高中物理人教版 (2019)选择性必修 第二册3 利用传感器制作简单的自动控制装置集体备课课件ppt

这是一份高中物理人教版 (2019)选择性必修 第二册3 利用传感器制作简单的自动控制装置集体备课课件ppt，共25页。PPT课件主要包含了目标体系构建，课前预习反馈，实验，门窗防盗报警装置，典例剖析，实验，光控开关，要点提炼，课堂小结，课堂达标检测等内容，欢迎下载使用。
3．利用传感器制作简单的自动控制装置
1．了解门窗防盗报警装置的原理。2．了解光控开关的原理。3．通过练习电子电路的组装，获得对自动控制电路的感性认识。
1．物理观念：知道干簧管、光敏电阻、三极管、二极管、电磁继电器的功能；了解门窗防盗报警装置及其工作原理；了解光控开关电路及其控制原理。2．科学思维：会利用传感器制作简单的自动控制装置。3．科学态度与责任：在实验中体验从原理到应用的过程，增强理论联系实际的意识，培养学生科学严谨的学习态度。
一、实验目的1．了解门窗防盗报警装置和光控开关的工作原理。2．练习用传感器制作自动控制设备。二、实验器材干簧管SA、继电器、发光二极管LED、电阻R(330 Ω)、蜂鸣器H(有源型)、干电池(6 V)、小磁体M、开关。
三、实验电路图门窗防盗报警装置电路图如图所示。
四、工作原理闭合电路开关S，系统处于防盗状态。当门窗紧闭时，磁体M靠近干簧管SA，干簧管两个簧片被磁化相吸而接通继电器线圈K，使继电器工作。继电器的动触点c与常开触点a接通，发光二极管LED发光，显示电路处于正常工作状态。若门窗被盗贼开启时，磁体离开干簧管，干簧管失磁断开，继电器被断电。继电器的动触点c与常闭触点b接通，蜂鸣器H发声报警。干簧管在电路中起传感器和控制开关的作用，继电器则相当于一个自动的双向开关。
五、实验操作(1)连接电路前，要先判断一下干簧管是否可以正常工作。用磁体直接靠近干簧管，观察簧片能否正常动作。(2)确定各元件可以正常工作后，按照电路图连接电路。(3)接通电源后，将磁体靠近和离开干簧管，分别观察实验现象。
把蜂鸣器、光敏电阻、干簧管继电器开关(干簧管和绕在干簧管外的线圈组成如图乙所示)、电源连成电路如甲图所示，制成光电报警装置，设计要求：当有光照时，蜂鸣器发声，当没有光照或者光照很弱时，蜂鸣器不发生，电路已经连接一部分，请将电路连接完整。
思路引导：解本题需理解以下两个问题：(1)光敏电阻的特性是什么？(2)干簧管继电器开关的工作原理是什么？解析：电池、光敏电阻与开关及干簧管继电器开关的外面线圈两个接线构成一个回路；而另一组电池、蜂鸣器与干簧管继电器开关里面的两个接线构成又一个回路。当有光照时，光敏电阻变小，使得干簧管继电器开关存在磁场，导致开关接通，最终使得蜂鸣器发声；若没有磁场时，开关自动断开。连接如图所示。
(2023·衡阳市八中高二阶段练习)酒驾严重危害了公共交通安全，打击酒驾现象已成为日常。如图甲为交警使用的某种酒精检测仪，核心部件为酒精气体传感器，其电阻R1与酒精气体浓度x的关系如图乙所示。
(1)某同学自行设计了简易酒精检测仪，如图丙所示，用到的器材有酒精气体传感器R1、电源(电动势为9.0 V，内阻未知)、电流表(满偏电流为100 mA，内阻为9.5 Ω)，闭合开关，周围无酒精气体，发现电流表刚好满偏，则电源内阻为_________Ω；用该仪器_______(选填“能”或“不能”)检测酒驾。
(2)另一位同学查阅酒精检测仪说明书时看到题表，他根据自己的理解将酒精检测仪的内部电路简化为图丁。只有绿灯亮表示被测试者非酒驾，红绿灯一起亮表示被测试者酒驾。图丁中电源电动势为9.0 V，内阻不计，R2为定值电阻，R1为酒精气体传感器，L1、L2是彩色小灯泡，颜色一红一绿，小灯泡电压达到0.7 V才会发光，则红灯为________(选填“L1”或“L2”)，当红灯刚亮时通过其的电流为___________A(保留两位有效数字)。
一、实验目的模拟光控路灯根据光照的变化自动开启或关闭。二、实验器材可调电阻、限流电阻、光敏电阻、三极管、发光二极管、继电器、小灯泡、二极管、电源。
三、电路图实验电路图如图所示。
四、工作原理当环境光比较强时，光敏电阻RG的阻值很小，三极管不导通，发光二极管或继电器所在的回路相当于断路，即发光二极管不工作；继电器处于常开状态，小灯泡L不亮。当环境光比较弱时，光敏电阻RG的阻值变大，三极管导通，且获得足够的基极电流，产生较大的集电极电流，点亮发光二极管或驱动继电器吸合而点亮小灯泡L。
五、实验操作1．按照电路图连接电路，检查无误后，接通电源。2．让光敏电阻RG受到白天较强的自然光照射，调节电阻R1使发光二极管LED或小灯泡L刚好不发光。3．遮挡RG，当光照减弱到某种程度时，就会看到发光二极管LED或小灯泡L发光。4．让光照加强，当光照强到某种程度时，则发光二极管LED或小灯泡L熄灭。如果实验现象不明显，可用手电筒加强光照，或遮盖光敏电阻，再进行观察。
(2022·山东枣庄高二期中)电控调光玻璃能根据光照强度自动调节玻璃的透明度，将光敏电阻Rx和定值电阻R0接在9 V的电源上，电源内阻不计，光敏电阻阻值随光强变化关系如表所示：(“光强”表示光强弱程度的物理量，符号为E，单位坎德拉(cd))(1)当光照强度为5cd时，光敏电阻Rx的大小为_________ Ω。
(2)电控调光玻璃的原理是光照增强，光敏电阻Rx阻值变小，施加于玻璃两端的电压降低，玻璃透明度下降，反之则玻璃透明度上升。若电源电压不变，R0是定值电阻，下列电路图中符合要求的是_____(填字母代号)。
A　　 B C　 D
(3)已知定值电阻R0＝9 Ω，用电压表测得定值电阻两端的电压为3 V，此时光照强度为_____cd。
(2)由题意可知，光敏电阻Rx与定值电阻R0串联连接，光照增强时，光敏电阻Rx阻值减小，电路中的总电阻减小，由欧姆定律可知，电路中的电流增大，由U＝IR可知，R0两端的电压增大，因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以Rx两端的电压减小，反之光照减弱时，光敏电阻Rx阻值增大，R0两端的电压减小，Rx两端的电压增大，则玻璃并联在
1．(多选)如图所示为小型电磁继电器的构造示意图，其中L为含铁芯的线圈，P为可绕O点转动的铁片，K为弹簧，S为一对触头，A、B、C、D为四个接线柱，继电器与传感器配合，可完成自动控制的要求，关于其工作方式，下列判断正确的是( )A．A、B间接控制电路，C、D间接被控电路B．A、B间接被控电路，C、D间接控制电路C．流过L的电流减小时，C、D间电路断开D．流过L的电流增大时，C、D间电路断开
解析：当较小的电流经过接线柱A、B流入线圈时，电磁铁把衔铁吸下，使C、D两个接线柱所连的触点接通，较大的电流就可以通过C、D带动机器工作了，A对，B错误。流过L的电流减小时，线圈L产生的磁场减弱，对衔铁P的吸引力减弱，使C、D两个接线柱所连的触点断开，C正确，D错误。
2．(多选) (2022·山东临沂高二期中)在今年4月份居家躲避新冠疫情期间，张华同学利用网课的课余时间，结合所学传感器、电路的有关知识，自己在家设置了一个火警报警装置，他设计的电路如图所示，R1为热敏电阻，温度升高时，R1急剧减小，当电铃两端电压低于某一定值时，报警电铃响起，则下列说法正确的是( )A．若试验时发现当着火时装置不响，应把R2的滑片P向下移B．若试验时发现当着火时装置不响，应把R2的滑片P向上移C．增大电源电压，会使报警的临界温度降低D．增大电源电压，会使报警的临界温度升高
解析：若试验时发现当着火时装置不响，说明此时电铃两端电压比较大，应增大滑动变阻器接入的阻值，从而减小电铃两端电压，故应把R2的滑片P向上移，B正确，A错误；增大电源电压，会使原来报警时电铃两端电压增大，需要使温度继续升高，减小热敏电阻R1，从而使电铃两端电压减小到报警时的电压，故增大电源电压，会使报警的临界温度升高，D正确，C错误。
3．(2023·重庆市高二期中)光敏二极管在各种自动化装置中有很多应用，街道的路灯自动控制开关就是其应用之一，图中所示为其模拟电路，其中A为光敏二极管，B为电磁继电器，C为照明电路，D为路灯，下列说法正确的是( )
A．路灯自动控制电路中的光敏二极管的阻值随光照增强而增大B．当没有光照时(夜晚)，光敏二极管所在回路中的电流很小C．根据“日出路灯肯定熄”的常识，分析可知白天电磁铁与衔铁不吸引D．如果换上灵敏度更高的光敏二极管，则相同的光照强度下，电磁铁的磁性更弱
解析：光敏二极管有光敏电阻的特征，阻值随光照增强而减小，故A错误；根据“日出路灯熄、日落路灯亮”的常识，结合路灯自动控制电路中的特征，可知，没有光照时(夜晚)，触点接通，照明电路的路灯变亮，电磁铁与衔铁不吸引，电磁铁的磁性不强，所在回路中的电流很小，反之白天电磁铁与衔铁吸引，触点断开，故B正确，C错误；如果换上灵敏度更高的光敏二极管，白天在相同的光照强度下，电磁铁的磁性更强，与衔铁的吸引力更大，故D错误。
4．(2022·河北沧县高二期中)热敏电阻是传感电路中常用的电子元件，其阻值随温度变化的图线如图甲所示，图乙是某监控温度波动的报警原理图，当报警器两端的电压变化量超出设定值时，报警器就会自动报警。
(1)由图甲可知，热敏电阻R的阻值随着温度的升高而_______(选填“增大”或“减小”)；(2)环境温度升高，报警器两端电压_______(选填“增大”或“减小”)。解析：(1)由甲图可知，热敏电阻R的阻值随温度的升高而减小。(2)报警器两端的电压为串联的热敏电阻和保护电阻两端的电压，当温度升高时，热敏电阻阻值变小，电路总电阻变小，电路总电流增大，根据闭合回路欧姆定律，内电压及滑动变阻器的电压增大，串联的热敏电阻和保护电阻两端的电压减小，因此报警器两端电压减小。
5．如图甲所示为测量硫化镉光敏电阻特性的实验电路，电源电压恒定，电流表内阻不计，开关闭合后，调节滑动变阻器滑片，使小灯泡发光逐渐增强，测得流过光敏电阻的电流和光照强度的关系图线如图乙所示，试根据这一特性，由图丙中给定的器材设计一个路灯自动控制电路。