新人教版實(shí)驗(yàn)十七利用傳感器制作簡單的自動(dòng)控制裝置課件（33張）

實(shí)驗(yàn)十七利用傳感器制作簡單的自動(dòng)控制裝置【素養(yǎng)目標(biāo)】

1.門窗防盜報(bào)警裝置具有自動(dòng)提示報(bào)警的功能．在睡覺前連接好電路，啟動(dòng)防盜報(bào)警裝置．當(dāng)門窗緊閉時(shí)，蜂鳴器不響，指示燈亮；當(dāng)門窗被打開時(shí)，蜂鳴器發(fā)出聲音報(bào)警，指示燈滅.2.光控路燈根據(jù)光照的變化自動(dòng)開啟或關(guān)閉．即在天色暗到一定程度時(shí)讓路燈自動(dòng)開啟，而在天明時(shí)自動(dòng)關(guān)閉．必備知識·自主落實(shí)關(guān)鍵能力·精準(zhǔn)突破必備知識·自主落實(shí)實(shí)驗(yàn)一門窗防盜報(bào)警裝置1．實(shí)驗(yàn)電路圖2．實(shí)驗(yàn)步驟(1)連接電路前，要先判斷一下干簧管是否可以正常工作．用磁體直接靠近干簧管，觀察簧片能否正常工作．(2)確定各元件可以正常工作后，按照電路圖連接電路．(3)接通電源后，將磁體靠近和離開干簧管，分別觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象．3．注意事項(xiàng)(1)檢查干簧管的簧片是否能正常開合．(2)確定各元件可以正常工作后．按照設(shè)計(jì)的電路圖連接電路．連接發(fā)光二極管時(shí)要注意將其正、負(fù)極與電源正、負(fù)極對應(yīng)連接．實(shí)驗(yàn)二光控開關(guān)1．實(shí)驗(yàn)電路圖2．實(shí)驗(yàn)步驟(1)按照電路圖連接電路，檢查無誤后，接通電源．(2)讓光敏電阻RG受到白天較強(qiáng)的自然光照射，調(diào)節(jié)電阻R1使發(fā)光二極管LED或小燈泡L剛好不發(fā)光．(3)遮擋RG，當(dāng)光照減弱到某種程度時(shí)，就會(huì)看到發(fā)光二極管LED或小燈泡L發(fā)光．(4)讓光照加強(qiáng)，當(dāng)光照強(qiáng)到某種程度時(shí)，則發(fā)光二極管LED或小燈泡L熄滅．3．注意事項(xiàng)(1)安裝前，對實(shí)驗(yàn)器材進(jìn)行測試，確保各元件性能良好后，再進(jìn)行安裝．(2)光控開關(guān)實(shí)驗(yàn)中，二極管連入電路的極性不能反接．(3)如果實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象不明顯，可用手電筒加強(qiáng)光照，或遮蓋光敏電阻，再進(jìn)行觀察．關(guān)鍵能力·精準(zhǔn)突破考點(diǎn)一教材原型實(shí)驗(yàn)例1如圖所示是具有自動(dòng)報(bào)警功能的防盜門，它利用干簧管作為傳感器，繼電器(虛線方框部分)作為執(zhí)行裝置．下列說法不正確的是(

)A．當(dāng)門緊閉時(shí)，磁體M處在干簧管SA里面，開關(guān)c與b接通B．當(dāng)門緊閉時(shí)，磁體M處在干簧管SA里面，開關(guān)c與a接通C．當(dāng)門被推開時(shí)，磁體M離開干簧管SA，繼電器被斷電，開關(guān)c與b接通D．當(dāng)門被推開時(shí)，磁體M離開干簧管SA，開關(guān)c與b接通，蜂鳴器H發(fā)聲報(bào)警答案：A解析：當(dāng)門緊閉時(shí)，磁體處在干簧管里面，繼電器接通，開關(guān)c與a接通，LED燈亮，當(dāng)門被推開時(shí)，磁體離開干簧管，繼電器斷電，開關(guān)c與b接通，LED燈不亮，蜂鳴器H發(fā)聲報(bào)警，選項(xiàng)B、C、D正確，A錯(cuò)誤．例2光控路燈可以根據(jù)光照的變化自動(dòng)開啟或關(guān)閉，如圖所示是利用光敏電阻和晶體三極管制作的光控開關(guān)的原理電路圖．當(dāng)天色逐漸變暗時(shí)，LED燈自動(dòng)點(diǎn)亮，下列說法正確的是(

)A．光敏電阻RG逐漸變小B．光敏電阻RG的電壓變小C．晶體三極管被斷開D．如果想要在更暗的時(shí)候LED燈被點(diǎn)亮，應(yīng)將R1調(diào)大一點(diǎn)答案：D解析：由光敏電阻的特性可知，光照越暗，電阻越大，所以光敏電阻的分壓就越大，這時(shí)晶體三極管被導(dǎo)通，想要在更暗的時(shí)候接通LED燈的開關(guān)，這時(shí)光敏電阻就要更大，R1電阻也必須變大，選項(xiàng)D正確．針

對

訓(xùn)

練1.[2023·福建龍巖教學(xué)質(zhì)檢]為了節(jié)能環(huán)保，一些公共場所使用光控開關(guān)控制照明系統(tǒng)．光控開關(guān)可采用光敏電阻來控制，光敏電阻是阻值R隨光的照度I而發(fā)生變化的元件(照度可以反映光的強(qiáng)弱，光越強(qiáng)，照度越大，照度單位為lx)．(1)某光敏電阻在不同照度下的阻值R如下表所示，根據(jù)表中的數(shù)據(jù)，請?jiān)趫D甲的坐標(biāo)系中描繪出阻值隨照度變化的曲線，并判斷光敏電阻的阻值R與照度I________(選填“是”或“不是”)成反比關(guān)系．照度I/lx0.20.40.60.81.01.2阻值R/kΩ5.83.72.72.32.01.8不是解析：(1)如圖所示．若光敏電阻的阻值R與照度I成反比關(guān)系，則有RI的值為定值，由圖像中各點(diǎn)的數(shù)據(jù)可得×＜×＜×＜×＜×＜×，可知光敏電阻的阻值R與照度I不是反比關(guān)系．(2)由于天亮?xí)r照度較大，光敏電阻的阻值較小，電路中的電流較大，銜鐵被吸下，AB所在支路斷開，CD所在支路接通，故燈泡應(yīng)接在AB間．(2)圖乙為街道路燈自動(dòng)控制電路，利用直流電源E為電磁鐵供電，利用照明電源為路燈供電．為達(dá)到天亮燈熄、天暗燈亮的效果，路燈應(yīng)接在________(選填“AB”或“CD”)之間．(3)已知線圈的電阻為140Ω，直流電源E的電動(dòng)勢E＝36V，內(nèi)阻忽略不計(jì)．當(dāng)線圈中的電流大于10mA時(shí)，繼電器的銜鐵將被吸合，滑動(dòng)變阻器R′的阻值應(yīng)調(diào)為________Ω時(shí)，才能使天色漸暗，照度低于1.0lx時(shí)點(diǎn)亮路燈．(4)使用一段時(shí)間后發(fā)現(xiàn)，路燈在天色更亮?xí)r就已點(diǎn)亮了，為了使路燈能按設(shè)計(jì)要求點(diǎn)亮和熄滅，變阻器R′的阻值應(yīng)適當(dāng)調(diào)________些(選填“大”或“小”)．AB1460小

考點(diǎn)二探索創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)例3[2022·河北卷]某物理興趣小組利用廢棄電飯煲的部分器材自制簡易電飯煲，設(shè)計(jì)電路如圖1所示．選用的器材有：限溫開關(guān)S1(手動(dòng)將其按下，開始持續(xù)加熱煮飯，當(dāng)鍋內(nèi)溫度高于103℃時(shí)自動(dòng)斷開，之后不能自動(dòng)閉合)；保溫開關(guān)S2(當(dāng)鍋內(nèi)溫度高于80℃時(shí)自動(dòng)斷開，溫度低于70℃時(shí)自動(dòng)閉合)；電飯煲的框架(結(jié)構(gòu)如圖2所示)．自備元件有：加熱電阻絲R(阻值為60Ω，用于加熱煮飯)；限流電阻R1和R2，(阻值均為1kΩ)；指示燈L1和L2(2.5V，0.6W，當(dāng)電流低于30mA時(shí)可視為熄滅)；保險(xiǎn)絲T.(1)按照興趣小組設(shè)計(jì)的電路，下列說法正確的是________．(多選)A．按下S1，L1和L2均發(fā)光B．當(dāng)鍋內(nèi)溫度高于103℃時(shí)，S1自動(dòng)斷開，L1和L2均發(fā)光C．保溫過程中，S2自動(dòng)在閉合、斷開狀態(tài)之間交替切換D．當(dāng)鍋內(nèi)溫度低于70℃時(shí)，S2自動(dòng)閉合，L1發(fā)光，L2熄滅CD

(2)簡易電飯煲制作完成后，試用時(shí)L1始終不亮，但加熱和保溫功能均正常．在不增加元件的前提下，斷開電源，使用多用電表判斷發(fā)生故障的元件．下列操作步驟的正確順序是________(填寫各步驟前的字母)．A．將選擇開關(guān)旋轉(zhuǎn)到“×100”位置B．將兩支表筆直接接觸，調(diào)節(jié)“歐姆調(diào)零旋鈕”，使指針指向歐姆零點(diǎn)C．調(diào)整“指針定位螺絲”，使指針指到零刻度D．測量指示燈L1兩端的阻值E．將選擇開關(guān)置于OFF位置或交流電壓最高擋CABDE解析：斷開電源，使用多用電表歐姆擋判斷發(fā)生故障的元件，多用電表的操作步驟為：調(diào)整“指針定位螺絲”，使指針指到零刻度——機(jī)械調(diào)零；將選擇開關(guān)旋轉(zhuǎn)到“×100”位置——選擋；將兩支表筆直接接觸，調(diào)節(jié)“歐姆調(diào)零旋鈕”，使指針指向歐姆零點(diǎn)——?dú)W姆調(diào)零；測量指示燈L1兩端的阻值——測量；將選擇開關(guān)置于OFF位置或交流電壓最高擋——關(guān)閉多用電表．故正確順序?yàn)镃ABDE.(3)操作時(shí)，將多用電表兩表筆與L1兩端接觸，若指針如圖3所示，可判斷是________斷路損壞；若指針如圖4所示，可判斷是________斷路損壞．(用電路中的元件符號表示)L1R1解析：操作時(shí)，將多用電表兩表筆與L1兩端接觸．由于使用時(shí)L1始終不亮，但加熱和保溫功能均正常，則說明R、L2、R2、T均正常，如圖3可看出L1兩端有1090Ω左右的電阻，則說明L1始終不亮的原因是L1斷路損壞．由于使用時(shí)L1始終不亮，但加熱和保溫功能均正常，則說明R、L2、R2、T均正常，如圖4可看出歐姆表的示數(shù)幾乎為零，但由于RL＝10.42Ω，此時(shí)選用的是“×100”擋說明燈泡L1正常．所以L1始終不亮的原因是R1斷路損壞．(1)如圖(a)所示是該熱敏電阻的R

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t曲線，由圖像可以得到熱敏電阻的阻值隨溫度的升高而________(選填“減小”“不變”或“增大”)．減小解析：由圖像可以得到熱敏電阻的阻值隨溫度的升高而減?。?2)如圖(b)是某同學(xué)設(shè)計(jì)的高溫報(bào)警器電路圖，左邊部分是控制電路，右邊部分是報(bào)警裝置，實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)控制電路不工作，合上開關(guān)S，用多用電表排查電路故障，則應(yīng)將如圖(c)所示的選擇開關(guān)旋至________(選填“A”“B”“C”或“D”)，若只有繼電器線圈斷路，則應(yīng)發(fā)現(xiàn)表筆接入繼電器線圈兩端時(shí)多用電表的指針________(選填“偏轉(zhuǎn)”或“不偏轉(zhuǎn)”)，接入熱敏電阻兩端時(shí)多用電表的指針________(選填“偏轉(zhuǎn)”或“不偏轉(zhuǎn)”)．C偏轉(zhuǎn)不偏轉(zhuǎn)解析：合上開關(guān)S，應(yīng)用多用電表的直流電壓擋去排查電路故障，故應(yīng)將選擇開關(guān)旋至C.若只有繼電器線圈斷路，則應(yīng)發(fā)現(xiàn)表筆接入繼電器線圈兩端時(shí)，多用電表電壓接近電源電動(dòng)勢，多用電表的指針偏轉(zhuǎn)；若只有繼電器線圈斷路，表筆接入熱敏電阻兩端時(shí)，由于繼電器線圈斷路，熱敏電阻兩端電壓為零，多用電表的指針不偏轉(zhuǎn)．(3)根據(jù)電磁繼電器的技術(shù)數(shù)據(jù)，當(dāng)熱敏電阻Rt達(dá)到設(shè)定溫度時(shí)，