2019-2020学年高中物理第6章传感器第3节实验：传感器的应用课件 人教版选修3-2 28页

第 3 节　实验：传感器的应用 光控开关能够在天色暗到一定程度时让路灯自动 ________ ，而在天明时自动 ________. 要点一　实验：光控开关 开启　 课前教材预案 熄灭　 当空间达到一定 ________ 时，就会发出警报． 温度　 要点二　实验：温度报警器 课堂深度拓展 考点　光控开关的工作原理 当天色暗到一定程度时， R G 的阻值增大到一定值，斯密特触发器的输入端 A 的电压上升到某个值 (1.6 V) ，输出端 Y 突然从高电平跳到低电平 (0.25 V) ，则发光二极管 LED 导通发光 ( 相当于路灯亮了 ) ，这样就达到了使路灯天明熄灭、天暗自动开启的目的． (1) 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成突变的输出信号．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． (2) 要想在天更暗时路灯才会亮，应该把 R 1 的阻值调大些，这样要使斯密特触发器的输入端 A 的电压达到某个值 (1.6 V) ，就需要 R G 的阻值达到更大，即天色更暗． 【例题 1 】　 如图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，试说明其工作原理． 思维导引： 解决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． 解析　 天较亮时，光敏电阻 R G 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 R G 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，使照明灯自动开启；天明后， R G 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，电磁继电器自动切断工作电路的电源，照明灯熄灭． 答案　 见解析 C ．当增大 R 1 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 R 1 时， A 端电势降低， Y 端电势升高，蜂鸣器会发出报警声 答案 　 BC 　 解析　 R T 的温度升高，阻值变小， A 端为高电势， Y 端为低电势，蜂鸣器报警，选项 A 错误， B 正确；当增大 R 1 时， A 端为高电势， Y 端为低电势，蜂鸣器报警，选项 C 正确， D 错误． 1 ． ( 多选 ) 如图所示为一个逻辑电平检测电路， A 与被测点相接，则 ( 　　 ) A ． A 为低电平， LED 发光 B ． A 为高电平， LED 发光 C ． A 为低电平， LED 不发光 D ． A 为高电平， LED 不发光 答案 　 BC 　 课末随堂演练 A ．若存在磁铁矿，则指示灯不亮；若将电阻 R 调大，该探测仪的灵敏度提高 B ．若存在磁铁矿，则指示灯不亮；若将电阻 R 调小，该探测仪的灵敏度提高 C ．若存在磁铁矿，则指示灯亮；若将电阻 R 调大，该探测仪的灵敏度提高 D ．若存在磁铁矿，则指示灯亮；若将电阻 R 调小，该探测仪的灵敏度提高 答案　 C 　 解析　 如果存在磁铁矿，则 GMR 的电阻大幅度减小，流过 GMR 和 R 电路的电流大幅度增大，由 U R ＝ IR 知， R 两端电压增大，因此 GMR 两端电压减小，即 A 端电势升高，则非门电路输出端 Z 电势降低，指示灯两端电压升高，指示灯亮；如果将电阻 R 调大，则 A 端电势调得更高， Z 端输出的电势更低，则指示灯的电压更大，指示灯更亮，该探测仪的灵敏度提高，故选项 A 、 B 、 D 错误， C 正确． 3 ． 如图所示，某小型电磁继电器，其中 L 为含铁芯的线圈． P 为可绕 O 点转动的铁片， K 为弹簧， S 为一对触头， A 、 B 、 C 、 D 为四个接线柱．电磁继电器与传感器配合，可完成自动控制的要求，其工作方式是 ( 　　 ) A ． A 与 B 接信号电压， C 与 D 跟被控电路串联 B ． A 与 B 接信号电压， C 与 D 跟被控电路并联 C ． C 与 D 接信号电压， A 与 B 跟被控电路串联 D ． C 与 D 接信号电压， A 与 B 跟被控电路并联 答案　 A 　 解析　 A 、 B 接电磁继电器的线圈，所以 A 、 B 应接信号电压，线圈电流随信号电压变化使电磁继电器相吸或释放，从而使 C 、 D 接通或断开，进而起到控制作用，故选项 A 正确． (1) 当天黑时， R G 的阻值变 ____________ ，“非”门电路获得 ____________ 电压， J 得到 ____________ 电压． ( 均选填“大”“小”或“高”“低” ) 　 (2) 如果路灯开关自动接通时天色还比较亮，现要调节自动控制装置，使得它在天色较暗时才会自动接通开关，应将 R 的阻值调 ____________( 选填“大”或“小” ) 一些． 解析　 (1) 天黑时，光线减弱，光敏电阻 R G 的阻值变大， A 端输入低电压， Y 端输出高压信号， J 得到高电压，开始控制路灯工作． (2) 如果路灯开关自动接通时天色还比较亮，应将 R 的阻值调大，使 A 端输入电压较高，当天色较暗时， R G 的电阻变大， A 端的电压降低， Y 端的电压升高， J 得到高电压，开始控制路灯工作． 答案　 (1) 大　低　高　 (2) 大 5. 　如图甲所示，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，当加在它的输入端 A 的电势逐渐上升到 1.6 V ，输出端 Y 会突然从高电平跳到低电平 0.25 V ，而当输入端 A 的电势下降到 0.8 V 时，输出端 Y 会从低电平跳到高电平 3.4 V. 甲 (1) 斯密特触发器相当于一种“ _______” 门电路． (2) 如图乙所示是一个温度报警器的简易电路图， R T 为热敏电阻， R 1 为可变电阻 ( 最大阻值为 1 kΩ) ，蜂鸣器工作电压 3 ～ 5 V ，热敏电阻的阻值随温度变化如图丙所示，若要求热敏电阻在感测到 80 ℃ 时报警，则 R 1 应调至 ____________kΩ ；若要求热敏电阻在感测到更高的温度时才报警， R 1 的阻值应 ____________( 选填“增大”“减小”或“不变” ) ． 乙　　　　　　　　　丙 由热敏电阻的阻值随温度变化的图象可知，温度升高时，热敏电阻的阻值减小，而斯密特触发器输入端的电压仍保持不变，则电阻 R 1 的阻值应减小． 答案　 (1) 非　 (2)0.42 　减小