人教版(新教材)高中物理選擇性必修第二冊PAGEPAGE1題課選擇性必修二第五章第3節：利用傳感器制作簡單的自動控制裝置課型新授課課時1教學目標1.會利用干簧管制作簡單的自動控制裝置，如門窗防盜報警裝置。2.會利用光敏電阻制作簡單的自動控制裝置，如光控開關。3.通過制作自動裝置，初步養成針對學習和生活中的問題，設計方案、動手實踐的意識和習慣。學習重點設計方案及其工作原理學習難點動手實踐能力教學過程教學環節（含備注）教學內容引入新課進行新課 討論與交流一.引入新課你了解哪些敏感元件？如何利用這些敏感元件制作自動控制裝置？二.進行新課（一）門窗防盜報警裝置1.認識和利用干簧管——非電學量轉換為電路的通斷2.分析教材圖5.3-1對應的裝置3.分析教材圖5.3-2對應的電路的工作原理電路工作原理閉合電路開關S，系統處于防盜狀態。當門窗緊閉時，磁體M靠近干簧管SA，干簧管兩個簧片被磁化相吸而接通繼電器線圈K，使繼電器工作。繼電器的動觸點c與常開觸點a接通，發光二極管LED發光，顯示電路處于正常工作狀態。當門窗開啟時，磁體離開干簧管，干簧管失磁斷開，繼電器被斷電。繼電器的動觸點c與常閉觸點b接通，蜂鳴器H發聲報警。干簧管在電路中起傳感器和控制開關的作用，繼電器則相當于一個自動的雙向開關。4.實驗操作（1）連接電路前，要先判斷一下干簧管是否可以正常工作。用磁體直接靠近干簧管，觀察簧片能否正常動作。（2）確定各元件可以正常工作后，按照圖5.3-2所示連接電路。（3）接通電源后，將磁體靠近和離開干簧管，分別觀察實驗現象。例1：如圖甲為一種家用門磁防盜報警器，由磁條和主機組成，門窗均可使用。乙圖為其簡化示意圖。安裝時，將磁條固定在門上，主機安裝在與其等高的門框邊緣，門關上時，兩者剛好靠近在一起。當主機開關閉合時，若門被打開，磁條與主機分離，主機內的觸發器就會工作，帶動報警器發出報警聲。下列有關說法正確的是()A．觸發器內是一個開關，當主機與磁條靠近時，開關是斷開的B．觸發器可以由銅制成C．磁條的兩極對調后，該報警器不能正常工作D．本裝置是利用電流的磁效應工作的〖解析〗當主機開關閉合、門關上時，磁條與觸發器剛好靠近在一起，此時報警器不工作，說明電路是斷開的；當主機開關閉合時，若門被打開，磁條與主機分離，主機內的觸發器就會工作，帶動報警器發出報警聲，說明此時開關是閉合的，選項A正確；觸發器與磁條之間存在磁力的作用，所以觸發器不可能是銅制成的，因為銅沒有磁性，選項B錯誤；磁條無論哪個磁極靠近觸發器，都存在磁力作用，所以兩極對調后，該報警器仍能正常工作，選項C錯誤；本裝置利用的是磁體能夠吸引磁性物體的特點，選項D錯誤。〖答案〗A（二）光控開關1.初步認識三極管三極管由三個電極組成，分別是發射極e，基極b和集電極c，有NPN型和PNP型兩種。三極管的一個重要特性是，從基極輸入一個較小的電流，就會在集電極獲得較大2.電路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。3.實驗操作（1）按照圖5.3-5所示連接電路，檢查無誤后，接通電源。（2）讓光敏電阻RG受到白天較強的自然光照射，調節電阻R1使發光二極管LED或小燈泡L剛好不發光。（3）遮擋RG，當光照減弱到某種程度時，就會看到發光二極管LED或小燈泡L發光。（4）讓光照加強，當光照強到某種程度時，則發光二極管LED或小燈泡L熄滅。例2.如圖所示是用三極管控制某宿舍樓道內照明燈的示意圖，試說明其工作原理。〖解析〗天較亮時，光敏電阻RG阻值較小，基極電壓較小，三極管斷路，工作電路不通。天較暗時，光敏電阻RG電阻增大，基極電壓達到一定程度后，三極管被導通，從而使得由電源正極經電阻R2、線圈A、三極管集電極和發射極到達電源負極的電路被導通，電磁繼電器工作，接通工作電路，使照明燈自動開啟。天明后，RG阻值減小，基極電壓較小，三極管斷路，則線圈A中不再有電流，電磁繼電器自動切斷工作電路的電源，照明燈熄滅。三、總結：（見板書設計）四、課后作業（見學案“進階闖關檢測”）板書設計5.3利用傳感器制作簡單的自動控制裝置1．門窗防盜器實驗中，連接電路前，要先判斷一下干簧管是否可以正常工作。用磁鐵直接靠近干簧管，觀察簧片能否正常工作。2．安裝實驗裝置時，要使磁鐵正對干簧管。3．光控開關實驗中要想天更暗時“路燈”才會亮，應把R1的阻值調大些。課后反思題課選擇性必修二第五章第3節：利用傳感器制作簡單的自動控制裝置課型新授課課時1教學目標1.會利用干簧管制作簡單的自動控制裝置，如門窗防盜報警裝置。2.會利用光敏電阻制作簡單的自動控制裝置，如光控開關。3.通過制作自動裝置，初步養成針對學習和生活中的問題，設計方案、動手實踐的意識和習慣。學習重點設計方案及其工作原理學習難點動手實踐能力教學過程教學環節（含備注）教學內容引入新課進行新課 討論與交流一.引入新課你了解哪些敏感元件？如何利用這些敏感元件制作自動控制裝置？二.進行新課（一）門窗防盜報警裝置1.認識和利用干簧管——非電學量轉換為電路的通斷2.分析教材圖5.3-1對應的裝置3.分析教材圖5.3-2對應的電路的工作原理電路工作原理閉合電路開關S，系統處于防盜狀態。當門窗緊閉時，磁體M靠近干簧管SA，干簧管兩個簧片被磁化相吸而接通繼電器線圈K，使繼電器工作。繼電器的動觸點c與常開觸點a接通，發光二極管LED發光，顯示電路處于正常工作狀態。當門窗開啟時，磁體離開干簧管，干簧管失磁斷開，繼電器被斷電。繼電器的動觸點c與常閉觸點b接通，蜂鳴器H發聲報警。干簧管在電路中起傳感器和控制開關的作用，繼電器則相當于一個自動的雙向開關。4.實驗操作（1）連接電路前，要先判斷一下干簧管是否可以正常工作。用磁體直接靠近干簧管，觀察簧片能否正常動作。（2）確定各元件可以正常工作后，按照圖5.3-2所示連接電路。（3）接通電源后，將磁體靠近和離開干簧管，分別觀察實驗現象。例1：如圖甲為一種家用門磁防盜報警器，由磁條和主機組成，門窗均可使用。乙圖為其簡化示意圖。安裝時，將磁條固定在門上，主機安裝在與其等高的門框邊緣，門關上時，兩者剛好靠近在一起。當主機開關閉合時，若門被打開，磁條與主機分離，主機內的觸發器就會工作，帶動報警器發出報警聲。下列有關說法正確的是()A．觸發器內是一個開關，當主機與磁條靠近時，開關是斷開的B．觸發器可以由銅制成C．磁條的兩極對調后，該報警器不能正常工作D．本裝置是利用電流的磁效應工作的〖解析〗當主機開關閉合、門關上時，磁條與觸發器剛好靠近在一起，此時報警器不工作，說明電路是斷開的；當主機開關閉合時，若門被打開，磁條與主機分離，主機內的觸發器就會工作，帶動報警器發出報警聲，說明此時開關是閉合的，選項A正確；觸發器與磁條之間存在磁力的作用，所以觸發器不可能是銅制成的，因為銅沒有磁性，選項B錯誤；磁條無論哪個磁極靠近觸發器，都存在磁力作用，所以兩極對調后，該報警器仍能正常工作，選項C錯誤；本裝置利用的是磁體能夠吸引磁性物體的特點，選項D錯誤。〖答案〗A（二）光控開關1.初步認識三極管三極管由三個電極組成，分別是發射極e，基極b和集電極c，有NPN型和PNP型兩種。三極管的一個重要特性是，從基極輸入一個較小的電流，就會在集電極獲得較大2.電路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。3.實驗操作（1）按照圖5.3-5所示連接電路，檢查無誤后，接通電源。（2）讓光敏電阻RG受到白天較強的自然光照射，調節電阻R1使發光二極管LED或小燈泡L剛好不發光。（3）遮擋RG，當光照減弱到某種程度時，就會看到發光二極管LED或小燈泡L發光。（4）讓光照加強，當光照強到某種程度時，則發光二極管LED或小燈泡L熄滅。例2.如圖所示是用三極管控制某宿舍樓道內照明燈的示意圖，試說明其工作原理。〖解析〗天較亮時，光敏電阻RG阻值較小，基極電壓較小，三極管斷路，工作電路不通。天較暗時，光敏電阻RG電阻增大，基極電壓達到一定程度后，三極管被導通，從而使得由電源正極經電阻R2、線圈A、三極管集電極和發射極到達電源負極的電路被導通，電磁繼電器工作，接通工作電路，使照明燈自動開啟。天明后，RG阻值減小，基極電壓較小，三極管斷路，則線圈A