高中物理(新教材)选修二课件2：5-3利用传感器制作简单的自动控制装置 人教版

5.3利用传感器制作简单的自动控制装置生活中的传感器磁光效应传感器光控开光红外传感器1.实验的基本思想当门窗紧闭时，蜂鸣器不响，指示灯亮；当门窗被打开时，蜂鸣器发出声音警报，指示灯灭。靠近，蜂鸣器不响，指示灯亮；远离，蜂鸣器发出声音警报，指示灯灭。干簧管一、门窗防盗报警装置2、实验器材和装置电源、导线、开关、干簧管、继电器、蜂鸣器、发光二极管、电阻、小磁体。a.发光二极管：单向导电性，在正向电压作用下电阻很小，处于导通状态；在反向电压作用下电阻很大，处于截止状态。b.晶体三极管：全称应为半导体三极管，也称双极型晶体管、晶体E极管，是一种控制电流的半导体器件。其作用是把微弱信号放大成幅度值较大的电信号，也用作无触点开关。发光二极管三极管c.电磁继电器:电磁继电器是-种电子控制器件，它具有控制系统(输入回路)和被控制系统(输出回路)，通常应用于自动控制电路中，它实际上是用较小的电流、较低的电压去控制较大电流、较高的电压的一种“自动开关”。3、实验电路图及原理实验电路图电路工作原理闭合电路开关S，系统处于防盗状态.(1)当门窗紧闭时，磁体M靠近干簧管SA，干簧管两个簧片被磁化相吸而接通继电器线圈K，使继电器工作.继电器的动触点c与常开触点a接通，发光二极管LED发光，显示电路处于正常工作状态。(2)当门窗开启时，磁体离开干簧管，干簧管失磁断开，继电器被断电.继电器的动触点c与常闭触点b接通，蜂鸣器H发声报警。3、实验操作实验电路图(1)连接电路前，要先判断一下干簧管是否可以正常工作。用磁体直接靠近干簧管，观察簧片能否正常动作。(2)确定各元件可以正常工作后，按照图所示连接电路。(3)接通电源后，将磁体靠近和离开干簧管，分别观察实验现象。4、注意事项(1)安装前对电磁继电器进行测试，确保电磁继电器通电时能吸合，断电时在弹簧的作用下恢复原状。(2)安装前对干簧管进行检测，观察磁铁靠近时弹簧片是否接触，磁铁离开时弹簧片是否能断开。(3)选择合适的定值电阻，保证发光二极管能正常工作。4、注意事项(1)安装前对电磁继电器进行测试，确保电磁继电器通电时能吸合，断电时在弹簧的作用下恢复原状。(2)安装前对干簧管进行检测，观察磁铁靠近时弹簧片是否接触，磁铁离开时弹簧片是否能断开。(3)选择合适的定值电阻，保证发光二极管能正常工作。1、实验的基本思想在天色暗到一定程度时让路灯自动开启，而在天明时自动熄灭。光照弱，路灯开启；光照强，路灯熄灭。光敏电阻工作电流很微弱，不能直接驱动执行机构工作，需要放大电路。晶体三极管二、光控开关2、实验电路图3、实验原理当环境的光比较强时，光敏电阻RG的阻值很小，三极管不导通，发光二极管或继电器所在的回路相当于断路，即发光二极管不工作；继电器处于常开状态，小灯泡L不亮。当环境的光比较弱时，光敏电阻RG的阻值变大，三极管导通，且获得足够的基极电流，产生较大的集电极电流，点亮发光二极管或驱动继电器吸合而点亮小灯泡L。实验电路图4、

实验操作（1）如图所示连接电路，检查无误后，接通电源。（2）让光敏电阻RG受到白天较强的自然光照射，调节电阻R1使发光二极管LED或小灯泡L刚好不发光。（3）遮挡RG，当光照减弱到某种程度时，就会看到发光二极管LED或小灯泡L发光。（4）让光照加强，当光照强到某种程度时，则发光二极管LED或小灯泡L熄灭。（2）让光敏电阻RG受到白天较强的自然光照射，调节电阻R1使发光二极管LED或小灯泡L刚好不发光。（3）遮挡RG，当光照减弱到某种程度时，就会看到发光二极管LED或小灯泡L发光。（4）让光照加强，当光照强到某种程度时，则发光二极管LED或小灯泡L熄灭。随堂练习1、（多选）下如图所示为一个逻辑电平检测电路，A与被测点相接，则(

)A．A为低电平，LED发光B．A为高电平，LED发光C．A为低电平，LED不发光D．A为高电平，LED不发光BC【解析】：A为低电平时，Y为高电平，LED的电压小，不发光；A为高电平时，Y为低电平，LED的电压大，发光，故B、C正确．2、（单选）如图所示为一种温度自动报警器的原理图，在水银温度计的顶端封入一段金属丝，以下说法正确的是()A．温度升高至74℃时，L1亮灯报警B．温度升高至74℃时，L2亮灯报警C．温度升高至78℃时，L1亮灯报警D．温度升高至78℃时，L2亮灯报警D【解析】当温度低于78℃时，线圈中没有电流，此时灯L1亮，但不报警，当温度升高到78℃时，线圈中有电流，磁铁吸引衔铁，灯L2被接通，所以灯L2亮且报警，温度升高至74℃时，线圈中没有电流，只是灯L1亮，不会报警．3、如图所示是一位同学设计的防盗门报警器的简化电路示意图。门打开时，红外光敏电阻R3受到红外线照射，电阻减小；门关闭时会遮蔽红外线源(红外线源没有画出)。经实际试验，可知灯的亮灭情况能反映门的开关状态。门打开时两灯的发光情况及R2两端电压U2与门关闭时相比(

)A.红灯亮，U2变大 B.绿灯亮，U2变大C.绿灯亮，U2变小 D.红灯亮，U2变小D

备用工具&资料2、（单选）如图所示为一种温度自动报警器的原理图，在水银温度计的顶端封入一段金属丝，以下说法正确的是()A．温度升高至74℃时，L1亮灯报警B．温度升高至74℃时，L2亮灯报警C．温度升高至78℃时，L1亮灯报警D．温度升高至78℃时，L2亮灯报警D【解析】当温度低于78℃时，线圈中没有电流，此时灯L1亮，但不报警，当温度升高到78℃时，线圈中有电流，磁铁吸引衔铁，灯L2被接通，所以灯L2亮且报警，温度升高至74℃时，线圈中没有电流，只是灯L1亮，不会报警．（2）让光敏电阻RG受到白天较强的自然光照射，调节电阻R1使发光二极管LED或小灯泡L刚好不发光。（3）遮挡RG，当光照减弱到某种程度时，就会看到发光二极管LED或小灯泡L发光。（4）让光照加强，当光照强到某种程度时，则发光二极管LED或小灯泡L熄灭。1.实验的基本思想当门窗紧闭时，蜂鸣器不响，指示灯亮；当门窗被打开时，蜂鸣器发出声音警报，指示灯灭。靠近，蜂鸣器不响，指示灯亮；远离，蜂鸣器发出声音警报，指示灯灭。干簧管一、门窗防盗报警装置3、实验电路图及原理实验电路图电路工作原理闭合电路开关S，系统处于防盗状态.(1)当门窗紧闭时，磁体M靠近干簧管SA，干簧管两个簧片被磁化相吸而接通继电器线圈K，使继电器工作.继电器的动触点c与常开触点a接通，发光二极管LED发光，显示电路处于正常工作状态。(2)当门窗开启时，磁体离开干簧管，干簧管失磁断开，继电器被断电.继