高二物理6.4《傳感器的應(yīng)用實(shí)例》學(xué)案(人教版選修3-2)
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111 6.4 傳感器的應(yīng)用實(shí)例 教學(xué)目標(biāo) (一)知識與技能 1.了解兩個(gè)實(shí)驗(yàn)的基本原理。 2.通過實(shí)驗(yàn),加深對傳感器作用的體會,培養(yǎng)自己的動手能力。 (二)過程與方法 通過實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)動手能力,體會傳感器在實(shí)際中的應(yīng)用。 (三)情感、態(tài)度與價(jià)值觀[ 在實(shí)驗(yàn)中通過動手組裝和調(diào)試,增強(qiáng)理論聯(lián)系實(shí)際的意識,激發(fā)學(xué)習(xí)興趣,培養(yǎng)良好的科學(xué)態(tài)度。 教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn) 重點(diǎn) 1.了解斯密特觸發(fā)器的工作特點(diǎn),能夠分析光控電路的工作原理。 2.溫度報(bào)警器的電路工作原理。 難點(diǎn) 光控電路和溫度報(bào)警器電路的工作原理。 教學(xué)方法 實(shí)驗(yàn)法、觀察法、討論法。 教學(xué)手段 實(shí)驗(yàn)過程中用到的有關(guān)器材、元器件等,由實(shí)驗(yàn)室統(tǒng)一準(zhǔn)備 教學(xué)過程[ (一)引入新課 隨著人們生活水平的提高,傳感器在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用越來越廣泛,如走廊里的聲、光控開關(guān)、溫度報(bào)警器、孵小雞用的恒溫箱、路燈的自動控制、銀行門口的自動門等,都用到了傳感器.傳感器的工作離不開電子電路,傳感器只是把非電學(xué)量轉(zhuǎn)換成電學(xué)量,對電學(xué)量的放大,處理均是通過電子元件組成的電路來完成的. 這節(jié)課我們就來動手組裝光控開關(guān)或溫度報(bào)警器。 (二)進(jìn)行新課 實(shí)驗(yàn)1、光控開關(guān) 1.實(shí)驗(yàn)原理及知識準(zhǔn)備 (投影)如圖所示光控電路,用發(fā)光二極管LED模仿路燈,RG為光敏電阻,R1的最大電阻為51 kΩ, R2為 330 kΩ,試分析其工作原理. 白天,光強(qiáng)度較大,光敏電阻RG電阻值較小,加在斯密特觸發(fā)器A端的電壓較低,則輸出端Y輸出高電平,發(fā)光二極管LED不導(dǎo)通;當(dāng)天色暗到一定程度時(shí),RG的阻值增大到一定值,斯密特觸發(fā)器的輸入端 A的電壓上升到某個(gè)值(1.6V),輸出端Y突然從高電平跳到低電平,則發(fā)光二極管LED導(dǎo)通發(fā)光(相當(dāng)于路燈亮了),這樣就達(dá)到了使路燈天明熄滅,天暗自動開啟的目的. (1)要想在天更暗時(shí)路燈才會亮,應(yīng)該把R1的阻值調(diào)大些還是調(diào)小些?為什么? 應(yīng)該把R1的阻值調(diào)大些,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(如1.6V,就需要RG的阻值達(dá)到更大,即天色更暗。。 (2)用白熾燈模仿路燈,為何要用到繼電器? 由于集成電路允許通過的電流較小,要用白熾燈泡模仿路燈,就要使用繼電器來啟閉工作電路. (投影)如圖所示電磁繼電器工作電路,圖中虛線框內(nèi)即為電磁繼電器,D為動觸點(diǎn),E為靜觸點(diǎn).試分析電磁繼電器的工作原理.當(dāng)線圈 A中通電時(shí),鐵芯中產(chǎn)生磁場,吸引銜鐵B向下運(yùn)動,從而帶動動觸點(diǎn)D向下與E接觸,將工作電路接通,當(dāng)線圈A中電流為零時(shí),電磁鐵失去磁性,銜鐵B在彈簧作用下拉起,帶動觸點(diǎn)D與E分離,自動切斷工作電路. 試說明控制電路的工作原理。 天較亮?xí)r,光敏電阻RG阻值較小,斯密特觸發(fā)器輸入端A電勢較低,則輸出端Y輸出高電平,線圈中無電流,工作電路不通;天較暗時(shí),光敏電阻RG電阻增大,斯密特觸發(fā)器輸入端A電勢升高,當(dāng)升高到一定值,輸出端Y由高電平突然跳到低電平,有電流通過線圈A,電磁繼電器工作,接通工作電路,使路燈自動開啟;天明后,RG阻值減小,斯密特觸發(fā)器輸入端A電勢逐漸降低,降到一定值,輸出端 Y突然由低電平跳到高電平,則線圈A不再有電流,則電磁繼電器自動切斷工作電路的電源,路燈熄滅. 分組實(shí)驗(yàn)。 2.溫度報(bào)警器 上一節(jié)我們學(xué)習(xí)了火災(zāi)報(bào)警器,它是利用煙霧對光的散射作用,使火災(zāi)發(fā)出的光引起光敏電阻的阻值變化,從而達(dá)到報(bào)警的目的.這種設(shè)計(jì)其敏感性是否值的懷疑,你想過嗎?既然發(fā)生火災(zāi)時(shí),環(huán)境溫度要升高,我們能不能用溫度傳感器來做成火災(zāi)報(bào)警器呢? (投影)溫度報(bào)警器的工作電路,如圖所示。試分析其工作原理。 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,無電流通過蜂鳴器,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電勢升高,當(dāng)達(dá)到某一值(高電平),其輸出端由高電平跳到低電平,蜂鳴器通電,從而發(fā)出報(bào)警聲,Rl的阻值不同,則報(bào)警溫度不同. 怎樣使熱敏電阻在感測到更高的溫度時(shí)才報(bào)警? 要使熱敏電阻在感測到更高的溫度時(shí)才報(bào)警,應(yīng)減小R1的阻值,R1阻值越小,要使斯密特觸發(fā)器輸入端達(dá)到高電平,則熱敏電阻阻值要求越小,即溫度越高. 分組實(shí)驗(yàn)。 (三)課堂總結(jié)、點(diǎn)評 本節(jié)課主要學(xué)習(xí)了以下幾個(gè)問題: 光控開關(guān) 溫度報(bào)警器 傳感器的應(yīng)用實(shí)例 (四)實(shí)例探究 電磁繼電器與自動控制 【例1】現(xiàn)有熱敏電阻、電爐絲、電源、電磁繼電器、滑動變阻器、開關(guān)和導(dǎo)線若干.如圖所示,試設(shè)計(jì)一個(gè)溫控電路.要求溫度低于某一溫度時(shí),電爐絲自動通電供熱,超過某一溫度時(shí),又可以自動斷電,畫出電路圖說明工作過程. 111- 1.請仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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