高中物理

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重庆市开县中学2014年高中物理 实验 传感器的应用导学案 新人教版选修3-1 教学内容 实验:传感器的应用 1 课时 教学起止时间 课型安排 问题解决课 主 备小组 成员 胡永学、彭涣成、霍兆霞 主备负责人 (主持人) 资料收集互传人 课程标准 学习目标 1.让学生练习电子电路的组装,获得自动控制电路设计的感性认识。 2.识别各种晶体管,逻辑集成电路块,集成电路实验板,知道各种元件的性能和引脚。 3.了解光控开关电路及控制原理,会组装光控开关。 4.了解温控报警器及控制原理,会组装温度报警器。 重点 难点 重点:光控开关和温控报警的工作原理和制作。 难点:光控开关和温控报警的工作原理和制作。 学习过程 评价任务(内容、问题、试题) 引入新课 上节课我们学习了温度传感器、光传感器及其工作原理。请大家回忆一下我们学了哪些具体的温度、光传感器? 学生思考后回答:电饭锅,测温仪,鼠标器,火灾报警器 这节课我们将结合简单逻 辑电路中的知识学习由门电路以及传感器控制的电路问题。 模块一:认识器件 (一)、普通二极管和发光二极管 理论简介:固态电子器件中的半导体两端器件。起源于19世纪末发现的点接触二极管效应,发展于20世纪30年代,主要特征是具有单向导电性,即整流特性。利用不同的半导体材料、掺杂分布、几何结构,可制成不同类型的二极管,用来产生、控制、接收、变换、放大信号和进行能量转换。例如稳压二极管可在电源电路中提供固定偏压和进行过压保护;雪崩二极管作为固体微波功率源,用于小型固体发射机中的发射源;半导体光电二极管能实现光-电能量的转换,可用来探测光辐射信号;半导体发光二极管能实现电-光能量的转换,可用作指示灯、文字-数字显示、光耦合器件、光通信系统光源等;肖特基二极管可用于微波电路中的混频、检波、调制、超高速开关、倍频和低噪声参量放大等。 按用途分:检波二极管、整流二极管、稳压二极管、开关管、光电管。按结构分:点接触型二极管、面接触型二极管 发光二极管简称为LED。由镓(Ga)与砷(AS)、磷(P)的化合物制成的二极管,当电子与空穴复合时能辐射出可见光,因而可以 用来制成发光二极管,在电路及仪器中作为指示灯,或者组成文字或数字显示。磷砷化镓二极管发红光,磷化镓二极管发绿光,碳化硅二极管发黄光。它是半导体二极管的一种,可以把电能转化成光能;常简写为LED。发光二极管与普通二极管一样是由一个PN结组成,也具有单向导电性。当给发光二极管加上正向电压后,从P区注入到N区的空穴和由N区注入到P区的电子,在PN结附近数微米内分别与N区的电子和P区的空穴复合,产生自发辐射的荧光。不同的半导体材料中电子和空穴所处的能量状态不同。当电子和空穴复合时释放出的能量多少不同,释放出的能量越多,则发出的光的波长越短。常用的是发红光、绿光或黄光的二极管。 总结:(1)二极管具有单向导电性(2)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。 (二)、晶体三极管 晶体三极管,是半导体基本元器件之一,具有电流放大作用,是电子电路的核心元件。三极管是在一块半导体基片上制作两个相距很近的PN结,两个PN结把正块半导体分成三部分,中间部分是基区,两侧部分是发射区和集电区,排列方式有 PNP和NPN两种,如图从三个区引出相应的电极,分别为基极b发射极e和集电极c。   发射区和基区之间的PN结叫发射结,集电区和基区之间的 PN结叫集电极。基区很薄,而发射区较厚,杂质浓度大,PNP型三 极管发射区"发射"的是空穴,其移动方向与电流方 向一致,故发射极箭头向里;NPN型三极管发射区"发射"的是自由电子,其移动方向与电流方向相反,故发射极箭头向外。发射极箭头向外。发射极箭头指向也是PN结在正向电压下的导通方向。硅晶体三极管和锗晶体三极管都有PNP型和NPN型两种类型。 晶体三极管具有电流放大作用,其实质是三极管能以基极电流微小的变 化量来控制集电极电流较大的变化量。这是三极管最基本的和最重要的特性。我们将 ΔIc/ΔIb的比值称为晶体三极管的电流放大倍数,用符号“β”表示。电流放大倍数对于某一只三极管 来说是一个定值,但随着三极管工作时基极电流的变化也会有一定的改变。 总结:(1)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别是发射极e,基极b和集电极c。 (3)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b的电流对集电极c的电流起了控制作用。 展示实物 (三)逻辑电路 逻辑电路 以二进制为原理、实现数字信号逻辑运算和操作的电路。分组合逻辑电路和时序逻辑电路。前者的逻辑功能与时间无关,即不具记忆和存储功能,后者 的操作按时间程序进行。由于只分高、低电平,抗干扰力强,精度和保密性佳。广泛应用于计算机、数字控制、通信、自动化和仪表等方面。 逻辑门电路符号图包括与门,或门,非门, 1 与门电路 对于与门电路,只要一个输入端输入为0,则输出端一定是0,只有当所有输入端输入都同为1时,输出才是1. ?2.或逻辑 对于或门电路,只要一个输入端输入为1,则输出一定是1,反之,只有当所有输入端都为0时,输出端才是0. 3.非门电路 对于非门电路,当输入为0时,输出总是1,当输入为1时,输出反而是0,非门电路也称反相器。 4.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会突然从高电平调到低电平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。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。而这正是进行光控所需要的。 模块二:制作电路 实验原理: 1 、光控开关 电路组成:斯密特触发器,光敏电阻,发光二极管LED模仿路灯,滑线变阻器,定值电阻,电路如图所示。 工作原理:天明时,RG变小,流过R1的电流变大,A端输入电压降低到0.8V,Y会从低电平跳到高电平3.4V,LED上的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,RG变大,输入端A的电压升高到某一个值1.6V时,输出端Y突然从高电平跳到低电平0.25V,此时加在LED上的正向电压大于导通电压1.8V,二极管LED发光。 特别提醒:要想在天暗时路灯才会亮,应该把R 1的阻值调大一些,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。 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。如教材63页图。 2.温度报警器(热敏电阻式报警器) 结构组成:斯密特触发器,热敏电阻,蜂鸣器,变阻器,定值电阻,如图教材63页图所示。 工作原理:常温下,调整R1的阻值使斯密特触发器的输入端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电势升高,当达到某一值(高电平),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 ,R1的阻值不同,则报警器温度不同。 特别提示:要使热敏电阻在感测到更高的温度时才报警,应该减小R1的阻值,R1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。 实验制作: 在理解原理的基础上,学生根据提供的器材,自行写出实验步骤,小组合作完成电路的制作。 实验注意事项: 1. 安装前,确保器件性能良好。 2. 光控实验中,注意二极管的极性,不能反接 3. 光控实验中要想天更暗路灯才亮,应该把R1的阻值调大些。 4. 要是蜂鸣器在更低温度时报警,应该把 R1的阻值调大些。 评价训练 新课程导学例1.例2.和针对训练

重庆市万州区龙宝中学2014届高考物理总复习 第10章 第3讲 实验十一 传感器的简单应用课件

单元检测十 交变电流 传感器(时间:60分钟 满分:100分)一、选择题(本题8小题,每小题7分,共56分。在每小题给出的四个选项中,有的小题只有一个选项正确,有的小题有多个选项正确,全选对的得7分,选对但不全的得4分,有选错或不答的得0分)1.一台小型发电机产生的电动势随时间变化的正弦规律图象如图甲所示。已知发电机线圈内阻为5.0Ω,则外接一只电阻为95.0Ω的灯泡,如图乙所示,则()A.电压表的示数为220VB.电路中的电流方向每秒钟改变50次C.灯泡实际消耗的功率为484WD.发电机线圈内阻每秒钟产生的焦耳热为24.2J2.图甲、乙分别表示两种电压的波形,其中图甲所示电压按正弦规律变化。下列说法正确的是()

一、变压器1.构造由______、______和________组成。2.原理利用电磁感应的____现象。3.理想变压器原、副线圈基本量的关系理想变压器 (1)没有能量损失(绕线无电阻、铁芯无涡流)(2)没有磁通量损失(磁通量全部集中在铁芯中)基本关系 功率关系 原线圈的输入功率等于副线圈的输出功率P入=____

第十章 交变电流 传感器考纲要求 权威解读交变电流、交变电流的图象 Ⅰ 1.知道交变电流产生的原理2.理解正弦交变电流的图象正弦交变电流的函数表达式、峰值和有效值 Ⅰ 理解交变电流的三角函数表达式,最大值与有效值,周期与频率理想变压器 Ⅰ 1.了解理想变压器的工作原理,掌握理想变压器中电流、电压与匝数的关系2.能够讨论负载变化时电流、电压等相关物理量的变化情况远距离输电 Ⅰ 1.会分析输电线上的电功率损失和电压损失2.理解远距离输电的原理和基本公式传感器的简单使用 实验 知道传感器的工作原理,在实验中能够简单使用传感器第一节 交变电流的产生和描述

课时作业30 交变电流的产生和描述一、单项选择题1.一矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动,穿过线圈的磁通量随时间变化的图象如图甲所示,则下列说法中正确的是()A.t=0时刻线圈平面与中性面垂直B.t=0.01s时刻,Φ的变化率最大C.t=0.02s时刻,交流电动势最大D.该线圈相应的交流电动势图象如图乙所示2.(2012?福州模拟)小型交流发电机中,矩形金属线圈在匀强磁场中匀速转动,产生的感应电动势与时间呈正弦函数关系,如图所示,此线圈与一个R=10Ω的电阻构成闭合电路。不计电路的其他电阻。下列说法正确的是()

课时作业31 理想变压器 电能的输送一、单项选择题1.如图所示为理想变压器原线圈所接正弦交流电源两端的u-t图象。原、副线圈匝数比n1∶n2=10∶1,串联在原线圈电路中交流电流表的示数为1A,则()A.变压器原线圈所接交流电压的有效值为220VB.变压器输出端所接电压表的示数为222VC.变压器输出端交变电流的频率为25HzD.变压器的输出功率为2202W2.(2012?山东潍坊一模)如图所示,匝数为100的矩形线圈abcd处于磁感应强度B=6225πT的水平匀强磁场中,线圈面积S=0.5m2,内阻不计。线圈绕垂直于磁场的轴以角速度ω=10πrad/s匀速转动,线圈通过金属滑环与理想变压器原线圈相连,变压器的副线圈接入一只“12V 12W”灯泡,灯泡正常发光,下列说法中正确的是()

应交流电传感器动量守恒定律)学号姓名班级完成时间分数(考试时间90分钟,总分120分)一. 选择题(本题包括12小题,每小题4分,共48分。每小题给出的四个选项中,只有一个选项是正确的。麻烦你一定把答案填写在下面表格中。)题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 总分答案 1.将闭合多匝线圈置于仅随时间变化的磁场中,线圈平面与磁场方向垂直,关于线圈中产生的感应电动势和感应电流,下列表述正确的是()A.感应电动势的大小与线圈的匝数无关B.穿过线圈的磁通量越大,感应电动势越大C.穿过线圈的磁通量变化越快,感应电动势越大D.感应电流产生的磁场方向与原磁场方向始终相同2.下列说法正确的是()A.话筒是一种常用的声传感器,其作用是将电信号转换为声信号

重庆市江津五中高中物理《6.2传感器的应用(一)》学案 新人教版3-2

类别:高中 > 物理 > 新人教版 > 重庆 > 学案

时间:2012-03-17

区域:重庆

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第二节 传感器的应用(一)1. 了解传感器应用的一般模式2. 理解应变式力传感器的应用――电子秤的工作原理3. 理解声传感器的应用――话筒的工作原理4. 理解温度传感器的应用――电熨斗的工作原理5. 会用各类传感器(力传感器、声传感器、温度传感器等)设计简单的控制电路课本导读一. 应变式力传感器的应用――电子秤1. 应变式力传感器的构造:它是由____和_____组成,应变片是一种敏感元件,多用_____制成.2. 应变式力传感

(通用版)2018-2019版高中物理 第4章 传感器与现代社会(课件+学案+练习)(打包9套)沪科版选修3-2

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