2020高中物理6.3 实验：传感器的应用 学案（人教版选修3-2）

2020高中物理6.3 实验：传感器的应用 学案（人教版选修3-2）

6.3 实验：传感器的应用 学案（人教版选修 3-2） 1．斯密特触发器的特点：当输入端电压逐渐上升到某一个值(1.6 V)时，输出 端会突然从________跳到____________，当输入端电压下降到另一个值(0.8 V)时， 输出端会从________跳到__________． 2．下列说法中正确的是( ) A．电饭锅中的敏感元件是光敏电阻 B．测温仪中测温元件可以是热敏电阻 C．机械式鼠标中的传感器接收到连续的红外线，输出不连续的电脉冲 D．火灾报警器中的光传感器在没有烟雾时呈现低电阻状态，有烟雾时呈现高电 阻状态 3．某市为了节约能源，合理适时地使用路灯，要求夜晚亮、白天熄，利用半导 体的某种特性制成自动点亮、熄灭的装置，实现了自动控制．这是利用半导体的( ) A．压敏性 B．光敏性 C．热敏性 D．三种特性都利用了 【概念规律练】 知识点 传感器的应用实验 1．如图 1 所示的光控电路用发光二极管 LED 模拟路灯，RG 为光敏电阻．A 为斯 密特触发器输入端，在天黑时路灯(发光二极管)会点亮．下列说法正确的是( ) 图 1 A．天黑时，Y 处于高电平 B．天黑时，Y 处于低电平 C．当 R1 调大时，天更暗时，灯(发光二极管)点亮 D．当 R1 调大时，天较亮时，灯(发光二极管)就能点亮 2．如图 2 是温度报警器电路示意图，下列关于此电路的分析正确的是( ) 图 2 A．当 RT 的温度升高时，RT 减小，A 端电势降低，Y 端电势升高，蜂鸣器会发出 报警声 B．当 RT 的温度升高时，RT 减小，A 端电势升高，Y 端电势降低，蜂鸣器会发出 报警声 C．当增大 R1 时，A 端电势升高，Y 端电势降低，蜂鸣器会发出报警声 D．当增大 R1 时，A 端电势降低，Y 端电势升高，蜂鸣器会发出报警声 【方法技巧练】 自动控制电路的分析及设计技巧 3．自己设计一个以热敏电阻为传感器的简易自动报警器，当温度过高时，小灯 泡亮或响铃报警．所用的实验器材可能有电磁继电器、电铃、小灯泡、热敏电阻、 干电池、滑动变阻器、开关． 4．已知光敏电阻随入射光的增强，其电阻值减小，请利用图 3 所示器材设计一 个路灯自动控制电路． 图 3 参考答案 课前预习练 1．高电平 低电平(0.25 V) 低电平 高电平(3.4 V) 2．B[电饭锅中的敏感元件是感温铁氧体，A 错误；机械式鼠标中的传感器接收 断续的红外线脉冲，输出相应的电脉冲信号，C 错误；火灾报警器中的光传感器在 没有烟雾时呈现高电阻状态，有烟雾时呈现低电阻状态，D 错误．] 3．B [题目中半导体应能感知光照强度变化，并输出电信号，控制电路通断， 所以利用了半导体的光敏性，故 B 正确．] 课堂探究练 1．BC [天黑时，RG 阻值增大到一定值，斯密特触发器输入端 A 的电压上升到某 个值，输出端 Y 突然由高电平跳到低电平；R1 调大时，A 端电压降低，只有天更暗 时，RG 电阻更大时，路灯才点亮，故 B、C 正确．] 2．BC [当 RT 温度升高时，电阻减小，A 点电势升高到某一数值，Y 端电势突然 降低，蜂鸣器导通发出警报，A 错，B 对．当增大 R1 时，A 端电势升高到某一数值， Y 端电势突然降低，电流通过蜂鸣器，发生报警声，C 对，D 错．] 点评 斯密特触发器是具有特殊功能的非门，用符号 表示．当输入端电压 上升到某一个值(1.6 V)时，输出端会突然从高电平跳到低电平(0.25 V)，当输入端 电压下降到另一个值(0.8 V)时，输出端会从低电平跳到高电平(3.4 V)． 3．实验电路如下图所示 当温度升高时，热敏电阻的阻值减小，通过电磁继电器螺线管的电流增大，磁 性增强，吸下金属片，触点接通，灯泡亮或电铃响，起到报警作用．通过调节滑动 变阻器的阻值，可以达到调节报警温度的目的． 4．见解析 解析 电路如图所示 控制过程是：当有光照射时，光电流经过放大器输出一个较大的电流，驱动电 磁继电器吸合，使两个触点断开，当无光照时，光电流减小，放大器输出电流减小， 电磁继电器释放衔铁，使两个触点闭合，控制路灯电路接通，路灯开始工作． 方法总结 在分析和设计自动控制电路时，要透彻理解各个元件的特性，如光敏 电阻、热敏电阻、电磁继电器、斯密特触发器等；在涉及门电路的电路图时，电流 的通路并不能完整地呈现出来，所以不能用原来的电路知识来理解，而是要正确理 清电路中的逻辑关系．