5.3 利用传感器制作简单的自动控制装置（同步课件）-【鼎力课堂】2023-2024学年高二物理同步备课精编优选课件+同步作业（人教版2019选择性必修第二册）

§3 利用传感器制作简单的自动控制装置 第五章 传感器 高中物理(人教版2019)选择性必修第二册 CONTENTS 门窗防盗报警装置 01. 光控开关 02. PART 01 门窗防盗报警装置 1.目标效果：当门窗紧闭时，蜂鸣器不响，指示灯亮；当门窗被打开时，蜂鸣器发出声音警报，指示灯灭。 靠近，蜂鸣器不响，指示灯亮； 远离，蜂鸣器发出声音警报，指示灯灭。 干簧管 门窗防盗报警装置 2.实验器材和装置 （1）实验电路图 （2）实验器材 门窗防盗报警装置 3.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。 闭合电路开关S，系统处于防盗状态。 门窗防盗报警装置 4.实验操作 （1）连接电路前，要先判断一下干簧管是否可以正常工作。用磁体直接靠近干簧管，观察簧片能否正常动作。 （2）确定各元件可以正常工作后，按照图所示连接电路。 （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。 门窗防盗报警装置 PART 02 光控开关 1.目标效果：在天色暗到一定程度时让路灯自动开启，而在天明时自动熄灭。 光照弱，路灯开启； 光照强，路灯熄灭。 光敏电阻 工作电流很微弱，不能直接驱动执行机构工作，需要放大电路。 晶体三极管 光控开关 2.实验器材和装置 （1）实验电路图 （2）实验器材 光控开关 3.电路工作原理 当环境光比较强时，光敏电阻RG的阻值很小，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，即发光二极管不工作；继电器处于常开状态，小灯泡L不亮。 当环境光比较弱时，光敏电阻RG的阻值变大，三极管导通，且获得足够的基极电流，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而点亮小灯泡L。 光控开关 3.实验操作 （1）如图所示连接电路，检查无误后，接通电源。 （2）让光敏电阻RG受到白天较强的自然光照射，调节电阻R1使发光二极管LED或小灯泡L刚好不发光。 （3）遮挡RG，当光照减弱到某种程度时，就会看到发光二极管LED或小灯泡L发光。 （4）让光照加强，当光照强到某种程度时，则发光二极管LED或小灯泡L熄灭。 光控开关 PART 03 课堂练习 1．某楼梯口的电灯开关装有传感器，天黑时，出现声音才能发光，而白天即使有声音，电灯也不能发光，该开关中有两种传感器，它们可能是( )A．光敏电阻和驻极体话筒 B．金属热电阻和光敏电阻C．热敏电阻和霍尔元件 D．热敏电阻和光敏电阻 课堂练习 01 A 课堂练习 01 【答案】A【详解】根据题意，天黑时，出现声音它就开启；而白天，即使有声音它也没有反应，故电路中有光传感器，即使天黑，没声音灯也不亮，故用到了声音传感器．即控制电路中接入了光传感器、声音传感器，话筒就是声音传感器，故A正确、BCD错误． 2．下列情况中，应用了温度传感器的是(   )A．夜间自动打开的路灯B．商场里的自动玻璃门C．电视遥控器D．自动恒温冰箱 课堂练习 02 D 课堂练习 02 【答案】D【详解】A．夜间自动打开的路灯是利用了光传感器，A错误；B．商场里的自动玻璃门应用了红外线传感器，B错误；C．电视机的遥控器是应用了红外线传感器，C错误；D．自动恒温冰箱是利用了温度传感器，D正确； 3．如图所示为某居住小区门口利用光敏电阻设计的行人监控装置，R1为光敏电阻、R2为定值电阻，A、B接监控装置，则下列说法正确的是（ ）①当有人通过而遮蔽光线时，A、B间的电压增大②当有人通过而遮蔽光线时，A、B间的电压减小③当仅增大R2的阻值时，A、B间的电压增大④当仅减小R2的阻值时，A、B间的电压增大A．①③ B．①④ C．②③ D．②④ 课堂练习 03 C 课堂练习 03 【答案】C【详解】由电路图可知，两电阻串联，监控装置与R2并联．当有人通过通道而遮蔽光线时，R1阻值变大，电路中的总电阻变大，电路中的电流变小，根据U=IR可知，R2阻值不变时，其两端的电压变小，即A、B间电压降低，故①错误，②正确．当仅增大R2的阻值时，电路中的总电阻变大，电路中的电流变小，电源的内阻和R1阻值不变时，内阻和R1两端的电压变小，则R2上的电压变大，即A、B间电压变大，故③正确．当仅减小R2的阻值时，电路中的总电阻变小，电路中的电流变大，电源的内阻和R1阻值不变时，内阻和R1两端的电压变大，即A、B间电压减小，故④错误． ②③，符合题意，选项C正确； 4．在如图所示的自动控制电路中，当开关S断开时，工