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1、学校：实验高中学校：实验高中 学科：物理学科：物理 编写人：张洁编写人：张洁 审稿人：审稿人：刘云涛刘云涛选修选修 3-2 第六章第第六章第 4 节：传感器的应用实验学案节：传感器的应用实验学案课前预习学案课前预习学案一、预习目标一、预习目标1、知道二极管的单向导电性和发光二极管的发光特性。、知道二极管的单向导电性和发光二极管的发光特性。2、知道晶体三极管的放大特性。、知道晶体三极管的放大特性。3、掌握逻辑电路的基本知识和基本应用。、掌握逻辑电路的基本知识和基本应用。二、预习内容二、预习内容1、普通二极管和发光二极管、普通二极管和发光二极管特点：特点：作用：作用：2晶体三极管晶体三极管特点：特
2、点：作用：作用：3逻辑电路逻辑电路逻辑门电路符号图包括与门，或门，非门，逻辑门电路符号图包括与门，或门，非门， （1） 与逻辑与逻辑对于与门电路，只要一个输入端输入为对于与门电路，只要一个输入端输入为 0，则输出端一定是，则输出端一定是 ，只有当所有输入端输入都同为，只有当所有输入端输入都同为 时，输出才是时，输出才是 1.（2） 或逻辑或逻辑对于或门电路，只要一个输入端输入为对于或门电路，只要一个输入端输入为 1，则输出一定是，则输出一定是 ，反之，只有当所有输入端都为，反之，只有当所有输入端都为 时，输出端才是时，输出端才是 0.（3）.非门电路非门电路对于非门电路，当输入为对于非门电路，
3、当输入为 0 时，输出总是时，输出总是 ，当输入，当输入为为 1 时，输出反而是时，输出反而是 ，非门电路也称反相器。，非门电路也称反相器。（4）.斯密特电路：斯密特电路：斯密特触发器是特殊的斯密特触发器是特殊的 电路，当加在它的输入端电路，当加在它的输入端 A的电压逐渐上升到某个值的电压逐渐上升到某个值 V 时，输出端时，输出端 Y 会突然从会突然从高电平调到低电平高电平调到低电平 V，而当输入端，而当输入端 A 的电压下降到另一的电压下降到另一个值的时候个值的时候 V，Y 会从低电平跳到高电平会从低电平跳到高电平 V。斯密特触发器可以将连续变化的模拟信号转换为。斯密特触发器可以将连续变化的
4、模拟信号转换为 的的 信号。而这正是进行光控所需要的。信号。而这正是进行光控所需要的。4应用实例应用实例（1） 、光控开关、光控开关电路组成：电路组成： 触发器，电触发器，电阻，发光二极管阻，发光二极管 LED 模仿路灯，滑线模仿路灯，滑线变阻器，定值电阻，电路如图所示。变阻器，定值电阻，电路如图所示。工作原理：工作原理：(2)温度报警器（热敏电阻式报警器）温度报警器（热敏电阻式报警器）结构组成：斯密特触发器，结构组成：斯密特触发器， 电阻，蜂鸣器，变阻器，电阻，蜂鸣器，变阻器，定值电阻，如图所示。定值电阻，如图所示。工作原理：工作原理：LEDR2R1RGAY+5VR1RTAY+5V三、提出疑
5、惑三、提出疑惑同学们，通过你的自主学习，你还有哪些疑惑，请把它填在下面的同学们，通过你的自主学习，你还有哪些疑惑，请把它填在下面的表格中表格中疑惑点疑惑点疑惑内容疑惑内容课内探究学案课内探究学案一、学习目标一、学习目标1、知道二极管的单向导电性和发光二极管的发光特性。、知道二极管的单向导电性和发光二极管的发光特性。2、知道晶体三极管的放大特性。、知道晶体三极管的放大特性。3、掌握逻辑电路的基本知识和基本应用。、掌握逻辑电路的基本知识和基本应用。二、学习过程二、学习过程探究一：（！）普通二极管和发光二极管探究一：（！）普通二极管和发光二极管1、二极管具有单向导电性、二极管具有单向导电性 2、发光
6、二极管除了具有单向导电性外，导电时还能发光，普、发光二极管除了具有单向导电性外，导电时还能发光，普通发光二极管使用磷化镓或磷砷化镓等半导体材料制成，直接将通发光二极管使用磷化镓或磷砷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电能转化为光能，该类发光二极管的正向导通电压大于 1.8V。 （2）晶体三极管晶体三极管1、三极管具有电流放大作用。、三极管具有电流放大作用。2、晶体三极管能够将微弱的信号放大，晶体三极管的三个极分、晶体三极管能够将微弱的信号放大，晶体三极管的三个极分别是发射极别是发射极 e，基极，基极 b 和集电极和集电极 c。3、传感器输出的电流和电压
7、很小，用一个三极管可以放大几十、传感器输出的电流和电压很小，用一个三极管可以放大几十倍或几百倍，三极管的放大作用表现为基极倍或几百倍，三极管的放大作用表现为基极 b 的电流对集电极的电流对集电极 c 的的电流起了控制作用。电流起了控制作用。（三）逻辑电路（三）逻辑电路逻辑门电路符号图包括与门，或门，非门，逻辑门电路符号图包括与门，或门，非门， 1与逻辑与逻辑对于与门电路，只要一个输入端输入为对于与门电路，只要一个输入端输入为 0，则输出端一定是，则输出端一定是0，只有当所有输入端输入都同为，只有当所有输入端输入都同为 1 时，输出才是时，输出才是 1.2或逻辑或逻辑对于或门电路，只要一个输入端
8、输入为对于或门电路，只要一个输入端输入为 1，则输出一定是，则输出一定是1，反之，只有当所有输入端都为，反之，只有当所有输入端都为 0 时，输出端才是时，输出端才是 0.3.非门电路非门电路对于非门电路，当输入为对于非门电路，当输入为 0 时，输出总是时，输出总是 1，当输入为，当输入为 1 时，时，输出反而是输出反而是 0，非门电路也称反相器。，非门电路也称反相器。4.斯密特电路：斯密特电路：斯密特触发器是特殊的非门电路，当加在它的输入端斯密特触发器是特殊的非门电路，当加在它的输入端 A 的的电压逐渐上升到某个值电压逐渐上升到某个值 1.6V 时，输出端时，输出端 Y 会突然从高电平调到会突
9、然从高电平调到低电平低电平 0.25V，而当输入端，而当输入端 A 的电压下降到另一个值的时候的电压下降到另一个值的时候0.8V，Y 会从低电平跳到高电平会从低电平跳到高电平 3.4V。斯密特触发器可以将连。斯密特触发器可以将连续变化的模拟信号转换为突变的数字信号。而这正是进行光控续变化的模拟信号转换为突变的数字信号。而这正是进行光控所需要的。所需要的。探究点二：应用实例探究点二：应用实例1、光控开关、光控开关电路组成：斯密特触发器，光敏电路组成：斯密特触发器，光敏电阻，发光二极管电阻，发光二极管 LED 模仿路灯，滑模仿路灯，滑LEDR2R1RGAY+5V线变阻器，定值电阻，电路如图所示。线
10、变阻器，定值电阻，电路如图所示。工作原理：天明时，工作原理：天明时，RG 变小，流过变小，流过 R1 的电流变大，的电流变大，A 端输入端输入电压降低到电压降低到 0.8V，Y 会从低电平跳到高电平会从低电平跳到高电平 3.4V，LED 上的电压上的电压低于正向导通电压低于正向导通电压 1.8V，LED 不会发光，当天色暗到一定程度时，不会发光，当天色暗到一定程度时，RG 变大，输入端变大，输入端 A 的电压升高到某一个值的电压升高到某一个值 1.6V 时，输出端时，输出端 Y 突突然从高电平跳到低电平然从高电平跳到低电平 0.25V，此时加在，此时加在 LED 上的正向电压大于导上的正向电压
11、大于导通电压通电压 1.8V，二极管，二极管 LED 发光。发光。特别提醒：要想在天暗时路灯才会亮，应该把特别提醒：要想在天暗时路灯才会亮，应该把 R1 的阻值调大的阻值调大一些，这样要使斯密特触发器的输入端一些，这样要使斯密特触发器的输入端 A 电压达到某个值电压达到某个值 1.6V，就，就需要需要 RG 的阻值达到更大，即天色更暗。的阻值达到更大，即天色更暗。 拓展：如果电路不用发光二极管来模拟，直接用在电路中，就拓展：如果电路不用发光二极管来模拟，直接用在电路中，就必须用到电磁继电器。如下图。必须用到电磁继电器。如下图。2温度报警器（热敏电阻式报警器）温度报警器（热敏电阻式报警器）结构组
12、成：斯密特触发器，热敏电阻，蜂鸣器，变阻器，定值结构组成：斯密特触发器，热敏电阻，蜂鸣器，变阻器，定值电阻，如图所示。电阻，如图所示。工作原理：常温下，调整工作原理：常温下，调整 R1 的的阻值使斯密特触发器的输入端阻值使斯密特触发器的输入端 A 处于处于R1RGAY+5V 高压工作电路220VR1RTAY+5V低电平，则输出端低电平，则输出端 Y 处于高电平，无电流通过蜂鸣器，蜂鸣器不发处于高电平，无电流通过蜂鸣器，蜂鸣器不发声，当温度升高时，热敏电阻声，当温度升高时，热敏电阻 RT 阻值减小，斯密特触发器输入端阻值减小，斯密特触发器输入端A 电势升高，当达到某一值（高电平）电势升高，当达到
13、某一值（高电平） ，其输出端由高电平调到低电，其输出端由高电平调到低电平，蜂鸣器通电，从而发出报警声，平，蜂鸣器通电，从而发出报警声，R1 的阻值不同，则报警器温度的阻值不同，则报警器温度不同。不同。特别提示：要使热敏电阻在感测到更高的温度时才报警，应该特别提示：要使热敏电阻在感测到更高的温度时才报警，应该减小减小 R1 的阻值，的阻值，R1 阻值越小，要使斯密特触发器输入达到高电平，阻值越小，要使斯密特触发器输入达到高电平，则热敏电阻阻值要求越小，即温度越高。则热敏电阻阻值要求越小，即温度越高。3、反思总结反思总结本节课主要学习了以下几个问题：本节课主要学习了以下几个问题：1、 二极管的特点
14、和作用：二极管的特点和作用：2、 三极管的特点和作用：三极管的特点和作用：3、 斯密特触发器的特点和作用：斯密特触发器的特点和作用：4 4、当当堂堂检检测测1测温仪使用的是（测温仪使用的是（ ）A光传感器光传感器 B红外线传感器红外线传感器C温度传感器温度传感器 D超声波传感器超声波传感器2下列器件是应用光传感器的是（下列器件是应用光传感器的是（ ）A鼠标器鼠标器 B火灾报警器火灾报警器C测温仪测温仪 D电子秤电子秤3鼠标器使用的是（鼠标器使用的是（ ）A压力传感器压力传感器 B温度传感器温度传感器C光传感器光传感器 D红外线传感器红外线传感器4关于电饭锅的说法正确的是（关于电饭锅的说法正确的
15、是（ ）A电饭锅中的温度传感器其主要元件是氧化铁电饭锅中的温度传感器其主要元件是氧化铁B铁氧体在常温下具有铁磁性，温度很高时失去铁磁性铁氧体在常温下具有铁磁性，温度很高时失去铁磁性C用电饭锅烧水，水开时能自动断电用电饭锅烧水，水开时能自动断电D用电饭锅煮饭时，若温控开关自动断电后，它不能自动复位用电饭锅煮饭时，若温控开关自动断电后，它不能自动复位5应用温度传感器可以远距离读取温度的数值，这是把应用温度传感器可以远距离读取温度的数值，这是把_转变为转变为_的一大优点的一大优点6测温仪中的测温元件可以是热敏电阻、测温仪中的测温元件可以是热敏电阻、_、热电偶等，、热电偶等，还可以是还可以是_等等7如图，将万用表的选择开关置于欧姆挡，再将电表的两支表笔分如图，将万用表的选择开关置于欧姆挡，再将电表的两支表笔分别与光敏电阻别与光敏电阻 RG 的两端相连，这时表针恰好指在刻度盘的中的两端相连，这时表针恰好指在刻度盘的中央若用不透光的黑纸将央若用不透光的黑纸将 RG 包裹起来，表针将向包裹起来，表针将向_（填（填“左左”或或“右右” ）转动；若用手电筒光照射）转动；若用手电筒光照射 R
