2．科学探究：通过实验自制简单的控制电路，提高动手能力．
第三节 传感器的应用案例展示，第四节 亲手打造简易的控制电路，课程目标如下：首先，掌握传感器在工业、农业、社会生活等多个领域的运用；其次开yunapp体育官网入口下载手机版，通过制作光控LED灯和温度报警器，深化对传感器的理解，并提升实践操作技能。具体素养包括：一、树立物理观念，认识到传感器在生产和科技领域的广泛应用；二、进行科学探究，通过实验自行构建控制电路，增强动手实践能力；三、培养科学态度与责任感，感悟科技在社会生活中的重要作用。
对应学生用书P81
温度传感器的用途广泛，例如在电熨斗中，它通过热双金属片这一敏感元件来感应温度。当底板温度升至预定值时，双金属片因受热而弯曲，导致触点分离，电路随即断开。而在电饭锅中，感温铁氧体作为敏感元件，在常温下具有磁性，但当温度升至103℃时，磁性消失，无法吸引磁体，从而触发加热电路的自动断开。光传感器在火灾报警器中的应用则涉及发光元件和受光元件，火灾发生时，发光元件发出的光线被烟雾反射或散射，导致照射到受光元件上的光强度改变，进而破坏电路的正常运作，触发报警。在汽车中，传感器数量众多，可达数十至数百个，它们能够感知汽车行驶中的各种工况信息，如车速、介质温度、发动机转速等，并将这些信息转换为电信号或其他形式，以实现实时有效的控制，确保汽车处于最佳工作状态。此外，光控LED灯和温度报警器也是传感器应用的实例。
对应学生用书P81
探究点一：在现有设备中，包括负温度系数热敏电阻、电炉丝、电源、电磁继电器、滑动变阻器、开关以及若干导线，如图所示，需设计一个温控电路。该电路需满足当温度低于设定值时，电炉丝能够自动通电进行加热；而当温度超过设定值时，又能自动断电停止加热。请绘制电路图，并详细说明其工作原理。解析：热敏电阻RT、滑动变阻器与电磁继电器共同构成了一个低压控制电路，电路图亦如图所示。当温度低于设定值时，热敏电阻的阻值较大，导致流经电磁继电器的电流很小，因此继电器无法吸引衔铁P，使得K处保持接通状态，电炉丝进入加热状态；反之，当温度超过设定值时，热敏电阻的阻值减小，电流增大开yun体育app入口登录，继电器吸引衔铁P，K处断开，电炉丝停止加热。答案：见解析（多选）。下图为电熨斗结构示意图，其温度敏感元件为双金属片，负责控制电路的通断。以下说法正确的是（ ）：A.温度升高时，双金属片下层金属的膨胀幅度超过上层金属；B.在常温下，电熨斗的上下触点是分开的；C.温度过高时，双金属片会向下弯曲；D.熨烫棉麻衣物时需设定较高温度，此时应调节调温旋钮降低温度。正确选项为CD。
在常温状况中，双金属片的上层与下层膨胀几乎一致，导致上下触点紧密贴合；当电热丝通电后进行加热，双金属片的温度随之上升。由于上层金属的膨胀系数高于下层金属，当温度升至某一特定值时，双金属片将开始向下弯曲，导致上下触点分离。因此，选项A和B是不正确的，而选项C是正确的。在熨烫衣物需要较高温度的情况下，需调整调温旋钮，使升降螺丝向下移动并带动弹性钢片一同下降，从而使双金属片略微弯曲。此时，若要实现上下触点的断开，双金属片需达到比先前更大的向下弯曲程度（即温度需更高）开元ky888棋牌官方版，因此选项D是正确的。
该图展示了电容加速度传感器的构造，其中电容器的金属电极之一固定于绝缘底座，而另一电极由弹性金属片构成。当此加速度传感器应用于升降机并随其上下移动时，通过监测电容C的变化，可以察觉到升降机加速度的变动。假设在升降机加速度为零时，电容器的电容值为C0，以下选项中正确的是：A. 升降机加速上升时，电容C大于C0；B. 升降机减速上升时，电容C大于C0；C. 升降机减速下降时，电容C小于C0；D. 升降机加速下降时，电容C小于C0。正确答案为AD。
在升降机加速向上或减速向下的过程中，其加速度指向上方，导致弹性金属片向下弯曲，据此，我们可以得知电容值会增加，即电容值大于C0，因此选项A是正确的，而选项C是错误的；反之，当升降机减速向上或加速向下时，加速度指向下方，弹性金属片则会向上弯曲，由此可以推断出电容值会减小，即电容值小于C0，因此选项B是错误的，而选项D是正确的。
探究点二：探讨控制电路的运作机制及其在城市街道路灯设计中的应用。路灯电路通过光敏电阻传感器来控制开关，实现自动照明控制。光敏电阻的阻值会随着光照强度的不同而改变，在光照强烈时（例如白天），其电阻值几乎降为零；而在光照微弱时（例如夜晚），其电阻值则接近无穷大。通过采用光敏电阻作为感应元件，并结合电磁开关，路灯能够在白天自动关闭，夜晚自动点亮。电磁开关的内部构造如图所示，其中1、2号接线柱之间为励磁线圈，3、4号接线柱分别与弹簧片及触点相连。当励磁线圈中的电流超过50毫安时，电磁铁会吸引铁片，导致弹簧片与触点分离，从而3、4号接线柱断开；反之，当电流低于50毫安时，3、4号接线柱会接通。励磁线圈可承受的最大电流为100毫安。以下器材可用于设计一个自动控制路灯的电路：光敏电阻R1、灯泡L（额定功率40瓦，额定电压36伏）、保护电阻R2、电磁开关以及蓄电池E（电压36伏）。请绘制电路图。
