(人教版)高中物理选修3-2课件：第6章-传感器3-

3．实验：传感器的应用第一页，编辑于星期五：二十二点一分。□

实验目的1．了解光控开关和温度报警器的工作原理．2．练习用传感器制作自动控制设备．第二页，编辑于星期五：二十二点一分。第三页，编辑于星期五：二十二点一分。2．光控开关的实验探究(1)探究过程：按图连接电路，改变RG的光照，观察发光二极管LED的发光情况．探究要想在天更暗时路灯才会点亮，应该把R1的阻值调大些还是调小些．(2)分析论证：要想在天更暗时路灯才会点亮，应该把R1的阻值调大些，这样要使输入端A的电压上升到某个值(如1.6V)，就需要RG的阻值达到更大，即天色更暗．第四页，编辑于星期五：二十二点一分。第五页，编辑于星期五：二十二点一分。4．温度报警器工作原理(1)组件：斯密特触发器，热敏电阻，蜂鸣器，变阻器，定值电阻．第六页，编辑于星期五：二十二点一分。(2)工作原理常温下，调整R1的阻值使斯密特触发器的输入端A处于低电平，则输出端Y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RT阻值减小，斯密特触发器输入端A电势升高，当达到某一值(高电平)，其输出端由高电平跳到低电平，蜂鸣器通电，从而发出报警声，R1的阻值不同，则报警温度不同．要使热敏电阻在感测到更高的温度时才报警，应减小R1的阻值，R1阻值越小，要使斯密特触发器输入端达到高电平，则热敏电阻阻值要求越小，即温度越高．第七页，编辑于星期五：二十二点一分。□

实验器材1．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(6V，0.3A)、可变电阻R1(最大阻值51kΩ)、电阻R2(330Ω)、光敏电阻、集成电路实验板、直流电源(5V)、导线若干、黑纸．2．温度报警器实验斯密特触发器、蜂鸣器、热敏电阻、可变电阻R1(最大阻值1kΩ)、集成电路实验板、直流电源(5V)、导线若干、烧杯(盛有热水)．第八页，编辑于星期五：二十二点一分。□

实验步骤1．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．(2)检查各元件的连接，确保无误．(3)接通电源，调节电阻R1，使发光二极管或灯泡在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泡的状态．(5)逐渐撤掉黑纸，观察发光二极管或灯泡的状态．第九页，编辑于星期五：二十二点一分。2．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．(2)检查各元件的连接，确保无误．(3)接通电源，调节电阻R1，使蜂鸣器常温下不发声．(4)用热水使热敏电阻的温度升高，注意蜂鸣器是否发声．(5)将热敏电阻从热水中取出，注意蜂鸣器是否发声．第十页，编辑于星期五：二十二点一分。□

注意事项(1)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．(2)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．(3)光控开关实验中要想天更暗时“路灯”才会亮，应该把R1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报警，应该把R1的阻值调大些．第十一页，编辑于星期五：二十二点一分。典例精析第十二页，编辑于星期五：二十二点一分。自动控制电路的分析第十三页，编辑于星期五：二十二点一分。解析：由题图可知，发光二极管导通发亮时，说明输出端Y为低电平，输入端A为高电平，由于晚上RG的光照条件差，RG电阻较大，要想A端为高电平，R1必须调的很大，等到了白天，RG的光照强度变大，其阻值变小，A端电势进一步升高，Y端仍为低电平，所以发光二极管不会熄灭．把RG与R1调换，问题就会得到解决．答案：见解析第十四页，编辑于星期五：二十二点一分。第十五页，编辑于星期五：二十二点一分。解析：阴极K发射电子，电路中产生电流，经放大器放大后的电流使电磁铁M磁化，将衔铁N吸住；无光照射光电管时，电路中无电流，N自动离开M，右侧电路接通，灯L亮．答案：阴极K发射电子，电路中产生电流，经放大器放大后的电流使电磁铁M磁化，将衔铁N吸住．第十六页，编辑于星期五：二十二点一分。

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，高于另一某温度时，又可以自动断电，画出电路图并说明工作过程．自动控制电路的设计第十七页，编辑于星期五：二十二点一分。思路点拨：

第十八页，编辑于星期五：二十二点一分。解析：电路图如图所示，闭合开关S1当温度低于设计值时热敏电阻阻值大，通过电磁断电器电流不能使它工作，S2接通电炉丝加热．当温度达到设计值时，热敏电阻减小到某值，通过电磁继电器的电流达到工作电流，S2断开，电炉丝断电，停止加热．当温度低于设计值，又重复前述过程．第十九页，编辑于星期五：二十二点一分。第二十页，编辑于星期五：二十二点一分。解析：当RT温度升高时，电阻减小，A点电势升高到某一数值，Y端电势突然降低，蜂鸣器导通发出警报，A错B对．当增大R1时，A端电势升高到某一数值，Y端电势突然降低，电流通过蜂鸣器，发出报警声，C对D错．答案：BC第二十一页，编辑于星期五：二十二点一分。随堂演练第二十二页，编辑于星期五：二十二点一分。1．传感器的种类多种多样，其性能也各不相同，空调机在室内温度达到设定的温度后，会自动停止工作，空调机内使用的传感器是(

)A．生物传感器 B．红外传感器C．温度传感器 D．压力传感器解析：空调机根据温度调节工作状态，所以内部使用了温度传感器，C正确．答案：C第二十三页，编辑于星期五：二十二点一分。2．关于发光二极管，下列说法正确的是(

)A．发光二极管能发光，不具有单向导电性B．发光二极管能直接把电能转化成光能C．发光二极管只要在两端加有正向电压，就可以发光D．发光二极管只有加正向电压时，才有可能发光解析：发光二极管和普通二极管一样，都具有单向导电性，A错误；都是由半导体材料制成的，只有当两端加正向电压时，才可能处于导通状态，才可能发光，但不一定发光，要求达到一定的电压值，故C错误，D正确；它能直接把电能转化为光能，B正确．答案：BD第二十四页，编辑于星期五：二十二点一分。3．在制作光控电路实验中，某同学按电路图将元件安装完毕后，发现将装置置入黑暗环境中，接通电源，灯泡不发光，原因可能是(

)A．二极管两极接反B．电阻R与光敏电阻位置颠倒C．电阻R阻值太小D．灯泡被断路第二十五页，编辑于星期五：二十二点一分。解析：若二极管接反，正半周期，光敏电阻上电压几乎为零．负半周期，光敏电阻上为负向电压，都无法触发晶闸管导通，所以A正确．若电阻R与光敏电阻位置颠倒，则光线较强时，光敏电阻阻值小，电阻R上电压较高，晶闸管获正向电压导通；而夜晚时，光敏电阻阻值大，电阻R上电压较低，无法触发晶闸管导通，B正确．若电阻R阻值太小，光敏电阻会一直获较高的正向电压使晶闸管导通，灯泡一直处于发光状态，C错误．若灯泡断路时，则不会发光，D正确，所以A、B、D正确．答案：ABD第二十六页，编辑于星期五：二十二点一分。4．在制作光控电路实验中，某同学按图所示电路将元件安装完毕后，发现将装置置入黑暗环境中接通电源时，灯泡不发光，原因可能是(

)A．二极管两极接反 B．R1与RG位置颠倒C．R1阻值太小 D．灯泡被断路第二十七页，编辑于星期五：二十二点一分。解析：电路分析及各元件的作用．答案：ABD第二十八页，编辑于星期五：二十二点一分。第二十九页，编辑于星期五：二十二点一分。A．琴弦振动时，线圈中产生的感应电流是恒定的B．琴弦振动时，线圈中产生的感应电流大小变化、方向不变C．琴弦振动时，线圈中产生的感应电流大小不变、方向变化D．琴弦振动时，线圈中产生的感应电流大小和方向都会发生变化解析：因为琴弦是来回振动的，由右手定则可以判定其感应电流的方向会变化，琴弦的振动速度大小也在不断改变，所以感应电流大小也是变化的．故D正确，A、B、C错误．答案：D第三十页，编辑于星期五：二十二点一分。6．如图所示，是工业生产中大部分光电控制设备用到的光控继电器的示意图，它由电源、光电管、放大器、电磁继电器等几部分组成．(1)示意图中，a端就是电源________极