3．利用傳感器制作簡單的自動控制裝置
【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1．了解門窗防盜報警裝置的原理。2．了解光控開關(guān)的原理。3．通過練習(xí)電子電路的組裝，獲得對自動控制電路的感性認(rèn)識。
一、實驗?zāi)康?．了解門窗防盜報警裝置和光控開關(guān)的工作原理。2．練習(xí)用傳感器制作自動控制設(shè)備。二、實驗器材干簧管SA、繼電器、發(fā)光二極管LED、電阻R(330 Ω)、蜂鳴器H(有源型)、干電池(6 V)、小磁體、開關(guān)。
三、實驗電路圖門窗防盜報警裝置電路圖如圖所示。
四、工作原理閉合電路開關(guān)S，系統(tǒng)處于防盜狀態(tài)。當(dāng)門窗緊閉時，磁體M靠近干簧管SA，干簧管兩個簧片被磁化相吸而接通繼電器線圈K，使繼電器工作。繼電器的動觸點c與常開觸點a接通，發(fā)光二極管LED發(fā)光，顯示電路處于正常工作狀態(tài)。若門窗被盜賊開啟時，磁體離開干簧管，干簧管失磁斷開，繼電器被斷電。繼電器的動觸動點c與常閉觸點b接通，蜂鳴器H發(fā)聲報警。干簧管在電路中起傳感器和控制開關(guān)的作用，繼電器則相當(dāng)于一個自動的雙向開關(guān)。
五、實驗操作(1)連接電路前，要先判斷一下干簧管是否可以正常工作。用磁體直接靠近干簧管，觀察簧片能否正常動作。(2)確定各元件可以正常工作后，按照電路圖連接電路。(3)接通電源后，將磁體靠近和離開干簧管，分別觀察實驗現(xiàn)象。
把蜂鳴器、光敏電阻、干簧管繼電器開關(guān)(干簧管和繞在干簧管外的線圈組成如圖乙所示)、電源連成電路如甲圖所示，制成光電報警裝置，設(shè)計要求：當(dāng)有光照時，蜂鳴器發(fā)聲，當(dāng)沒有光照或者光照很弱時，蜂鳴器不發(fā)生，電路已經(jīng)連接一部分，請將電路連接完整。
思路引導(dǎo)：解本題需理解以下兩個問題：(1)光敏電阻的特性是什么？(2)干簧管繼電器開關(guān)的工作原理是什么？
解析：電池、光敏電阻與開關(guān)及干簧管繼電器開關(guān)的外面線圈兩個接線構(gòu)成一個回路；而另一組電池、蜂鳴器與干簧管繼電器開關(guān)里面的兩個接線構(gòu)成又一個回路。當(dāng)有光照時，光敏電阻變小，使得干簧管繼電器開關(guān)存在磁場，導(dǎo)致開關(guān)接通，最終使得蜂鳴器發(fā)聲；若沒有磁場時，開關(guān)自動斷開。連接如圖所示。
1.圖示是一位同學(xué)設(shè)計的防盜門報警器的簡化電路示意圖。門打開時，紅外光敏電阻R3受到紅外線照射，電阻減??；門關(guān)閉會遮蔽紅外線源(紅外線源沒有畫出)。經(jīng)實際試驗，燈的亮滅能反映門的開關(guān)狀態(tài)。門打開時兩燈的發(fā)光情況以及R2兩端電壓UR2與門關(guān)閉時相比(　　)A．紅燈亮，UR2變大B．綠燈亮，UR2變大C．綠燈亮，UR2變小D．紅燈亮，UR2變小
一、實驗?zāi)康哪M光控路燈根據(jù)光照的變化自動開啟或關(guān)閉。二、實驗器材可調(diào)電阻、限流電阻、光敏電阻、暗電阻、亮電阻、三極管、發(fā)光二極管、繼電器、小燈泡、二極管、電源。
三、電路圖實驗電路圖如圖所示。
四、工作原理當(dāng)環(huán)境光比較強時，光敏電阻RG的阻值很小，三極管不導(dǎo)通，發(fā)光二極管或繼電器所在的回路相當(dāng)于斷路，即發(fā)光二極管不工作；繼電器處于常開狀態(tài)，小燈泡L不亮。當(dāng)環(huán)境光比較弱時，光敏電阻RG的阻值變大，三極管導(dǎo)通，且獲得足夠的基極電流，產(chǎn)生較大的集電極電流，點亮發(fā)光二極管或驅(qū)動繼電器吸合而點亮小燈泡L。
五、實驗操作1．按照電路圖連接電路，檢查無誤后，接通電源。2．讓光敏電阻RG受到白天較強的自然光照射，調(diào)節(jié)電阻R1使發(fā)光二極管LED或小燈泡L剛好不發(fā)光。3．遮擋RG，當(dāng)光照減弱到某種程度時，就會看到發(fā)光二極管LED或小燈泡L發(fā)光。4．讓光照加強，當(dāng)光照強到某種程度時，則發(fā)光二極管LED或小燈泡L熄滅。如果實驗現(xiàn)象不明顯，可用手電筒加強光照，或遮蓋光敏電阻，再進(jìn)行觀察。
如圖1所示為一測量硫化鎘光敏電阻特性的實驗電路，電源電壓恒定，電流表內(nèi)阻不計，開關(guān)閉合后，調(diào)節(jié)滑動變阻器滑片，使小燈泡發(fā)光逐漸增強，測得流過電阻的電流和光強的關(guān)系曲線如圖2所示，試根據(jù)這一特性用圖3中給定的器材設(shè)計一個自動光控電路。
思路引導(dǎo)：光傳感器是重要的傳感器之一，人們運用硫化鎘對可見光敏感的特性，制作路燈自動開關(guān)、光照自動調(diào)節(jié)裝置等自控設(shè)備，利用某些半導(dǎo)體材料對紅外光敏感的特性，制作遙控設(shè)備，廣泛地應(yīng)用在電視機、錄像機、空調(diào)、影碟機等家用電器的操作中，由于對紅外光敏感的元件對可見光不敏感，用它制作的裝置不受可見光影響，因此它的應(yīng)用十分廣泛。
解析：由光敏電阻的特性曲線可以看出，當(dāng)入射光增強時，光敏電阻的阻值減小，流過光敏電阻的電流增大。根據(jù)題意設(shè)計一個路燈自動控制電路如圖所示。
控制過程是：當(dāng)有光照時，光電流經(jīng)過放大器輸出一個較大的電流，驅(qū)動電磁繼電器吸合使兩個常閉觸點斷開，當(dāng)無光照時，光電流減小，放大器輸出電流減小，電磁繼電器釋放銜鐵，使兩個常閉觸點閉合，控制路燈電路接通，路燈開始工作。
2.如圖所示是會議室和賓館房間的天花板上裝有的火災(zāi)報警器的結(jié)構(gòu)原理圖：罩內(nèi)裝有發(fā)光二極管LED、光電三極管和不透明的擋板。平時光電三極管接收不到LED發(fā)出的光呈現(xiàn)高電阻狀態(tài)，發(fā)生火災(zāi)時，下列說法正確的是(　　)A．進(jìn)入罩內(nèi)的煙霧遮擋了光線，使光電三極管電阻更大，檢測電路檢測出變化發(fā)出警報B．發(fā)生火災(zāi)時，光電三極管溫度升高，電阻變小，檢測電路檢測出變化發(fā)出警報C．發(fā)生火災(zāi)時，進(jìn)入罩內(nèi)的煙霧對光有散射作用，部分光線照到光電三極管上，電阻變小，發(fā)出警報D．以上說法均不正確
解析：由報警器的原理可知，發(fā)生火災(zāi)時煙霧進(jìn)入罩內(nèi)，使光發(fā)生散射，部分光線照在光電三極管上電阻變小，與傳感器相連的電路檢測出這種變化，發(fā)出警報，C對。
1．(2020·山東省青州一中高二上學(xué)期檢測)圖為用電源、電磁繼電器、滑動變阻器、綠燈泡、小電鈴、半導(dǎo)體熱敏電阻、開關(guān)、導(dǎo)線等組成的一個高溫報警器電路圖，要求是：正常情況綠燈亮，有險情時電鈴報警，則圖中的甲、乙、丙分別是(　　)A．小電鈴、熱敏電阻、綠燈泡B．熱敏電阻、小電鈴、綠燈泡C．綠燈泡、小電鈴、熱敏電阻D．熱敏電阻、綠燈泡、小電鈴
解析：根據(jù)要求，在常溫下熱敏電阻甲阻值較大，電磁鐵磁性較弱，不能將銜鐵吸下，此時綠燈所在電路接通，綠燈亮，所以丙為是綠燈；溫度升高，熱敏電阻阻值較小，控制電路電流增大時，電磁鐵磁性增大，將銜鐵吸下，丙電路斷開，乙電路接通電鈴響，所以乙為小電鈴；由以上的分析可知，甲是半導(dǎo)體熱敏電阻。故選B。
2．(2021·山西省呂梁市高三模擬)電控調(diào)光玻璃能根據(jù)光照強度自動調(diào)節(jié)玻璃的透明度，將光敏電阻Rx和定值電阻R0接在9 V的電源上，光敏電阻阻值隨光強變化關(guān)系如表所示：
“光強”是表示光強弱程度的物理量，符號為E，單位為坎德拉(cd)(1)當(dāng)光照強度為4坎德拉(cd)時光敏電阻Rx的阻值大小為________Ω。
(2)其原理是光照增強，光敏電阻Rx阻值變小，施加于玻璃兩端的電壓降低，玻璃透明度下降，反之則玻璃透明度上升。若電源電壓不變，R0是定值電阻，則下列電路圖中符合要求的是___(填符號)。
3．(2021·陜西省咸陽市實驗中學(xué)高二下學(xué)期檢測)(1)熱敏電阻常用于溫度控制或過熱保護(hù)裝置中。圖甲為某種熱敏電阻和金屬熱電阻的阻值R隨溫度t變化的示意圖。由圖可知，這種熱敏電阻在溫度上升時導(dǎo)電能力______(選填“增強”或“減弱”)；相對金屬熱電阻而言，熱敏電阻對溫度變化的響應(yīng)更敏感。
(2)利用傳感器可以探測、感受外界的信號、物理條件等。圖乙所示為某同學(xué)用傳感器做實驗得到的小燈泡的U－I關(guān)系圖線。
a．實驗室提供的材有：電流傳感器、電壓傳感器、滑動變阻器A(阻值范圍0～10 Ω)、滑動變阻器B(阻值范圍0～100 Ω)、電動勢為6 V的電源(不計內(nèi)阻)、小燈泡、開關(guān)、導(dǎo)線若干。該同學(xué)做實驗時，滑動變阻器選用的是___(選填“A”或“B”)；請在圖丙的方框中完成該實驗的電路圖；
b．將該小燈泡接入如圖丁所示的電路中，已知電流傳感器的示數(shù)為0.3 A，電源電動勢為3 V。則此時小燈泡的電功率為__________W，電源的內(nèi)阻為________Ω。(各保留兩位有效數(shù)字)
解析：(1)由圖甲所示圖像可知，熱敏電阻阻值隨溫度升高而減小，由此可知，這種熱敏電阻在溫度上升時導(dǎo)電能力增強。(2)a.為方便實驗操作，滑動變阻器可以選A；小燈泡電阻較小，電流傳感器應(yīng)采用外接法，描繪小燈泡伏安特性曲線，電壓與電流應(yīng)從零開始變化，滑動變阻器應(yīng)采用分壓接法，電路圖如圖所示；

相關(guān)課件

高中物理人教版 (2019)選擇性必修 第二冊第五章 傳感器3 利用傳感器制作簡單的自動控制裝置集體備課ppt課件：

這是一份高中物理人教版 (2019)選擇性必修 第二冊第五章 傳感器3 利用傳感器制作簡單的自動控制裝置集體備課ppt課件，共45頁。PPT課件主要包含了實驗熱點?探究突破，實驗探究?方案梳理，隨堂訓(xùn)練，實驗器材，實驗2光控開關(guān)等內(nèi)容，歡迎下載使用。

物理選擇性必修 第二冊第五章 傳感器3 利用傳感器制作簡單的自動控制裝置作業(yè)課件ppt：

這是一份物理選擇性必修 第二冊第五章 傳感器3 利用傳感器制作簡單的自動控制裝置作業(yè)課件ppt，共36頁。PPT課件主要包含了核心概念規(guī)律再現(xiàn)，核心模型考點對點練，核心能力提升練等內(nèi)容，歡迎下載使用。

高中物理人教版 (2019)選擇性必修 第二冊3 利用傳感器制作簡單的自動控制裝置圖文課件ppt：

這是一份高中物理人教版 (2019)選擇性必修 第二冊3 利用傳感器制作簡單的自動控制裝置圖文課件ppt，共24頁。PPT課件主要包含了實驗器材和裝置，實驗操作，答案C等內(nèi)容，歡迎下載使用。

英語朗讀寶

相關(guān)課件 更多

高中物理人教版 (2019)選擇性必修 第二冊3 利用傳感器制作簡單的自動控制裝置教課內(nèi)容課件ppt

高中物理人教版 (2019)選擇性必修 第二冊3 利用傳感器制作簡單的自動控制裝置教課內(nèi)容課件ppt
高中物理第五章 傳感器3 利用傳感器制作簡單的自動控制裝置課前預(yù)習(xí)ppt課件

高中物理第五章 傳感器3 利用傳感器制作簡單的自動控制裝置課前預(yù)習(xí)ppt課件
選擇性必修 第二冊3 利用傳感器制作簡單的自動控制裝置教課內(nèi)容課件ppt

選擇性必修 第二冊3 利用傳感器制作簡單的自動控制裝置教課內(nèi)容課件ppt
2021學(xué)年第五章 傳感器3 利用傳感器制作簡單的自動控制裝置課堂教學(xué)課件ppt

2021學(xué)年第五章 傳感器3 利用傳感器制作簡單的自動控制裝置課堂教學(xué)課件ppt
資料下載及使用幫助
版權(quán)申訴
版權(quán)申訴
若您為此資料的原創(chuàng)作者，認(rèn)為該資料內(nèi)容侵犯了您的知識產(chǎn)權(quán)，請掃碼添加我們的相關(guān)工作人員，我們盡可能的保護(hù)您的合法權(quán)益。
入駐教習(xí)網(wǎng)，可獲得資源免費推廣曝光，還可獲得多重現(xiàn)金獎勵，申請 精品資源制作， 工作室入駐。
版權(quán)申訴二維碼
高中物理人教版 (2019)選擇性必修 第二冊電子課本

3 利用傳感器制作簡單的自動控制裝置

版本： 人教版 (2019)

年級： 選擇性必修 第二冊

切換課文
  • 課件
  • 教案
  • 試卷
  • 學(xué)案
  • 更多
所有DOC左下方推薦
歡迎來到教習(xí)網(wǎng)
  • 900萬優(yōu)選資源，讓備課更輕松
  • 600萬優(yōu)選試題，支持自由組卷
  • 高質(zhì)量可編輯，日均更新2000+
  • 百萬教師選擇，專業(yè)更值得信賴
微信掃碼注冊
qrcode
二維碼已過期
刷新

微信掃碼，快速注冊

手機號注冊
手機號碼

手機號格式錯誤

手機驗證碼 獲取驗證碼

手機驗證碼已經(jīng)成功發(fā)送，5分鐘內(nèi)有效

設(shè)置密碼

6-20個字符，數(shù)字、字母或符號

注冊即視為同意教習(xí)網(wǎng)「注冊協(xié)議」及「隱私條款」
QQ注冊
手機號注冊
微信注冊

注冊成功

返回
頂部