第5章 第2节　科学制作：简单的自动控制装置（课件 学案）高中物理鲁科版（2019）选择性必修第二册

第2节　科学制作：简单的自动控制装置 (实验课—基于经典科学探究) 　　　　　　　　　　　　　　　　 一、实验装置 二、实验原理 图甲和图乙分别是光报警装置和温度报警装置的电路图。 1．图甲中，有光照射光敏电阻RL时，其阻值减小，随着光的强度增大，阻值减小到一定程度时，蜂鸣器开始报警。 2．图乙中，热敏电阻RT温度升高时，其阻值减小，随着温度升高，阻值减小到一定程度时，蜂鸣器开始报警。 一、实验步骤　 1．按实验原理图组装电路。 2．用一定亮度的光照射光敏电阻。 3．调节滑动变阻器，使蜂鸣器开始报警。 4．换用另一亮度的光照射光敏电阻，重复实验几次。 5．用热水将热敏电阻加热到一定温度，用温度计测出这个温度。 6．调节滑动变阻器，使蜂鸣器开始报警。 7．改变热水温度，重复实验几次。 二、数据处理　 1．数据收集 手电筒亮度 滑片所处位置(左/中/右) 滑动变阻器阻值(小/中/大) 一挡 二挡 三挡 水温 温度/℃ 滑片所处位置(左/中/右) 滑动变阻器阻值(小/中/大) 低 中 较高 2．实验结论 对于光报警装置实验和温度报警装置实验，滑动变阻器阻值不同，报警的临界不同。若要使温度报警装置在较高温度报警，则接入滑动变阻器阻值应大一些；若要使光报警装置在较高亮度下报警，则接入滑动变阻器阻值应大一些。 [关键点反思] 1．组装好电路后，闭合开关蜂鸣器立刻报警，该如何处理？ 2．上述实验若要在滑动变阻器阻值较小、光照较强时使光报警器报警，则滑动变阻器如何连接？ 考法(一)　实验原理与操作 [例1]　传感器担负着信息采集的任务，在自动控制中发挥着重要作用，传感器能够将感受到的物理量(如温度、光、声等)转换成便于测量的量(通常是电学量)，例如热敏传感器，主要是应用了半导体材料制成的热敏电阻。某热敏电阻RT阻值随温度变化的图像如图甲所示，图乙是由该热敏电阻RT作为传感器制作的简单自动报警器线路图。问： (1)为了使温度过高时报警器铃响，c应接在_____(选填“a”或“b”)处。 (2)若要使启动报警的温度提高些，应将滑动变阻器的滑片P向_____移动(选填“左”或“右”)。 (3)如果在调试报警器达到最低报警温度时，无论如何调节滑动变阻器的滑片P都不能使报警器工作，且电路连接完好，各电路元件都能处于工作状态，则造成工作电路不能正常工作的原因可能是：_____ _____。 听课记录： [微点拨] 设计自动控制电路的思路 (1)根据题目给出的仪器和要求画出控制电路和工作电路。控制电路由电源、开关、光敏电阻(或热敏电阻等其他敏感元件)、电磁继电器和导线等组成；工作电路由电源、用电器(灯泡、电热丝或其他用电器)、导线组成。这两个电路相互独立，又通过电磁继电器相关联，电磁继电器实际上是工作电路的开关。 (2)分析自动控制电路的合理性。电路设计完成后，要对它的合理性进行分析，用光照射光敏电阻或对热敏电阻加热，检查工作电路的接通和断开是否符合实际要求，比如，自控路灯电路的设计要求是白天切断工作电路，使路灯熄灭，晚上接通工作电路，使路灯发光。 考法(二)　数据处理和误差分析 [例2]　某同学利用热敏电阻的阻值随温度变化的特性，制作了一个简易的汽车低油位报警装置。 (1)该同学首先利用多用电表欧姆“×100”挡粗测该热敏电阻在常温下的阻值，示数如图甲所示，则此时热敏电阻的阻值为RT＝_____ kΩ。 (2)该同学为了进一步探究该热敏电阻阻值随温度变化的关系，设计了如图乙所示的实验电路，定值电阻R0＝2.0 kΩ，则在闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应置于最_____(选填“左”或“右”)端；在某次测量中，若毫安表A1的示数为2.25 mA，A2的示数为1.50 mA，两电表可视为理想电表，则热敏电阻的阻值为_____ kΩ。 (3)经过多次测量，该同学得到热敏电阻阻值随温度的变化关系图 ... ...