人教版(新教材)高中物理選擇性必修第二冊PAGEPAGE1題課選擇性必修二第五章第3節(jié)：利用傳感器制作簡單的自動(dòng)控制裝置課型新授課課時(shí)1教學(xué)目標(biāo)1.會(huì)利用干簧管制作簡單的自動(dòng)控制裝置，如門窗防盜報(bào)警裝置。2.會(huì)利用光敏電阻制作簡單的自動(dòng)控制裝置，如光控開關(guān)。3.通過制作自動(dòng)裝置，初步養(yǎng)成針對學(xué)習(xí)和生活中的問題，設(shè)計(jì)方案、動(dòng)手實(shí)踐的意識和習(xí)慣。學(xué)習(xí)重點(diǎn)設(shè)計(jì)方案及其工作原理學(xué)習(xí)難點(diǎn)動(dòng)手實(shí)踐能力教學(xué)過程教學(xué)環(huán)節(jié)（含備注）教學(xué)內(nèi)容引入新課進(jìn)行新課 討論與交流一.引入新課你了解哪些敏感元件？如何利用這些敏感元件制作自動(dòng)控制裝置？二.進(jìn)行新課（一）門窗防盜報(bào)警裝置1.認(rèn)識和利用干簧管——非電學(xué)量轉(zhuǎn)換為電路的通斷2.分析教材圖5.3-1對應(yīng)的裝置3.分析教材圖5.3-2對應(yīng)的電路的工作原理電路工作原理閉合電路開關(guān)S，系統(tǒng)處于防盜狀態(tài)。當(dāng)門窗緊閉時(shí)，磁體M靠近干簧管SA，干簧管兩個(gè)簧片被磁化相吸而接通繼電器線圈K，使繼電器工作。繼電器的動(dòng)觸點(diǎn)c與常開觸點(diǎn)a接通，發(fā)光二極管LED發(fā)光，顯示電路處于正常工作狀態(tài)。當(dāng)門窗開啟時(shí)，磁體離開干簧管，干簧管失磁斷開，繼電器被斷電。繼電器的動(dòng)觸點(diǎn)c與常閉觸點(diǎn)b接通，蜂鳴器H發(fā)聲報(bào)警。干簧管在電路中起傳感器和控制開關(guān)的作用，繼電器則相當(dāng)于一個(gè)自動(dòng)的雙向開關(guān)。4.實(shí)驗(yàn)操作（1）連接電路前，要先判斷一下干簧管是否可以正常工作。用磁體直接靠近干簧管，觀察簧片能否正常動(dòng)作。（2）確定各元件可以正常工作后，按照圖5.3-2所示連接電路。（3）接通電源后，將磁體靠近和離開干簧管，分別觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。例1：如圖甲為一種家用門磁防盜報(bào)警器，由磁條和主機(jī)組成，門窗均可使用。乙圖為其簡化示意圖。安裝時(shí)，將磁條固定在門上，主機(jī)安裝在與其等高的門框邊緣，門關(guān)上時(shí)，兩者剛好靠近在一起。當(dāng)主機(jī)開關(guān)閉合時(shí)，若門被打開，磁條與主機(jī)分離，主機(jī)內(nèi)的觸發(fā)器就會(huì)工作，帶動(dòng)報(bào)警器發(fā)出報(bào)警聲。下列有關(guān)說法正確的是()A．觸發(fā)器內(nèi)是一個(gè)開關(guān)，當(dāng)主機(jī)與磁條靠近時(shí)，開關(guān)是斷開的B．觸發(fā)器可以由銅制成C．磁條的兩極對調(diào)后，該報(bào)警器不能正常工作D．本裝置是利用電流的磁效應(yīng)工作的〖解析〗當(dāng)主機(jī)開關(guān)閉合、門關(guān)上時(shí)，磁條與觸發(fā)器剛好靠近在一起，此時(shí)報(bào)警器不工作，說明電路是斷開的；當(dāng)主機(jī)開關(guān)閉合時(shí)，若門被打開，磁條與主機(jī)分離，主機(jī)內(nèi)的觸發(fā)器就會(huì)工作，帶動(dòng)報(bào)警器發(fā)出報(bào)警聲，說明此時(shí)開關(guān)是閉合的，選項(xiàng)A正確；觸發(fā)器與磁條之間存在磁力的作用，所以觸發(fā)器不可能是銅制成的，因?yàn)殂~沒有磁性，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；磁條無論哪個(gè)磁極靠近觸發(fā)器，都存在磁力作用，所以兩極對調(diào)后，該報(bào)警器仍能正常工作，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；本裝置利用的是磁體能夠吸引磁性物體的特點(diǎn)，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。〖答案〗A（二）光控開關(guān)1.初步認(rèn)識三極管三極管由三個(gè)電極組成，分別是發(fā)射極e，基極b和集電極c，有NPN型和PNP型兩種。三極管的一個(gè)重要特性是，從基極輸入一個(gè)較小的電流，就會(huì)在集電極獲得較大2.電路工作原理當(dāng)環(huán)境光比較強(qiáng)時(shí)，光敏電阻RG的阻值很小，三極管不導(dǎo)通，發(fā)光二極管或繼電器所在的回路相當(dāng)于斷路，即發(fā)光二極管不工作；繼電器處于常開狀態(tài)，小燈泡L不亮。當(dāng)環(huán)境光比較弱時(shí)，光敏電阻RG的阻值變大，三極管導(dǎo)通，且獲得足夠的基極電流，產(chǎn)生較大的集電極電流，點(diǎn)亮發(fā)光二極管或驅(qū)動(dòng)繼電器吸合而點(diǎn)亮小燈泡L。3.實(shí)驗(yàn)操作（1）按照圖5.3-5所示連接電路，檢查無誤后，接通電源。（2）讓光敏電阻RG受到白天較強(qiáng)的自然光照射，調(diào)節(jié)電阻R1使發(fā)光二極管LED或小燈泡L剛好不發(fā)光。（3）遮擋RG，當(dāng)光照減弱到某種程度時(shí)，就會(huì)看到發(fā)光二極管LED或小燈泡L發(fā)光。（4）讓光照加強(qiáng)，當(dāng)光照強(qiáng)到某種程度時(shí)，則發(fā)光二極管LED或小燈泡L熄滅。例2.如圖所示是用三極管控制某宿舍樓道內(nèi)照明燈的示意圖，試說明其工作原理。〖解析〗天較亮?xí)r，光敏電阻RG阻值較小，基極電壓較小，三極管斷路，工作電路不通。天較暗時(shí)，光敏電阻RG電阻增大，基極電壓達(dá)到一定程度后，三極管被導(dǎo)通，從而使得由電源正極經(jīng)電阻R2、線圈A、三極管集電極和發(fā)射極到達(dá)電源負(fù)極的電路被導(dǎo)通，電磁繼電器工作，接通工作電路，使照明燈自動(dòng)開啟。天明后，RG阻值減小，基極電壓較小，三極管斷路，則線圈A中不再有電流，電磁繼電器自動(dòng)切斷工作電路的電源，照明燈熄滅。三、總結(jié)：（見板書設(shè)計(jì)）四、課后作業(yè)（見學(xué)案“進(jìn)階闖關(guān)檢測”）板書設(shè)計(jì)5.3利用傳感器制作簡單的自動(dòng)控制裝置1．門窗防盜器實(shí)驗(yàn)中，連接電路前，要先判斷一下干簧管是否可以正常工作。用磁鐵直接靠近干簧管，觀察簧片能否正常工作。2．安裝實(shí)驗(yàn)裝置時(shí)，要使磁鐵正對干簧管。3．光控開關(guān)實(shí)驗(yàn)中要想天更暗時(shí)“路燈”才會(huì)亮，應(yīng)把R1的阻值調(diào)大些。課后反思題課選擇性必修二第五章第3節(jié)：利用傳感器制作簡單的自動(dòng)控制裝置課型新授課課時(shí)1教學(xué)目標(biāo)1.會(huì)利用干簧管制作簡單的自動(dòng)控制裝置，如門窗防盜報(bào)警裝置。2.會(huì)利用光敏電阻制作簡單的自動(dòng)控制裝置，如光控開關(guān)。3.通過制作自動(dòng)裝置，初步養(yǎng)成針對學(xué)習(xí)和生活中的問題，設(shè)計(jì)方案、動(dòng)手實(shí)踐的意識和習(xí)慣。學(xué)習(xí)重點(diǎn)設(shè)計(jì)方案及其工作原理學(xué)習(xí)難點(diǎn)動(dòng)手實(shí)踐能力教學(xué)過程教學(xué)環(huán)節(jié)（含備注）教學(xué)內(nèi)容引入新課進(jìn)行新課 討論與交流一.引入新課你了解哪些敏感元件？如何利用這些敏感元件制作自動(dòng)控制裝置？二.進(jìn)行新課（一）門窗防盜報(bào)警裝置1.認(rèn)識和利用干簧管——非電學(xué)量轉(zhuǎn)換為電路的通斷2.分析教材圖5.3-1對應(yīng)的裝置3.分析教材圖5.3-2對應(yīng)的電路的工作原理電路工作原理閉合電路開關(guān)S，系統(tǒng)處于防盜狀態(tài)。當(dāng)門窗緊閉時(shí)，磁體M靠近干簧管SA，干簧管兩個(gè)簧片被磁化相吸而接通繼電器線圈K，使繼電器工作。繼電器的動(dòng)觸點(diǎn)c與常開觸點(diǎn)a接通，發(fā)光二極管LED發(fā)光，顯示電路處于正常工作狀態(tài)。當(dāng)門窗開啟時(shí)，磁體離開干簧管，干簧管失磁斷開，繼電器被斷電。繼電器的動(dòng)觸點(diǎn)c與常閉觸點(diǎn)b接通，蜂鳴器H發(fā)聲報(bào)警。干簧管在電路中起傳感器和控制開關(guān)的作用，繼電器則相當(dāng)于一個(gè)自動(dòng)的雙向開關(guān)。4.實(shí)驗(yàn)操作（1）連接電路前，要先判斷一下干簧管是否可以正常工作。用磁體直接靠近干簧管，觀察簧片能否正常動(dòng)作。（2）確定各元件可以正常工作后，按照圖5.3-2所示連接電路。（3）接通電源后，將磁體靠近和離開干簧管，分別觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。例1：如圖甲為一種家用門磁防盜報(bào)警器，由磁條和主機(jī)組成，門窗均可使用。乙圖為其簡化示意圖。安裝時(shí)，將磁條固定在門上，主機(jī)安裝在與其等高的門框邊緣，門關(guān)上時(shí)，兩者剛好靠近在一起。當(dāng)主機(jī)開關(guān)閉合時(shí)，若門被打開，磁條與主機(jī)分離，主機(jī)內(nèi)的觸發(fā)器就會(huì)工作，帶動(dòng)報(bào)警器發(fā)出報(bào)警聲。下列有關(guān)說法正確的是()A．觸發(fā)器內(nèi)是一個(gè)開關(guān)，當(dāng)主機(jī)與磁條靠近時(shí)，開關(guān)是斷開的B．觸發(fā)器可以由銅制成C．磁條的兩極對調(diào)后，該報(bào)警器不能正常工作D．本裝置是利用電流的磁效應(yīng)工作的〖解析〗當(dāng)主機(jī)開關(guān)閉合、門關(guān)上時(shí)，磁條與觸發(fā)器剛好靠近在一起，此時(shí)報(bào)警器不工作，說明電路是斷開的；當(dāng)主機(jī)開關(guān)閉合時(shí)，若門被打開，磁條與主機(jī)分離，主機(jī)內(nèi)的觸發(fā)器就會(huì)工作，帶動(dòng)報(bào)警器發(fā)出報(bào)警聲，說明此時(shí)開關(guān)是閉合的，選項(xiàng)A正確；觸發(fā)器與磁條之間存在磁力的作用，所以觸發(fā)器不可能是銅制成的，因?yàn)殂~沒有磁性，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；磁條無論哪個(gè)磁極靠近觸發(fā)器，都存在磁力作用，所以兩極對調(diào)后，該報(bào)警器仍能正常工作，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；本裝置利用的是磁體能夠吸引磁性物體的特點(diǎn)，選項(xiàng)D錯(cuò)誤?！即鸢浮紸（二）光控開關(guān)1.初步認(rèn)識三極管三極管由三個(gè)電極組成，分別是發(fā)射極e，基極b和集電極c，有NPN型和PNP型兩種。三極管的一個(gè)重要特性是，從基極輸入一個(gè)較小的電流，就會(huì)在集電極獲得較大2.電路工作原理當(dāng)環(huán)境光比較強(qiáng)時(shí)，光敏電阻RG的阻值很小，三極管不導(dǎo)通，發(fā)光二極管或繼電器所在的回路相當(dāng)于斷路，即發(fā)光二極管不工作；繼電器處于常開狀態(tài)，小燈泡L不亮。當(dāng)環(huán)境光比較弱時(shí)，光敏電阻RG的阻值變大，三極管導(dǎo)通，且獲得足夠的基極電流，產(chǎn)生較大的集電極電流，點(diǎn)亮發(fā)光二極管或驅(qū)動(dòng)繼電器吸合而點(diǎn)亮小燈泡L。3.實(shí)驗(yàn)操作（1）按照圖5.3-5所示連接電路，檢查無誤后，接通電源。（2）讓光敏電阻RG受到白天較強(qiáng)的自然光照射，調(diào)節(jié)電阻R1使發(fā)光二極管LED或小燈泡L剛好不發(fā)光。（3）遮擋RG，當(dāng)光照減弱到某種程度時(shí)，就會(huì)看到發(fā)光二極管LED或小燈泡L發(fā)光。（4）讓光照加強(qiáng)，當(dāng)光照強(qiáng)到某種程度時(shí)，則發(fā)光二極管LED或小燈泡L熄滅。例2.如圖所示是用三極管控制某宿舍樓道內(nèi)照明燈的示意圖，試說明其工作原理?！冀馕觥教燧^亮?xí)r，光敏電阻RG阻值較小，基極電壓較小，三極管斷路，工作電路不通。天較暗時(shí)，光敏電阻RG電阻增大，基極電壓達(dá)到一定程度后，三極管被導(dǎo)通，從而使得由電源正極經(jīng)電阻R2、線圈A、三極管集電極和發(fā)射極到達(dá)電源負(fù)極的電路被導(dǎo)通，電磁繼電器工作，接通工作電路，使照明燈自動(dòng)開啟。天明后，RG阻值減小，基極電壓較小，三極管斷路，則線圈A