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  • 2021-05-23 发布

2020高中物理6.3 实验:传感器的应用 学案(人教版选修3-2)

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6.3 实验:传感器的应用 学案(人教版选修 3-2) 1.斯密特触发器的特点:当输入端电压逐渐上升到某一个值(1.6 V)时,输出 端会突然从________跳到____________,当输入端电压下降到另一个值(0.8 V)时, 输出端会从________跳到__________. 2.下列说法中正确的是( ) A.电饭锅中的敏感元件是光敏电阻 B.测温仪中测温元件可以是热敏电阻 C.机械式鼠标中的传感器接收到连续的红外线,输出不连续的电脉冲 D.火灾报警器中的光传感器在没有烟雾时呈现低电阻状态,有烟雾时呈现高电 阻状态 3.某市为了节约能源,合理适时地使用路灯,要求夜晚亮、白天熄,利用半导 体的某种特性制成自动点亮、熄灭的装置,实现了自动控制.这是利用半导体的( ) A.压敏性 B.光敏性 C.热敏性 D.三种特性都利用了 【概念规律练】 知识点 传感器的应用实验 1.如图 1 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 1 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 2.如图 2 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 2 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 【方法技巧练】 自动控制电路的分析及设计技巧 3.自己设计一个以热敏电阻为传感器的简易自动报警器,当温度过高时,小灯 泡亮或响铃报警.所用的实验器材可能有电磁继电器、电铃、小灯泡、热敏电阻、 干电池、滑动变阻器、开关. 4.已知光敏电阻随入射光的增强,其电阻值减小,请利用图 3 所示器材设计一 个路灯自动控制电路. 图 3 参考答案 课前预习练 1.高电平 低电平(0.25 V) 低电平 高电平(3.4 V) 2.B[电饭锅中的敏感元件是感温铁氧体,A 错误;机械式鼠标中的传感器接收 断续的红外线脉冲,输出相应的电脉冲信号,C 错误;火灾报警器中的光传感器在 没有烟雾时呈现高电阻状态,有烟雾时呈现低电阻状态,D 错误.] 3.B [题目中半导体应能感知光照强度变化,并输出电信号,控制电路通断, 所以利用了半导体的光敏性,故 B 正确.] 课堂探究练 1.BC [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.] 2.BC [当 RT 温度升高时,电阻减小,A 点电势升高到某一数值,Y 端电势突然 降低,蜂鸣器导通发出警报,A 错,B 对.当增大 R1 时,A 端电势升高到某一数值, Y 端电势突然降低,电流通过蜂鸣器,发生报警声,C 对,D 错.] 点评 斯密特触发器是具有特殊功能的非门,用符号 表示.当输入端电压 上升到某一个值(1.6 V)时,输出端会突然从高电平跳到低电平(0.25 V),当输入端 电压下降到另一个值(0.8 V)时,输出端会从低电平跳到高电平(3.4 V). 3.实验电路如下图所示 当温度升高时,热敏电阻的阻值减小,通过电磁继电器螺线管的电流增大,磁 性增强,吸下金属片,触点接通,灯泡亮或电铃响,起到报警作用.通过调节滑动 变阻器的阻值,可以达到调节报警温度的目的. 4.见解析 解析 电路如图所示 控制过程是:当有光照射时,光电流经过放大器输出一个较大的电流,驱动电 磁继电器吸合,使两个触点断开,当无光照时,光电流减小,放大器输出电流减小, 电磁继电器释放衔铁,使两个触点闭合,控制路灯电路接通,路灯开始工作. 方法总结 在分析和设计自动控制电路时,要透彻理解各个元件的特性,如光敏 电阻、热敏电阻、电磁继电器、斯密特触发器等;在涉及门电路的电路图时,电流 的通路并不能完整地呈现出来,所以不能用原来的电路知识来理解,而是要正确理 清电路中的逻辑关系.