5.4自制簡單的控制電路預習案高二物理教科版（2019）選擇性必修第二冊1.理解光控LED燈、溫度報警器的工作原理。2.了解發光二極管、三極管等電子元件的特性和用途3.會用傳感器自制簡單的控制電路重點、難點用傳感器自制簡單的控制電路光控LED燈1.實驗的基本思想：利用光敏電阻作為光控開關實現在天黑到一定程度時讓路燈自動開啟，而在天明時自動熄滅。2.實驗電路圖：3.工作原理：當環境光比較強時，光敏電阻RG的阻值很小，三極管不導通，發光二極管或繼電器所在的回路相當于斷路，即發光二極管不工作；繼電器處于常開狀態，小燈泡L不亮。當環境光比較弱時，光敏電阻RG的阻值變大，三極管導通，且獲得足夠的基極電流，產生較大的集電極電流，點亮發光二極管或驅動繼電器吸合而點亮小燈泡L。說明：（1）發光二極管發光二極管和普通二極管一樣具有單向導電性，而且在導電時還能發光，有紅、綠、黃等多種顏色。它小巧、省電，因此許多家用電器上都用它作指示燈。（2）三極管三極管具有電流放大作用，在控制電路中常用作電子開關。三極管由三個電極組成，分別是發射極e、基極和集電極c，有NPN型和PNP型兩種。三極管一個重要特性是，從基極輸入一個較小的電流，就會在集電極獲得較大的電流。此外，三極管還具有完成斷路和接通的開關作用。

1.教學樓過道燈的電路圖如圖所示，電路中的聲傳感器和光傳感器實質就是聲控開關和光控開關。在天黑以后，走過樓道時一跺腳燈就亮了；而白天無論怎樣發出聲響，燈都不會亮。下列分析正確的是()A.白天有光照時，光傳感器自動閉合B.夜晚無光照時，光傳感器自動斷開C.有人走動或發出聲音時，聲傳感器自動閉合D.夜晚狂風大作時，過道燈亮了，說明聲傳感器和光傳感器都壞了2.用負溫度系數的熱敏電阻作為傳感器，設計一個簡單的自動控制裝置，可供選擇的器材如下：熱敏電阻、小燈泡（或門鈴）、電池組、繼電器、滑動變阻器、開關，導線等。要求：溫度高時，燈泡亮或門鈴報警。請選出需要的器材，畫出原理圖，并作簡要說明。3.某同學做DIS實驗時用如圖所示的電路，利用該電路可以測量小燈泡的________或者________.4.把蜂鳴器、光敏電阻、干簧管繼電器、開關、電源按如圖所示電路連接，制成光電報警裝置。已知：①光敏電阻：受光照射后，阻值會變小；②干簧管繼電器：由干簧管和繞在干簧管外的線圈組成，當線圈中有一定的電流時，線圈產生的磁場使密封在干簧管內的兩個鐵質簧片磁化，兩個簧片在磁力作用下由原來的分離狀態變成閉合狀態。當線圈中沒有電流或者電流很微弱時，磁場消失，簧片在彈力的作用下恢復到分離狀態。要求：當有光照射報警裝置且光照不是很弱時，蜂鳴器發聲；當沒有光照或者光照很弱時，蜂鳴器不發聲。請將下面的電路完整連接好。

答案以及解析1.答案：C解析：ABC.白天有光照時，光傳感器自動斷開，夜晚無光照時，光傳感器自動閉合。有人走動或發出聲音時，聲傳感器自動閉合。兩個開關同時閉合，燈就會自動亮。故AB錯誤；C正確；D.夜晚狂風大作時，過道燈亮了，說明聲傳感器和光傳感器都沒有損壞。故D錯誤。故選C。2.答案：原理圖如圖所示，其工作過程是：閉合開關S，把繼電器、熱敏電阻和電池組接通，由于熱敏電阻的溫度較低，它的阻值較大，使通過繼電器的電流較小，不足以把鐵片吸下來，所以小燈泡中沒有電流通過，是熄滅的；當熱敏電阻的溫度升高到某一特定值后，它的阻值迅速減小，使通過繼電器的電流迅速增大，電磁鐵產生較強的磁場將鐵片吸下來與觸點P連接，將小燈泡與電池組接通，小燈泡發光。當熱敏電阻的溫度降到某特定溫度以下時，它的電阻值迅速增大，使通過繼電器的電流減小，鐵片被彈簧拉動而離開觸點P，小燈泡熄滅。這樣，由熱敏電阻的溫度變化可引起繼電器回路的電流變化，從而達到控制小燈泡亮、滅的目的。解析：假設用熱敏電阻來控制一個小燈泡的點亮和熄滅。電池組的輸出電壓要等于繼電器的工作電壓，但是高于小燈泡的額定電壓，可以用一個滑動變阻器和小燈泡串聯來調節，其工作原理如下圖所示，這樣可以共用一個電池組。所選取的器材有繼電器、熱敏電阻、開關，電池組、滑動變阻器、小燈泡和連接導線等。根據題目要求，設計原理圖如圖所示其工作過程是：閉合開關S，把繼電器、熱敏電阻和電池組接通，由于熱敏電阻的溫度較低，它的阻值較大，使通過繼電器的電流較小，不足以把鐵片吸下來，所以小燈泡中沒有電流通過，是熄滅的；當熱敏電阻的溫度升高到某一特定值后，它的阻值迅速減小，使通過繼電器的電流迅速增大，電磁鐵產生較強的磁場將鐵片吸下來與觸點P連接，將小燈泡與電池組接通，小燈泡發光。當熱敏電阻的溫度降到某特定溫度以下時，它的電阻值迅速增大，使通過繼電器的電流減小，鐵片被彈簧拉動而離開觸點P，小燈泡熄滅。這樣，由熱敏電阻的溫度變化可引起繼電器回路的電流變化，從而達到控制小燈泡亮、滅的目的。3.答案：功率；電阻解析：電壓傳感器A可以測量小燈泡兩端的電壓，電流傳感器B可以測量燈泡的電流，根據及可以測量功率和電阻。4.答案：解析：電池、光敏電阻與開關及干簧管繼電