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 一、实验目的 1.设计并制作光报警装置。 2.设计并制作温度报警装置。 3.了解制作的报警装置的工作原理。 二、实验器材 　光敏电阻、热敏电阻、温度计、干电池、手电筒、蜂鸣器、开关、导线、变阻器。 三、实验原理 1.光报警装置： 如图所示，利用光敏电阻作控制元件，从而通过光照来实现自动控制，当光照强度发生变化时，电阻R发生变化，电路中的电流变化，当R的阻值变化到一定值时，蜂鸣器发生报警。 　　 2.温度报警装置：如图所示，利用热敏电阻作控制元件，从而通过温度来实现自动控制，当温度发生变化时，电阻RT发生变化，电路中的电流变化，当RT的阻值变化到一定值时，蜂鸣器发生报警。 四、实验步骤 1.光报警装置的实验步骤 （1）按照电路图连接电路。 （2）闭合开关，调节滑动变阻器，使蜂鸣器在普通光照条件下恰好不发声，将此时滑动变阻器接入电路的阻值记为R滑。 （3）用黑纸遮住光敏电阻，注意蜂鸣器是否发声。 （4）用手电筒照射光敏电阻，注意蜂鸣器是否发声。 （5）将滑动变阻器的阻值略调大，重复步骤（3）（4）。 （6）重复步骤（2），将滑动变阻器的阻值略调小，再重复步骤（3）（4）。 2.温度报警装置的实验步骤 （1）按照电路图连接电路。 （2）闭合开关，调节滑动变阻器，使蜂鸣器在环境温度下恰好不发声，将此时滑动变阻器接入电路的阻值记为R滑。 （3）将热敏电阻浸入冷水中，注意蜂鸣器是否发声。 （4）将热敏电阻浸入热水中，注意蜂鸣器是否发声。 （5）将滑动变阻器的阻值略调大，重复步骤（3）（4）。 （6）重复步骤（2），将滑动变阻器的阻值略调小，再重复步骤（3）（4）。 五、实验现象 1.光报警装置蜂鸣器的发声情况如下表所示 滑动变阻器接入电路的阻值 用黑纸遮住光敏电阻　 普通光照强度 用手电筒照射光敏电阻 小于R滑 不发声 发声 发声 等于R滑 不发声 恰好不发声 发声 大于R滑 不发声 发声 发声 2.温度报警装置蜂鸣器的发声情况如下表所示 滑动变阻器接入电路的阻值 将热敏电阻浸入冷水中 环境温度 将热敏电阻浸入热水中 小于R滑 不发声 发声 发声 等于R滑 不发声 恰好不发声 发声 大于R滑 不发声 发声 发声 六、实验结论 1.随着滑动变阻器接入电路的阻值增大，蜂鸣器报警时的光照变强。 2.随着滑动变阻器接入电路的阻值增大，蜂鸣器报警时的温度变高。 题型一 光敏电阻的应用 【典例1】　为了节能和环保，一些公共场所使用光控开关控制照明系统。光控开关可采用光敏电阻来控制，光敏电阻是阻值随着光的照度而发生变化的元件（照度可以反映光的强弱，光越强照度越大，照度单位为lx）。某光敏电阻RP在不同照度下的阻值如下表： 照度/lx 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 电阻/kΩ 75 40 28 23 20 18 （1）根据表中数据，请在给定的坐标系中描绘出阻值随照度变化的曲线，并说明阻值随照度变化的特点：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 （2）如图所示，当1、2两端所加电压上升至2 V时，控制开关自动启动照明系统，请利用下列器材设计一个简单电路。给1、2两端提供电压，要求当天色渐暗照度降低至1.0（lx）时启动照明系统，在虚线框内完成电路原理图。（不考虑控制开关对所设计电路的影响） 提供的器材如下： 光敏电阻RP（符号，阻值见上表）； 电源E（电动势3 V，内阻不计）； 定值电阻：R1＝10 kΩ，R2＝20 kΩ，R3＝40 kΩ（限选其中之一并在图中标出）； 开关S及导线若干。 尝试解答　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 （多选）计算机 ... ...