5.1认识传感器-2022-2023学年高二物理备课必备讲义（人教2019选择性必修第二册 ）

第五章 传感器 第1节 认识传感器 【核心素养目标】 物理观念 知道什么是传感器，了解传感器的种类. 科学思维 知道传感器的组成与应用模式. 科学探究 知道非电学量转换为电学量的技术意义。 科学态度与责任 通过传感器知识应用的实例，感受物理中科学技术与社会的紧密联系，体会科学知识的应用价值，进一步增强学生的学习动力和科学意识。 知识点一　神奇的传感器 【情境导入】 夜晚，楼道里漆黑一片。但随着我们的脚步声响，或者“路见不明一声吼”，楼道的灯亮了，经过后，灯则依次熄灭。这其中的奥妙是什么？ 【知识梳理】 1．定义：能够感受力、温度、光、声、化学成分等 量，并能把它们按照一定的规律转换为便于传送和处理的可用信号输出的一类器件或装置。通常转换成的可用信号是电压、电流等 量，或转换为电路的 。 2．非电学量转换为电学量的意义：把非电学量转换为电学量，可以方便地进行 、 、处理和控制。 【典例精析】 例1．关于传感器，下列说法正确的是(　　) A．所有传感器都是由半导体材料制成的 B．金属材料也可以制成传感器 C．传感器主要是通过感知电压的变化来传递信号的 D．水银温度计是一种传感器 知识点二　传感器的种类 【情境导入】 干簧管结构：如图甲所示，玻璃管内封入了两个软磁性材料制成的簧片，接入图乙电路，当条形磁体靠近干簧管时： (1)会发生什么现象，为什么？ (2)干簧管的作用是什么？ 【知识梳理】 1．物理传感器：利用物质的 或物理效应制作而成，如力传感器、磁传感器、声传感器等物理传感器。 2．化学传感器：利用 ，把无机或有机化学物质的成分、浓度等转换为电信号，如离子传感器、气体传感器等化学传感器。 3．生物传感器：利用生物活性物质的选择性来识别和测定生物化学物质，如 、 、细胞传感器等生物传感器。 【典例精析】 例2． (多选)电阻R随温度T变化的图像如图所示．下列说法正确的是(　　) A．图线1是热敏电阻的图线，它是用金属材料制成的 B．图线2是热敏电阻的图线，它是用半导体材料制成的 C．图线1对应的材料化学稳定性好、测温范围大、灵敏度高 D．图线2对应的材料化学稳定性差、测温范围小、灵敏度高 知识点三　传感器的组成与应用模式 【情境导入】 在工厂生产车间的生产线上安装计数器后，就可以准确得知生产产品的数量，如图所示为光敏电阻自动计数器的示意图，其中R1为光敏电阻，R2为定值电阻．此光电计数器的基本工作原理是什么？ 【知识梳理】 1．传感器的基本部分：传感器的基本部分一般由 、 组成。 2．敏感元件是指能直接感受或响应外界 的部分；转换元件是指能将敏感元件输出的信号直接转换成 的部分。它们分别完成 和 两个基本功能。 3．传感器应用的一般模式 【典例精析】 例3．传感器广泛应用在我们的生产生活中，常用的计算机键盘就是一种传感器。如图所示，键盘上每一个键的下面都连有一小金属片，与该金属片隔有一定空气间隙的是另一小的固定金属片，这两个金属片组成一个小电容器。当键被按下时，此小电容器的电容发生变化。与之相连的电子线路就能够检测出哪个键被按下，从而给出相应的信号。这种计算机键盘使用的是(　　 ) A．温度传感器　　　　　　B．压力传感器 C．磁传感器 D．光传感器 针对训练 一、单选题 1．电容式传感器实质上是一个可变电容器，当某待测量发生变化时，能引起电容器的电容变化。如图是四个电容式传感器的示意图。下列通过改变电容器两极板正对面积实现信号传递的是（　　） A．图（a）、图（b） B．图（b）、图（c） C．图（c）、图（d） D．图（a）、图（d） 2．如图甲所示为某同学设计的磁报警装置的示意图。是磁敏电阻，其阻值随磁感应强度变化的图线如图乙所示。和为两个电阻箱，a、b两端接报警器，当电压增大到某一值时，会触发报警器报警。下列说法正确的是（    ） A．当处的磁场增强时，电流表示数增大 B．当处的磁场增强时，a、b两端的电压减小 C．增大的阻值，更容易触发报警器报警 D．增大的阻值，更容易触发报警器报警 3．电梯超载时会自动报警，它用到的传感器和下列哪个装置用到的传感器相同（　　） A．红外报警装置 B．门窗防盗报警装置 C．电子自动称重装置 D．湿手自动烘干装置 4．抗疫期间，志愿者使用的电子测温枪通过非接触的方式感应人体的体温以此来排查病毒的疑似感染病例。这种体温枪利用的电磁波是（　　） A．X射线 B．紫外线 C．红外线 D．γ射线 5．传感器是采集信息的一种重要元件，如图所示是一种电容式压力传感器，当待测压力作用于可动电极时，使它发生形变，从而改变传感器的电容。若流经灵敏电流计的电流方向