1、1成才之路成才之路 物理物理路漫漫其修遠(yuǎn)兮路漫漫其修遠(yuǎn)兮 吾將上下而求索吾將上下而求索人教版人教版 選修選修3-2 傳感器傳感器第六章第六章第三節(jié)實(shí)驗(yàn)：傳感器的應(yīng)用第三節(jié)實(shí)驗(yàn)：傳感器的應(yīng)用 第六章第六章學(xué)習(xí)目標(biāo)定位學(xué)習(xí)目標(biāo)定位1課堂情景切入課堂情景切入2知識(shí)自主梳理知識(shí)自主梳理3重點(diǎn)難點(diǎn)突破重點(diǎn)難點(diǎn)突破4考點(diǎn)題型設(shè)計(jì)考點(diǎn)題型設(shè)計(jì)5課課 時(shí)時(shí) 作作 業(yè)業(yè)6學(xué)習(xí)目標(biāo)定位學(xué)習(xí)目標(biāo)定位了解斯密特觸發(fā)器的性能及工作了解斯密特觸發(fā)器的性能及工作原理原理練習(xí)設(shè)計(jì)制作光控開(kāi)關(guān)和溫度報(bào)練習(xí)設(shè)計(jì)制作光控開(kāi)關(guān)和溫度報(bào)警器，培養(yǎng)設(shè)計(jì)和制作應(yīng)用傳感警器，培養(yǎng)設(shè)計(jì)和制作應(yīng)用傳感器的能力器的能力課堂情景切入課堂情景切入傳感

2、器的工作離不開(kāi)電子電傳感器的工作離不開(kāi)電子電路，傳感器只是把非電學(xué)量轉(zhuǎn)換為路，傳感器只是把非電學(xué)量轉(zhuǎn)換為電學(xué)量，對(duì)電學(xué)量的放大、處理均電學(xué)量，對(duì)電學(xué)量的放大、處理均是通過(guò)電子元件組成的電路來(lái)完成是通過(guò)電子元件組成的電路來(lái)完成的。下圖是一個(gè)簡(jiǎn)單的磁控防盜報(bào)的。下圖是一個(gè)簡(jiǎn)單的磁控防盜報(bào)警裝置。門(mén)的上沿嵌入一小塊永磁警裝置。門(mén)的上沿嵌入一小塊永磁體體M，門(mén)框內(nèi)與，門(mén)框內(nèi)與M相對(duì)的位置嵌入相對(duì)的位置嵌入干簧管干簧管H，并且將干簧管接入圖示的電路。睡覺(jué)前連接好電，并且將干簧管接入圖示的電路。睡覺(jué)前連接好電路，當(dāng)盜賊開(kāi)門(mén)時(shí)，蜂鳴器就會(huì)叫起來(lái)。路，當(dāng)盜賊開(kāi)門(mén)時(shí)，蜂鳴器就會(huì)叫起來(lái)。知識(shí)自主梳理知識(shí)自主梳理1

3、電路圖如圖所示電路圖如圖所示光控開(kāi)關(guān)光控開(kāi)關(guān) 2工作原理工作原理白天，光強(qiáng)度較大，光敏電阻白天，光強(qiáng)度較大，光敏電阻RG電阻值電阻值_，加在斯密，加在斯密特觸發(fā)器特觸發(fā)器A端的電壓較低，則輸出端端的電壓較低，則輸出端Y輸出輸出_電平，發(fā)光二電平，發(fā)光二極管極管LED不導(dǎo)通；當(dāng)天色暗到一定程度時(shí)，不導(dǎo)通；當(dāng)天色暗到一定程度時(shí)，RG的阻值增大到一的阻值增大到一定值，斯密特觸發(fā)器的輸入管定值，斯密特觸發(fā)器的輸入管A的電壓上升到某個(gè)值的電壓上升到某個(gè)值(1.6V)，輸出端輸出端Y突然從突然從_電平跳到電平跳到_電平，則發(fā)光二極管電平，則發(fā)光二極管LED _(相當(dāng)于路燈亮了相當(dāng)于路燈亮了)，這樣就達(dá)到了

4、使路燈天明熄，這樣就達(dá)到了使路燈天明熄滅，天暗自動(dòng)開(kāi)啟的目的。滅，天暗自動(dòng)開(kāi)啟的目的。較小較小高高低低高高導(dǎo)通發(fā)光導(dǎo)通發(fā)光1電路如圖所示。電路如圖所示。溫度報(bào)警器溫度報(bào)警器 2工作原理工作原理常溫下，調(diào)整常溫下，調(diào)整R1的阻值使斯密特觸發(fā)器的輸入端的阻值使斯密特觸發(fā)器的輸入端A處于低處于低電平，則輸出端電平，則輸出端Y處于處于_電平，無(wú)電流通過(guò)蜂鳴器，蜂鳴器電平，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)，熱敏電阻不發(fā)聲；當(dāng)溫度升高時(shí)，熱敏電阻RT阻值阻值_，斯密特觸發(fā)，斯密特觸發(fā)器輸入端器輸入端A電勢(shì)升高，當(dāng)達(dá)到某一值電勢(shì)升高，當(dāng)達(dá)到某一值(高電平高電平)，其輸出端由，其輸出端由_電平跳到

5、電平跳到_電平，蜂鳴器通電，從而發(fā)出報(bào)警聲，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)警溫度不同。的阻值不同，則報(bào)警溫度不同。要使熱敏電阻在感測(cè)到更高的溫度時(shí)才報(bào)警，應(yīng)要使熱敏電阻在感測(cè)到更高的溫度時(shí)才報(bào)警，應(yīng)_R1的阻值。的阻值。高高減小減小高高低低減小減小重點(diǎn)難點(diǎn)突破重點(diǎn)難點(diǎn)突破一、光控開(kāi)關(guān)實(shí)驗(yàn)步驟一、光控開(kāi)關(guān)實(shí)驗(yàn)步驟1按照電路圖將各元件組裝到集成電路實(shí)驗(yàn)板上。按照電路圖將各元件組裝到集成電路實(shí)驗(yàn)板上。2檢查各元件的連接，確保無(wú)誤。檢查各元件的連接，確保無(wú)誤。3接通電源，調(diào)節(jié)電阻接通電源，調(diào)節(jié)電阻R1，使發(fā)光二極管或燈泡在普通，使發(fā)光二極管或燈泡在普通光照條件下不亮。光照條件下

6、不亮。4用黑紙逐漸遮住光敏電阻，觀察發(fā)光二極管或燈泡的用黑紙逐漸遮住光敏電阻，觀察發(fā)光二極管或燈泡的狀態(tài)。狀態(tài)。5逐漸撤掉黑紙，觀察發(fā)光二極管或燈泡的狀態(tài)。逐漸撤掉黑紙，觀察發(fā)光二極管或燈泡的狀態(tài)。二、溫度報(bào)警器實(shí)驗(yàn)步驟二、溫度報(bào)警器實(shí)驗(yàn)步驟1按照電路圖將各元件組裝到集成電路實(shí)驗(yàn)板上。按照電路圖將各元件組裝到集成電路實(shí)驗(yàn)板上。2檢查各元件的連接，確保無(wú)誤。檢查各元件的連接，確保無(wú)誤。3接通電源，調(diào)節(jié)電阻接通電源，調(diào)節(jié)電阻R1，使蜂鳴器常溫下不發(fā)聲。，使蜂鳴器常溫下不發(fā)聲。4用熱水使熱敏電阻的溫度升高，觀察蜂鳴器是否發(fā)用熱水使熱敏電阻的溫度升高，觀察蜂鳴器是否發(fā)聲。聲。5將熱敏電阻從熱水中取出，

7、觀察蜂鳴器是否發(fā)聲。將熱敏電阻從熱水中取出，觀察蜂鳴器是否發(fā)聲。特別提醒：特別提醒：1.安裝前，對(duì)器材進(jìn)行測(cè)試，確保各元件性能良好后，再安裝前，對(duì)器材進(jìn)行測(cè)試，確保各元件性能良好后，再進(jìn)行安裝。進(jìn)行安裝。2.光控開(kāi)關(guān)實(shí)驗(yàn)中，二極管連入電路的極性不能反接，否光控開(kāi)關(guān)實(shí)驗(yàn)中，二極管連入電路的極性不能反接，否則繼電器不能正常工作。則繼電器不能正常工作。3.光控開(kāi)關(guān)實(shí)驗(yàn)中要想天更暗時(shí)光控開(kāi)關(guān)實(shí)驗(yàn)中要想天更暗時(shí)“路燈路燈”才會(huì)亮，應(yīng)該把才會(huì)亮，應(yīng)該把R1的阻值調(diào)大些。的阻值調(diào)大些。4.溫度報(bào)警器實(shí)驗(yàn)中，要使蜂鳴器在更低的溫度時(shí)報(bào)警，溫度報(bào)警器實(shí)驗(yàn)中，要使蜂鳴器在更低的溫度時(shí)報(bào)警，應(yīng)該把應(yīng)該把R1的阻值調(diào)

8、大些。的阻值調(diào)大些。考點(diǎn)題型設(shè)計(jì)考點(diǎn)題型設(shè)計(jì)光控開(kāi)關(guān)的應(yīng)用光控開(kāi)關(guān)的應(yīng)用 解析：解析：(1)電磁繼電器的工作原理電磁繼電器的工作原理因集成電路允許通過(guò)的電流較小，白熾燈泡工作電流較因集成電路允許通過(guò)的電流較小，白熾燈泡工作電流較大，所以使用繼電器來(lái)啟閉工作電路。如圖所示虛線框內(nèi)是電大，所以使用繼電器來(lái)啟閉工作電路。如圖所示虛線框內(nèi)是電磁繼電器磁繼電器J，D為動(dòng)觸點(diǎn)，為動(dòng)觸點(diǎn)，E為靜觸點(diǎn)。當(dāng)線圈為靜觸點(diǎn)。當(dāng)線圈A中通電時(shí)，鐵中通電時(shí)，鐵芯中產(chǎn)生磁場(chǎng)，吸引銜鐵芯中產(chǎn)生磁場(chǎng)，吸引銜鐵B向下運(yùn)動(dòng)，從而帶動(dòng)觸點(diǎn)向下運(yùn)動(dòng)，從而帶動(dòng)觸點(diǎn)D向下與向下與E接觸，工作電路接通；當(dāng)線圈接觸，工作電路接通；當(dāng)線圈A中

9、電流為零時(shí)，電磁鐵失去磁中電流為零時(shí)，電磁鐵失去磁性，銜鐵性，銜鐵B在彈簧作用下拉起，帶動(dòng)觸點(diǎn)在彈簧作用下拉起，帶動(dòng)觸點(diǎn)D與與E分離，自動(dòng)切斷分離，自動(dòng)切斷工作電路。工作電路。(2)控制電路工作原理控制電路工作原理天較亮?xí)r，光敏電阻天較亮?xí)r，光敏電阻RG阻值較小，斯密特觸發(fā)器輸入端阻值較小，斯密特觸發(fā)器輸入端A電勢(shì)較低，則輸出端電勢(shì)較低，則輸出端Y輸出高電平，線圈中無(wú)電流，工作電路輸出高電平，線圈中無(wú)電流，工作電路不通；天較暗時(shí)，光敏電阻不通；天較暗時(shí)，光敏電阻RG電阻增大，斯密特觸發(fā)器輸入端電阻增大，斯密特觸發(fā)器輸入端A電勢(shì)升高，當(dāng)升高到一定值，輸出端電勢(shì)升高，當(dāng)升高到一定值，輸出端Y由高電

10、平突然跳到低電由高電平突然跳到低電平，有電流通過(guò)線圈平，有電流通過(guò)線圈A，電磁繼電器工作，接通工作電路，使，電磁繼電器工作，接通工作電路，使路燈自動(dòng)開(kāi)啟；天明后，路燈自動(dòng)開(kāi)啟；天明后，RG阻值減小，斯密特觸發(fā)器輸入端阻值減小，斯密特觸發(fā)器輸入端A電勢(shì)逐漸降低，降到一定值，輸出端電勢(shì)逐漸降低，降到一定值，輸出端Y突然由低電平跳到高電突然由低電平跳到高電平，則線圈平，則線圈A不再有電流，電磁繼電器自動(dòng)切斷工作電路的電不再有電流，電磁繼電器自動(dòng)切斷工作電路的電源，路燈熄滅。源，路燈熄滅。答案：答案：應(yīng)該把應(yīng)該把R1調(diào)大些，由實(shí)驗(yàn)可知，當(dāng)調(diào)大些，由實(shí)驗(yàn)可知，當(dāng)RG較大時(shí)，非門(mén)較大時(shí)，非門(mén)輸入端才為高電

11、平，輸出端輸入端才為高電平，輸出端Y為低電平，發(fā)光二極管才發(fā)光為低電平，發(fā)光二極管才發(fā)光(或或繼電器工作繼電器工作)，把，把R1調(diào)大，使得調(diào)大，使得RG更大時(shí)才出現(xiàn)上述情況，所更大時(shí)才出現(xiàn)上述情況，所以當(dāng)天更暗時(shí)，以當(dāng)天更暗時(shí)，RG更大時(shí)，路燈才會(huì)點(diǎn)亮。更大時(shí)，路燈才會(huì)點(diǎn)亮。溫度報(bào)警器溫度報(bào)警器 接通電源后，先調(diào)節(jié)接通電源后，先調(diào)節(jié)R1使蜂鳴器在常溫下不發(fā)聲，再用熱使蜂鳴器在常溫下不發(fā)聲，再用熱水使熱敏電阻的溫度上升，到達(dá)某一溫度時(shí)就會(huì)發(fā)出報(bào)警聲。水使熱敏電阻的溫度上升，到達(dá)某一溫度時(shí)就會(huì)發(fā)出報(bào)警聲。請(qǐng)你說(shuō)明這個(gè)電路的工作原理。想一想：怎樣能夠使熱敏請(qǐng)你說(shuō)明這個(gè)電路的工作原理。想一想：怎樣能夠

12、使熱敏電阻在感測(cè)到更高的溫度時(shí)才報(bào)警？電阻在感測(cè)到更高的溫度時(shí)才報(bào)警？解析：解析：該電路的工作原理是：常溫下，調(diào)整該電路的工作原理是：常溫下，調(diào)整R1的阻值使斯的阻值使斯密特觸發(fā)器的輸入端密特觸發(fā)器的輸入端A處于低電平，則輸出端處于低電平，則輸出端Y處于高電平，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，斯密特觸器輸入端阻值減小，斯密特觸器輸入端A電勢(shì)升高，當(dāng)達(dá)到某一值電勢(shì)升高，當(dāng)達(dá)到某一值(高高電平電平)，其輸出端由高電平跳到低電平，蜂鳴器通電，從而發(fā)，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。出報(bào)警聲。R1的阻值不同，則報(bào)警溫度不同。的阻值不同，則報(bào)警溫度不同。要使熱敏電阻在感測(cè)到更高的溫度時(shí)才報(bào)警，應(yīng)減小要使熱敏電阻在感測(cè)到更高的溫度時(shí)才報(bào)警，應(yīng)減小R1的的阻值。阻值。點(diǎn)評(píng)：點(diǎn)評(píng)：在邏輯電路中，常把電勢(shì)的高低叫做在邏輯電路中，常把電勢(shì)的高低叫做“電平電平”的的高低，高低，“輸出低電平輸出低電平”的意思是，輸出端處于低電勢(shì)的狀態(tài)。的意思是，輸出端處于低電勢(shì)的狀態(tài)。 斯 密 特 觸 發(fā) 器 是 具 有 特 殊 功 能 的 非 門(mén) ， 常 用 符斯 密 特 觸 發(fā) 器 是 具 有 特 殊 功 能 的 非 門(mén) ， 常