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.ppt

自主学习 基础知识 3实验 传感器的应用 合作探究 重难疑点 一 实验原理1 光控开关 1 电路如图6 3 1所示 图6 3 1 2 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会突然从高电平跳到低电平 0 25v 而当输入端a的电压下降到另一个值 0 8v 的时候 y会从低电平跳到高电平 3 4v 3 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a的电压较低 则输出端y输出高电平 发光二极管led不导通 当天暗到一定程度时 rg阻值增大到一定值 斯密特触发器的输入端a的电压上升到1 6v 输出端y突然从高电平跳到低电平 则发光二极管led导通发光 相当于路灯 这样就达到了使路灯天明时自动熄灭 天暗时自动开启的目的 2 温度报警器 1 电路如图6 3 2所示 图6 3 2 2 工作原理 常温下 调节r1的阻值使斯密特触发器输入端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的电压升高 当达到某一值 高电平 时 其输出端y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 可以通过调节r1来调节蜂鸣器的灵敏度 二 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 6v0 3a 可变电阻r1 最大阻值51k 电阻r2 330 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1k 集成电路实验板 直流电源 5v 导线若干 烧杯 盛有热水 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 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 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 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 三 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 实验探究一光控电路的分析如图6 3 3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 图6 3 3 解析 天较亮时 光敏电阻rg阻值较小 斯密特触发器输入端a电势较低 则输出端y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rg电阻增大 斯密特触发器输入端a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a 电磁继电器工作 接通工作电路 使路灯自动开启 天明后 rg阻值减小 斯密特触发器输入端a电势逐渐降低 降到一定值 输出端y突然由低电平跳到高电平 则线圈a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 答案 见解析 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 1 如图6 3 4甲所示为斯密特触发器 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会突然从高电平跳到低电平 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 如图6 3 4乙所示为一光控电路 用发光二极管led模仿路灯 rg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是 图6 3 4 a 斯密特触发器的作用是将数字信号转换为模拟信号b 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r1的阻值调大些d 当输出端y突然从高电平跳到低电平时 二极管发光 解析 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 a项说法错误 b项说法正确 把r1的阻值调大些 只有rg的阻值达到更大 才能使斯密特触发器的a端电压达到某个值 1 6v 即天更暗时才能使路灯亮 当输出端y突然跳到低电平时 发光二极管导通发光 c d项说法正确 答案 a 2 多选 如图6 3 5所示的光控电路用发光二极管led模拟路灯 rg为光敏电阻 a为斯密特触发器输入端 在天黑时路灯 发光二极管 会点亮 下列说法正确的是 图6 3 5 a 天黑时 y处于高电平b 天黑时 y处于低电平c 当r1调大时 天更暗时 灯 发光二极管 点亮d 当r1调大时 天较亮时 灯 发光二极管 就能点亮 解析 天黑时 rg阻值增大到一定值 斯密特触发器输入端a的电压上升到某个值 输出端y突然由高电平跳到低电平 r1调大时 a端电压降低 只有天更暗时 rg电阻更大时 路灯才点亮 故b c正确 答案 bc 实验探究二温控电路分析现有热敏电阻 电炉丝 电源 电磁继电器 滑动变阻器 开关和导线若干 如图6 3 6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 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 图6 3 6 解析 热敏电阻rt与滑动变阻器及电磁继电器构成低压控制电路 电路图如图所示当温度低于某一值时 热敏电阻的阻值很大 流过电磁继电器的电流很小 继电器无法吸引衔铁p k处接通 电 炉丝处于加热状态 当温度高于某一值时 热敏电阻的阻值变得很小 通过电磁继电器的电流较大 继电器吸引衔铁p k处断开 电炉丝停止加热 答案 见解析 3 多选 如图6 3 7是温度报警器电路示意图 下列关于此电路的分析正确的是 图6 3 7 a 当rt的温度升高时 rt减小 a端电势降低 y端电势升高 蜂鸣器会发出报警声b 当rt的温度升高时 rt减小 a端电势升高 y端电势降低 蜂鸣器会发出报警声c 当增大r1时 a端电势升高 y端电势降低 蜂鸣器会发出报警声d 当增大r1时 a端电势降低 y端电势升高 蜂鸣器会发出报警声 解析 由于温度升高时 rt变小 a端电势升高而y端电势降低 蜂鸣器发声报警 则b项正确而a项错误 又由于rt与r1是串联关系 当r1增大时 a端电势升高而y端电势降低 蜂鸣器会发声报警 故c项正确而d项错误 答案 bc 4 如图6 3 8所示 1是弹簧 2是衔铁 3是触点 4是电磁铁 5是热敏电阻 6是滑动变阻器 7是电铃 它们组成一种温度自动报警电路 说明这种