的电压较低，则输出端输出端Y输出高电平，发光二极管输出高电平，发光二极管LED不导通；不导通； 当天暗到一定程度时，当天暗到一定程度时，RG阻值增大到一定值，斯密特阻值增大到一定值，斯密特触发器的输入端触发器的输入端A的电压上升到的电压上升到1.6 V，输出端，输出端Y突然从高电突然从高电平跳到低电平，则发光二极管平跳到低电平，则发光二极管LED导通发光导通发光(相当

3、于路灯相当于路灯)，这样就达到了使路灯天明时自动熄灭，天暗时自动开启的这样就达到了使路灯天明时自动熄灭，天暗时自动开启的目的目的2温度报警器温度报警器(1)电路如图电路如图632所示所示图图632(2)工作原理：常温下，调节工作原理：常温下，调节R1的阻值使斯密特触发器的阻值使斯密特触发器输入端输入端A处于低电平，则输出端处于低电平，则输出端Y处于高电平，无电流通过处于高电平，无电流通过蜂鸣器，蜂鸣器不发声；当温度升高时，热敏电阻蜂鸣器，蜂鸣器不发声；当温度升高时，热敏电阻RT阻值阻值减小，斯密特触发器输入端减小，斯密特触发器输入端A的电压升高，当达到某一值的电压升高，当达到某一值(高电平高电

4、平)时，其输出端时，其输出端Y由高电平跳到低电平，蜂鸣器通电，由高电平跳到低电平，蜂鸣器通电，从而发出报警声从而发出报警声R1的阻值不同，则报警温度不同，可以的阻值不同，则报警温度不同，可以通过调节通过调节R1来调节蜂鸣器的灵敏度来调节蜂鸣器的灵敏度二、实验器材二、实验器材1光控开关实验光控开关实验斯密特触发器、发光二极管、二极管、继电器、灯泡斯密特触发器、发光二极管、二极管、继电器、灯泡(6 V0.3 A)、可变电阻、可变电阻R1(最大阻值最大阻值51 k)、电阻、电阻R2(330 )、光敏电阻、集成电路实验板、直流电源光敏电阻、集成电路实验板、直流电源(5 V)、导线若干、导线若干、黑纸黑

5、纸2温度报警器实验温度报警器实验斯密特触发器、蜂鸣器、热敏电阻、可变电阻斯密特触发器、蜂鸣器、热敏电阻、可变电阻R1(最大最大阻值阻值1 k)、集成电路实验板、直流电源、集成电路实验板、直流电源(5 V)、导线若干、导线若干、烧杯烧杯(盛有热水盛有热水)一、光控开关实验步骤一、光控开关实验步骤1按照电路图将各元件组装到集成电路实验板上按照电路图将各元件组装到集成电路实验板上2检查各元件的连接，确保无误检查各元件的连接，确保无误3接通电源，调节电阻接通电源，调节电阻R1，使发光二极管或灯泡在，使发光二极管或灯泡在普通光照条件下不亮普通光照条件下不亮4用黑纸逐渐遮住光敏电阻，观察发光二极管或灯用黑

6、纸逐渐遮住光敏电阻，观察发光二极管或灯泡的状态泡的状态5逐渐撤掉黑纸，观察发光二极管或灯泡的状态逐渐撤掉黑纸，观察发光二极管或灯泡的状态二、温度报警器实验步骤二、温度报警器实验步骤1按照电路图将各元件组装到集成电路实验板上按照电路图将各元件组装到集成电路实验板上2检查各元件的连接，确保无误检查各元件的连接，确保无误3接通电源，调节电阻接通电源，调节电阻R1，使蜂鸣器常温下不发，使蜂鸣器常温下不发声声4用热水使热敏电阻的温度升高，注意蜂鸣器是否用热水使热敏电阻的温度升高，注意蜂鸣器是否发声发声5将热敏电阻从热水中取出，注意蜂鸣器是否发将热敏电阻从热水中取出，注意蜂鸣器是否发声声三、注意事项三、注

7、意事项1安装前，对器材进行测试，确保各元件性能良好安装前，对器材进行测试，确保各元件性能良好后，再进行安装后，再进行安装2光控开关实验中，二极管连入电路的极性不能反光控开关实验中，二极管连入电路的极性不能反接，否则继电器不能正常工作接，否则继电器不能正常工作3光控开关实验中要想天更暗时光控开关实验中要想天更暗时“路灯路灯”才会亮，应才会亮，应该把该把R1的阻值调大些的阻值调大些4温度报警器实验中，要使蜂鸣器在更低的温度时温度报警器实验中，要使蜂鸣器在更低的温度时报警，应该把报警，应该把R1的阻值调大些的阻值调大些实验探究一实验探究一光控电路的分析光控电路的分析如图如图633是用斯密特触发器控制

8、某宿舍楼道内灯的是用斯密特触发器控制某宿舍楼道内灯的示意图，试说明其工作原理示意图，试说明其工作原理图图633【解析】【解析】天较亮时，光敏电阻天较亮时，光敏电阻RG阻值较小，斯密特阻值较小，斯密特触发器输入端触发器输入端A电势较低，则输出端电势较低，则输出端Y输出高电平，线圈中输出高电平，线圈中无电流，工作电路不通；天较暗时，光敏电阻无电流，工作电路不通；天较暗时，光敏电阻RG电阻增大，电阻增大，斯密特触发器输入端斯密特触发器输入端A电势升高，当升高到一定值，输出端电势升高，当升高到一定值，输出端Y由高电平突然跳到低电平，有电流通过线圈由高电平突然跳到低电平，有电流通过线圈A，电磁继电，电磁

9、继电器工作，接通工作电路，使路灯自动开启；天明后，器工作，接通工作电路，使路灯自动开启；天明后，RG阻阻值减小，斯密特触发器输入端值减小，斯密特触发器输入端A电势逐渐降低，降到一定值，电势逐渐降低，降到一定值，输出端输出端Y突然由低电平跳到高电平，则线圈突然由低电平跳到高电平，则线圈A不再有电流，不再有电流，则电磁继电器自动切断工作电路的电源，路灯熄灭则电磁继电器自动切断工作电路的电源，路灯熄灭【答案】【答案】见解析见解析分析有关电磁继电器的问题时，弄清电路结构，知道分析有关电磁继电器的问题时，弄清电路结构，知道哪一部分是控制电路，哪一部分是被控制电路是关键哪一部分是控制电路，哪一部分是被控制

10、电路是关键1如图如图634甲所示为斯密特触发器，当加在它的输甲所示为斯密特触发器，当加在它的输入端入端A的电压逐渐上升到某个值的电压逐渐上升到某个值(1.6 V)时，输出端时，输出端Y会突然会突然从高电平跳到低电平从高电平跳到低电平(0.25 V )，而当输入端，而当输入端A的电压下降到的电压下降到另一个值的时候另一个值的时候(0.8 V)，Y会从低电平跳到高电平会从低电平跳到高电平(3.4 V)如图如图634乙所示为一光控电路，用发光二极管乙所示为一光控电路，用发光二极管LED模模仿路灯，仿路灯，RG为光敏电阻关于斯密特触发器和光控电路的为光敏电阻关于斯密特触发器和光控电路的下列说法中错误的

11、是下列说法中错误的是()图图634A斯密特触发器的作用是将数字信号转换为模拟信斯密特触发器的作用是将数字信号转换为模拟信号号B斯密特触发器是具有特殊功能的非门斯密特触发器是具有特殊功能的非门C要想在天更暗时路灯才会亮，应该把要想在天更暗时路灯才会亮，应该把R1的阻值调的阻值调大些大些D当输出端当输出端Y突然从高电平跳到低电平时，二极管发突然从高电平跳到低电平时，二极管发光光【解析】【解析】斯密特触发器是一种特殊的非门，它把连斯密特触发器是一种特殊的非门，它把连续变化的模拟信号转换为突变的数字信号，续变化的模拟信号转换为突变的数字信号，A项说法错误，项说法错误，B项说法正确把项说法正确把R1的阻

12、值调大些，只有的阻值调大些，只有RG的阻值达到更的阻值达到更大，才能使斯密特触发器的大，才能使斯密特触发器的A端电压达到某个值端电压达到某个值(1.6 V)，即，即天更暗时才能使路灯亮；当输出端天更暗时才能使路灯亮；当输出端Y突然跳到低电平时，发突然跳到低电平时，发光二极管导通发光，光二极管导通发光，C、D项说法正确项说法正确【答案】【答案】A2(多选多选)如图如图635所示的光控电路用发光二极管所示的光控电路用发光二极管LED模拟路灯，模拟路灯，RG为光敏电阻，为光敏电阻，A为斯密特触发器输入端，在为斯密特触发器输入端，在天黑时路灯天黑时路灯(发光二极管发光二极管)会点亮下列说法正确的是会点

13、亮下列说法正确的是()图图635A天黑时，天黑时，Y处于高电平处于高电平B天黑时，天黑时，Y处于低电平处于低电平C当当R1调大时，天更暗时，灯调大时，天更暗时，灯(发光二极管发光二极管)点亮点亮D当当R1调大时，天较亮时，灯调大时，天较亮时，灯(发光二极管发光二极管)就能点亮就能点亮【解析】【解析】天黑时，天黑时，RG阻值增大到一定值，斯密特触阻值增大到一定值，斯密特触发器输入端发器输入端A的电压上升到某个值，输出端的电压上升到某个值，输出端Y突然由高电平突然由高电平跳到低电平；跳到低电平；R1调大时，调大时，A端电压降低，只有天更暗时，端电压降低，只有天更暗时，RG电阻更大时，路灯才点亮，故

14、电阻更大时，路灯才点亮，故B、C正确正确【答案】【答案】BC实验探究二实验探究二温控电路分析温控电路分析现有热敏电阻、电炉丝、电源、电磁继电器、滑动现有热敏电阻、电炉丝、电源、电磁继电器、滑动变阻器、开关和导线若干，如图变阻器、开关和导线若干，如图636所示，试设计一个温所示，试设计一个温控电路，要求温度低于某一温度时，电炉丝自动通电供热，控电路，要求温度低于某一温度时，电炉丝自动通电供热，超过某一温度又可以自动断电，画出电路图并说明工作过超过某一温度又可以自动断电，画出电路图并说明工作过程程图图636【解析】【解析】热敏电阻热敏电阻RT与滑动变阻器及电磁继电器构与滑动变阻器及电磁继电器构成低

15、压控制电路电路图如图所示成低压控制电路电路图如图所示当温度低于某一值时当温度低于某一值时，热敏电阻的阻值很大热敏电阻的阻值很大，流过电流过电磁继电器的电流很小磁继电器的电流很小，继电器无法吸引衔铁继电器无法吸引衔铁P，K处接通处接通，电电炉丝处于加热状态；当温度高于某一值时炉丝处于加热状态；当温度高于某一值时，热敏电阻热敏电阻的阻值变得很小的阻值变得很小，通过电磁继电器的电流较大通过电磁继电器的电流较大，继电器吸继电器吸引衔铁引衔铁P，K处断开处断开，电炉丝停止加热电炉丝停止加热【答案】【答案】见解析见解析3(多选多选)如图如图637是温度报警器电路示意图，下列关是温度报警器电路示意图，下列关

16、于此电路的分析正确的是于此电路的分析正确的是()图图637A当当RT的温度升高时，的温度升高时，RT减小，减小，A端电势降低，端电势降低，Y端端电势升高，蜂鸣器会发出报警声电势升高，蜂鸣器会发出报警声B当当RT的温度升高时，的温度升高时，RT减小，减小，A端电势升高，端电势升高，Y端端电势降低，蜂鸣器会发出报警声电势降低，蜂鸣器会发出报警声C当增大当增大R1时，时，A端电势升高，端电势升高，Y端电势降低，蜂鸣端电势降低，蜂鸣器会发出报警声器会发出报警声D当增大当增大R1时，时，A端电势降低，端电势降低，Y端电势升高，蜂鸣端电势升高，蜂鸣器会发出报警声器会发出报警声【解析】【解析】由于温度升高时

17、，由于温度升高时，RT变小，变小，A端电势升高端电势升高而而Y端电势降低，蜂鸣器发声报警，则端电势降低，蜂鸣器发声报警，则B项正确而项正确而A项错误；项错误；又由于又由于RT与与R1是串联关系，当是串联关系，当R1增大时，增大时，A端电势升高而端电势升高而Y端电势降低，蜂鸣器会发声报警，故端电势降低，蜂鸣器会发声报警，故C项正确而项正确而D项错误项错误【答案】【答案】BC4如图如图638所示，所示，1是弹簧，是弹簧，2是衔铁，是衔铁，3是触点，是触点，4是电磁铁，是电磁铁，5是热敏电阻，是热敏电阻，6是滑动变阻器，是滑动变阻器，7是电铃，它们是电铃，它们组成一种温度自动报警电路说明这种简单温度自动报警组成一种温度自动报警电路说明这种简单温度自动报警电路