2019-2020学年粤教版高中物理选修3-2（课件+教师用书+课时分层作业）：第3章 第4节　用传感器制作自控装置 第5节　用传感器测磁感应强度 (3份打包)

第四节　用传感器制作自控装置 *第五节　用传感器测磁感应强度 [学习目标]　1.了解晶闸管的工作特点，利用传感器制作简单的自动控制装置.2.通过利用传感器制作自动控制装置的过程，培养动手能力和解决问题的能力.3.知道利用传感器测量磁感应强度的原理.4.体验探索自然规律的艰辛和成功的喜悦，培养团队精神． 一、应用光敏电阻制作光控自动照明灯电路 1．实验目的 了解与传感器技术相关的物理知识，练习用传感器制作自动控制装置． 2．实验器材 二极管VD、晶闸管VS、光敏电阻RG、定值电阻R(7.5 MΩ)、灯泡L、多用电表、导线． 3．实验原理 由晶闸管VS与电灯L构成主回路，控制回路由R与RG组成的分压器及二极管VD构成，如图所示． (1)当白天自然光线较强时，光敏电阻呈低电阻，与R分压后使晶闸管VS的门电极处于低电平，VS关断． (2)当夜幕降临时，照在RG上的自然光线减弱，RG呈高阻，使VS的门电极处于高电平，VS获得正向触发电压而导通，灯L亮． (3)改变R的阻值，即改变其与RG的分压比，可调整电路的起控点． 4．二极管VD、晶闸管VS的特性 (1)二极管：具有单向导电性．当给二极管加正向电压时，它的阻值很小；当给二极管加反向电压时，它的电阻很大． (2)晶闸管VS：当晶闸管承受反向电压时，不论门极承受何种电压，晶闸管都处于关断状态．当晶闸管承受正向电压时，仅在门极承受正向电压情况下晶闸管才导通． 5．实验步骤 (1)将多用电表旋钮拨至R“×1 k”挡，调零后，测量电阻R的阻值，检查R是否符合要求． (2)将多用电表旋钮拨至R“×1 k”挡，调零后，用两表笔分别接二极管两极，然后将两表笔位置对调．若两次测量结果一次较小，一次很大，则二极管性能良好． (3)将多用电表旋钮拨至R“×1 k”挡，红表笔接晶闸管K极，黑表笔同时接通G、A极，在保持黑表笔不脱离A极状态下断开G极，指针指示几十欧至一百欧，然后瞬时断开A极再接通，若指针指示∞位置，则表明晶闸管良好． (4)按照电路图，将各元件焊接、安装好． (5)检查各元件的连接，确保无误． (6)接通电源，观察强光照射光敏电阻时和用黑纸包裹光敏电阻时灯泡L的状态． 6．注意事项 (1)安装前，对所有器材进行测试，确保各元件性能良好后，再进行安装． (2)焊接时，管脚必须在离管壳5 mm以上处焊接，焊接时间不易过长． (3)注意二极管、晶闸管各极正确装入电路，不可错接、反接． 二、用磁传感器测磁感应强度 1．磁传感器是把磁感应强度变成电信号，从而实现磁感应强度测量的． 2．用传感器测磁感应强度时，通电螺线管产生磁场，其方向符合安培定则． 1．思考判断(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)光敏电阻随光照强度增加电阻变大．(×) (2)二极管加正向电压时阻值很小．(√) (3)随着科技的发展，传感器会应用在各行各业和生活的方方面面，可以完全取代人的应用．(×) (4)当路灯自动控制电路做好后，不能随意调整路灯点亮熄灭的起控点．(×) (5)磁传感器是把磁感应强度转变成电信号．(√) 2．利用半导体不可以制成的是(　　) A．标准电阻　　　　 B．热敏电阻 C．光敏电阻 D．晶体管 A　[标准电阻是几乎不受温度影响的电阻，一般是用锰铜合金或镍铜合金制造的，故只选A.] 3．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，如图所示．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 A　[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．故正确选项为A.] , 自动控制电路的实例分析1.光控开关 (1)电路如图所示． (2)斯密特触发器的工作原理：斯密特触发器是一个性能特殊的非门电路，当加在它的输入端A的电压逐渐上升到某个值(1.6 V)时，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的电压下降到另一个值(0.8 V)的时候，Y会从低电平跳到高电平(3.4 V)． (3)光控开关的原理：白天，光照强度较大，光敏电阻RG阻值较小，加在斯密特触发器输入端A的电压较低，则输出端Y输出高电平，发光二极管LED不导通；当天暗到一定程度时，RG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1.6 V，输出端Y突然从高电平跳到低电平，则发光二极管LED导通发光(相当于路灯)，这样就达到了使路灯天明自动熄灭，天暗自动开启的目的． 2．