5.1 认识传感器 课件-2024-2025学年高二下学期物理人教版（2019）选择性必修第二册

5.1认识传感器 问题与思考： 小盒子A 的侧面露出一个小灯泡，盒外没有开关。如果把磁体B 放到盒子上面，灯泡就会发光，把磁体移走，灯泡熄灭。盒子里有什么样的装置，才能出现这样的现象？ 神奇的传感器 光控开关 声控开关 在傍晚进入楼道时，一跺脚或者大声喊一下，楼道灯自动开启，但是这种情况在白天却不会发生。这是因为楼道的灯安装了“声控—光控”开关。 这个开关会感知环境的明暗和声音的强弱。只有环境的亮度低于某一个数值，同时声强高于某一数值时，声控—光控开关才会接通，灯才会亮。 一些楼宇安装了自动门，当人走近时，门会自动打开；当人离开时，门会自动关闭。原来自动门装有一种装置，当人走近时，可以检测出人体向外辐射的红外线，从而发出开门的命令。这种装置就是红外线传感器。 交通警察在检查司机是否酒后开车时，会让司机对着“便携式酒精检测仪”呼气，检测仪就会显示呼出气体中的酒精浓度。这是因为检测仪上装有“乙醇传感器”，它能感知乙醇的浓度。 传感器 指这样一类元件或装置：它能够感知诸如力、温度、光、声、磁场、化学成分等非电学量，并把它们按照一定的规律转化成电压、电流等电学量，或转化为电路的通断。 作用：把非电学量转换为电学量，可以很方便地进行测量、传输、处理和控制。 传感器的种类 1.物理传感器：利用物质的物理特性或物理效应制作而成，如：力传感器、磁传感器、声传感器。。。等 温度传感器—电子体温计 电子秤——压力传感器 利用电化学气体传感器制成的可燃气体报警器 2.化学传感器：利用电化学反应原理，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 分析仪——离子传感器 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：酶传感器、微生物传感器、细胞传感器 微生物传感器 利用葡萄糖生物传感器制成的血糖仪 传感器的组成与应用模式 传感器的基本部分 敏感元件：能直接感受或响应外界被测非电学量的部分。 转换元件：能将敏感元件输出的信号直接转换成电信号的部分。 应用的一般模式 话筒是一种能够将声音信号转换为电信号的传感器。图乙是电容式话筒的组成结构示意图，话筒的振动膜片涂有薄薄的金属层，膜后相距几十微米有一个金属片（固定电极），它们构成电容器的两个极板。电容式话筒利用电容器的电容与极板间距离的关系来工作。 你能根据它的工作过程说说各组成元件的作用吗? 1.（多选）关于传感器的作用，下列说法正确的是（ ） A. 通常的传感器可以直接用来进行自动控制 B. 传感器可以用来采集信息 C. 通常的传感器可以将感受到的信号转换为电学量 D. 所有的传感器都将感受到的信号转换为电学量 BC 2.下面哪一项不是现代传感器的应用（ ） A. 将自己的银行卡插进自动取款机里可以取钱，而不必麻烦银行工作人员 B. 电梯的两门靠拢接触到人体时，门会自动打开而不会夹伤人 C. 电饭煲能自动加热和保温而不会把饭烧焦 D. 当人走近自动门时，门会自动打开 A 3.（多选题）如图所示是电子电路中常用到的一种称为“干簧管”的元件。关于干簧管，下列说法正确的是 （ ） A. 干簧管接入电路中相当于电阻 B. 干簧管是根据热胀冷缩的原理制成的 C. 干簧管接入电路中相当于开关 D. 干簧管是一种能感知磁场的传感器 CD 4.传感器在生产、生活中已广泛应用，下列关于传感器的说法正确的是（ ） A. 额温枪测人体的体温主要利用了红外线传感器 B. 城市路灯的自动控制利用了温度传感器 C. 电子秤主要利用了光传感器 D. 酒店大厅的自动门利用了力传感器 A 5.（多选）关于传感器的实际应用，下列说法正确的是（ ） A. 让孵化器在一定温度下孵化禽蛋，要用光传感器 B. 电梯超出负载时，发出报警提示，要用压力传感器 C. 使汽车排放符合国家标准的尾气，要用化学成分传感器 D. 交警使用的酒精检测仪应用了葡萄糖生物传感器 BC 6.下列关于传感器的说法正确的是 （ ） A. 话筒是一种常用的传感器，其作用是将电信号转换为声音信号 B. 在天黑且楼道里出现声音时，楼道里的灯才亮，它的控制电路中只需要用到声音传感器 C. 烟雾散射火灾报警器是应用温度传感器实现火灾报警的 D. 人脸识别系统需要使用光传感器和位移传感器 D 7.教材习题改编 （多选题） 在公共场所装有自动干手机，洗手后将湿手靠近，机内的传感器就开通电热器加热，有热空气从机内喷出，将湿手烘干。关于自动干手机的传感器，下列说法可能正确的是 （ ） A. 手靠近自动干手机改变了磁场 B. 手靠近自动干手机改变了电容 C. 自动干手机使用力传感器 D. 自动干手机使用红外线传感器 BD 8.关于传感器工作的一般流程，以下选项中正确的是（ ） A. 非电学量→敏感元件→转换电路→电学量→转换元件 B. 电学量→敏感元件→转换电路→转换元件→非电学量 C. 非电学量→敏感元件→转换元件→转换电路→电学量 D. 非电学量→转换电路→转换元件→敏感元件→电学量 C 9.如图所示为火灾报警器的部分电路，下列说法中正确的是（ ） A. 图中的外罩必须是密封的 B. 图中的挡板必须是透明挡板 C. 如有烟雾颗粒进入该装置即可能报警 D. 仅LED灯两端的电压波动能使该装置报警 C 10.如图是一种电感式微小位移传感器的原理图。1是待测位移的物体，3是空心线圈，软铁芯2部分插在线圈3中，并且可以随着物体1在线圈中左右平移。要能够准确反映出物体1的左右位置变化，那么应该（ ） A. 在a、b间串接干电池和灵敏电流计 B. 在a、b间接灵敏电流计 C. 在a、b间串接交流电源和灵敏电流计 D. 在a、b间接电压表 C 11.动车上装有烟雾报警装置，其原理如图所示，M为烟雾传感器，其阻值RM，随着烟雾浓度的改变而变化，N为定值电阻，滑动变阻器的滑片P已调整至合适位置，电源电动势和内阻恒定不变。当车厢内有人抽烟时，烟雾浓度增大，导致N两端的电压增大，装置发出警报。下列说法正确的是（ ） A. 烟雾浓度增大时，RM的阻值减小 B. 烟雾浓度增大时，通过滑动变阻器的电流增大 C. 滑片P向右移动可以提高报警灵敏度 D.烟雾浓度增大时，烟雾传感器消耗的功率一定增大 A 12.某磁敏电阻R的阻值随外加磁场的磁感应强度B的增大而增大。有一位同学利用该磁敏电阻设计了一款可以测量小车加速度的实验装置，如图所示，条形磁铁的左、右两端分别连接两根相同的轻质弹簧，两弹簧的另一端固定在小车两侧的竖直挡板上，磁铁可以相对小车无摩擦左右移动。下列说法正确的是（ ） A. 小车向右做匀速直线运动的过程中，电流表示数变大 B. 小车向右做匀减速直线运动的过程中，电压表示数变小 C. 小车向左做加速度逐渐增大的加速直线运动过程中， 电流表示数变大 D. 小车向左做匀减速直线运动的过程中，电压表示数变小 C Lavf56.15.102 $$