人教版物理选修3-2全册精品课件_第六章第三节

1、栏目栏目导引导引第六章传感器第六章传感器第三节实验：传感器的应用第三节实验：传感器的应用栏目栏目导引导引第六章传感器第六章传感器学习目标：学习目标：1.了解光控开关和温度报警器的工作原理了解光控开关和温度报警器的工作原理2利用斯密特触发器设计光控开关电路和温度报警器利用斯密特触发器设计光控开关电路和温度报警器3练习用传感器制作自动控制设备练习用传感器制作自动控制设备重点难点：重点难点：光控开关和温度报警器的工作原理光控开关和温度报警器的工作原理栏目栏目导引导引第六章传感器第六章传感器新知初探自主学习新知初探自主学习一、实验目的一、实验目的1.了解光控开关和温度报警器的工作原理了解光控开关和温度

2、报警器的工作原理2.练习用传感器制作自动控制设备练习用传感器制作自动控制设备二、实验器材二、实验器材1.光控开关实验：斯密特触发器、发光二极管、二光控开关实验：斯密特触发器、发光二极管、二极管、继电器、灯泡极管、继电器、灯泡(6 V，0.3 A)、可变电阻、可变电阻R1(最最大阻值大阻值51 k)、电阻、电阻R2(330 )、光敏电阻、集成、光敏电阻、集成电路实验板、直流电源电路实验板、直流电源(5 V)、导线若干、黑纸、导线若干、黑纸栏目栏目导引导引第六章传感器第六章传感器2.温度报警器实验：斯密特触发器、蜂鸣器、温度报警器实验：斯密特触发器、蜂鸣器、热敏电阻、可变电阻热敏电阻、可变电阻R1

3、(最大阻值最大阻值1 k)、集成、集成电路实验板、直流电源电路实验板、直流电源(5 V)、导线若干、烧、导线若干、烧杯杯(盛有热水盛有热水)三、实验步骤三、实验步骤1.光控开关实验步骤光控开关实验步骤(1)按照电路图将各元件组装到集成电路实验按照电路图将各元件组装到集成电路实验板上板上(2)检查各元件的连接，确保无误检查各元件的连接，确保无误栏目栏目导引导引第六章传感器第六章传感器(3)接通电源，调节电阻接通电源，调节电阻R1，使发光二极管或，使发光二极管或灯泡在普通光照条件下不亮灯泡在普通光照条件下不亮(4)用黑纸逐渐遮住光敏电阻，观察发光二极用黑纸逐渐遮住光敏电阻，观察发光二极管或灯泡的状

4、态管或灯泡的状态(5)逐渐撤掉黑纸，观察发光二极管或灯泡的逐渐撤掉黑纸，观察发光二极管或灯泡的状态状态2.温度报警器实验步骤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按照电路图将各元件组装到集成电路实验板上板上栏目栏目导引导引第六章传感器第六章传感器(2)检查各元件的连接，确保无误检查各元件的连接，确保无误(3)接通电源、调节电阻接通电源、调节电阻R1，使蜂鸣器常温下，使蜂鸣器常温下不发声不发声(4)用热水使热敏电阻的温度升高，注意蜂鸣用热水使热敏电阻的温度升高，注意蜂鸣器是否发声器是否发声(5)将热敏电阻从热水中取出，注意蜂鸣器是将热敏电阻从热水中取出，注意蜂鸣器是否发声否

5、发声四、注意事项四、注意事项1.安装前，对器材进行测试，确保各元件性能安装前，对器材进行测试，确保各元件性能良好后，再进行安装良好后，再进行安装栏目栏目导引导引第六章传感器第六章传感器2.光控开关实验中，二极管连入电路的极性不能光控开关实验中，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光控开关实验中要想天更暗时“路灯路灯”才会亮，才会亮，应该把应该把R1的阻值调大些的阻值调大些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，应该把时报警，应该把R1的阻值调大些的阻值调大些栏目栏目导引

6、导引第六章传感器第六章传感器要点探究讲练互动要点探究讲练互动要点要点1光控开关光控开关1.电路图电路图如图如图631所示的光控电路，用发光二极管所示的光控电路，用发光二极管LED模仿路灯，模仿路灯，RG为光敏电阻，为光敏电阻，R1的最大电的最大电阻为阻为51 k，R2为为330 . 图图631栏目栏目导引导引第六章传感器第六章传感器2.工作原理工作原理白天，光强度较大，光敏电阻白天，光强度较大，光敏电阻RG电阻值较小，电阻值较小，加在斯密特触发器加在斯密特触发器A端的电压较低，则输出端端的电压较低，则输出端Y输出高电平，发光二极管输出高电平，发光二极管LED不导通；当天色暗不导通；当天色暗到一

7、定程度时，到一定程度时，RG的阻值增大到一定值，斯密特的阻值增大到一定值，斯密特触发器的输入端触发器的输入端A的电压上升到某个值的电压上升到某个值(1.6 V)，输，输出端出端Y突然从高电平跳到低电平，则发光二极管突然从高电平跳到低电平，则发光二极管LED导通发光导通发光(相当于路灯亮了相当于路灯亮了)，这样就达到了使，这样就达到了使路灯天明熄灭，天暗自动开启的目的它是用来路灯天明熄灭，天暗自动开启的目的它是用来控制路灯自动亮、熄的控制装置控制路灯自动亮、熄的控制装置栏目栏目导引导引第六章传感器第六章传感器3.发光时间调节发光时间调节要想在天更暗时路灯才会亮，应该把要想在天更暗时路灯才会亮，应

8、该把R1的阻的阻值调大些，这样要使斯密特触发器的输入端值调大些，这样要使斯密特触发器的输入端A电压达到某个值电压达到某个值(如如1.6 V)，就需要，就需要RG的阻值的阻值达到更大，即天色更暗达到更大，即天色更暗如图如图632所示是用斯密特触发器控所示是用斯密特触发器控制某宿舍楼道内照明灯的示意图，试说明其制某宿舍楼道内照明灯的示意图，试说明其工作原理工作原理例例1栏目栏目导引导引第六章传感器第六章传感器图图632栏目栏目导引导引第六章传感器第六章传感器【精讲精析精讲精析】天较亮时，光敏电阻天较亮时，光敏电阻RG阻值阻值较小，斯密特触发器输入端较小，斯密特触发器输入端A电势较低，则输电势较低，

9、则输出端出端Y输出高电平，线圈中无电流，工作电路输出高电平，线圈中无电流，工作电路不通不通天较暗时，光敏电阻天较暗时，光敏电阻RG电阻增大，斯密特触电阻增大，斯密特触发器输入端发器输入端A电势升高，当升高到一定值，输电势升高，当升高到一定值，输出端出端Y由高电平突然跳到低电平，有电流通过由高电平突然跳到低电平，有电流通过线圈线圈A，电磁继电器工作，接通工作电路，使，电磁继电器工作，接通工作电路，使照明灯自动开启照明灯自动开启栏目栏目导引导引第六章传感器第六章传感器天明后，天明后，RG阻值减小，斯密特触发器输入端阻值减小，斯密特触发器输入端A电势逐渐降低，降到一定值，输出端电势逐渐降低，降到一定

10、值，输出端Y突然由突然由低电平跳到高电平，则线圈低电平跳到高电平，则线圈A不再有电流，电不再有电流，电磁继电器自动切断工作电路的电源，照明灯磁继电器自动切断工作电路的电源，照明灯熄灭熄灭【答案答案】见精讲精析见精讲精析【规律总结规律总结】斯密特触发器是具有特殊功斯密特触发器是具有特殊功能的非门，它可以将连续变化的输入信号变能的非门，它可以将连续变化的输入信号变成突变的输出信号成突变的输出信号. 光控开关的敏感元件是光光控开关的敏感元件是光敏电阻，光照越强，其电阻阻值越小敏电阻，光照越强，其电阻阻值越小栏目栏目导引导引第六章传感器第六章传感器要点要点2温度报警器温度报警器1.电路图电路图(如图如

11、图633所示所示)图图633栏目栏目导引导引第六章传感器第六章传感器2.工作原理工作原理常温下，调整常温下，调整R1的阻值使斯密特触发器的输入的阻值使斯密特触发器的输入端端A处于低电平，则输出端处于低电平，则输出端Y处于高电平，无电处于高电平，无电流通过蜂鸣器，蜂鸣器不发声；当温度升高时流通过蜂鸣器，蜂鸣器不发声；当温度升高时,热敏电阻热敏电阻RT阻值减小，斯密特触发器输入端阻值减小，斯密特触发器输入端A电势升高，当达到某一值电势升高，当达到某一值(高电平高电平)，其输出端由，其输出端由高电平跳到低电平，蜂鸣器通电，从而发出报高电平跳到低电平，蜂鸣器通电，从而发出报警声，警声，R1的阻值不同，

12、则报警温度不同的阻值不同，则报警温度不同栏目栏目导引导引第六章传感器第六章传感器3.报警温度高低的调节报警温度高低的调节要使热敏电阻在感测到更高的温度时才报警要使热敏电阻在感测到更高的温度时才报警,应减小应减小R1的阻值，的阻值，R1阻值越小，要使斯密特触阻值越小，要使斯密特触发器输入端达到高电平，则热敏电阻阻值要发器输入端达到高电平，则热敏电阻阻值要求越小，报警温度越高求越小，报警温度越高图图634栏目栏目导引导引第六章传感器第六章传感器(2012太原五中高二月考太原五中高二月考)如图如图634所示是温度报警器电路示意图，下列关于对所示是温度报警器电路示意图，下列关于对此电路的分析正确的是此

13、电路的分析正确的是()A当当RT的温度升高时，的温度升高时，RT减小，减小，A端电势降端电势降低，低，Y端电势升高，蜂鸣器会发出报警声端电势升高，蜂鸣器会发出报警声B当当RT的温度升高时，的温度升高时，RT减小，减小，A端电势升端电势升高，高，Y端电势降低，蜂鸣器会发出报警声端电势降低，蜂鸣器会发出报警声C当增大当增大R1时，时，A端电势升高，端电势升高，Y端电势降端电势降低，蜂鸣器会发出报警声低，蜂鸣器会发出报警声D当增大当增大R1时，时，A端电势降低，端电势降低，Y端电势升端电势升高，蜂鸣器会发出报警声高，蜂鸣器会发出报警声例例2栏目栏目导引导引第六章传感器第六章传感器【精讲精析精讲精析】

14、当当RT温度升高时，电阻减小，温度升高时，电阻减小，A点电势升高到某一数值，点电势升高到某一数值，Y端电势突然降低，蜂端电势突然降低，蜂鸣器导通发出警报，鸣器导通发出警报，A错，错，B对当增大对当增大R1时时,A端端电势升高到某一数值，电势升高到某一数值，Y端电势突然降低，电流端电势突然降低，电流通过蜂鸣器，发出报警声，通过蜂鸣器，发出报警声，C对，对，D错错【答案答案】BC栏目栏目导引导引第六章传感器第六章传感器热点示例创新拓展热点示例创新拓展电磁继电器与自动控制电磁继电器与自动控制 敏感元件所在电路的电流一般很小，在实际敏感元件所在电路的电流一般很小，在实际中往往用敏感元件去控制大电流，这

15、就用到中往往用敏感元件去控制大电流，这就用到电磁继电器，对电磁继电器一定要弄清两部电磁继电器，对电磁继电器一定要弄清两部分电路分电路低压控制电路和高压工作电路，敏低压控制电路和高压工作电路，敏感元件一定要在低压控制电路中感元件一定要在低压控制电路中栏目栏目导引导引第六章传感器第六章传感器经典案例经典案例图图635栏目栏目导引导引第六章传感器第六章传感器气体传感器利用物质的化学反应将某种气体的浓度转换成电信号气体传感器利用物质的化学反应将某种气体的浓度转换成电信号输出，如图所示输出，如图所示,B为将可燃气体或有毒气体为将可燃气体或有毒气体(CO，CH4瓦斯煤气瓦斯煤气)浓浓度较换为电信号的传感器，简称电子鼻度较换为电信号的传感器，简称电子鼻,根据如下材料，根据如下材料，U220 V电源，电源，M排风扇、