第五章 传感器 课时3　利用传感器制作简单的自动控制装置（课件 讲义）高中物理 人教版（2019）选择性必修 第二册

课时3　利用传感器制作简单的自动控制装置 核心 目标 1. 利用干簧管制作自动控制装置，如门窗防盗报警装置；会利用光敏电阻制作自动控制装置，如光控开关． 2. 通过制作自动控制装置，初步养成对学习和生活中的问题，设计方案、动手实践的意识和习惯． 要点梳理 要点1　实验思路 1. 了解门窗防盗装置、光控电路的实验电路图及工作原理，组装、制作门窗防盗报警装置和光控开关，了解电磁继电器、三极管等器件的基本功能， 2. 理解传感器电路问题的设计思路，学习分析简单的自动控制装置原理，提高解决问题的能力． 要点2　实验器材 1. 一套门窗防盗报警装置实验器材 干簧管、继电器、发光二极管LED、蜂鸣器H、电源、导线若干、开关、电阻． 2. 一套光控开关实验器材 发光二极管、三极管、滑动变阻器R1、电阻R2、光敏电阻、集成电路实验板、直流电源、导线若干、黑纸． 要点3　实验步骤 1. 设计、制作门窗防盗报警装置实验步骤 (1) 了解门窗防盗报警装置原理 ①电路设计如图． ②器件及作用：干簧管作为_____，用于感知磁体磁场是否存在．继电器(虚线框部分)作为_____装置．发光二极管LED作为电路正常工作提示，R为发光二极管的限流电阻，起保护作用．蜂鸣器H作为报警提醒． ③电路工作原理：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．当门窗开启时，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． (2) 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，按照图所示连接电路. 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． 2. 设计、制作光控开关实验步骤 (1) 了解光控开关原理 ①电路设计如图． 甲 乙 ②器件及作用：光敏电阻完成光信号向_____的转变．晶体三极管将电流进行_____，同时具有完成断路和接通的开关作用．发光二极管LED模仿路灯．电路设计如图甲所示． 为了能够驱动更大功率的负载，需用继电器来启、闭另外的供电电路，如图乙所示． ③电路工作原理：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. (2) 实验操作 ①按照图所示连接电路，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． (3) 注意事项 ①安装前，对实验器材进行测试，确保各元件性能良好后，再进行安装． ②光控开关实验中，二极管连入电路的极性不能反接． ③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． 即学即用 1. (2024·广州培英中学)如图所示，用光敏电阻R和继电器组成的一个简单照明自动控制电路，能够实现“日出路灯熄，日落路灯亮”，光线越强光敏电阻R的阻值越小．下列说法中正确的是(　　) A. 光线越弱，电路中的电流越小，继电器越容易吸引衔铁 B. 为了使在更暗的光线下才亮灯，可以减小滑动变阻器的阻值 C. 为节约能源， ... ...