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课件网) 第五章 传感器 第三、四节 用传感器制作自动控制装置及利用智能手机中的磁传感器研究磁现象 粤教版（2019）高中物理选择性必修第二册 一、用传感器制作自动控制装置 每当夜幕降临，光线逐渐变暗时，我们会感觉看不清东西（人的感知），于是想到可以借助灯光照明（人的思维），便打开电灯（人的行动）。这个过程就是人类智能活动的一个例子。 智能感应灯在天黑的时候，通过传感器检测到光线变弱（机器的感知），将这一信号传送给控制系统、控制系统经过分析判断（机器的思维），指挥LED灯开启(机器的行动)、机器智能活动这一过程与人类智能活动过程有一定的相似之处，所以我们说机器人是一种模仿人或生物智能制造出来的自动化装置。我国已经有很多城市都实现了路灯的自动化管理。作为自动化管理的一部分，光控设备可以根据天黑程度自动调节灯的亮度。 【实验·探究】 对于光控电路，我们设想利用光敏电阻来设计。最初的想法是将灯泡L与光敏电阻RG并联组成闭合回路，如图所示。 思考：请结合光敏电阻和闭合电路欧姆定律的相关知识，从理论上分析上述实验方案是否满足要求。 【实验·总结】 从图中的实验方案分析可知，当白天光线变强时，光敏电阻RG阻值减小，根据闭合电路欧姆定律，可知此时路端电压变小，因此灯泡L亮度较暗；当夜晚光线变弱时，光敏电阻RG阻值反而增大，此时路端电压变大，灯泡L亮度增加。 【实验·探究】 在我们学过的常规元件的串、并联电路中，电阻大小的变化只能改变灯泡两端电压的大小，无法实现电路的通断控制。有什么元件可以将两端电压大小的改变转化为电路的导通和关断呢？ 查阅资料可知，电子电路中常见的元件—单向晶闸管VS可以实现上述功能。它很像二极管，但比二极管多了一个控制极G，通过控制极G可以控制VS的通断。如图所示是一个阴极受控VS的工作原理图，其中A、K、G分别为VS的阳极、阴极、门极(控制极)。 【实验·探究】 当单向晶闸管VS受到正向阳极电压并且门极有触发电流IG时才会导通。这正符合设计的需要。 可以采用分压电路作为控制回路，由光敏电阻RG与电阻R组成分压器。为了确保单向晶闸管VS能得到正向阳极电压，在分压电路上加上一个只能单向导通的二极管VD，由此得到新的实验方案，如图所示。 如何将光敏电阻阻值大小的改变转化为单向晶闸管VS门极G上的电流的变化呢 【实验·总结】 分析右图的实验探究方案可知，当白天光线较强时，光敏电阻RG呈低电阻，此时，通过VD和R后的电流主要分流到RG支路，而流向门极G的电流变小，不足以触发导通Vs，Vs处于关断状态，灯泡不亮.当夜幕降临时，光线减弱，RG呈高电阻，流向门极G的电流增大，从而触发导通Vs，灯泡L发亮。 【实验·探究】 根据右图的实验探究方案制作光控自动照明控制装置。 制作完成后，参考下表撰写实验报告，并向同学、老师展示制作成果。 课题名称 实验原理 实验器材 作品展示 请用相机记录下作品展示出的不同效果，并打印出来粘贴在实验报告上 思考拓展 参考本实验方案设计的思路，除了设计光控自动照明 灯电路之外，还能设计出哪些自控装置 自我评价 请对自己在本次实验探究过程中的表现以及成果作品进行评价 二、利用智能手机中的磁传感器研究磁现象 智能手机已经成为人们生活中重要的通信工具、因它配备了多种传感器，我们可以把它作为物理探究实验的实用工具之一。 例如,多数智能手机中都配有磁传感器,其测量范围一般为-810~810μT，并能够测量磁场x、y、z三个坐标轴分量的磁感应强度，满足对常见磁场的测量。通过安装相关应用软件，可以对各类磁现象进行探索与研究。 1．传感器能够把非电学量转化为电学量，可以很方便地测量、传输、处理和控制。关于 ... ...
