《高中物理《傳感器的應(yīng)用實(shí)驗(yàn)》學(xué)案 （人教版選修3-2）》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《高中物理《傳感器的應(yīng)用實(shí)驗(yàn)》學(xué)案 （人教版選修3-2）（8頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

111 選修3-2第六章第4節(jié)：傳感器的應(yīng)用實(shí)驗(yàn)學(xué)案 課前預(yù)習(xí)學(xué)案 一、預(yù)習(xí)目標(biāo) 1、知道二極管的單向?qū)щ娦院桶l(fā)光二極管的發(fā)光特性。 2、知道晶體三極管的放大特性。 3、掌握邏輯電路的基本知識(shí)和基本應(yīng)用。 二、預(yù)習(xí)內(nèi)容 1、普通二極管和發(fā)光二極管 特點(diǎn)： 作用： 2．晶體三極管 特點(diǎn)： 作用： 3．邏輯電路 邏輯門(mén)電路符號(hào)圖包括與門(mén)，或門(mén)，非門(mén)， （1）．與邏輯 對(duì)于與門(mén)電路，只要一個(gè)輸入端輸入為0，則輸出端一定是 ，只有當(dāng)所有輸入端輸入都同為 時(shí)，輸出才是1. （2）．或邏輯 對(duì)于或門(mén)電路，只要一個(gè)輸入端輸入為1，則輸出一定是 ，反之，只有當(dāng)所有輸入端都為 時(shí)，輸出端才是0. （3）.非門(mén)電路 對(duì)于非門(mén)電路，當(dāng)輸入為0時(shí)，輸出總是 ，當(dāng)輸入為1時(shí)，輸出反而是 ，非門(mén)電路也稱反相器。 （4）.斯密特電路： 斯密特觸發(fā)器是特殊的 電路，當(dāng)加在它的輸入端A的電壓逐漸上升到某個(gè)值 V時(shí)，輸出端Y會(huì)突然從高電平調(diào)到低電平 V，而當(dāng)輸入端A的電壓下降到另一個(gè)值的時(shí)候 V，Y會(huì)從低電平跳到高電平 V。斯密特觸發(fā)器可以將連續(xù)變化的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為 的 信號(hào)。而這正是進(jìn)行光控所需要的。 LED R2 R1 RG A Y +5V 4． 應(yīng)用實(shí)例 （1）、光控開(kāi)關(guān) 電路組成： 觸發(fā)器，電阻，發(fā)光二極管LED模仿路燈，滑線變阻器，定值電阻，電路如圖所示。 工作原理： (2)．溫度報(bào)警器（熱敏電阻式報(bào)警器） 結(jié)構(gòu)組成：斯密特觸發(fā)器， 電阻，蜂鳴器，變阻器，定值電阻，如圖所示。 R1 RT A Y +5V 工作原理： 三、提出疑惑 同學(xué)們，通過(guò)你的自主學(xué)習(xí)，你還有哪些疑惑，請(qǐng)把它填在下面的表格中 疑惑點(diǎn) 疑惑內(nèi)容 課內(nèi)探究學(xué)案 一、學(xué)習(xí)目標(biāo) 1、知道二極管的單向?qū)щ娦院桶l(fā)光二極管的發(fā)光特性。 2、知道晶體三極管的放大特性。 3、掌握邏輯電路的基本知識(shí)和基本應(yīng)用。 二、學(xué)習(xí)過(guò)程 探究一：（?。┢胀ǘO管和發(fā)光二極管 1、二極管具有單向?qū)щ娦? 2、發(fā)光二極管除了具有單向?qū)щ娦酝?，?dǎo)電時(shí)還能發(fā)光，普通發(fā)光二極管使用磷化鎵或磷砷化鎵等半導(dǎo)體材料制成，直接將電能轉(zhuǎn)化為光能，該類發(fā)光二極管的正向?qū)妷捍笥?.8V。 （2） 晶體三極管 1、三極管具有電流放大作用。 2、晶體三極管能夠?qū)⑽⑷醯男盘?hào)放大，晶體三極管的三個(gè)極分別是發(fā)射極e，基極b和集電極c。 3、傳感器輸出的電流和電壓很小，用一個(gè)三極管可以放大幾十倍或幾百倍，三極管的放大作用表現(xiàn)為基極b的電流對(duì)集電極c的電流起了控制作用。 （三）邏輯電路 邏輯門(mén)電路符號(hào)圖包括與門(mén)，或門(mén)，非門(mén)， 1．與邏輯 對(duì)于與門(mén)電路，只要一個(gè)輸入端輸入為0，則輸出端一定是0，只有當(dāng)所有輸入端輸入都同為1時(shí)，輸出才是1. ?2．或邏輯 對(duì)于或門(mén)電路，只要一個(gè)輸入端輸入為1，則輸出一定是1，反之，只有當(dāng)所有輸入端都為0時(shí)，輸出端才是0. 3.非門(mén)電路 對(duì)于非門(mén)電路，當(dāng)輸入為0時(shí)，輸出總是1，當(dāng)輸入為1時(shí)，輸出反而是0，非門(mén)電路也稱反相器。 4.斯密特電路： 斯密特觸發(fā)器是特殊的非門(mén)電路，當(dāng)加在它的輸入端A的電壓逐漸上升到某個(gè)值1.6V時(shí)，輸出端Y會(huì)突然從高電平調(diào)到低電平0.25V，而當(dāng)輸入端A的電壓下降到另一個(gè)值的時(shí)候0.8V，Y會(huì)從低電平跳到高電平3.4V。斯密特觸發(fā)器可以將連續(xù)變化的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為突變的數(shù)字信號(hào)。而這正是進(jìn)行光控所需要的。 LED R2 R1 RG A Y +5V 探究點(diǎn)二：應(yīng)用實(shí)例 1、光控開(kāi)關(guān) 電路組成：斯密特觸發(fā)器，光敏電阻，發(fā)光二極管LED模仿路燈，滑線變阻器，定值電阻，電路如圖所示。 工作原理：天明時(shí)，RG變小，流過(guò)R1的電流變大，A端輸入電壓降低到0.8V，Y會(huì)從低電平跳到高電平3.4V，LED上的電壓低于正向?qū)妷?.8V，LED不會(huì)發(fā)光，當(dāng)天色暗到一定程度時(shí)，RG變大，輸入端A的電壓升高到某一個(gè)值1.6V時(shí)，輸出端Y突然從高電平跳到低電平0.25V，此時(shí)加在LED上的正向電壓大于導(dǎo)通電壓1.8V，二極管LED發(fā)光。 特別提醒：要想在天暗時(shí)路燈才會(huì)亮，應(yīng)該把R1的阻值調(diào)大一些，這樣要使斯密特觸發(fā)器的輸入端A電壓達(dá)到某個(gè)值1.6V，就需要RG的阻值達(dá)到更大，即天色更暗。 拓展：如果電路不用發(fā)光二極管來(lái)模擬，直接用在電路中，就必須用到電磁繼電器。如下圖。 R1 RG A Y +5V 高壓工作電路 ~ 220V 2．溫度報(bào)警器（熱敏電阻式報(bào)警器） 結(jié)構(gòu)組成：斯密特觸發(fā)器，熱敏電阻，蜂鳴器，變阻器，定值電阻，如圖所示。 R1 RT A Y +5V 工作原理：常溫下，調(diào)整R1的阻值使斯密特觸發(fā)器的輸入端A處于低電平，則輸出端Y處于高電平，無(wú)電流通過(guò)蜂鳴器，蜂鳴器不發(fā)聲，當(dāng)溫度升高時(shí)，熱敏電阻RT阻值減小，斯密特觸發(fā)器輸入端A電勢(shì)升高，當(dāng)達(dá)到某一值（高電平），其輸出端由高電平調(diào)到低電平，蜂鳴器通電，從而發(fā)出報(bào)警聲，R1的阻值不同，則報(bào)警器溫度不同。 特別提示：要使熱敏電阻在感測(cè)到更高的溫度時(shí)才報(bào)警，應(yīng)該減小R1的阻值，R1阻值越小，要使斯密特觸發(fā)器輸入達(dá)到高電平，則熱敏電阻阻值要求越小，即溫度越高。 3、 反思總結(jié) 本節(jié)課主要學(xué)習(xí)了以下幾個(gè)問(wèn)題： 1、 二極管的特點(diǎn)和作用： 2、 三極管的特點(diǎn)和作用： 3、 斯密特觸發(fā)器的特點(diǎn)和作用： 4、 當(dāng)堂檢測(cè) 1．測(cè)溫儀使用的是（ ） A．光傳感器 B．紅外線傳感器 C．溫度傳感器 D．超聲波傳感器 2．下列器件是應(yīng)用光傳感器的是（ ） A．鼠標(biāo)器 B．火災(zāi)報(bào)警器 C．測(cè)溫儀 D．電子秤 3．鼠標(biāo)器使用的是（ ） A．壓力傳感器 B．溫度傳感器 C．光傳感器 D．紅外線傳感器 4．關(guān)于電飯鍋的說(shuō)法正確的是（ ） A．電飯鍋中的溫度傳感器其主要元件是氧化鐵 B．鐵氧體在常溫下具有鐵磁性，溫度很高時(shí)失去鐵磁性 C．用電飯鍋燒水，水開(kāi)時(shí)能自動(dòng)斷電 D．用電飯鍋煮飯時(shí)，若溫控開(kāi)關(guān)自動(dòng)斷電后，它不能自動(dòng)復(fù)位 5．應(yīng)用溫度傳感器可以遠(yuǎn)距離讀取溫度的數(shù)值，這是把_________轉(zhuǎn)變?yōu)開(kāi)________的一大優(yōu)點(diǎn)． 6．測(cè)溫儀中的測(cè)溫元件可以是熱敏電阻、_________、熱電偶等，還可以是_________等． 7．如圖，將萬(wàn)用表的選擇開(kāi)關(guān)置于歐姆擋，再將電表的兩支表筆分別與光敏電阻RG的兩端相連，這時(shí)表針恰好指在刻度盤(pán)的中央．若用不透光的黑紙將RG包裹起來(lái)，表針將向_________（填“左”或“右”）轉(zhuǎn)動(dòng)；若用手電筒光照射RG，表針將向_________（填“左”或“右”）轉(zhuǎn)動(dòng)． 8．簡(jiǎn)單地說(shuō)，光敏電阻就是一個(gè)簡(jiǎn)單的_________傳感器，熱敏電阻就是一個(gè)簡(jiǎn)單的_________傳感器． 9．機(jī)械式鼠標(biāo)器的內(nèi)部中的光傳感器接收到的是斷續(xù)的_________，輸出相應(yīng)的_________信號(hào)． 10．煙霧散射式火災(zāi)報(bào)警器內(nèi)裝有發(fā)光二極管LED、光電三極管和不透明的擋板．平常光電三極管收不到LED發(fā)出的光，呈現(xiàn)_________電阻狀態(tài)．當(dāng)有煙霧時(shí)因其對(duì)光的散射作用，使部分光線照射到光電三極管上，其電阻變_________．與傳感器連接的電路檢測(cè)出這種變化，就會(huì)發(fā)出警報(bào)． 課后練習(xí)與提高 1．如圖是利用光敏電阻自動(dòng)計(jì)數(shù)的示意圖，其中A是發(fā)光儀器，B是接收光信號(hào)的儀器，B中的主要元件是光電傳感器——光敏電阻．試簡(jiǎn)要敘述自動(dòng)計(jì)數(shù)的原理． 2．如圖所示，R1、R2為定值電阻，L為小燈泡，R3為光敏電阻．當(dāng)照射光強(qiáng)度增大時(shí)（ ） A．電壓表的示數(shù)增大 B．R2中電流減小 C．小燈泡的功率增大 D．電路的路端電壓降低 3．在電熨斗中裝有雙金屬片溫度傳感器，請(qǐng)簡(jiǎn)要敘述一下電熨斗如何自動(dòng)控制溫度． 4．設(shè)計(jì)制作一個(gè)溫度自動(dòng)控制裝置（溫控報(bào)警器）：自己設(shè)計(jì)一個(gè)由熱敏電阻作為傳感器的簡(jiǎn)單自動(dòng)控制實(shí)驗(yàn)．在圖6-3-6中畫(huà)出設(shè)計(jì)電路，并進(jìn)行連接． 答案：當(dāng)堂檢測(cè) 1、答案：C 2、答案：AB 3、答案：C 4、答案：BD 5、答案：非電學(xué)量 電學(xué)量 6、答案：金屬熱電阻 紅外線敏感元件 7、答案：左 右 8、答案：光電 熱電 9、答案：紅外線脈沖 電脈沖10、答案：高 小 課后練習(xí)與提高 1、答案：當(dāng)傳送帶上沒(méi)有物品擋住由A射向B的光信號(hào)時(shí)，光敏電阻的阻值變小，供給信號(hào)處理系統(tǒng)的電壓變低；當(dāng)傳送帶上有物品擋住由A射向B的信號(hào)時(shí)，光敏電阻的阻值變大，供給信號(hào)處理系統(tǒng)的電壓變高．這種高低交替變化的信號(hào)經(jīng)過(guò)信號(hào)處理系統(tǒng)的處理，就會(huì)自動(dòng)將其轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的數(shù)字，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)計(jì)數(shù)的功能． 2、答案：ABCD 3、答案：雙金屬片的膨脹系數(shù)不同，上層金屬的膨脹系數(shù)大于下層的金屬．當(dāng)溫度變化時(shí)，由于雙金屬片的膨脹系數(shù)不同從而控制電路的通斷，以達(dá)到控制溫度的目的． 4、答案：將由熱敏電阻為主要元件的溫控電路接入左側(cè)接線柱，報(bào)警電路接右側(cè)接線柱． 111