2019-2020年新課標魯科版3-2 選修三5.3《大顯身手的傳感器》 WORD教案3.doc
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2019-2020年新課標魯科版3-2 選修三5.3《大顯身手的傳感器》 WORD教案3 三維教學目標 1、知識與技能 (1)了解兩個實驗的基本原理; (2)通過實驗,加深對傳感器作用的體會,培養(yǎng)自己的動手能力。 2、過程與方法:通過實驗培養(yǎng)動手能力,體會傳感器在實際中的應用。 3、情感態(tài)度與價值觀:在實驗中通過動手組裝和調(diào)試,增強理論聯(lián)系實際的意識,激發(fā)學習興趣,培養(yǎng)良好的科學態(tài)度。 教學重點:了解斯密特觸發(fā)器的工作特點,能夠分析光控電路的工作原理。溫度報警器的電路工作原理。 教學難點:光控電路和溫度報警器電路的工作原理。 教學方法:實驗法、觀察法、討論法。 教學手段:實驗過程中用到的有關器材、元器件等,由實驗室統(tǒng)一準備。 (一)引入新課 隨著人們生活水平的提高,傳感器在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應用越來越廣泛,如走廊里的聲、光控開關、溫度報警器、孵小雞用的恒溫箱、路燈的自動控制、銀行門口的自動門等,都用到了傳感器.傳感器的工作離不開電子電路,傳感器只是把非電學量轉(zhuǎn)換成電學量,對電學量的放大,處理均是通過電子元件組成的電路來完成的。 這節(jié)課我們就來動手組裝光控開關或溫度報警器。 (二)進行新課 實驗1、光控開關 1、實驗原理及知識準備 (投影)如圖所示光控電路,用發(fā)光二極管LED模仿路燈,RG為光敏電阻,R1的最大電阻為51 kΩ,R2為 330 kΩ,試分析其工作原理。 白天,光強度較大,光敏電阻RG電阻值較小,加在斯密特觸發(fā)器A端的電壓較低,則輸出端Y輸出高電平,發(fā)光二極管LED不導通;當天色暗到一定程度時,RG的阻值增大到一定值,斯密特觸發(fā)器的輸入端 A的電壓上升到某個值(1.6V),輸出端Y突然從高電平跳到低電平,則發(fā)光二極管LED導通發(fā)光(相當于路燈亮了),這樣就達到了使路燈天明熄滅,天暗自動開啟的目的。 (1)要想在天更暗時路燈才會亮,應該把R1的阻值調(diào)大些還是調(diào)小些?為什么? 應該把R1的阻值調(diào)大些,這樣要使斯密特觸發(fā)器的輸入端A電壓達到某個值(如1。6V,就需要RG的阻值達到更大,即天色更暗。 (2)用白熾燈模仿路燈,為何要用到繼電器? 由于集成電路允許通過的電流較小,要用白熾燈泡模仿路燈,就要使用繼電器來啟閉工作電路。 (投影)如圖所示電磁繼電器工作電路,圖中虛線框內(nèi)即為電磁繼電器,D為動觸點,E為靜觸點.試分析電磁繼電器的工作原理。 當線圈 A中通電時,鐵芯中產(chǎn)生磁場,吸引銜鐵B向下運動,從而帶動動觸點D向下與E接觸,將工作電路接通,當線圈A中電流為零時,電磁鐵失去磁性,銜鐵B在彈簧作用下拉起,帶動觸點D與E分離,自動切斷工作電路。試說明控制電路的工作原理。 天較亮時,光敏電阻RG阻值較小,斯密特觸發(fā)器輸入端A電勢較低,則輸出端Y輸出高電平,線圈中無電流,工作電路不通;天較暗時,光敏電阻RG電阻增大,斯密特觸發(fā)器輸入端A電勢升高,當升高到一定值,輸出端Y由高電平突然跳到低電平,有電流通過線圈A,電磁繼電器工作,接通工作電路,使路燈自動開啟;天明后,RG阻值減小,斯密特觸發(fā)器輸入端A電勢逐漸降低,降到一定值,輸出端 Y突然由低電平跳到高電平,則線圈A不再有電流,則電磁繼電器自動切斷工作電路的電源,路燈熄滅。 2、溫度報警器 上一節(jié)我們學習了火災報警器,它是利用煙霧對光的散射作用,使火災發(fā)出的光引起光敏電阻的阻值變化,從而達到報警的目的。這種設計其敏感性是否值的懷疑,你想過嗎?既然發(fā)生火災時,環(huán)境溫度要升高,我們能不能用溫度傳感器來做成火災報警器呢? (投影)溫度報警器的工作電路,如圖所示。試分析其工作原理。 常溫下,調(diào)整R1的阻值使斯密特觸發(fā)器的輸入端A處于低電平,則輸出端Y處于高電平,無電流通過蜂鳴器,蜂鳴器不發(fā)聲;當溫度升高時,熱敏電阻RT阻值減小,斯密特觸發(fā)器輸入端A電勢升高,當達到某一值(高電平),其輸出端由高電平跳到低電平,蜂鳴器通電,從而發(fā)出報警聲,Rl的阻值不同,則報警溫度不同。 怎樣使熱敏電阻在感測到更高的溫度時才報警? 要使熱敏電阻在感測到更高的溫度時才報警,應減小R1的阻值,R1阻值越小,要使斯密特觸發(fā)器輸入端達到高電平,則熱敏電阻阻值要求越小,即溫度越高。 3、光傳感器的應用——鼠標器 在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中經(jīng)常用到自動控制裝置,而設計自動控制裝置很多情況下要用到傳感器.如光電傳感器,把光信號轉(zhuǎn)化為電信號,然后對電信號進行放大,再將電信號輸入到相應的裝置,進而完成相應的自動控制。下面我們學習光傳感器的應用實例——鼠標器。 4、光傳感器的應用——火災報警器 許多會議室、賓館房間的天花板上都裝有火災報警器,火災報警器是光傳感器應用的又一實例。 (1)以利用煙霧對光的散射來工作的火災報警器為例,簡述其工作原理。 報警器帶孔的罩子內(nèi)裝有發(fā)光二極管LED、光電三極管和不透明的擋板。平時,光電三極管收不到LED發(fā)出的光,呈現(xiàn)高電阻狀態(tài)。煙霧進入罩內(nèi)后對光有散射作用,使部分光線照射到光電三極管上,其電阻變小。與傳感器連接的電路檢測出這種變化,就會發(fā)出警報。 4、實例探究 電磁繼電器與自動控制 例1、現(xiàn)有熱敏電阻、電爐絲、電源、電磁繼電器、滑動變阻器、開關和導線若干.如圖所示,試設計一個溫控電路。要求溫度低于某一溫度時,電爐絲自動通電供熱,超過某一溫度時,又可以自動斷電,畫出電路圖說明工作過程。- 配套講稿:
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