介绍新教材中的一些电磁学试验.ppt

简单逻辑电路和传感器的实验与教学 简单的逻辑电路 选修《3-1》 第二章第10节 现代信息技术的发展，要求学生了解一些数字电路的入门知识。 从生活事例和常见的电路引入三种基本的门电路，认识它们的逻辑功能（无需了解门电路内部的结构和工作理）。 必须精心设计和做好实验。 演示案例——非门的逻辑功能 一道竞赛题——门电路的组合 传感器 选修《3-2》 第六章 综合运用多方面的物理知识，了解常见传感器的工作原理。 知道传感器有广泛的的应用。 需要做好分组实验，动手组装最简单的传感器的应用电路，亲自感受传感器的应用，提升电学实验能力。 5. 光传感器的应用事例 ── 机械式鼠标器 传感器的应用实验（学生分组） 2. 相关的知识与操作 3. 实验一 光控开关 实验电路中电流如何形成回路？ （以甲图为例） 光控开关实物装配和调试 (甲图电路) 4. 实验二 温度报警器 温度报警器实物装配和调试 专用的实验仪器 参考资料 逻辑电路的实验与教学（ 《教学仪器与实验》 杂志2009年第01期） 传感器的实验与教学（ 《教学仪器与实验杂志》 2009年第06、07期） 《逻辑电路和传感器实验板实验指导书》（北京日月星云科技公司） 谢 谢 ！ 北京市第四中学 刘彬生 E-mail： liubinsheng5@ Tel：010Mobile RT ：负温度系数热敏电阻，20℃时阻值 1 ~ 2kΩ。 R1 ：微型可调电阻，最大阻值 1kΩ。 BZ：微型蜂鸣器 RT 置于常温下，调节(减小)R1 使BZ刚好不发声。 将RT 浸入热水中，经过少许时间后应听到BZ 声。 1. 示教板（可自制） 用光敏电阻做多种控制 天津一中自制的传感器综合示教板 2. 分组实验板 要求 能认识真实的元器件，能自行设计、组装和调试电路。 性能可靠，操作便捷，容易发现和排除故障，可重复使用。 便于存放，不易丢失部件。 常见类型 黑箱式（功能组件） 积木式（拚插） 分立元件式（磁吸，自由排布 元件位置，用导线连接） 实验板式（元件位置按实验内容 固定，用导线连接） 运算放大器芯片的使用 本实验将此运算放大器作为电压比较器。其功能是：当同相输入端的电势略高于反相输入端时，则输出端跳变为高电平；当同相输入端的电势略低于反相输入端时，则输出端跳变为低电平。 为教科社教材设计的实验板 示例：模拟电熨斗的控温电路（LED代表电热元件） IC 为一个运算放大器（集成的模拟电路），可选用型号：M741或LM324 。 使用电压比较器控制温度，比用非门灵敏得多。 * * * * * * * 2009年8月 人民教育出版社 希望教师有一定的理论和技术知识。（请阅读《教参书》） 0.14V 0 5.01V 1 3. 43V 1 0V 0 输出 Y 输入 A 非门真值表 型号为74LS04的集成电路（IC），是常用的一种 “ 六非门 ” 。 L≤0.2V L≤0.8V H≥3.4V 输出 OUT H≥1.6V 输入 IN TTL型电路的 高(H)、低(L)电平的标准 （Vcc =5.0V 时） 此标准有利于前后级交联和 抗干扰 最简单的示教板 突出显示逻辑功能 非门的输出端Y为高电平时，LED发光。 此表中电压值为左图电路实测 （使用数字电压表测量） 分组实验（专用实验板） 电路简明 ，三个IC已接好电源，操作便捷，节省时间。 分别显示与、或、非门的逻辑功能。 可做门电路的简单组合（如“与非门”）。 案例1 观察或门的逻辑功能 为什么用发光管LED而不用小灯泡？ 实验时，只需连接3（或4）根导线，拨动4次开关 。 案例2 门电路的组合 用与门和非门组成与非门 扩展实验1 —— 观测逻辑波形 与门真值表 与门波形图 0 0 1 0 1 0 0 0 0 1 1 1 Y B A 输出 输入 三个电压表可以改为电压传感器，直接由数字化实验系统（DES）显示出波形图。 让学生在集成电路实验板（俗称面包板）上用元件插接电路。集成电路IC型号为CD4069（六非门）。 扩展实验2 —— 门电路应用 自动延时灯 工作原理 初始状态下，电容器C中没有储存电荷，非门IC输入端电压U A= 0 ，则非门输出端电压U Y = 4.9V 。那么DY两点间的电压只有5.0-4.9= 0.1V，所以LED不发光。按下开关，K接通，则电容器C被迅速充电，U A变为5.0V，则U Y 跳变为0.05V 。于是DY两点间的电压变为4.95V，LED就发光了。放手后，K断开，但是电容器