導(dǎo)學(xué)案 實(shí)驗(yàn)：傳感器的應(yīng)用

實(shí)驗(yàn):傳感器的應(yīng)用導(dǎo)學(xué)案1.讓學(xué)生練習(xí)電子電路的組裝,獲得對自動(dòng)控制電路設(shè)計(jì)的感性認(rèn)識。2.識別各種晶體管、邏輯集成電路塊、集成電路實(shí)驗(yàn)板,知道各種元器件的性能和引腳關(guān)系。3.了解光控開關(guān)電路及控制原理,會(huì)組裝光控開關(guān)。4.了解溫度報(bào)警器及控制原理,會(huì)組裝溫度報(bào)警器。1.斯密特觸發(fā)器斯密特觸發(fā)器是一種特殊的①(填“‘與’門”“‘或’門”或“‘非’門”)電路,如圖所示。當(dāng)加在它的輸入端A的電壓逐漸上升到某個(gè)值時(shí),輸出端Y會(huì)突然從高電平跳到低電平,而當(dāng)輸入端A的電壓下降到另一個(gè)值的時(shí)候,Y會(huì)從低電平跳到高電平。斯密特觸發(fā)器可以將②的模擬信號轉(zhuǎn)換為③的數(shù)字信號。

2.光控開關(guān)如圖所示的光控開關(guān)電路中的LED是④(填電子元件的名稱),RG是⑤(填電子元件的名稱),當(dāng)有較強(qiáng)的光照射RG時(shí),斯密特觸發(fā)器Y端輸出⑥(填“高”或“低”)電平。

3.溫度報(bào)警器如圖所示的溫度報(bào)警器電路中RT是⑦(填電子元件的名稱),當(dāng)環(huán)境溫度較高時(shí),蜂鳴器將⑧。

主題1:三種邏輯關(guān)系《選修3-1》中我們學(xué)習(xí)了門電路知識,如圖所示的三種邏輯電路分別是什么邏輯關(guān)系?主題2:繼電器(重點(diǎn)探究)繼電器是實(shí)現(xiàn)當(dāng)輸入量(激勵(lì)量)的變化達(dá)到規(guī)定要求時(shí),在電氣輸出電路中使被控量發(fā)生預(yù)定的階躍變化的一種元件。圖示是一個(gè)通過電磁繼電器控制電動(dòng)機(jī)工作的電路圖,請你簡要說說電磁繼電器的控制原理是怎樣的。主題3:光控開關(guān)閱讀教材中“實(shí)驗(yàn)1光控開關(guān)”的內(nèi)容。在如圖所示的光控開關(guān)電路中,LED是模仿現(xiàn)實(shí)中的路燈,試分析其工作原理。主題4:溫度報(bào)警器閱讀教材中“實(shí)驗(yàn)2溫度報(bào)警器”的內(nèi)容,溫度報(bào)警器的電路如圖所示。試分析該電路是如何做到常溫下蜂鳴器不發(fā)出報(bào)警聲,而在較高的溫度時(shí)蜂鳴器會(huì)發(fā)出報(bào)警聲。1.在圖示由基本門電路組成的電路中,能使小燈泡發(fā)光的是()。2.圖示是溫度報(bào)警器電路示意圖,RT為負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻,下列關(guān)于對此電路的分析正確的是()。A.當(dāng)RT的溫度升高時(shí),RT阻值減小,A端電勢降低,Y端電勢升高,蜂鳴器會(huì)發(fā)出報(bào)警聲B.當(dāng)RT的溫度升高時(shí),RT阻值減小,A端電勢升高,Y端電勢降低,蜂鳴器會(huì)發(fā)出報(bào)警聲C.當(dāng)增大R1時(shí),A端電勢升高,Y端電勢降低,蜂鳴器會(huì)發(fā)出報(bào)警聲D.當(dāng)增大R1時(shí),A端電勢降低,Y端電勢升高,蜂鳴器會(huì)發(fā)出報(bào)警聲3.圖示是一種延時(shí)開關(guān),當(dāng)S1閉合時(shí),電磁鐵F將銜鐵D吸下,C線路接通,當(dāng)S1斷開時(shí),由于電磁感應(yīng)作用,D將延遲一段時(shí)間才被釋放,則()。A.由于A線圈的電磁感應(yīng)作用,才產(chǎn)生延時(shí)釋放D的作用B.由于B線圈的電磁感應(yīng)作用,才產(chǎn)生延時(shí)釋放D的作用C.如果斷開B線圈的開關(guān)S2,無延時(shí)作用D.如果斷開B線圈的開關(guān)S2,延時(shí)將變長4.如圖所示,實(shí)線是某同學(xué)利用力傳感器懸掛一鉤碼在豎直方向從t1時(shí)刻由靜止開始運(yùn)動(dòng)時(shí),數(shù)據(jù)采集器記錄下的力傳感器中拉力的大小變化情況。從圖中可以知道該鉤碼的重力約為N。A、B、C、D四段圖線中,鉤碼處于超重狀態(tài)的為,處于失重狀態(tài)的為。

拓展一、光電傳感器電路的設(shè)計(jì)1.給你光電管(相當(dāng)于光敏電阻)、電磁繼電器、直流電源、開關(guān)、照明電路、路燈及導(dǎo)線,設(shè)計(jì)一個(gè)用于街道的路燈自動(dòng)控制開關(guān),達(dá)到日出路燈熄,日落路燈亮的效果,并說明設(shè)計(jì)原理。拓展二、力電傳感器電路的設(shè)計(jì)2.某學(xué)生為了測量一物體的質(zhì)量,找到一個(gè)力電轉(zhuǎn)換器,該轉(zhuǎn)換器的輸出電壓正比于受壓面的壓力(比例系數(shù)為k)。如圖所示,測量時(shí)先調(diào)節(jié)輸入端的電壓,使轉(zhuǎn)換器空載時(shí)的輸出電壓為0,而后在其受壓面上放一物體,即可測得與物體的質(zhì)量成正比的輸出電壓U。現(xiàn)有下列器材:力電轉(zhuǎn)換器、質(zhì)量為m0的砝碼、電壓表、滑動(dòng)變阻器、干電池各一個(gè),開關(guān)及導(dǎo)線若干,待測物體(可置于力電轉(zhuǎn)換器的受壓面上)。請完成對該物體質(zhì)量的測量。(1)設(shè)計(jì)一個(gè)電路,要求力電轉(zhuǎn)換器的輸入電壓可調(diào),并且使電壓的調(diào)節(jié)范圍盡可能大,在圖中畫出完整的測量電路圖。(2)簡要說明測量步驟,求出比例系數(shù)k,并測出待測物體的質(zhì)量m。(3)請?jiān)O(shè)想實(shí)驗(yàn)中可能會(huì)出現(xiàn)的一個(gè)問題。參考答案課時(shí)實(shí)驗(yàn):傳感器的應(yīng)用知識體系梳理①“非”門②連續(xù)變化③突變④發(fā)光二極管⑤光敏電阻⑥高⑦熱敏電阻⑧發(fā)出鳴叫聲重點(diǎn)難點(diǎn)探究主題1:甲是“與”門;乙是“或”門;丙是“非”門。主題2:控制電路開關(guān)接通時(shí),電磁鐵中線圈有電流,電磁鐵有很強(qiáng)的磁性,能克服彈簧的彈力把上方的銜鐵吸引下來,使觸點(diǎn)接觸,電動(dòng)機(jī)的工作電路接通,電動(dòng)機(jī)工作?？刂齐娐烽_關(guān)斷開時(shí),電磁鐵中線圈沒有電流,電磁鐵沒有磁性,銜鐵在彈簧的彈力作用下上升,觸點(diǎn)斷開,電動(dòng)機(jī)的工作電路斷開,電動(dòng)機(jī)停止工作。主題3:白天光強(qiáng)度較大,光敏電阻RG阻值較小,加在斯密特觸發(fā)器輸入端A的電壓較低,則輸出端Y輸出高電平,發(fā)光二極管LED不導(dǎo)通;當(dāng)天色暗到一定程度時(shí),RG阻值增大到一定值,斯密特觸發(fā)器的輸入端A的電壓上升到某一值,輸出端Y突然從高電平跳到低電平,此時(shí)發(fā)光二極管LED導(dǎo)通發(fā)光(相當(dāng)于路燈接通,處于發(fā)光狀態(tài))。這樣就實(shí)現(xiàn)了使路燈天明自動(dòng)熄滅,天暗自動(dòng)開啟的目的。主題4:常溫下,調(diào)整R1的阻值使斯密特觸發(fā)器的輸入端A處于低電平,則輸出端Y處于高電平,無電流通過蜂鳴器,蜂鳴器不發(fā)聲;當(dāng)溫度升高時(shí),負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻RT阻值減小,斯密特觸發(fā)器輸入端A電勢升高,當(dāng)達(dá)到某一值(高電平)時(shí),其輸出端由高電平跳到低電平,蜂鳴器通電,從而發(fā)出報(bào)警聲?；A(chǔ)智能檢測A、DB、C全新視角拓展1.見解析【解析】設(shè)計(jì)電路如圖所示,當(dāng)光照加強(qiáng)時(shí),光電管電阻變小,通過線圈的電流變大,電磁鐵磁性變強(qiáng),把銜鐵吸下,脫離觸點(diǎn),照明電路斷開,燈熄滅;當(dāng)光照減弱時(shí),光電管電阻變大,電流減小,電磁鐵磁性減弱,銜鐵被彈簧彈回,與觸點(diǎn)接觸,照明電路接通,燈亮。因此就可達(dá)到日出燈熄,日落燈亮的目的。2.(1)如圖所示(2)k=m=(3)見解析【解析】(1)設(shè)計(jì)電路如圖所示。(2)測量步驟與結(jié)果:①調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器,使轉(zhuǎn)換器的輸出電壓為