高中物理选择性必修2优质课公开课第三节 用传感器制作自动控制装置.pdf

第三节用传感器制作自动控制装置

实验目的

1.了解单向晶闸管V的工作原理。

S

2.练习制作光控自动照明控制装置。

实验原理

1．单向晶闸管

(1)原理图：如图所示。

其中A、K、G分别为V的阳极、阴极、门极(控制极)。

S

(2)工作原理：当单向晶闸管受到正向阳极电压并且门极有触发电流I时处于导

G

通状态。

2．光控自动照明控制装置

(1)实验探究方案

(2)工作原理

①当白天光线较强时，光敏电阻R呈低电阻，此时，通过V和R后的电流主要

GD

分流到R支路，而流向门极G的电流变小，不足以触发导通V，V处于关断状

GSS

态，灯泡L不亮。

②当夜幕降临时，光线减弱，R呈高电阻，流向门极G的电流增大，从而触发

G

导通V，灯泡L发光。

S

实验器材

二极管V、单向晶闸管V、光敏电阻R、电阻R(7.5MΩ)、灯泡L。

DSG

实验步骤

1．按照实验探究方案连接好电路，检查无误后，接通电源。

2．让光敏电阻R在自然光照射下，观察灯泡L是否发光。

G

3．遮挡R的照射光线，当光照减弱到一定程度时，观察灯泡L是否发光。

G

4．可适当改变电阻R的阻值，观察灯泡L开始发光时，照射到R上的光线的强弱

G

变化。

(一)实验原理与操作

[典例1]把蜂鸣器、光敏电阻、干簧管继电器开关(干簧管和绕在干簧管外

的线圈组成)、电源连成电路，如甲图所示，制成光电报警装置，设计要求：当

有光照时，蜂鸣器发声，当没有光照或者光照很弱时，蜂鸣器不发声，电路已经

连接一部分，请将电路连接完整。

[解析]电池、光敏电阻与开关及干簧管继电器开关的外面线圈两个接线端

构成一个回路；而另一组电池、蜂鸣器与干簧管继电器开关里面的两个接线端构

成另一个回路。当有光照时，光敏电阻变小，使得干簧管继电器开关存在磁场，

导致开关接通，最终使得蜂鸣器发声；若没有光照或者光照很弱时，光敏电阻阻

值变大，干簧管外的线圈产生的磁场较弱，干簧管开关自动断开。连接如图所示。

[答案]见解析图

[对点训练]

1．为了设计一个白天自动关灯、黑夜自动开灯的自动控制装置，可供选择的器

材如下：光敏电阻、继电器、直流电源、交流电源、开关、灯泡及导线若干。

(1)如图所示为已画出的部分电路，请补画完整电路原理图。

(2)关于以上电路工作的原理，下列说法正确的是________。

A．光敏电阻受光照，电阻变小，继电器工作

B．光敏电阻受光照，电阻变小，继电器不工作

C．继电器工作时，照明电路闭合，灯泡亮

D．继电器不工作时，照明电路闭合，灯泡亮

解析：(1)如图所示。

(2)有光照射时，光敏电阻阻值变小，控制电路中电流变大，线圈磁性增强，

将G处动片吸引过来，G与H断开，继电器工作，照明电路断开，灯泡不亮。

继电器不工作时，照明电路闭合，灯泡亮。

答案：(1)见解析图(2)AD

(二)数据处理和误差分析

[典例2](2020·全国卷Ⅲ)已知一热敏电阻当温度从10℃升至60℃时阻值

从几千欧姆降至几百欧姆，某同学利用伏安法测量其阻值随温度的变化关系。所

用器材：电源E、开关S、滑动变阻器R(最大阻值为20Ω)、电压表(可视为理想电

表)和毫安表(内阻约为100Ω)。