5.3 利用传感器制作简单的自动控制装置-【重难点手册】2025-2026学年高中物理选择性必修第二册（人教版）浙江专用

第五章 传感器 第3节 利用传感器制作简单的自动控制装置 重点和难点 课标要求 1.通过练习电子电路的组装，获得对自动控制电路设计的感性认识， 重点：光控开关电路及其控制原理。 2.了解门窗防盗报警装置及其控制原理，会组装门窗防盗报警装置， 难点：门窗防盗报警装置及其控制 3.了解光控开关电路及其控制原理，会组装光控开关 原理. 4.感受传感技术给人类生活带来的便利，练习电子电路的组装， 01一必备知识梳理。一 知识点1实验1门窗防盗报警装置 1.电路（如图所示） 刀拓视野 二极管 1.普通二极管 H R 普通二极管具有单向导 M LED 电性，在电子电路中有多种作 用.在用多用电表欧姆挡测量 二极管的正向导通电阻时，黑 表笔应接二极管的正极，若发 2.工作原理 现阻值较大，则与黑表笔接触 闭合电路开关S,系统处于防盗状态.当门窗紧闭时，磁体M 的是二极管的负极 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 2.发光二极管 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 发光二极管除了具有单 向导电性外，导电时还能发 极管LED发光，显示电路处于正常工作状态.当门窗开启时，磁 光.普通的发光二极管是用磷 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 化镓等半导体材料制成的，可 c与常闭触点b接通，蜂鸣器H发声报警.干簧管在电路中起传 直接将电能转化成光能， 感器和控制开关的作用，继电器则相当于一个自动的双向开关 3.实验器材 干簧管、继电器、发光二极管LED、蜂鸣器H、电源、导线若 干、开关、电阻 4.实验步骤 (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，按照上图所示方式连接电路 143 重难点手册高中物理选择性必修第二册)（浙江专用） (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 5.研究传感器应用的注意事项 对于传感器应用的实验电路问题，解答时应先弄清楚电路中 所用传感器的类型及其工作原理，然后根据电路特点进行分析. 知识点2实验2光控开关 1.电路（如图所示） 已拓视野7 o+Vs 用白炽灯模仿路灯，为何 R LED 要用到继电器？ 由于集成电路允许通过 VT 的电流较小，为了能驱动更大 功率的负载，如用白炽灯模仿 2.工作原理 路灯，就要使用继电器来启、 当环境光比较强时，光敏电阻R。的阻值很小，三极管不导 闭工作电路，如图所示，其中 虚线框内为电磁继电器.同时 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 为了防止继电器释放衔铁时 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 线圈中的自感电动势损坏电 时，光敏电阻R。的阻值变大，三极管导通，且获得足够的基极电 路，必须给线圈并联一只二极 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 管，以提供自感电流的通路。 而点亮小灯泡L 3.实验器材 发光二极管、三极管、可变电阻R1、电阻R2、光敏电阻Rc、集 +5V 电超☒及 成电路实验板、直流电源、导线若干、黑纸 高压工作电路 PA Y 4.实验步骤 R 工低压控制电路 (1)按照如图所示方式连接电路，检查无误后，接通电源， 电磁继电器的工作原理图 (2)让光敏电阻Rc受到白天较强的自然光照射，调节电阻 R,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， 5.注意事项 (1)安装前，对实验器材进行测试，确保各元件性能良好后， 再进行安装 (2)光控开关实验中，二极管连入电路的极性不能反接， (3)如果实验现象不明显，可用手电筒加强光照，或遮盖光敏 电阻，再进行观察 144