山东省临清实验高中物理 第六章第4节传感器的应用实验学案 新人教版选修32.doc

学校：实验高中 学科：物理 编写人：张洁 审稿人：刘云涛选修3-2第六章第4节：传感器的应用实验学案一、预习目标1、知道二极管的单向导电性和发光二极管的发光特性。2、知道晶体三极管的放大特性。3、掌握逻辑电路的基本知识和基本应用。二、预习内容1、普通二极管和发光二极管 特点：作用：2晶体三极管 特点：作用：3逻辑电路逻辑门电路符号图包括与门，或门，非门， （1）与逻辑对于与门电路，只要一个输入端输入为0，则输出端一定是 ，只有当所有输入端输入都同为 时，输出才是1.（2）或逻辑对于或门电路，只要一个输入端输入为1，则输出一定是 ，反之，只有当所有输入端都为 时，输出端才是0.（3）.非门电路对于非门电路，当输入为0时，输出总是 ，当输入为1时，输出反而是 ，非门电路也称反相器。（4）.斯密特电路：斯密特触发器是特殊的 电路，当加在它的输入端a的电压逐渐上升到某个值 v时，输出端y会突然从高电平调到低电平 v，而当输入端a的电压下降到另一个值的时候 v，y会从低电平跳到高电平 v。斯密特触发器可以将连续变化的模拟信号转换为 的 信号。而这正是进行光控所需要的。ledr2r1rgay+5v4 应用实例 （1）、光控开关电路组成： 触发器，电阻，发光二极管led模仿路灯，滑线变阻器，定值电阻，电路如图所示。工作原理： (2)温度报警器（热敏电阻式报警器）结构组成：斯密特触发器， 电阻，蜂鸣器，变阻器，定值电阻，如图所示。r1rtay+5v工作原理：三、提出疑惑同学们，通过你的自主学习，你还有哪些疑惑，请把它填在下面的表格中疑惑点疑惑内容课内探究学案一、学习目标1、知道二极管的单向导电性和发光二极管的发光特性。2、知道晶体三极管的放大特性。3、掌握逻辑电路的基本知识和基本应用。二、学习过程探究一：（！）普通二极管和发光二极管 1、二极管具有单向导电性 2、发光二极管除了具有单向导电性外，导电时还能发光，普通发光二极管使用磷化镓或磷砷化镓等半导体材料制成，直接将电能转化为光能，该类发光二极管的正向导通电压大于1.8v。 （2） 晶体三极管 1、三极管具有电流放大作用。2、晶体三极管能够将微弱的信号放大，晶体三极管的三个极分别是发射极e，基极b和集电极c。3、传感器输出的电流和电压很小，用一个三极管可以放大几十倍或几百倍，三极管的放大作用表现为基极b的电流对集电极c的电流起了控制作用。（三）逻辑电路逻辑门电路符号图包括与门，或门，非门， 1与逻辑对于与门电路，只要一个输入端输入为0，则输出端一定是0，只有当所有输入端输入都同为1时，输出才是1.2或逻辑对于或门电路，只要一个输入端输入为1，则输出一定是1，反之，只有当所有输入端都为0时，输出端才是0.3.非门电路对于非门电路，当输入为0时，输出总是1，当输入为1时，输出反而是0，非门电路也称反相器。4.斯密特电路：斯密特触发器是特殊的非门电路，当加在它的输入端a的电压逐渐上升到某个值1.6v时，输出端y会突然从高电平调到低电平0.25v，而当输入端a的电压下降到另一个值的时候0.8v，y会从低电平跳到高电平3.4v。斯密特触发器可以将连续变化的模拟信号转换为突变的数字信号。而这正是进行光控所需要的。ledr2r1rgay+5v探究点二：应用实例1、光控开关电路组成：斯密特触发器，光敏电阻，发光二极管led模仿路灯，滑线变阻器，定值电阻，电路如图所示。工作原理：天明时，rg变小，流过r1的电流变大，a端输入电压降低到0.8v，y会从低电平跳到高电平3.4v，led上的电压低于正向导通电压1.8v，led不会发光，当天色暗到一定程度时，rg变大，输入端a的电压升高到某一个值1.6v时，输出端y突然从高电平跳到低电平0.25v，此时加在led上的正向电压大于导通电压1.8v，二极管led发光。特别提醒：要想在天暗时路灯才会亮，应该把r1的阻值调大一些，这样要使斯密特触发器的输入端a电压达到某个值1.6v，就需要rg的阻值达到更大，即天色更暗。 拓展：如果电路不用发光二极管来模拟，直接用在电路中，就必须用到电磁继电器。如下图。r1rgay+5v高压工作电路220v2温度报警器（热敏电阻式报警器）结构组成：斯密特触发器，热敏电阻，蜂鸣器，变阻器，定值电阻，如图所示。r1rtay+5v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），其输出端由高电平调到低电平，蜂鸣器通电，从而发出报警声，r1的阻值不同，则报警器温度不同。特别提示：要使热敏电阻在感测到更高的温度时才报警，应该减小r1的阻值，r1阻值越小，要使斯密特触发器输入达到高电平，则热敏电阻阻值要求越小，即温度越高。3、 反思总结本节课主要学习了以下几个问题：1、 二极管的特点和作用：2、 三极管的特点和作用：3、 斯密特触发器的特点和作用：4、 当堂检测1测温仪使用的是（ ）a光传感器 b红外线传感器c温度传感器 d超声波传感器2下列器件是应用光传感器的是（ ）a鼠标器 b火灾报警器c测温仪 d电子秤3鼠标器使用的是（ ）a压力传感器 b温度传感器c光传感器 d红外线传感器4关于电饭锅的说法正确的是（ ）a电饭锅中的温度传感器其主要元件是氧化铁b铁氧体在常温下具有铁磁性，温度很高时失去铁磁性c用电饭锅烧水，水开时能自动断电d用电饭锅煮饭时，若温控开关自动断电后，它不能自动复位5应用温度传感器可以远距离读取温度的数值，这是把_转变为_的一大优点6测温仪中的测温元件可以是热敏电阻、_、热电偶等，还可以是_等7如图，将万用表的选择开关置于欧姆挡，再将电表的两支表笔分别与光敏电阻rg的两端相连，这时表针恰好指在刻度盘的中央若用不透光的黑纸将rg包裹起来，表针将向_（填“左”或“右”）转动；若用手电筒光照射rg，表针将向_（填“左”或“右”）转动8简单地说，光敏电阻就是一个简单的_传感器，热敏电阻就是一个简单的_传感器9机械式鼠标器的内部中的光传感器接收到的是断续的_，输出相应的_信号10烟雾散射式火灾报警器内装有发光二极管led、光电三极管和不透明的挡板平常光电三极管收不到led发出的光，呈现_电阻状态当有烟雾时因其对光的散射作用，使部分光线照射到光电三极管上，其电阻变_与传感器连接的电路检测出这种变化，就会发出警报课后练习与提高1如图是利用光敏电阻自动计数的示意图，其中a是发光仪器，b是接收光信号的仪器，b中的主要元件是光电传感器光敏电阻试简要叙述自动计数的原理2如图所示，r1、r2为定值电阻，l为小灯泡，r3为光敏电阻当照射光强度增大时（ ）a电压表的示数增大 br2中电流减小c小灯泡的功率增大 d电路的路端电压降低3在电熨斗中装有双金属片温度传感器，请简要叙述一下电熨斗如何自动控制温度4设计制作一个温度自动控制装置（温控报警器）：自己设计一个由热敏电阻作为传感器的简单自动控制实验在图6-3-6中画出设计电路，并进行连接答案：当堂检测1、答案：c2、答案：ab3、答案：c4、答案：bd5、答案：非电学量 电学量6、答案：金属热电阻 红外线敏感元件7、答案：左 右8、答案：光电 热电9、答案：红外线脉冲 电脉冲10、答案：高 小课后练习与提高1、答案：当传送带上没有物品挡住由a射向b的光信号时，光敏电阻的阻值变小，供给信号处理系统的电压变低；当传送带上有物品挡住由a射向b的信号时，光敏电阻的阻值变大，供给信号处理系统的电压变高这种高低交替变化的信号经过