(课件)第五章 3 利用传感器制作简单的自动控制装置-【精彩三年】2023-2024学年新教材高中物理选择性必修第二册课程探究与巩固教师用书word+课件PPT（人教版，浙江专用）

3　利用传感器制作简单的自动控制装置 第五章 传感器 观 课程解读 课标要点 学科素养 链接浙江选考 1．列举传感器在生产、生活中的应用 2．了解光敏传感器及其在生产、生活中的应用 科学探究： 1．调查生产、生活中传感器的应用，分析某一种传感器的工作原理 2．调查手机中的各种传感器，了解它们的应用 1．进一步理解常用传感器的工作原理及应用 2．学会利用传感器制作简单的自动控制装置 目录 CONTENTS 新教材•知本与思辨 新教材•拓展与应用 01 02 新教材•知本与思辨 01 1．实验器材和装置 采用干簧管作为传感器，用于感知磁体的磁场是否存在。继电器(虚线框部分)作为执行装置。发光二极管LED作为电路正常工作提示。R为发光二极管的限流电阻，起保护作用。蜂鸣器H作为报警提醒。电路设计如图所示。 知识点一　门窗防盗报警装置 2．电路工作原理 当门窗紧闭时，磁体M靠近干簧管SA，干簧管两个簧片被磁化相吸而接通继电器线圈K，使继电器工作。继电器的动触点C与常开触点a接通，发光二极管LED发光，显示电路处于正常工作状态。当门窗开启时，磁体离开干簧管，干簧管失磁断开，继电器被断电。继电器的动触点c与常闭触点b接通，蜂鸣器H发声报警。 知识点一　门窗防盗报警装置 3．实验操作 (1)检查干簧管。用磁体直接靠近干簧管，观察干簧管的簧片能否正常动作。 (2)连接电路。连接电路前，要检查其他元件是否也能正常工作。 (3)接通电源后，将磁体靠近和离开干簧管，分别观察实验现象。 知识点一　门窗防盗报警装置 [思辨] 1．判断题(正确的打“√”，错误的打“”) (1)蜂鸣器发声时起到报警提醒的作用。(　　) (2)干簧管作为传感器，用于感知磁体的磁场是否存在。(　　) (3)发光二极管在导电时发光。(　　) 2．思考题：干簧管在门窗防盗报警装置中起到什么作用？ 答案：干簧管在电路中起传感器和控制电路开关的作用。 知识点一　门窗防盗报警装置 √ √ √ 1．实验器材和装置 光敏电阻完成光信号向电信号的转变。晶体三极管将电流进行放大，同时具有完成断路和接通的开关作用。发光二极管LED模仿路灯。电路设计如图甲所示。 为了能够驱动更大功率的负载，需用继电器来启、闭另外的供电电路，如图乙所示。 知识点二　光控开关 2．电路工作原理 (1)当环境光比较强时，光敏电阻阻值很小，三极管不导通，发光二极管或继电器所在的回路相当于断路，继电器处于常开状态，小灯泡L不亮。 (2)当环境光比较弱时，光敏电阻阻值变大，三极管导通，产生较大的集电极电流，点亮发光二极管或驱动继电器吸合，点亮小灯泡L。 知识点二　光控开关 3．实验操作 (1)连接电路，检查无误后，接通电源。 (2)用白天较强的自然光照射光敏电阻，调节电阻R1，使发光二极管LED或小灯泡L刚好不发光。 (3)减弱光敏电阻的光照强度，当光照减弱到某种程度时，发光二极管LED或小灯泡L发光。 (4)让光照加强，当光照增强到某种程度时，发光二极管LED或小灯泡L熄灭。 知识点二　光控开关 [思辨] 1．判断题(正确的打“√”，错误的打“”) (1)光较强时，光敏电阻的阻值较小。(　　) (2)光敏电阻完成电信号向光信号的转变。(　　) (3)晶体三极管将电流进行放大，同时具有完成断路和接通的开关作用。(　　) 2．思考题：光控开关电路中三极管起到什么作用？ 答案：光控开关电路中三极管主要起到控制电路通断的开关作用。 知识点二　光控开关 √  √ 新教材•拓展与应用 02 类型一　报警装置 例1 传感器担负着信息的采集任务，在自动控制中发挥着重要作用，能够将感受到的物理量(如温度、光、声等)转换成便于测量的量(通常是电学量)，传感器是获取自然和生产领域中信息的主要途径与手段。回答下面传感器的应用实验中的两个问题。 类型一　报警装置 (1)光传感器是利用光敏元件将光信号转换为电信号的传感器，图甲所示为光敏电阻自动计数器的示意图，其中S为发光仪器，小圆柱是传送带上的物品，R1为光敏电阻，其阻值在有光照时比没有光照时要小得多，R2为定值电阻。当有光照射R1时，信号处理系统获得____(填“高”或“低”)电压，信号处理系统每获得一次____(填“高”或“低”)电压就计数一次。 高 低 类型一　报警装置 (2)热敏传感器利用由半导体材料制成的热敏电阻将热学量转换为电学量。热敏电阻RT的阻值随温度变化的图像如图乙所示，图丙是由热敏电阻RT作为传感器的简单自动报警器的线路图。为了使温度过高时报警器报警，c应接在____(填“a”或“b”)处。若要使启动报警的温度提高些，应将滑动变阻器的滑片P向____(填“左”或“右”)移动。 a 左 类型一　报警装置 解析：(1)当有光照射R1时，R1的电阻减小，整个电路总电阻