第五章 第一～二节 传感器及其工作原理 传感器的应用-【高中必刷题】2025-2026学年高中物理选择性必修2同步课件(粤教版)

物理 选择性必修 第二册 YJ 1 1 第一节 传感器及其工作原理 第二节 传感器的应 用 刷基础 2 1.［浙江杭州学军中学2025高二上月考］下列关于传感器元件说法正确的是( ) D A.如图甲，当磁体靠近干簧管时，干簧管能起到开关的作 用是由于电磁感应 B.如图乙是一种电感式微小位移传感器，物体1连接软铁芯 2插在空心线圈3中，当物体1向右发生微小位移时，线圈 自感系数变大 C.如图丙是一光敏电阻，当强光照射时，电阻变大 D.如图丁，力 越大，金属梁弯曲形变越大，应变片的电 阻变化就越大 题型1 传感器的原理 3 解析 干簧管是一种能够感知磁场的传感器,当外部有磁场靠近时,两个簧片被磁化后吸合到一起, 开关导通；当外部磁场远离时,簧片逐渐退磁断开,开关断开,经常被用于控制电路的通断,A错误.当 物体1向右发生微小位移时,铁芯插入空心线圈的长度变小,线圈自感系数变小,B错误.当有强光照射 时,光敏电阻阻值变小,C错误.力 越大,金属梁弯曲形变越大,应变片的电阻变化就越大,D正确. 题型1 传感器的原理 4 关键点拨 解决传感器类问题,要注意传感器接收到的是哪种物理量,还要注意其输出的是哪种物理量. 题型1 传感器的原理 5 2.［陕西咸阳2024高二上质量检测］（多选）唱卡拉 用的话筒内有传感器，其中有一种是动圈 式的，它的工作原理是在弹性膜片后面粘接一个轻小的金属线圈，线圈处于永久磁体的磁场中， 当声波使膜片前后振动时，就将声音信号转变为电信号，下列说法正确的是( ) BC A.该传感器是根据电流的磁效应工作的 B.该传感器是根据电磁感应原理工作的 C.膜片振动时，穿过金属线圈的磁通量不断变化 D.膜片振动时，金属线圈中产生的感应电动势保持不变 题型1 传感器的原理 6 解析 膜片前后振动时,线圈在永久磁体中振动,穿过金属线圈的磁通量不断变化,产生感应电流,则 该传感器是根据电磁感应原理工作的,A错误,B、C正确；膜片振动时,随声音的强弱变化,膜片振动 的幅度不断变化,则金属线圈中产生的感应电动势是变化的,D错误. 题型1 传感器的原理 7 3.［广东东莞2025高二上联考改编］（多选）为了助力未来乡村建设，小明设计了如图所示的农 村光控路灯电路，以实现自动亮度控制.图中A、B为相同的灯泡，电源电动势为，内阻为， 为光敏电阻，其阻值随光照强度增加而减小.下列判断正确的是( ) BCD A.外界光照强度增加时，电流表示数减小 B.外界光照强度增加时，通过 的电流增大 C.外界光照强度增加时，A灯、B灯均变暗 D.外界光照强度增加时，电源消耗功率增大 题型2 含光敏电阻的电路分析 8 解析 外界光照强度增加时,光敏电阻阻值减小,电路中的总电阻减小,由 可知,电路中总电流 增大,电流表示数增大,故A错误；外界光照强度增加时，电路中总电流增大,由 可知,电源 内电压增大,由可知,外电压减小,所以灯泡A中的电流减小,由 可知,外界 光照强度增加时,通过的电流增大,故B正确；外界光照强度增加时,灯泡A中的电流 减小,A灯变 暗,由于通过的电流增加,所以 两端的电压增大,又外电压减小,因此B灯两端的电压减小,所以B 灯变暗,故C正确；外界光照强度增加时,电路中总电流增大,电源消耗功率 增大,故D正确. 题型2 含光敏电阻的电路分析 9 4.（多选）如图甲所示的电路中，理想变压器原、副线圈匝数比为 ，图中电表均为理想电 表，、 和D分别是光敏电阻（其阻值随光强增大而减小）、电感线圈和灯泡.原线圈接入如图乙 所示的正弦式交流电，下列说法正确的是( ) ACD 甲 乙 A.交流电的频率为 B.电压表的示数为 C.有光照射时，电流表的示数变大 D.抽出 中的铁芯，灯泡D变亮 题型2 含光敏电阻的电路分析 10 解析 由题图乙可知,所以频率 ,故A正确；电压表测副线圈两端电压,原线 圈两端电压的最大值是,所以原线圈两端电压的有效值 ,理想变压器原、副线圈 匝数比为,所以副线圈两端电压的有效值为,即电压表的示数为,故B错误；有光照射 时, 的阻值减小,副线圈所在电路电流增大,副线圈输出功率增大,所以原线圈输入功率增大,原线圈 所在电路电流增大,电流表的示数变大,故C正确；抽出 中的铁芯,电感线圈的自感系数减小,电感线 圈对交变电流的阻碍减小,所以灯泡D变亮,故D正确. 题型2 含光敏电阻的电路分析 11 5.［广东清远四校2024高二下联考］（多选）力敏电阻的阻值随所受压力的增大而减小.校园艺术 节上有一位同学利用力敏电阻设计了判断小车运动状态的装置，其工作原理如图甲所示，将力敏 电阻和一块挡板固定在水平光滑绝缘小车上，中间放置一个绝缘重球，相互接触，但无相互作用 力.小车在水平面内向右做直线运动的过程中，电流表示数如图乙所示， 时间内小车向右做 匀速直线运动.下列判断正确的是( ) CD 甲 乙 A.小车速度越大，电流表示数越大 B.在 时间内，小车做匀加速直线运动 C.该装置不能判断小车向右减速的运动状态 D.在 时间内，小车做匀加速直线运动 题型3 力传感器的实际应用 12 解析 电流表示数越大,说明力敏电阻的阻值越小,即力敏电阻受到的压力越大,则重球的加速度越 大,即小车的加速度越大,与小车的速度大小无关,A错误；在 时间内,电流增大,说明力敏电阻 的阻值逐渐减小,力敏电阻受到的压力逐渐增大,所以小车在向右做加速度逐渐增大的加速运动,B 错误；若小车向右做减速运动,则力敏电阻不会受到压力,故该装置不能判断小车向右减速的运动 状态,C正确；在 时间内,电流不变,说明力敏电阻的阻值不变,所以小车做匀加速直线运动,D 正确. 题型3 力传感器的实际应用 13 6. 如图所示是电饭锅的结构示意图.电饭锅中的感温铁氧 体在常温下具有铁磁性，能被永磁体吸引，当温度上升到约 （称为感温铁氧体的“居里点”）时就会失去铁磁性，不 能被永磁体吸引.在电饭锅工作过程中，下列说法错误的是( ) B A.煮饭时手压开关按钮，永磁体与感温铁氧体相吸同时接通电路 B.当锅里的水分刚好被大米全部吸收时，电饭锅立即自动断电 C.当感温铁氧体的温度达到“居里点”时，电饭锅自动断电 D.若用电饭锅烧水至沸腾时，感温铁氧体与永磁体仍吸在一起 题型4 温度传感器的实际应用 14 解析 煮饭时手压开关按钮,永磁体与感温铁氧体相吸,同时接通电路,A正确；在1个标准大气压下 水的沸点是,即水在沸腾后的温度为 ,则当锅里的水分刚好被大米全部吸收时温度还是 ,没有达到感温铁氧体的“居里点”,感温铁氧体不会失去铁磁性,则感温铁氧体与永磁体仍 吸在一起,电饭锅不会立即自动断电,B错误,D正确；当感温铁氧体的温度达到“居里点”时,感温 铁氧体失去铁磁性,则弹簧将感温铁氧体与永磁体弹开,电饭锅立即自动断电,C正确 符合题意. 题型4 温度传感器的实际应用 15 教材变式 本题目由教材P131第3题演变而来.电饭锅应用了温度传感器,它的主要元件是感温铁氧体,特点是 在常温下具有铁磁性,但温度升高到 时便失去了铁磁性,不能被永磁体吸引,而水的沸点为 ,从而可判定电饭锅的工作状态. 题型4 温度传感器的实际应用 16 7.［辽宁锦州中学2025高二上月考］图甲是某型号负温度系数的热敏电阻的阻值随温度 变化的 图像（已做近似处理），图乙是用 做测温探头的某热敏电阻温度计的电路图，其中电源电压可 在范围内调节，为 的定值电阻.该电路工作原理是：将 放入待测温度处，闭 合开关，调节电源电压，使电路中电流保持 不变，可直接从温度计表盘上得出待测温度.下 列说法正确的是( ) 题型4 温度传感器的实际应用 17 甲 乙 A.温度计表盘上显示时，电源电压为 B.允许接入电路的阻值范围为 C.该热敏电阻温度计的测温范围为 D.工作时的功率范围为 √ 题型4 温度传感器的实际应用 18 解析 温度计表盘上显示时,由题图甲可知,接入电路的阻值为 ,电路中电流恒为 , 则此时电源电压为,故A错误；当电源电压为 时,接入电路的阻值最大,有 ,当电源电压为时, 接入电路的阻 值最小,有 ,由题图甲可得热敏电阻的阻值随温度 变化的关系式为 ,代入数据可知该热敏电阻温度计的测温范围为 ,故B正确,C错误； 工作时的功率为,代入热敏电阻接入电路的阻值,解得 工作时的功率范围为 ,故D错误. 题型4 温度传感器的实际应用 19 8.［湖南名校联合体2024高二下联考］（多选）某自动控制照明电路的原理图如图所示，当照射 到光敏电阻上的光线足够暗时，电磁继电器才会接通照明电路中的灯泡.已知光敏电阻 的阻 值随着光照的增强而减小，照明电路中单刀双掷开关 可以选择接不同的触点，则下列说法正确 的是( ) BC A.开关应接触点 B.开关应接触点 C.为使光线不是太暗时就能使发光，则应增大 接入电路的电阻 D.为使光线不是太暗时就能使发光，则应减小 接入电路的电阻 题型5 光传感器的实际应用 20 解析 由题图可知,当照射到光敏电阻上的光线足够暗时,光敏电阻 的阻值足够大,控制电路中 的电流足够小,电磁铁具有的磁性足够小,衔铁被放开,此时发光,故开关应接触点 ,故A错误,B正 确；若光线不是太暗时就能使发光,说明光敏电阻的阻值比原来小,故需要增大 接入电路的电 阻,故C正确,D错误. 题型5 光传感器的实际应用 21 9.［河北衡水二中2024高二上月考］（多选）霍尔式位移传感器的测量原理如图所示，有一个沿 轴正方向且均匀变化的匀强磁场，磁感应强度、均为常数 .将霍尔元件固定在物 体上，保持通过霍尔元件的电流不变（方向沿轴正方向），当物体沿 轴正方向平移时，由于 位置不同，霍尔元件在轴方向的上、下表面的电势差 也不同.则( ) AB A.磁感应强度越大，上、下表面间的电势差 越大 B.越大，传感器灵敏度 越高 C.若图中霍尔元件是电子导电，则下表面电势高 D.在同一位置，若电流越大，上、下表面间的电势差 越小 题型6 霍尔元件的工作原理 22 解析 若霍尔元件中移动的是自由电子,自由电子受到洛伦兹力发生偏转,根据左手定则可判断上、 下两表面分别带上正、负电荷,从而形成电势差,最终电子在电场力和洛伦兹力的作用下处于平衡 状态,故下表面电势低,故C错误.设霍尔元件的长、宽、高分别为、、,有 ,电流的微观 表达式为,代入得,其他条件不变,若越大,则上、下表面间的电势差 越 大；其他条件不变,若电流越大,则上、下表面间的电势差越大,故A正确,D错误.把 代 入可得,可知越大,越大,即传感器灵敏度 越高,故B正确. 题型6 霍尔元件的工作原理 23 关键点拨 解答本题的关键是用左手定则判断电子所受的洛伦兹力方向,知道上、下表面间电势差的求解方法. 题型6 霍尔元件的工作原理 24 10.［重庆八中2025高二上月考］电动自行车是一种应用广泛的交通工具，其速度控制是通过转 动右把手实现的，这种转动把手称为“霍尔转把”，属于传感器非接触控制.转把内部有永久磁铁 和霍尔器件等，截面如图甲.开启电源时，在霍尔器件的上、下表面之间加一定的电压，形成电流， 如图乙.随着把手的转动，其内部的永久磁铁也跟着转动，霍尔器件能输出控制车速的电压，已知 霍尔电压与车速关系如图丙.以下关于“霍尔转把”的说法正确的是( ) B A.为提高控制的灵敏度，永久磁铁的上、下端分别为、 极 B.按图甲顺时针转动电动自行车的右把手，车速将变快 C.图乙中从霍尔器件的左、右侧面输出控制车速的霍尔电压 D.若霍尔器件的上、下面之间所加电压正负极性对调，将影 响车速控制 题型6 霍尔元件的工作原理 25 解析 由于在霍尔器件的上、下表面之间加一定的电压,形成电流,当永久磁铁的上、下端分别为 、 极时,在霍尔器件内磁场方向与电子的移动方向平行,则电子不受洛伦兹力作用,霍尔器件不能 输出控制车速的霍尔电压,故A错误；当按题图甲顺时针转动电动自行车的右把手时,霍尔器件周围 的磁场增强,则霍尔器件输出控制车速的霍尔电压增大,因此车速将变快,故B正确；根据题意,结合 题图乙可知,永久磁铁的、 极可能在左、右侧面,或在前、后面,因此从霍尔器件输出控制车速的 霍尔电压不一定在霍尔器件的左、右侧面,也可能在前、后面,故C错误；当霍尔器件的上、下面之 间所加电压正负极性对调,从霍尔器件输出控制车速的霍尔电压正负号相反,由题图丙可知,不会影 响车速控制,故D错误. 题型6 霍尔元件的工作原理 26 11.［山东淄博2024调研］如图甲所示是家用燃气报警器的部分电路示意图，其中控制电路中的 是由气敏电阻制成的传感器， 的阻值与燃气浓度的关系如图乙所示.出厂预设当燃气浓度达 到时报警.闭合开关、 ，下列说法正确的是( ) D 甲 乙 A.电磁铁的上端是 极 B.燃气浓度升高时，电磁铁磁性减弱 C.按出厂预设，当燃气浓度达到时报警，此时灯 亮 D.将 的滑片下移，可以使工作电路在燃气浓度值比出厂预设值低一些时报警 易错点 对传感器与电路的动态过程分析不清 27 解析 由题图甲可知电流从电磁铁的下端流入,根据右手螺旋定则可知电磁铁的上端是 极,A错误； 由题图乙可知燃气浓度升高时, 的阻值减小,通过电磁铁的电流增大,电磁铁磁性增强,B错误；报 警器报警时,电磁铁恰好能将衔铁吸下,所在电路接通,灯亮,C错误；将的滑片下移, 接入电 路的阻值减小,而工作电路不变,报警时需要的电流不变,则报警时气敏电阻的阻值增大,由题图乙可 知燃气浓度将降低,即工作电路会在燃气浓度值比出厂预设值低一些时报警,D正确. 易错点 对传感器与电路的动态过程分析不清 28 易错分析 D选项中需要考虑气敏电阻和滑动变阻器的串联,并结合题图乙中的图像来进行综合分析,缺少条件 容易导致错选. 易错点 对传感器与电路的动态过程分析不清 29 $$