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《2021_2022版高中物理第六章传感器3实验：传感器的应用学案新人教版选修3_220210319235.doc》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、高考实验:传感器的应用实验必备·自主学习一、实验目的1.识别逻辑集成电路块、集成电路实验板,通过练习电子电路的组装,获得对自动控制电路设计的感性认识。2.了解光控开关电路及控制原理,会组装光控开关。3.了解温度报警器及控制原理,会组装温度报警器。二、实验器材1.光控开关实验:斯密特触发器、发光二极管、二极管、继电器、灯泡(6V,0.3A)、可变电阻R1(最大阻值51kΩ)、电阻R2(330Ω)、光敏电阻、集成电路实验板、直流电源(5V)、导线若干、黑纸。2.温度报警器实验:斯密特触发器、蜂鸣器、热敏电阻、可变电阻R1(最大阻值1kΩ)、集成电路实验板、直流电源(5V)、导线若干、烧杯(
2、盛有热水)。三、实验原理与设计1.光控开关:(1)电路如图所示。(2)斯密特触发器的工作原理:斯密特触发器是一个性能特殊的非门电路,当加在它的输入端A的电压逐渐上升到某个值(1.6V)时,输出端Y会突然从高电平跳到低电平(0.25V),而当输入端A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(3.4V)。-10-/10高考(3)光控开关的原理如(1)图所示:白天,光照强度较大,光敏电阻RG阻值较小,加在斯密特触发器输入端A的电压较低,则输出端Y输出高电平,发光二极管LED不导通;当天暗到一定程度时,RG阻值增大到一定值,斯密特触发器的输入端A的电压上升到1.6V,输出
3、端Y突然从高电平跳到低电平,则发光二极管LED导通发光(相当于路灯),这样就达到了使路灯天明自动熄灭,天暗自动开启的目的。2.温度报警器:(1)电路如图所示。(2)工作原理:常温下,调节R1的阻值使斯密特触发器输入端A处于低电平,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A的电压升高,当达到某一值(高电平)时,其输出端Y由高电平跳到低电平,蜂鸣器通电,从而发出报警声。R1的阻值不同,则报警温度不同,可以通过调节R1来调节蜂鸣器的灵敏度。实验过程·合作学习实验步骤1.光控开关实验步骤:(1)按照电路图将各元件组装到集成电路
4、实验板上。(2)检查各元件的连接,确保无误。(3)接通电源,调节电阻R1,使发光二极管或灯泡在普通光照条件下不亮。(4)用黑纸逐渐遮住光敏电阻,观察发光二极管或灯泡的状态。(5)逐渐撤掉黑纸,观察发光二极管或灯泡的状态。2.温度报警器实验步骤:-10-/10高考(1)按照电路图将各元件组装到集成电路实验板上。(2)检查各元件的连接,确保无误。(3)接通电源,调节电阻R1,使蜂鸣器常温下不发声。(4)用热水使热敏电阻的温度升高,注意蜂鸣器是否发声。(5)将热敏电阻从热水中取出,注意蜂鸣器是否发声。数据收集与分析 观察温度报警器的工作电路图,思考下列问题。要使热敏电阻在感测到更高的温度时才
5、报警,应该把R1的阻值调大些还是调小些?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R1的阻值。R1阻值越小,要使斯密特触发器输入端达到高电平,则热敏电阻阻值要求越小,即温度越高。-10-/10高考注意事项1.安装前,对器材进行测试,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,否则继电器不能正常工作。要想在天色更暗时路灯才会亮,应该把R1的阻值调大些还是调小些?为什么?提示:要想在天色更暗时路灯才会亮,应该把R1的阻值调大些,这样要使斯密特触发器的输入端A电压达到某个值(1.6V),就需要RG的阻值达到更大,即天色更暗。实验研析·创新学
6、习类型一 教材原型实验角度1光控开关的应用【典例1】(多选)图甲表示斯密特触发器,当加在它的输入端A的电压逐渐上升到某个值(1.6V)时,输出端Y会突然从高电平跳到低电平(0.25V),而当输入端A的电压下降到另一个值(0.8V)的时候,Y会从低电平跳到高电平(3.4V)。图乙为一光控电路,用发光二极管LED模仿路灯,RG为光敏电阻。下列关于斯密特触发器和光控电路的说法中正确的是( )A.斯密特触发器的作用是将数字信号转换为模拟信号B.斯密特触发器是具有特殊功能的非门C.要想在天更暗时路灯才会亮,应该把R1的阻值调大些D.当输出端Y突然从高电平跳到低电平时,发光二极管发光【解析】-1
7、0-/10高考选B、C、D。斯密特触发器是一种特殊的非门,它能把连续变化的模拟信号转换为突变的数字信号,选项A错误,B正确;如果把R1的阻值调大些,则只有RG的阻值达到更大值时,才能使斯密特触发器的A端电压达到某个值(1.6V),即达到天更暗时路灯才会亮的目的,选项C正确;当输出端Y突然从高电平跳到低电平时,发光二极管导通发光,选项D正确。角度2温控开关的应用【典例2】如图所示是一个火警报警装置的逻辑电路图。RT是一个热敏电阻,低温时电阻值很大
