《2017-2018学年高中物理 第三章 传感器 第4节 用传感器制作自控装置 第5节 用传感器测磁感应强度学案 粤教版选修3-2》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2017-2018学年高中物理 第三章 传感器 第4节 用传感器制作自控装置 第5节 用传感器测磁感应强度学案 粤教版选修3-2（6页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、1第四节用传感器制作自控装置*第五节用传感器测磁感应强度学 习 目 标 知 识 脉 络1.了解晶闸管的工作特点，利用传感器制作简单的自动控制装置2通过利用传感器制作自动控制装置的过程，培养动手能力和解决问题的能力3知道利用传感器测量磁感应强度的原理4体验探索自然规律的艰辛和成功的喜悦，培养团队精神.应用光敏电阻制作光控自动照明灯电路先 填 空 1实验目的了解与传感器技术相关的物理知识，练习用传感器制作自动控制装置2实验器材二极管 VD、晶闸管 Vs、光敏电阻 RG、定值电阻 R(7.5 M)、灯泡 L、多用电表、导线3实验原理由晶闸管 Vs与电灯 L构成主回路，控制回路由 R与 RG组成的分压
2、器及二极管 VD构成，如图 341所示图 341(1)当白天自然光线较强时，光敏电阻呈低电阻，与 R分压后使晶闸管 Vs的门电极处2于低电平，V s关断(2)当夜幕降临时，照在 RG上的自然光线减弱， RG呈高阻，使 Vs的门电极处于高电平，Vs获得正向触发电压而导通，灯 L亮(3)改变 R的阻值，即改变其与 RG的分压比，可调整电路的起控点4二极管 VD、晶闸管 Vs的特性(1)二极管：具有单向导电性当给二极管加正向电压时，它的阻值很小；当给二极管加反向电压时，它的电阻很大(2)晶闸管 Vs：当晶闸管承受反向电压时，不论门极承受何种电压，晶闸管都处于关断状态当晶闸管承受正向电压时，仅在门极承
3、受正向电压情况下晶闸管才导通5实验步骤(1)将多用电表旋钮拨至 R1 k挡，调零后，测量电阻 R的阻值，检查 R是否符合要求(2)将多用电表旋钮拨至 R1 k挡，调零后，用两表笔分别接二极管两极，然后将两表笔位置对调若两次测量结果一次较小，一次很大，则二极管性能良好(3)将多用电表旋钮拨至 R1 k挡，红表笔接晶闸管 K极，黑表笔同时接通 G、 A极，在保持黑表笔不脱离 A极状态下断开 G极，指针指示几十欧至一百欧，然后瞬时断开 A极再接通，若指针指示位置，则表明晶闸管良好(4)按照电路图，将各元件焊接，安装好(5)检查各元件的连接，确保无误(6)接通电源，观察强光照射光敏电阻时和用黑纸包裹光
4、敏电阻时灯泡 L的状态6注意事项(1)安装前，对所有器材进行测试，确保各元件性能良好后，再进行安装(2)焊接时，管脚必须在离管壳 5 mm以上处焊接，焊接时间不易过长(3)注意二极管、晶闸管各极正确装入电路，不可错接、反接再 判 断 1光敏电阻随光照强度增加电阻变大()2二极管加正向电压时阻值很小()后 思 考 如何检测二极管性能是否良好？【提示】多用电表欧姆挡1 K 挡，用两表笔分别按二极管两极，然后两表笔对调，测量结果一次较小，一次很大，则证明二极管性能良好合 作 探 讨 如图 342所示是会议室和宾馆房间的天花板上装有的火灾报警器的结构原理图：罩3内装有发光二极管 LED、光电三极管和不
5、透明的挡板平时光电三极管接收不到 LED发出的光而呈现高电阻状态探讨：请分析发生火灾时发出警报的原理？图 342【提示】由报警器的原理可知，发生火灾时烟雾进入罩内，使光发生散射，部分光线照在光电三极管上，其电阻变小，与传感器相连的电路检测出这种变化，发出警报核 心 点 击 1普通二极管和发光二极管(1)都具有单向导电性(2)发光二极管除了具有单向导电性外，导电时还能发光普通的发光二极管是用磷化镓或氮化镓等半导体材料制成，直接将电能转化为光能，该类发光二极管的正向导通电压大于 1.8 V.2晶体三极管(1)晶体三极管能够把微弱的信号放大晶体三极管的三极分别是放大极 e、基极 b和集电极 c.(2
6、)传感器输出的电流或电压很微弱，用一个三极管可以放大几十倍以至上百倍三极管的放大作用表现为基极 b的电流对集电极 c的电流起到了控制作用3逻辑电路(1)对于与门电路，只要一个输入端输入为“0” ，则输出端一定是“0” ；反之，只有当所有输入端都同时为“1” ，输出端才是“1” (2)对于或门电路，只要有一个输入端输入为“1” ，则输出端一定是“1” ；反之，只有当所有输入端都为“0”时，输出端才是“0” (3)非门电路中，当输入端为“0”时，输出总是“1” ；当输入端为“1”时，输出端反而是“0” 非门电路也称反相器(4)斯密特触发器是具有特殊功能的非门电路1现有热敏电阻(负温度系数)、电炉丝
7、、电源、电磁继电器、滑动变阻器、开关和导线若干如图 343所示，试设计一个温度电路要求温度低于某一温度时，电炉丝自动通电供热，超过某一温度时，又可以自动断电，画出电路图并说明工作过程. 【导学号：97192126】4图 343【解析】电路图如图所示工作过程：闭合 S，当温度低于设计值时，热敏电阻阻值大，通过电磁继电器电流不能使其工作，K 接通电炉丝加热当温度达到设计值时，热敏电阻减小到某值，通过电磁继电器的电流达到工作电流，K 断开，电炉丝断电，停止供热当温度低于设计值，又重复前述过程【答案】见解析2如图 344是一个简单的磁控防盗报警装置门的上沿嵌入一小块永磁体 M，门框内与 M相对的位置嵌
8、入干簧管 H，并且将干簧管接入图示的电路睡觉前连接好电路，当盗贼开门时，蜂鸣器就会叫起来请说明它的工作原理，最好通过实验模拟这个电路的工作图 344【解析】当门闭着时，永磁体使干簧管接通，斯密特触发器输入端与电源负极相连，处于低电平，则输出端为高电平，故蜂鸣器不发声；当开门时，没有永磁体作用，干簧管不通，斯密特触发器输入端为高电平，则输出端为低电平，则蜂鸣器通电，发声报警【答案】见解析用 磁 传 感 器 测 磁 感 应 强 度先 填 空 1磁传感器是把磁感应强度变成电信号，从而实现磁感应强度测量的2用传感器测磁感应强度时，通电螺线管产生磁场，其方向符合安培定则再 判 断 51通电螺线管产生的磁
9、场，其方向用右手定则判定()2磁传感器是把磁感应强度转变成电信号()后 思 考 干簧管元件的结构很简单，只是玻璃管内封入两个软磁性材料制成的簧片，其示意图如图 345所示图 345它的工作原理是什么？【提示】当磁体靠近干簧管时，两个簧片被磁化而接通，所以干簧管能起到开关的作用，操纵开关的是磁场这只看不见的“手” ，干簧管是一种能够感知磁场的传感器3如图 346所示为自动水位报警器的示意图，在水位低于 B时，电磁铁所在的控制电路部分断路，_灯亮；当水位升高到 B时，电磁铁所在的控制电路部分接通，_灯亮图 346【解析】控制电路断开时，继电器弹片在弹簧作用下弹起，接通绿灯所在回路，绿灯亮，控制电路
10、接通时，继电器弹片在通电螺线管磁性作用下被吸下，接通红灯所在回路，红灯亮【答案】绿红4如图 347所示是实验室里用来测量磁场力的一种仪器电流天平，某同学在实验室里，用电流天平测算通电螺线管中的磁感应强度，他测得的数据记录如下，请你算出通电螺线管中的磁感应强度 B.6图 347已知： CD段导线长度 4102 m，天平平衡时钩码重力 4105 N，通过导线的电流0.5 A. 【导学号：97192127】【解析】由题意知 I0.5 A， G410 5 N， L410 2 m.电流天平平衡时，导线所受磁场力的大小等于钩码的重力，即 F G.由磁感应强度的定义式 B ，得 B T2.010 3 T.FIL FIL 4.010 50.54.010 2所以，通电螺线管中的磁感应强度为 2.0103 T.【答案】2.010 3 T
