4-3 利用传感器制作简单的自动控制装置 —人教版高中物理选择性必修第二册课件(共44张PPT)
A．二极管两极接反 C．R1阻值太小
B．R1与RG位置颠倒 D．灯泡被断路
解析：由题可知若二极管接反，光线暗时，二极管上为负 向电压，无法导通，灯泡不亮，A项正确；若R1与RG位置颠 倒，则光线较暗时，Y端为高电平，晶体管不导通，灯泡不发 光，B项正确；若R1阻值太小，Y端一直为低电平，灯泡一直发 光，C项错误；灯泡断路时无法发光，D正确．
3．2007年法国科学家阿尔贝·费尔和德国科学家彼得·格林贝 格尔由于发现巨磁阻效应(GMR)而荣获了诺贝尔物理学奖．如图 所示是利用GMR设计的磁铁矿探测仪原理示意图，图中GMR在
外磁场作用下，电阻会大幅度减小．下列说法正确的是( C )
A．若存在磁铁矿，则指示灯不亮；若将电阻R调大，该探 测仪的灵敏度提高
【例2】 [多选]如图所示是温度报警器的电路原理图，下 列关于该电路的分析中正确的是( BC )
A．当RT的温度升高时，RT的阻值减小，A端电势降低，Y 端电势升高，蜂鸣器会发出报警声
B．当RT的温度升高时，RT的阻值减小，A端电势升高，Y 端电势降低，蜂鸣器会发出报警声
C．当增大R1时，A端电势升高，Y端电势降低，蜂鸣器会 发出报警声
1．光控开关的电路图 光控开关的电路图如图所示．
2．工作原理 (1)如上图甲所示光控电路，用发光二极管LED模仿路灯， RG为光敏电阻，R1的最大电阻为51 kΩ，R2为330 Ω，其工作原 理如下： 在白天，光照强度较大，光敏电阻RG的阻值较小，加在斯 密特触发器A端的电势较低，则输出端Y输出高电平，发光二极 管LED不导通；当天色暗到一定程度时，RG的阻值增大到一定 值，斯密特触发器输入端A的电势上升到某个值(1.6 V)，输出 端Y会突然从高电平跳到低电平，则发光二极管LED导通发光 (相当于路灯亮了)，这样就达到了使路灯天明熄灭，天暗自动 开启的目的．
总结提能 对于传感器应用的实验，我们除了需要掌握一 些常见传感器的原理及其应用形式外，还应掌握好逻辑电路中 的相关知识．如逻辑电路中，常把电势的高低叫做“电平”的 高低，“输出低电平”的意思是，输出端处于低电势的状态．
[多选]在制作光控电路实验中，某同学按图所示电路将元 件安装完毕后，发现将装置置入黑暗环境中接通电源时，灯泡 不发光，原因可能是( ABD )
2．如图所示为一种温度自动报警器的原理图，在水银温度
计的顶端封入一段金属丝，以下说法正确的是( D )
A．温度升高至74 ℃时，L1亮灯报警 B．温度升高至74 ℃时，L2亮灯报警 C．温度升高至78 ℃时，L1亮灯报警 D．温度升高至78 ℃时，L2亮灯报警
解析：当温度低于78 ℃时，线圈中没有电流，此时灯L1 亮，但不报警，当温度升高到78 ℃时，线圈中有电流，磁铁吸 引衔铁，灯L2被接通，所以灯L2亮且报警，温度升高至74 ℃ 时，线圈中没有电流，只是灯L1亮，不会报警．
温馨 提 示
请 做：课时作业 17
PPT文稿 （点击进入）
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1．在过去，艺术品的接受并不属于美 学的研 究范围 ，而当 接受美 学诞生 以后， 关于艺 术品的 接受的 研究就 成为艺 术美学 中的一 门显学 。
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2．接受美学认为，艺术品在艺术家手 中产生 出来， 这只是 艺术创 作的第 一阶段 ，读者 、观众 、听众 对艺术 品的接 受是艺 术创作 的继续 。
时，输出端Y突然由低电平跳到高电平，这时线圈J不再有电流 通过，则继电器自动切断工作电路的电源，路灯熄灭．(Ja为继 电器线圈的常开触点)
1.斯密特触发器,斯密特触发器又称斯密特非门，是具有滞 后特性的数字传输门.斯密特触发器具有以下两个特点：
1具有两个阈值电压，分别称为正向阈值电压和负向阈值 电压；
【解析】 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(1.6 V)，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．
4．如图所示：1是弹簧，2是衔铁，3是触点，4是电磁铁，5 是热敏电阻，6是滑动变阻器，7是电铃，它们组成一种温度自动 报警电路．说明这种简单温度自动报警电路的工作原理．
答案：当热敏电阻的温度升高时，电阻减小，电磁铁电路 中电流增大，当电流达到一定值时电磁铁吸引衔铁使电铃电路 闭合，电铃发声报警．当温度下降后，电阻增大，电流减小， 电磁铁磁性减弱，衔铁被弹簧拉起，电铃电路断开，电铃不发 声．
楼道中的声光控开关是如何控制电灯开、关的？
提示：楼道中的声光控开关相当于“与”门，当白天光照 好时，光控开关常开，相当于“0”，此时无论声音多大，声控开 关是否闭合，灯都不亮；晚上或光线暗时，光控开关常闭，相 当于“1”，此时如果有声音，声控开关闭合，即变为“1”，电路 才接通，灯泡发光．
考点一 光控开关
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5.追求一种具体生活之上的普遍原则 很容易 ，所以 很多人 选择“ 活得正 确”而 放弃“ 活得丰 富”。
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6.不论是正确性标准的形成，还是正 确性标 准的修 正，都 离不开 生活实 践的丰 富性， 二者密 切相关 。
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7.生活中个体的人，追求“活得丰富 ”并不 意味着 对“活 得正确 ”的放 弃，仍 应体现 出对既 有规则 的尊重 。
(2)由于集成电路允许通过的电流较小，要用白炽灯模仿路 灯，就要用继电器来启闭另外的供电电路．如上图乙所示，天 较亮时，光敏电阻RG的阻值较小，斯密特触发器输入端A的电 势较低，则输出端Y输出高电平，继电器的线圈J中无电流，工 作电路不通；天较暗时，光敏电阻RG的阻值增大，斯密特触发 器输入端A的电势升高，当升高到一定值时，输出端Y由高电平 突然跳到低电平，这时有电流通过线圈J，电磁继电器工作， 接通工作电路，使路灯自动开启；天明后，光敏电阻RG的阻值 减小，斯密特触发器输入端A的电势逐渐降低，降到一定值
D．当增大R1时，A端电势降低，Y端电势升高，蜂鸣器会 发出报警声
解答本题的思路为：
要使蜂鸣 器发声
→
斯密特触发器Y端为 低电平，A端为高电平
→
RT的阻值减小或 R1的阻值增大
【解析】 温度升高时，热敏电阻的阻值减小，或者增大 R1的阻值，都能导致输入端A的电势升高，斯密特触发器输出端 Y从高电平跳到低电平，从而使蜂鸣器发出报警声．
总结提能 对于有关传感器应用的实验电路问题，解答时 应先弄清楚电路中所用传感器的类型及其工作原理，然后根据 电路特点进行分析．
图中是一个报警器装置的逻辑电路图．RT是一个热敏电 阻，低温时电阻值很大，高温时电阻值很小，R是一个阻值较 小的分压电阻，A为斯密特触发器输入端．
(1)为什么在高温时电铃会响起？ (2)为了提高电路的灵敏度，即将报警温度调得低些，那么 R的值应该大一些还是小一些？ 答案：(1)热敏电阻的温度上升，RT变小，A端的电压低到 某一值时，Y端会由低电平跳到高电平，加在电铃两端的电压 变大，电铃响起． (2)若R的值大，由于它的分压作用，使RT两端的电压不太 高，则外界温度不太高时，就能使PX之间电压降到低电压输 入，而当A端的电压降低到某一值时，Y端会由低电平跳到高 电平，加在电铃两端的电压变大，电铃响起．所以应该大一 些．
第四章
传感器
3 利用传感器制作简单的自动控制装置
01课前自主学习 03课堂效果检测
02课堂考点演练 课时作业
1．光控开关 主要元件是 光敏电阻 ，它是用来控制路灯自动点亮、熄
灭的自动控制装置．
2．温度报警器 温度报警器电路，如图所示．
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 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．
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
解答本题的关键： (1)知道斯密特触发器的工作原理，了解非门电路的特点及 其表示符号． (2)明白光敏电阻RG的阻值的大小随光照强度的增强而减 小． (3)知道二极管的单向导电性．
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3．通过读者、观众和听众的接受，艺 术作品 的价值 才从一 种可能 的存在 转化为 现实的 存在， 从这个 意义上 说，接 受也属 于艺术 创作的 一部分 。
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4．“前理解”是接受者在理解文本以前 的心理 文化结 构，由 于接受 者对文 本的接 受不是 被动的 。所以 这种结 构会影 响接受 者对文 本的理 解。
【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(1.6 V)时，输出端Y会突然从高电 平跳到低电平(0.25 V)，而当输入端A的电压下降到另一个值 (0.8 V)的时候，Y会从低电平跳到高电平(3.4 V)．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( BCD )
(2)斯密特触发器属于“电平触发型”电路，不依赖于边沿 陡峭的脉冲，它能将模拟信号转化为数字信号．
2．电磁继电器的工作原理
如图所示，图中虚线框内的部分即为电磁继电器，D为动 触点，E为静触点．当线圈J通电时，电磁铁产生磁性，吸引衔 铁B向下运动，从而带动动触点D向下与E接触，将工作电路接 通；当线圈J中电流为零时，电磁铁失去磁性，衔铁B在弹簧的 作用下被拉起，带动动触点D与E分离，自动切断工作电路．
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8.成熟社会的成熟公民不必刻意选择 生活， “活得 丰富” 与“活 得正确 ”是自 然而然 形成的 结果。
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_新教材高中物理第五章传感器3利用传感器制作简单的自动控制装置课件新人教版选择性必修第二册
[解析] 如图所示，当有光照且光照较强时，光敏电阻的阻值变小，使 得干簧管继电器线圈中有较大的电流，从而产生磁场，导致两个铁质簧片闭 合，最终使得蜂鸣器发声。
[答案] 如解析图所示
[针对训练] 传感器担负着信息采集的任务，在自动控制中发挥着重要作用，传感器能够将感 受到的物理量(如温度、光、声等)转换成便于测量的量(通常是电学量)，例如热 敏传感器，主要是应用了半导体材料制成的热敏电阻。某热敏电阻 RT 阻值随温 度变化的图像如图甲所示，图乙是由该热敏电阻 RT 作为传感器制作的简单自动 报警器线路图。问：
解析：该模拟电路的工作原理是：由光敏电阻感知光照强度变化，调节电磁铁线 圈中电流的大小，即可调节电磁铁磁性的强弱，吸下或者释放衔铁，从而控制灯 的亮灭，即达到天亮灯熄、天黑灯亮的效果。 因为天亮时光照强度大，光敏电阻阻值较小， 电磁铁线圈中电流较大，磁性较强，可将衔铁 吸下；又因为天亮时需要使灯熄灭，所以灯应 接在 A、B 之间。电路连线时直接将 D、E 两端 与光敏电阻、滑动变阻器、开关以及电源串联 即可。电路如图所示：
敏电阻来控制，光敏电阻是阻值随着光的照度变化而发生变化的元件(照度可以
反映光的强弱，光越强，照度越大，照度单位为 lx)。某光敏电阻 RG 在不同照度 下的阻值如下表所示。
照度/lx
0.2
0.4
0.6
0.8
1．0 1．2
电阻/kΩ
Байду номын сангаас
75
40
28
23
20
18
(1)根据表中的数据，请在给定的坐标系中描绘出阻值随照度变化的曲线，并说明 阻值随照度变化的特点；
光控开关的应用
[例题 2] 如图甲所示是一测量硫化镉光敏电阻特性的实验电路，电源电压 恒定，电流表内阻不计，开关闭合后，调节滑动变阻器滑片，使小灯泡发光逐 渐增强，测得流过电阻的电流和光强的关系曲线如图乙所示，试根据丙图所给 器材设计一个路灯自动光控电路。要求有光照时路灯不亮，无光照时路灯工作。
人教版高中物理选择性必修第二册第五章传感器第3节利用传感器制作简单的自动控制装置
第五章 3.基础达标练1．(多选)热敏电阻与光敏电阻在生活中有很多应用，如图为一个智慧农场利用热敏电阻与光敏电阻感应大棚内温度与光照强度变化的简单电路原理图，R T为负温度系数热敏电阻(阻值随温度升高而减小)，R1为光敏电阻(阻值随光照强度升高而减小)，R2和R3均为定值电阻，电源电压保持不变，V为理想电压表。
若发现电压表的示数增大，可能发生的情况是( AD )A．大棚内温度升高B．大棚内温度降低C．大棚内光照强度增强D．大棚内光照强度减弱解析：大棚内温度升高，R T阻值减小，根据串反并同可知与它串联的电压表示数增大，故A正确；大棚内温度降低，R T阻值增大，根据串反并同可知与它串联的电压表示数减小，故B错误；大棚内光照强度增强，R1阻值减小，根据串反并同可知与它并联的电压表示数减小，故C错误；大棚内光照强度减弱，R1阻值增大，根据串反并同可知与它并联的电压表示数增大，故D正确；故选AD。
2．为了节能环保，一些公共场所使用光控开关控制照明系统。
光控开关可采用光敏电阻来控制，光敏电阻是阻值随着光的照度而发生变化的元件。
照度可以反映光的强弱，光越强照度越大，照度单位为lx(勒克斯)。
(1)某光敏电阻R在不同照度下的阻值如下表，根据表中已知数据，在图所示的坐标系中描绘出了阻值随照度变化的曲线。
照度/lx0.20.40.60.8 1.0 1.2 电阻/kΩ 5.8 3.7 2.8 2.3 2.0 1.8(2)如图甲所示是街道路灯自动控制模拟电路，利用直流电源为电磁铁供电，利用照明电源为路灯供电。
请设计电路能达到天亮灯熄、天暗灯亮的效果，并用笔画线代替导线完成电路连接。
(3)用多用电表“×10 Ω”挡，按正确步骤测量图中电磁铁线圈电阻时，指针示数如图乙所示，则线圈的电阻为_140__ Ω。
已知当线圈中的电流大于或等于2 mA时，继电器的衔铁将被吸下。
图中直流电源的电动势E＝6 V，内阻忽略不计，滑动变阻器有三种规格可供选择：R1( 0～10 Ω，2 A)、R2(0～200 Ω，1 A)、R3( 0～1 750 Ω，0.1 A)。
【2024版】新教材-人教版高中物理选择性必修第二册-第五章-传感器-精品教学课件(非图片版可编辑)
【典例示范】
(多选)在温控电路中,通过热敏电阻阻值随温度的变化可实现对电路相关物理
量的控制。如图所示电路,R1为定值电阻,R2为半导体热敏电阻(温度越高电阻越
小),C为电容器,当环境温度降低时
()
A.电容器C的带电荷量增加
B.电压表的读数增大
C.电容器C两板间的电场强度减小
D.R1消耗的功率增大
【思维建模】
六、电阻应变片 1.电阻应变效应: 金属导体在外力作用下发生_机__械__形__变__(伸长或缩短)时,其 _电__阻__随着它所受机械形变的变化而发生变化的现象。电阻应变片是一种 _力__敏__元件。 2.电阻应变片的原理:当金属丝受到拉力时,长度变_长__、横截面积变_小__,导致 电阻变_大__;当金属丝受到压力时,长度变_短__、横截面积变_大__,导致电阻 变_小__。 3.电阻应变片能够把_物__体__形__变__这个力学量转换为电阻这个电学量。应用有 _电__子__秤__。
一 对传感器的认识 1.传感器的组成和工作流程: (1)传感器的组成。 ①敏感元件:相当于人的感觉器官,是传感器的核心部分,是利用材料的某种敏 感效应(如热敏、光敏、压敏、力敏、湿敏等)制成的。 ②转换元件:将敏感元件输出的与被测物理量成一定关系的非电信号转换成电 信号的电子元件。 ③转换电路:将转换元件输出的不易测量的电学量转换成易于测量的电学量,如 电压、电流、电阻等电学量或电路的通断等。
1.传感器:能够感受诸如力、温度、光、声、化学成分等_被__测__量__,并能把它们 按照一定的规律转换为便于传送和处理的_可__用__信__号__输出的一类器件或装置。 2.非电学量转换为电学量的意义: 把_非__电__学__量__转换成电压、电流等电学量,或转换为电路的_通__断__,可以很方便 地进行测量、传输、处理和_控__制__。
高中新教材物理课件选择性必修第二册第章利用传感器制作简单的自动控制装置
通过人工智能技术，可以实现智 能传感器的自适应和自学习功能 ，使其能够根据不同的环境和需
求进行自我调整和优化。
人工智能技术还可以结合智能传 感器的数据进行模式识别和异常 检测，为故障预测和维护提供有
力支持。
未来智能传感技术发展趋势预测
未来智能传感技术将更加注重微 型化、低功耗和集成化方向发展 ，以满足可穿戴设备和便携式应
自动控制装置原理及作用
自动控制装置原理
自动控制装置是一种能够自动地按照预定的程序或指令进行操作的设备，它可 以根据输入信号的变化，自动地改变被控对象的参数或状态，使被控对象保持 在所希望的状态或按照预定的规律运行。
自动控制装置作用
自动控制装置在各个领域都有广泛的应用，如工业自动化、农业自动化、交通 运输自动化等。它可以提高生产效率，降低能耗和成本，提高产品质量和可靠 性，减轻劳动强度，改善劳动条件等。
电流。
加速度传感器
利用物体加速度引起的惯性力作 用在敏感元件上产生的物理效应 ，将加速度转换为可测量的电信 号，用于测量物体的加速度或倾
斜角度。
气体传感器
利用气体与敏感元件发生化学反 应或物理吸附的原理，将气体浓 度转换为可测量的电信号，用于
气体检测或环境监测。
03 自动控制装置组 成与设计
输入设备与输出设备选择
数据采集、处理和分析技巧
数据处理 对采集到的数据进行滤波处理，消除噪声干扰；
根据需要对数据进行放大、缩小或偏移等处理；
数据采集、处理和分析技巧
• 对处理后的数据进行特征提取和分类等操作。
数据采集、处理和分析技巧
01
数据分析
02
03
04
使用MATLAB、Python等数 据分析工具对处理后的数据进
利用传感器制作简单的自动控制装置—人教版高中物理选择性必修第二册课件
利用传感器制作简单的自动控制装置 —人教 版高中 物理选 择性必 修第二 册课件
A．二极管两极接反 C．R1阻值太小
B．R1与RG位置颠倒 D．灯泡被断路
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解析：由题可知若二极管接反，光线暗时，二极管上为负 向电压，无法导通，灯泡不亮，A项正确；若R1与RG位置颠 倒，则光线较暗时，Y端为高电平，晶体管不导通，灯泡不发 光，B项正确；若R1阻值太小，Y端一直为低电平，灯泡一直发 光，C项错误；灯泡断路时无法发光，D正确．
利用传感器制作简单的自动控制装置 —人教 版高中 物理选 择性必 修第二 册课件
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总结提能 对于有关传感器应用的实验电路问题，解答时 应先弄清楚电路中所用传感器的类型及其工作原理，然后根据 电路特点进行分析．
利用传感器制作简单的自动控制装置 —人教 版高中 物理选 择性必 修第二 册课件
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2．工作原理 常温下，调节R1的阻值使斯密特触发器的输入端A为低电 平，则输出端Y处于高电平，无电流通过峰鸣器，蜂鸣器不发 声；当温度升高时，热敏电阻RT的阻值减小，斯密特触发器输 入端A处电势升高，当达到某一值(高电平)时，其输出端由高电 平跳到低电平，蜂鸣器通电，从而发出报警声． 说明：R1的阻值不同，则报警温度不同．
考点一 光控开关
1．光控开关的电路图 光控开关的电路图如图所示．
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利用传感器制作简单的自动控制装置课件-高二下学期物理人教版(2019)选择性必修第二册
4.电路工作原理
实验2 光控开关
当环境光比较强时，光敏电阻RG的阻值很小，三极管不导通，发 光二极管或继电器所在的回路相当于断路，即发光二极管不工作；
继电器处于常开状态，小灯泡L不亮。
当环境光比较弱时，光敏电阻RG的阻值变大，三极管导通，且获 得足够的基极电流，产生较大的集电极电流，点亮发光二极管或驱
将框架固定在运动的物体上，当物体具有图示方向的加速度a时，电压表的指 针将向哪个方向偏转? 简述你分析的过程。
解：加速度a向右时，电压表指针左偏。 当物体具有向右的加速度a时，滑块所受
的弹簧的拉力的合力向右，滑块向左移动。 根据顺着电流方向电势降低，可知P端
的电势低于Q点的电势，则电压表的指针 将向零点左侧偏转。
5.3 利用传感器制作简单的 自动控制装置
2022.3.9
常见传感器的特性及应用
1.光传感器 光敏电阻：光照强，电阻小。应用：光控开关。
2.温度传感器 (1)金属热电阻：温度高，电阻大。应用：电阻温度计。 (2)热敏电阻：温度高，电阻小。应用：液位报警器。 (3)感温铁氧体：在103℃时失去磁性。应用：电饭锅。 (4)双金属片：同温时向膨胀系数小的一侧弯曲。应用：电熨斗。
解：空盘时，U=0
盘中有m时，弹簧下降x，则 mg = kx
电路接入电阻
Rx=
x l
R
回路中 I = E R0+r+Rx
电压 U = IRx
∴
mgRE U = mgR+kl(R0+r)
总结
1.重要电子元件的特性 (1)二极管：发光的、不发光的。符号。单向导电性，正负极区分。 (2)继电器：符号、结构及工作原理。常开、常闭触点的区分。
2023年新教材高中物理第5章传感器3利用传感器制作简单的自动控制装置课件新人教版选择性必修第二册
＋kt，联立得出电流与温度的关系式为 I＝R＋Ea＋kt. (4)因为Rt＝a＋kt(且a＞0，k＞0)，所以温度越低，电阻越小，回路
中I越大，所以低温度刻度在右侧，由(3)中关系式可知电流与温度不是 线性关系，所以刻度线分布不均匀．
【解析】(1)电路图如图所示．
(2)按图接好电路，闭合开关S，水泵工作，水位升高，当浮子A上 升使B接触到S1时，左侧电路(控制电路)工作，电磁铁F有磁性，拉下衔 铁E，使S2断开，电动机M不工作，停止注水，当水位下降，使B与S1脱 离，左侧电路停止工作，电磁铁F无磁性，弹簧D的弹力拉动衔铁E，使 S2接通，电动机M工作．
小练·随堂巩固
1．关于干簧管，下列说法正确的是
B．两个传感器分别是光电传感器和温度传感器
C．两个传感器可能分别是电容式传感器和温度传感器
D．只有光照和温度都适合时排气扇才能工作
【答案】B 【解析】题中提到有光照或温度升高时排气扇都能自动启动，由此 可见两个传感器一个是光电传感器，一个是温度传感器，而且排气扇自 动工作只需满足光照或温度升高一个条件即可，A、C、D错误，B正 确．
干簧管的工作原理是什么？ 【答案】当永久磁铁靠近干簧管或绕在干簧管上的线圈通电形成的 磁场使簧片磁化时，簧片的触点部分就会被磁力吸引，当吸引力大于簧 片的弹力时，常开接点就会吸合；当磁力减小到一定程度时，接点被簧 片的弹力打开．
如图所示为小型电磁继电器的构造示意图，其中L为含
铁芯的线圈，P为可绕Oபைடு நூலகம்转动的铁片，K为弹簧，S为一对触头，A、B、
例2 目前有些居民区内楼道灯的控制，使用的是一种延时开 关．该延时开关的简化原理如图所示．图中D是红色发光二极管(只要有 很小的电流通过就能使其发出红色亮光)，R为 限流电阻，K为按钮式开关，虚线框内S表示延 时开关电路，当按下K接通电路瞬间，延时开 关触发，相当于S闭合，这时释放K后，延时 开关S约在1 min后断开，电灯熄灭．根据上 述信息和原理图，我们可推断：
物理人教版高中选择性必修二(2019年新编)5-3利用传感器制作简单的自动控制装置 讲义
第五章传感器第3节利用传感器制作简单的自动控制装置【素养目标】1.了解门窗防盗报警装置，会组装门窗防盗报警装置。
2.了解光控开关电路及控制原理，会组装光控开关。
【必备知识】知识准备(1)普通二极管和发光二极管①都具有单向导电性。
②发光二极管除了具有普通二极管的单向导电性外,导电时还能发光,它小巧玲珑颜色鲜艳,又很省电,许多家用电器上都用发光二极管作指示灯。
(2)门电路①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”,只有当所有输入都为“1”时,输出才是“1”。
②对于或门电路,只要有一个输入端输入为“1”,则输出一定是“1”,只有当所有输入都为“0”时,输出才是“0”。
③非门电路中,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。
(3)斯密特触发器斯密特触发器性能特别,当加在它的输入端A的电压逐渐上升到某个值(1.6 V)时,输出端Y会突然从高电平跳到低电平(0.25 V),而当输入端A的电压下降到另一个值的时候(0.8 V),Y会从低电平跳到高电平。
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。
(4)逻辑电路的高低电平在逻辑电路中,常把电势的高低叫作电平的高低,“输出低电平”的意义是输出端处于低电势的状态。
斯密特触发器是具有特殊功能的非门,常用符号表示。
知识点一、门窗防盗报警装置1．电路如图所示。
2．工作原理：闭合电路开关S，系统处于防盗状态。
当门窗紧闭时，磁体M靠近干簧管SA，干簧管两个簧片被磁化相吸而接通继电器线圈K，使继电器工作。
继电器的动触点c与常开触点a接通，发光二极管LED发光，显示电路处于正常工作状态。
当门窗开启时，磁体离开干簧管，干簧管失磁断开，继电器被断电。
继电器的动触点c与常闭触点b接通，蜂鸣器H发声报警。
干簧管在电路中起传感器和控制开关的作用，继电器则相当于一个自动的双向开关。
3．实验器材干簧管、继电器、发光二极管LED、蜂鸣器H、电源、导线若干、开关、电阻。
3利用传感器制作简单的自动控制装置-人教版高中物理选择性必修第二册(2019版)教案
利用传感器制作简单的自动控制装置一、教学目标1.了解传感器的基本原理和种类；2.熟悉利用传感器对物理量进行检测和控制的方法；3.掌握实验室中使用传感器制作自动控制装置的基本步骤和技巧；4.能够运用所学知识，创造出有实际应用价值的自动控制装置。
二、教学内容1.传感器的基本原理和种类；2.利用传感器对光照、温度、湿度等物理量进行检测和控制的方法；3.实验室中使用传感器制作自动控制装置的基本步骤和技巧；4.制作一个可以根据光照强度自动控制室内灯光的装置。
三、教学过程1. 传感器的基本原理和种类传感器是一种将一种物理量转变成另一种可供人们读取或处理的信号的装置，例如光线、声波、其它电磁波、地磁、压力、湿度、温度等物理量。
传感器的基本原理是将一种被检测的物理量转化成为电信号，再进行放大、滤波、处理等操作，最终输出供人们读取的结果。
常见的传感器种类包括：•光敏电阻：测量光强•热电偶：测量温度•湿度传感器：测量湿度•压力传感器：测量压力•加速度传感器：测量加速度2. 利用传感器对物理量进行检测和控制的方法传感器可以通过与微控制器或电脑相连，对光照、温度、湿度等物理量进行实时监测和控制。
具体操作步骤如下：1.连接传感器：将传感器与微控制器或电脑相连，传输实时数据。
2.读取数据：使用编程语言读取传感器的实时数据。
3.处理数据：根据读取到的数据进行分析、处理，得出所需要的结果。
4.控制执行器：通过控制执行器对物理量进行控制，如控制电机转动、控制灯光开启等。
3. 实验室中使用传感器制作自动控制装置的基本步骤和技巧在实验室中，使用传感器制作自动控制装置的基本步骤如下：1.选择传感器：根据需要监测的物理量选择合适的传感器，如光敏电阻、温度传感器等；2.连接传感器和执行器：将传感器和执行器相连，以使得传感器检测到的物理量可以控制执行器；3.测试传感器：检测传感器是否正常工作，并根据需求调整传感器的灵敏度；4.设计控制逻辑：根据需求设计控制逻辑，如当光照强度低于某一值时打开灯光；5.编程实现：使用编程语言实现所设计的控制逻辑。
人教版高中物理选择性必修二第5章第3节-利用传感器制作简单的自动控制装置
一、门窗防盗报警装置
3.实验操作 实验电路图
（1）连接电路前，要先判断一下干簧管是 否可以正常工作。用磁体直接靠近干簧管， 观察簧片能否正常动作。
（2）确定各元件可以正常工作后，按照图 所示连接电路。
器材介绍
3． 集成电路实验板: 使用插接的方式灵活地组装电路。
集成电路实验板的正面
集成电路实验板的背面
一、门窗防盗报警装置
2.实验器材和装置 实验电路图
电路工作原理
闭合电路开关S，系统处于防盗状态。
当门窗紧闭时，磁体M靠近干簧管SA，干 簧管两个簧片被磁化相吸而接通继电器线圈K， 使继电器工作。继电器的动触点c与常开触点a 接通，发光二极管LED发光，显示电路处于正常 工作状态。
课堂练习
课堂练习
1c 2 ab
接通电源后，将磁体靠近和离开干簧管，分别观察实验现象。
二、光控开关
1.目标效果：在天色暗到一定程度时让路灯自动开启，而在天明时 自动熄灭。
光照弱，路灯开启； 光照强，路灯熄灭。
光敏电阻
晶体三极管
工作电流很微弱， 不能直接驱动执行机构工作， 需要放大电路。
器材介绍2.实验器材和装置 实电路图实验器材器材介绍
1．二极管：单向导电性，在正向电压作用下 电阻很小，处于导通状态；在反向电压作用下电 阻很大，处于截止状态。
器材介绍
2．电磁继电器：电磁继电器是 一种电子控制器件，它具有控制系统 （输入回路）和被控制系统（输出回 路），通常应用于自动控制电路中， 它实际上是用较小的电流、较低的电 压去控制较大电流、较高的电压的一 种“自动开关”。