高中物理人教版(2019)選擇性必修-第二冊(cè)-5.3-利用傳感器制作簡(jiǎn)單的自動(dòng)控制裝置-學(xué)案設(shè)計(jì)(無(wú)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上利用傳感器制作簡(jiǎn)單的自動(dòng)控制裝置【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1知道干簧管、光敏電阻、三極管、二極管、電磁繼電器的功能。2會(huì)利用傳感器制作簡(jiǎn)單的自動(dòng)控制裝置?！緦W(xué)習(xí)重點(diǎn)】門(mén)窗防盜報(bào)警裝置和光控開(kāi)關(guān)的工作原理?！緦W(xué)習(xí)難點(diǎn)】根據(jù)已知的傳感器設(shè)計(jì)門(mén)窗防盜報(bào)警裝置和光控開(kāi)關(guān)的電路?！緦W(xué)習(xí)過(guò)程】一、器材介紹1二極管：?jiǎn)蜗驅(qū)щ娦?，在正向電壓作用下電阻很小，處于_狀態(tài)；在反向電壓作用下電阻很大，處于_狀態(tài)。2三極管：全稱應(yīng)為半導(dǎo)體三極管，也稱雙極型晶體管、晶體三極管，是一種控制電流的半導(dǎo)體器件。其作用是_，也用作無(wú)觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)。3電磁繼電器：電磁繼電器是一種電子控制器件，它具有控制系統(tǒng)（輸入回路）和被控

2、制系統(tǒng)（輸出回路），通常應(yīng)用于自動(dòng)控制電路中，它實(shí)際上是用較小的電流、較低的電壓去控制較大電流、較高的電壓的一種“自動(dòng)開(kāi)關(guān)”。二、門(mén)窗防盜報(bào)警裝置1目標(biāo)效果：_。分析現(xiàn)象的實(shí)質(zhì)：_。根據(jù)實(shí)質(zhì)可以選擇使用_。2實(shí)驗(yàn)器材和裝置（1）繪制實(shí)驗(yàn)電路圖（2）實(shí)驗(yàn)器材：_。（3）電路工作原理閉合電路開(kāi)關(guān)S，系統(tǒng)處于_狀態(tài)。當(dāng)門(mén)窗緊閉時(shí)，磁體M靠近干簧管SA，干簧管_（接通/斷開(kāi)）。繼電器的動(dòng)觸點(diǎn)c與常開(kāi)觸點(diǎn)_接通，發(fā)光二極管LED_（發(fā)光/不發(fā)光）。當(dāng)門(mén)窗開(kāi)啟時(shí)，磁體離開(kāi)干簧管，干簧管_（接通/斷開(kāi)）。繼電器的動(dòng)觸點(diǎn)c與常閉觸點(diǎn)_接通，蜂鳴器H_（鳴叫/不鳴叫）。3實(shí)驗(yàn)操作（1）連接電路前，要先判斷一下干

3、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(dòng)作。（2）確定各元件可以正常工作后，按照電路圖所示連接電路。（3）接通電源后，將磁體靠近和離開(kāi)干簧管，分別觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。三、光控開(kāi)關(guān)1目標(biāo)效果：_。分析現(xiàn)象的實(shí)質(zhì)：_。根據(jù)實(shí)質(zhì)可以選擇使用_。2實(shí)驗(yàn)器材和裝置（1）繪制實(shí)驗(yàn)電路圖（2）實(shí)驗(yàn)器材：_。（3）電路工作原理當(dāng)環(huán)境光比較強(qiáng)時(shí)，光敏電阻RG的阻值_，三極管_，發(fā)光二極管或繼電器所在的回路相當(dāng)于_，即發(fā)光二極管_；繼電器處于常開(kāi)狀態(tài)，小燈泡L_。當(dāng)環(huán)境光比較弱時(shí)，光敏電阻RG的阻值_，三極管_，且獲得足夠的基極電流，產(chǎn)生較大的集電極電流，點(diǎn)亮發(fā)光二極管或驅(qū)動(dòng)繼電器吸合而點(diǎn)亮小燈泡

4、L。3實(shí)驗(yàn)操作（1）按照電路圖連接電路，檢查無(wú)誤后，接通電源。（2）讓光敏電阻RG受到白天較強(qiáng)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(shí)，就會(huì)看到發(fā)光二極管LED或小燈泡L發(fā)光。（4）讓光照加強(qiáng)，當(dāng)光照強(qiáng)到某種程度時(shí)，則發(fā)光二極管LED或小燈泡L熄滅。【鞏固練習(xí)】1某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)加速度計(jì)，如圖所示。較重的滑塊2可以在光滑的框架1中平移，滑塊兩側(cè)用彈簧3拉著；R為滑動(dòng)變阻器，4是滑動(dòng)片，它與電阻器任一端之間的電阻值都與它到這端的距離成正比。這個(gè)裝置就是一個(gè)加速度傳感器。兩個(gè)電池E的電壓相同。按圖連接電路后，電壓表指針的零點(diǎn)位于表盤(pán)中

5、央，當(dāng)P端的電勢(shì)高于Q端時(shí)，指針向零點(diǎn)右側(cè)偏轉(zhuǎn)。將框架固定在運(yùn)動(dòng)的物體上，當(dāng)物體具有圖示方向的加速度?時(shí)，電壓表的指針將向哪個(gè)方向偏轉(zhuǎn)？簡(jiǎn)述你分析的過(guò)程。2雙金屬溫度傳感器是將兩種具有不同熱膨脹系數(shù)的金屬貼合在一起制成的。當(dāng)它溫度升高時(shí)，兩種金屬伸長(zhǎng)不一樣而發(fā)生彎曲變形，使觸點(diǎn)接通或斷開(kāi)。日光燈啟動(dòng)器里就有一個(gè)雙金屬溫度傳感器。取一個(gè)報(bào)廢的日光燈啟動(dòng)器，去掉外殼，在充有氖氣的玻璃泡內(nèi)，有一個(gè)U形的雙金屬片，其旁邊有一根直立的金屬絲，兩者構(gòu)成一對(duì)觸點(diǎn)。常溫下兩觸點(diǎn)是分離的，溫度升高時(shí)，雙金屬片因形變而與金屬絲接觸。敲碎氖泡的玻璃，調(diào)節(jié)兩觸點(diǎn)之間的距離，使溫度升高到60時(shí)兩觸點(diǎn)恰好接通。請(qǐng)你利用這個(gè)雙金屬溫度傳感器，設(shè)計(jì)一個(gè)電熱水器自動(dòng)加熱的控制方案。當(dāng)水溫低于60時(shí)自動(dòng)通電加熱，高于60時(shí)自動(dòng)斷電。3工人在鍛壓機(jī)、沖床、鉆床等機(jī)器上勞動(dòng)時(shí)，稍有不慎就會(huì)把手壓在里面，造成工傷事故，工廠中大都是利用光電控制設(shè)備來(lái)避免事故發(fā)生的。如圖所示為光控繼電器的示意圖，它由電源、光電二極管（當(dāng)有光照射時(shí)，二極管導(dǎo)通；沒(méi)有光照時(shí)，二極管截止。）、放大器、電磁繼電器等幾部分組成。這樣，當(dāng)工人不慎將手伸入危險(xiǎn)區(qū)域時(shí)，由于遮住了光線，光控繼電器銜鐵立即帶動(dòng)開(kāi)關(guān)，使機(jī)床停止工作，避免事故發(fā)生。請(qǐng)簡(jiǎn)述光控繼電器的原理。4現(xiàn)有熱敏電阻、電爐絲、電源、