《高中物理 第三章 傳感器 第四節(jié) 用傳感器制作自控裝置學案 粵教版選修3-2》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《高中物理 第三章 傳感器 第四節(jié) 用傳感器制作自控裝置學案 粵教版選修3-2（4頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、 第四節(jié)　用傳感器制作自控裝置 課題：應(yīng)用光敏電阻制作光控自動照明燈電路 一、實驗?zāi)康? 了解與傳感器技術(shù)相關(guān)的物理知識，練習用傳感器制作自動控制裝置． 二、實驗器材 二極管VD、晶閘管VS、光敏電阻RG、電阻R（7.5 MΩ）、燈泡L． 三、實驗原理 由晶閘管VS與電燈L構(gòu)成主回路，控制回路由R與RG組成的分壓器及二極管VD構(gòu)成，如下圖所示． 1．白天自然光較強時，光敏電阻呈低電阻與R分壓后使晶閘管VS門電極處于低電平，VS關(guān)斷． 2．當夜幕降臨時，照在RG上的自然光減弱，RG呈高阻，使VS的門電極處于高電平．VS獲正向觸發(fā)電壓而導通，燈L亮． 3．改變R的阻值，

2、即改變其與RG的分壓比，可調(diào)整電路的起控點． 4．二極管VD，晶閘管VS的特性 （1）二極管：具有單向?qū)щ娦裕斀o二極管加正向電壓時，它的阻值很?。划斀o二極管加反向電壓時，它的電阻很大． （2）晶閘管VS：當晶閘管承受反向電壓時，不論門極承受何種電壓，晶閘管都處于關(guān)斷狀態(tài)．當晶閘管承受正向電壓時，僅在門極承受正向電壓情況下晶閘管才導通． 四、實驗步驟 1．將多用電表旋鈕撥至R×1 k擋，調(diào)零后，測量電阻R的阻值，檢查R是否符合要求． 2．將多用電表旋鈕撥至R×1 k擋，調(diào)零后，用兩表筆分別接二極管兩極，然后將兩表筆位置對調(diào)．若兩次測量結(jié)果一次較小，一次很大，則二極管性能良好． 3

3、．將多用電表旋鈕撥至R×1 k擋，紅表筆接晶閘管K極，黑表筆同時接通G、A極，在保持黑表筆不脫離A極狀態(tài)下斷開G極，指針指示幾十歐至一百歐，然后瞬時斷開A極再接通，若指針指示∞位置，則表明晶閘管良好． 4．按照電路圖，將各元件焊接，安裝好． 5．檢查各元件的連接，確保無誤． 6．接通電源，觀察強光照射光敏電阻時和用黑紙包裹光敏電阻時燈泡L的狀態(tài)． 五、注意事項 1．安裝前，對所有器材進行測試，確保各元件性能良好后，再進行安裝． 2．焊接時，管腳必須在離管殼5 mm以上處焊接，焊接時間不宜過長． 3．注意二極管、晶閘管各極正確接入電路，不可錯接、反接． 【例題】下圖是一個簡單

4、的磁控防盜報警裝置．門的上沿嵌入一小塊永磁體M，門框內(nèi)與M相對的位置嵌入干簧管H，并且將干簧管接入圖示的電路．睡覺前連接好電路，當盜賊開門時，蜂鳴器就會叫起來． 請說明它的工作原理，最好通過實驗?zāi)M這個電路的工作． 答案：見解析． 解析：當門閉著時，永磁體使干簧管接通，斯密特觸發(fā)器輸入端與電源負極相連，處于低電平，則輸出端為高電平，故蜂鳴器不發(fā)聲；當開門時，沒有永磁體作用，干簧管不通，斯密特觸發(fā)器輸入端為高電平，則輸出端為低電平，則蜂鳴器通電，發(fā)聲報警． 1．如下圖所示為小型電磁繼電器的構(gòu)造示意圖，其中L為含鐵芯的線圈．P為可繞O點轉(zhuǎn)動的鐵片，K為彈簧，S為一對觸頭，A、B、C

5、、D為四個接線柱．電磁繼電器與傳感器配合，可完成自動控制的要求．其工作方式是（　?。? A．A與B接信號電壓，C與D可跟被控電路串聯(lián) B．A與B接信號電壓，C與D可跟被控電路并聯(lián) C．C與D接信號電壓，A與B可跟被控電路串聯(lián) D．C與D接信號電壓，A與B可跟被控電路并聯(lián) 答案：A 解析：由圖可知A、B是電磁繼電器線圈，所以A、B應(yīng)接信號電壓，線圈隨信號電壓變化使電磁繼電器相吸或排斥，從而使C、D接通或斷開，進而起到控制作用，所以選項A正確． 2．傳感器可將非電學量轉(zhuǎn)化為電學量，起自動控制作用，如計算機鼠標中有位移傳感器，電熨斗、電飯煲中有溫度傳感器，電視機、錄像機、影碟機、空

6、調(diào)機中有光電傳感器……演示位移傳感器的工作原理如圖所示，物體M在導軌上平移時，帶動滑動變阻器的金屬滑桿P，通過電壓表顯示的數(shù)據(jù)來反映物體位移的大小x．假設(shè)電壓表是理想的，則下列說法中正確的是（　?。? A．物體M運動時，電源內(nèi)的電流會發(fā)生變化 B．物體M運動時，電壓表的示數(shù)會發(fā)生變化 C．物體M不動時，電路中沒有電流 D．物體M不動時，電壓表沒有示數(shù) 答案：B 解析：物體M運動時會使滑片P左右移動，由于電壓表的示數(shù)為變阻器左側(cè)部分的電壓，所以電壓表示數(shù)會發(fā)生變化，所以A項錯誤，B項正確；但物體M的運動不會影響主電路，因此，物體M運動與否電路中仍會有電流且保持不變，但電壓表會有示

7、數(shù)且示數(shù)會發(fā)生變化，所以C、D兩項都是錯誤的． 3．如下圖所示，1是彈簧，2是銜鐵，3是觸點，4是電磁鐵，5是熱敏電阻，6是滑動變阻器，7是電鈴，它們組成一種溫度自動報警電路，試說明這種簡單溫度自動報警電路的工作原理． 答案：見解析 解析：當熱敏電阻溫度升高時，電磁鐵電路中的電流增大，電磁鐵吸引銜鐵使電鈴電路閉合，電鈴報警；當溫度下降后，電阻增大，電流減小，電磁鐵磁性減弱，銜鐵被彈簧拉起，電鈴電路斷開，電鈴不發(fā)聲． 4．某市一所農(nóng)村初級中學，常常因為不能及時給水塔注水而停水，小明知道后，想利用如下圖所示的器材設(shè)計一個自動注水裝置，A是浮子，B是金屬觸頭，C為水塔上的柱形蓄水池，M是

8、帶水泵的電動機，D是彈簧，E是銜鐵，F(xiàn)是電磁鐵，K1、K2分別為觸頭開關(guān)． （1）連接上面的電路實物圖． （2）簡述其工作原理（涉及的元件可以用字母代替）． 答案：見解析． 解析：（1）如下圖所示： （2）按圖接好電路，合上開關(guān)S1、S2，水泵工作，水位升高，當浮子上升使B接觸到K1時，左側(cè)電路（控制電路）工作，電磁鐵F有磁力，拉下銜鐵E，使K2斷開，電動機M不工作，停止注水，當水位下降使B與K1脫離，電路停止工作，F(xiàn)無磁性，D拉動E，使K2接通，M工作． 5．一路燈控制裝置如下圖所示，RG為光敏電阻，光照射RG時，RG變?。滋鞎r，繼電器J兩端電壓是較大還是較??？要使路燈比平時早一些時間亮起來，應(yīng)如何調(diào)節(jié)R1? 答案：較小　使R1變小 解析：由題可知，按照邏輯分析法，引起電路狀態(tài)變化的原因是照射光敏電阻RG的光的強弱．白天光照強，RG的阻值較小，R1兩端的電壓較大，即A點電勢較高，則Y端為低電平，繼電器兩端電壓較小，不工作，路燈不亮．而夜間的情形恰好相反．所以白天時，繼電器J兩端電壓較小． 若使路燈早一些亮，首先要明確繼電器的動作電壓UJ一定，Y端電平一定，A端電平一定，則R1兩端的電壓U1一定，因，則可知要使路燈早些亮時，環(huán)境光線仍較強，RG較小，要保證U1一定，必須調(diào)節(jié)R1使其變?。? 4