人教版物理選修3-2 第6章第三節(jié)

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歡迎進(jìn)入物理課堂 第三節(jié)實驗 傳感器的應(yīng)用 課標(biāo)定位學(xué)習(xí)目標(biāo) 1 通過動手實驗 更深切地體會傳感器的作用 2 培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣 激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新能力 3 提高學(xué)生的實踐能力 培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)作風(fēng) 重點難點 1 對邏輯電路和集成電路的認(rèn)識 2 光控開關(guān)電路的分析 組裝和調(diào)試 3 溫度報警器的分析 組裝和調(diào)試 4 學(xué)生對一些常用電子元器件的理解和使用要點的掌握 易錯問題 對一些電路元件的用途及使用方法不了解而出錯 課堂互動講練 知能優(yōu)化訓(xùn)練 第三節(jié)實驗 傳感器的應(yīng)用 課前自主學(xué)案 課前自主學(xué)案 一 實驗?zāi)康牧私馀c傳感器技術(shù)相關(guān)的物理知識 練習(xí)用傳感器制作自動控制裝置 二 實驗器材1 光控開關(guān)實驗 斯密特觸發(fā)器 發(fā)光二極管 二極管 繼電器 燈泡 6V 0 3A 可變電阻R1 最大阻值51k 電阻R2 330 光敏電阻 集成電路實驗板 直流電源 5V 導(dǎo)線若干 黑紙 2 溫度報警器實驗 斯密特觸發(fā)器 蜂鳴器 熱敏電阻 可變電阻R1 最大阻值1k 集成電路實驗板 直流電源 5V 導(dǎo)線若干 燒杯 盛有熱水 三 實驗原理1 光控開關(guān) 1 斯密特觸發(fā)器工作原理圖6 3 1如圖6 3 1所示光控電路 用發(fā)光二極管LED模仿路燈 RG為光敏電阻 R1的最大電阻為51k R2為330 在白天 光強(qiáng)度較大 光敏電阻RG電阻值較小 加在斯密特觸發(fā)器A端的電壓較低 則輸出端Y輸出高電平 發(fā)光二極管LED不導(dǎo)通 當(dāng)天色暗到一定程度時 RG的阻值增大到一定值 斯密特觸發(fā)器的輸入端A端的電壓上升到某個值 1 6V 輸出端Y突然從高電平跳到低電平 則發(fā)光二極管LED導(dǎo)通發(fā)光 相當(dāng)于路燈亮了 這樣就達(dá)到了使路燈天明熄滅 天暗自動開啟的目的 說明 要想在天暗時路燈才會亮 應(yīng)該把R1的阻值調(diào)大些 這樣要使斯密特觸發(fā)器的輸入端A電壓達(dá)到某個值 1 6V 就需要RG的阻值達(dá)到更大 即天色更暗 2 電磁繼電器工作原理圖6 3 2由于集成電路允許通過的電流較小 要用白熾燈模仿路燈 就要用繼電器來啟動工作電路 如圖6 3 2所示 其中圖中虛線框內(nèi)即為電磁繼電器 J D為動觸點 E為靜觸點 當(dāng)線圈A中通電時 電磁鐵產(chǎn)生磁場 吸引銜鐵B向下運動 從而帶動觸點D向下與E接觸 將工作電路接通 當(dāng)線圈A中電流為零時 電磁鐵失去磁性 銜鐵B在彈簧的作用下拉起 帶動觸點D與E分離 自動切斷工作電路 3 控制電路原理天較亮?xí)r 光敏電阻阻值較小 斯密特觸發(fā)器輸入端A電勢較低 則輸出端Y輸出高電平 線圈中無電流 工作電路不通 天較暗時 光敏電阻RG電阻增大 斯密特觸發(fā)器輸入端A電勢升高 當(dāng)升高到一定值時 輸出端Y由高電平突然跳到低電平 有電流通過線圈A 電磁繼電器工作 接通工作電路 使路燈自動開啟 天明后 電阻RG電阻減小 斯密特觸發(fā)器輸入端A電勢逐漸降低 降到一定值 輸出端Y突然由低電平跳到高電平 則線圈A不再有電流 則電磁繼電器自動切斷工作電路的電源 說明 1 在控制電路中之所以并聯(lián)一只二極管 是為了防止電磁繼電器釋放銜鐵時線圈中的自感電動勢損壞集成電路 二極管的存在可以提供自感電流的通路 2 二極管具有單向?qū)щ娦?在電路中不能反接 否則電磁繼電器將不能正常工作 2 溫度報警器圖6 3 3如圖6 3 3所示 常溫下 調(diào)整R1的阻值使斯密特觸發(fā)器的輸入端A處于低電平 則輸出端Y處于高電平 無電流通過蜂鳴器 蜂鳴器不發(fā)聲 當(dāng)溫度升高時 熱敏電阻RT阻值減小 斯密特觸發(fā)器輸入端A電勢升高 當(dāng)達(dá)到某一值 高電平 其輸出端由高電平跳到低電平 蜂鳴器通電 從而發(fā)出報警聲 R1的阻值不同 則報警溫度不同 說明 要使熱敏電阻在感測到更低的溫度時報警 應(yīng)增大R1的阻值 R1阻值越大 要使斯密特觸發(fā)器輸入端達(dá)到高電平 則熱敏電阻阻值要求越大 即溫度越低 四 實驗步驟1 光控開關(guān)實驗 1 按照電路圖6 3 1將各元件組裝到集成電路實驗板上 2 檢查各元件的連接 確保無誤 3 接通電源 觀察強(qiáng)光照射光敏電阻和用黑紙包裹光敏電阻時發(fā)光二極管或燈泡的狀態(tài) 2 溫度報警器實驗 1 按照電路圖6 3 3將各元件組裝到集成電路實驗板上 2 檢查各元件的連接 確保無誤 3 接通電源 觀察熱敏電阻處于常溫環(huán)境時和置于熱水中時 蜂鳴器是否發(fā)聲 現(xiàn)有熱敏電阻 電爐絲 電源 電磁繼電器 滑動變阻器 開關(guān)和導(dǎo)線若干 如圖6 3 4所示 試設(shè)計一個溫控電路 要求溫度低于某一值時 電爐絲自動通電供熱 高于另一值時 又可以自動斷電 畫出電路圖并說明工作過程 圖6 3 4 課堂互動講練 思路點撥 熱敏電阻RT與滑動變阻器及電磁繼電器組成低壓控制電路 精講精析 電路圖如圖6 3 5所示圖6 3 5 當(dāng)溫度低于某一值時 熱敏電阻的阻值很大 流過電磁繼電器的電流很小 繼電器無法吸引銜鐵P K處接通 電爐絲處于加熱狀態(tài) 當(dāng)溫度高于某一值時 熱敏電阻的阻值變得很小 通過電磁繼電器的電流較大 繼電器吸引銜鐵P K處斷開 電爐絲停止加熱 答案 見精講精析 規(guī)律總結(jié) 熱敏電阻阻值隨溫度變化 控制電路中電流發(fā)生變化 通過改變電磁繼電器螺線管的電流來實現(xiàn)控制電路的目的 工人在鍛壓機(jī) 沖床 鉆床等機(jī)器上勞動時 稍有不慎就會把手壓在里面 造成工傷事故 工廠中大都是利用光電控制設(shè)備來避免事故發(fā)生的 如圖6 3 6所示為光控繼電器的示意圖 它由電源 光電管 當(dāng)有光照射時 在陰極K端會放出電子 放大器 電磁繼電器等幾部分組成 這樣 當(dāng)工人不慎將手伸入危險區(qū)域時 由 于遮住了光線 光控繼電器銜鐵立即變化 使機(jī)床停止工作 避免事故發(fā)生 光控繼電器的原理是 當(dāng)光照射光電管時 圖6 3 6 思路點撥 光電管的作用是繼電器控制電路的通斷開關(guān) 有光照射時 繼電器通電 無光照射時 繼電器斷電 人對照射到光電管上的光的遮擋作為電路的輸入指令 精講精析 陰極K發(fā)射電子 電路中產(chǎn)生電流 經(jīng)放大器放大后的電流使電磁鐵M磁化 將銜鐵N吸住 無光照射光電管時 電路中無電流 N自動離開M 右側(cè)電路接通 燈L亮 答案 見精講精析 規(guī)律總結(jié) 光電路是解題中未學(xué)過的新信息 題目把它的原理加以說明 可以考查閱讀理解能力 是命題的一種意圖 應(yīng)加強(qiáng)解題的知識積累和提高 分析控制電路的工作原理重點是分析傳感器在控制電路中起什么作用或功能 同學(xué)們 來學(xué)校和回家的路上要注意安全 同學(xué)們 來學(xué)校和回家的路上要注意安全