高中物理人教版 (新课标)选修31 传感器及其工作原理学案

这是一份高中物理人教版 (新课标)选修31 传感器及其工作原理学案，共2页。学案主要包含了同步导学等内容，欢迎下载使用。

１．普通二极管和发光二极管
（１）二极管具有____________________导电性。
（２）发光二极管除了具有单向导电性外，导电时还能______________。普通的发光二极管是用磷化镓和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.
２．晶体三极管
（１）晶体三极管能够把微弱的信号_____________。晶体三极管的三极分别为发射极e.基极b和集电极c.
（２）传感器输出的电流或电压很______________，用一个三极管可以放大几十倍以至上百倍。三极管的放大作用表现为基极b的电流对电极c的电流起了控制作用。
３．逻辑电路
（１）对于与门电路，只要一个输入端输入为“_____________”，则输出端一
定是“０”；反之，只有当所有输入都同时为“_________________”，输出才是“１”。
（２）对于或门电路，只要有一个输入“_____________”，则输出一定是“１”；反之，只有当所有输入都同时为“____________”时，输出才是“０”。
RG
LED
A Y
R1
R2
+5V
图－1
（３）非门电路中，当输入为“０”时，输出总是“____________”；当输入为“１”时，输出反而是“______________”。非门电路也称为反相器。
（４）斯密特触发器是具有特殊功能的非门。
【同步导学】
一、疑点分析
1．光控开关的工作原理
如图－1所示光控电路，白天，光强度较大，光敏电阻RG的电阻值较小，加在斯密特触发器A端的电压较低，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电阻值增大到一定值，斯密特触发器的输入端A的电压上升到某个值（1.6v），输出端Y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。要想在天更暗时路灯才会亮，应该把R1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（如1.6v），就需要RG的阻值达到更大，即天色更暗。
t0
A Y
R1
蜂鸣器
+5V
Rt
2．温度报警器
图－2
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的电势升高，当达到某一值时，其输出端Y由高电平跳到低电平，蜂鸣器通电，从而发出报警声，R1的温度不同，则报警温度不同。要使热敏电阻在感测到更高温度时才报警，应减小R1的阻值，R1阻值越小，要使斯密特触发器输入端达到高电平，则热敏电阻阻值要求越小，其温度越高。
二、典型例题：
例１．如图－3所示的光控电路，用二极管LED模仿路灯，ＲG为光敏电阻，Ｒ1的最大电阻为,Ｒ2为，试分析其工作原理。
图－3
解析：白天，光强度较大，光敏电阻ＲG电阻值较小，加在斯密特触发器Ａ端的电压较低，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，斯密特触发器的输入端Ａ的电压上升到某个值(1.6V)，输出端Ｙ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。
例２：温度报警器电路如图－4所示，请说明其工作原理。

图－4
解析：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。