第五章 1．认识传感器-【名师导航】2025-2026学年高中物理选择性必修第二册教师用书配套课件（人教版）

该高中物理课件围绕“传感器”核心知识点，从概念、种类、组成及工作流程展开，通过“问题初探”预习检测和自动门、楼道灯等生活实例导入，搭建从生活现象到物理原理的学习支架，帮助学生建立非电学量与电学量转换的认知脉络。 其亮点在于融合物理观念与科学思维，通过干簧管实验、烟雾报警器电路分析等互动探究，培养模型建构与科学推理能力。采用“实例-原理-典例-评估”教学流程，结合课堂小结强化知识体系，既助学生深化对传感器应用的理解，又为教师提供结构化教学方案，提升教学效率。

第五章　传感器 1．认识传感器 [学习目标]　1．通过观察一些现象和常见的事例，初步形成传感器的概念，感受传感技术在信息时代的作用与意义。2．了解传感器的概念，知道非电学量转换成电学量的技术意义。3．知道传感器在某些方面可以代替甚至超过人类对自然的感知，能够改变人类的生产生活方式。 1．认识传感器 [教用·问题初探]——通过让学生回答问题来了解预习教材的情况 问题1　传感器的作用是什么？ 问题2　传感器种类有哪些 ? 问题3　传感器一般由哪几部分组成？ 1．认识传感器 探究重构·关键能力达成 【链接教材】　一些宾馆安装了自动门，当人走 近时，门会自动打开；当人离开时，门会自动关 闭。自动门为什么会这样“懂礼仪”呢？ 知识点一　神奇的传感器及其种类 提示：安装了红外线传感器。 第一单元　伟大的复兴·中国革命传统作品研习 【知识梳理】　 1．楼道灯自动开启：声控—光控开关会感知环境的____和声音的____。只有环境的亮度____某一数值，同时声强____某一数值时，声控—光控开关才会接通，灯才会亮。 2．自动门：有的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______，从而发出使自动门开关启动的命令。这种装置就是____________。 明暗 强弱 低于 高于 红外线 红外线传感器 探究重构 课时分层作业 应用迁移 1．认识传感器 3．便携式酒精检测仪：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“__________”，它能感知乙醇的____。 4．传感器：它能够感受诸如力、温度、光、声、化学成分等被测量，并能把它们按照一定的____转换为便于传送和处理的可用信号输出。通常转换成的可用信号是____、____等电学量，或转换为__________。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。 乙醇传感器 浓度 规律 电压 电流 电路的通断 探究重构 课时分层作业 应用迁移 1．认识传感器 5．传感器的种类 (1)传感器的种类：________、________、________等物理传感器。 (2)利用电化学反应原理：把无机或有机化学物质的____、____等转换为电信号。 (3)利用生物活性物质：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。 力传感器 磁传感器 声传感器 成分 浓度 酶传感器 微生物传感器 探究重构 课时分层作业 应用迁移 1．认识传感器 【思考讨论】　干簧管是玻璃管内封入的两个软磁性材料制成的簧片。将干簧管接入图中电路。 探究重构 课时分层作业 应用迁移 1．认识传感器 问题1　当磁铁靠近干簧管时，会发生什么现象，为什么？ 提示：灯泡会亮，因为当磁铁靠近干簧管时，两个簧片被磁化而接通。 问题2　干簧管的作用是什么？ 提示：干簧管起到开关的作用，是一种能够感知磁场的传感器。 探究重构 课时分层作业 应用迁移 1．认识传感器 【典例1】　(传感器的作用) (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．传感器可以将感受到的一些信号转换为电学量 D．传感器可以将所有感受到的信号都转换为电学量 √ √ 探究重构 课时分层作业 应用迁移 1．认识传感器 BC　[传感器一定是通过非电学量转换成电学量来传递信号的，不能实现自动控制，所以A错误；由于传感器可将非电学量转换成电学量，因此传感器也可以用来采集信息，所以B正确；传感器可以将感受到的一些信号转换为电学量，但并不是将所有感受到的信号都转换为电学量，所以C正确，D错误。] 【典例2】　(传感器的种类)人类发射的绕地球运转的航天器，所需要的电能主要由太阳能电池把太阳能转化为电能得到，因此要求太阳能电池板总是对准太阳，为达到这一要求应利用下列哪种传感器来感知太阳的方位(　　) A．温度传感器 B．力传感器 C．生物传感器 D．光传感器 D　[太阳能电池是通过光电转换装置把太阳能直接转化为电能，供航天器使用的，因此需要使用光传感器，来感知太阳方位，故选D。] √ 探究重构 课时分层作业 应用迁移 1．认识传感器 【教用·备选例题】　(多选)为了保证行车安全和乘客身体健康，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，电阻R为可变电阻。车厢内有人抽烟时，烟雾浓度增大，导致S两端的电压增大，电压变化量达到一定值时，装置发出警报。下列说法正确的是 (　　) A．RM随烟雾浓度的增大而增大 B．RM随烟雾浓度的增大而减小 C．若要提高报警灵敏度可增大R D．若要提高报警灵敏度可减小R √ √ 探究重构 课时分层作业 应用迁移 1．认识传感器 BC　[S两端电压U增大，故传感器两端电压一定减小，当有烟雾时，传感器电阻变化，即RM变小，则RM随着烟雾浓度的增大而减小，故A错误，B正确；R越大，M与R并联的电阻R并越接近RM，U增大越明显，导致S上电压变化越明显，故C正确，D错误。] 1．敏感元件：是指能直接感受或响应外界被测________的部分。 2．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。 知识点二　传感器的组成与应用模式 提醒：传感器的基本部分一般由敏感元件和转换元件组成。 非电学量 电信号 检测 转换 探究重构 课时分层作业 应用迁移 1．认识传感器 3．传感器应用的一般模式 探究重构 课时分层作业 应用迁移 1．认识传感器 1．传感器的工作过程 2．分析传感器问题要注意四点 (1)感受量分析 要明确传感器所感受的物理量，如力、热、光、磁、声等。 探究重构 课时分层作业 应用迁移 1．认识传感器 (2)敏感元件分析 明确传感器的敏感元件，分析它的输入信号及输出信号，以及输入信号与输出信号间的变化规律。 (3)电路结构分析 认真分析传感器所在的电路结构，在熟悉常用电子元件工作特点基础上，分析电路输出信号与输入信号间的规律。 探究重构 课时分层作业 应用迁移 1．认识传感器 (4)执行机构工作分析 传感器的应用，不仅包含非电学量如何向电学量转化的过程，还包含根据所获得的信息控制执行机构进行工作的过程。 探究重构 课时分层作业 应用迁移 1．认识传感器 【典例3】　(传感器的应用)关于传感器及其应用，下列说法正确的是(　　) 探究重构 课时分层作业 应用迁移 1．认识传感器 A．干簧管是利用电磁感应原理控制电路通断 B．机器人“眼睛”利用了光传感器 C．红外测温仪向人体发射红外线，从而测量人体温度 D．话筒是一种能够将电信号转换为声音信号的传感器 √ 探究重构 课时分层作业 应用迁移 1．认识传感器 B　[干簧管是利用磁极间的相互作用来控制电路的通断，故A错误；机器人“眼睛”利用了光传感器，故B正确；红外测温仪是接受人体向外发射红外线的强弱，从而测量人体温度，故C错误；话筒是一种常用的声波传感器，其作用是声信号转换为电信号，故D错误。] 【典例4】　(含敏感元件电路的动态分析)(多选)如图所示，在电路中接入一段钨丝，闭合开关，灯泡正常发光。当用打火机给钨丝加热时，灯泡亮度明显变暗。根据钨丝的上述特性，可用钨丝来制作一个温度传感器。下列说法不正确的是(　　) A．该传感器利用了钨丝的物理性质 B．该传感器利用了钨丝电阻随温度变化而变化 的特性 C．该传感器能够把热学量(温度)转换为电学量(电阻) D．该传感器能够把电学量(电阻)转换为热学量(温度) √ 探究重构 课时分层作业 应用迁移 1．认识传感器 D　[由题目中的实验现象可知，钨丝的电阻随温度的升高而增大，随温度的降低而减小，利用该特性可以制成温度传感器，传感器能够把温度这个热学量转换为电阻这个电学量，故A、B、C正确，D错误。本题选错误的，故选D。] 【教用·备选例题】　酒精测试仪利用的是一种二氧化锡半导体型酒精气体传感器，其电阻r的倒数与酒精气体的浓度c成正比。如图所示的电路接在恒压电源上，R和R0为定值电阻，则电压表的示数U与酒精气体浓度c的对应关系为 (　　) 探究重构 课时分层作业 应用迁移 1．认识传感器 A．U越大，表示c越大，但是c与U不成正比 B．U越大，表示c越大，而且c与U成正比 C．U越大，表示c越小，但是c与U不成反比 D．U越大，表示c越小，而且c与U成反比 √ 探究重构 课时分层作业 应用迁移 1．认识传感器 A　[由题图知，酒精气体传感器和定值电阻串联在电路中，电压表测R0两端的电压。根据酒精气体传感器的电阻的倒数与酒精气体的浓度成正比，得＝kc(k是比例系数)，根据欧姆定律得＝，联立解得U＝，由数学知识知，U越大，c越大，但c与U不成正比，故A正确。] 应用迁移·随堂评估自测 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 √ 第一单元　伟大的复兴·中国革命传统作品研习 B　[传感器材料分为半导体材料、陶瓷材料、金属材料和有机材料等，A错误，B正确；传感器是通过把非电学量转换成电学量来传递信号的，C错误；水银温度计根据热胀冷缩来测量温度，不是传感器，D错误。] 2．如图所示，商店里使用的电子计价秤可将货物的质量、单价和金额清楚地显示在面板上，既方便了工作人员，又方便了顾客。电子计价秤使用的传感器是(　　) A．红外线传感器 B．压力传感器 C．超声波传感器 D．温度传感器 √ 探究重构 课时分层作业 应用迁移 1．认识传感器 B　[传感器将温度、力、光、声音等非电学量转换为电学量，此处电子计价秤使用的传感器是压力传感器，将力学量转换成电学量，故B正确，A、C、D错误。] 3．机器人装有作为眼睛的“传感器”，犹如大脑的“输入器”，以及可以行走的“执行器”，在它遇到障碍物时会自动避让并及时转弯。机器人“眼睛”的传感器是(　　) A．力传感器 B．光传感器 C．温度传感器 D．声音传感器 √ B　[遇到障碍物会绕开，说明它是光传感器，故选 项B正确，选项A、C、D错误。] 探究重构 课时分层作业 应用迁移 1．认识传感器 4．(人教版教材P95“思考与讨论”改编)(多选)电容式话筒的保真度比动圈式话筒好，其工作原理如图所示。Q是绝缘支架，薄金属膜M和固定电极N形成一个电容器，被直流电源充电。当声波使膜片振动时，电容发生变化，电路中形成变化的电流。在膜片向右运动的过程中(　　) A．电容变大 B．电容变小 C．导线AB中有向左的电流 D．导线AB中有向右的电流 √ √ 探究重构 课时分层作业 应用迁移 1．认识传感器 AC　[声波使膜片向右振动，MN间距减小，电容变大，A正确，B错误；由Q＝CU知：C变大，若U不变，则Q变大，继续充电，则导线AB中有向左的电流，C正确，D错误。] 回归本节知识，完成以下问题： (1)传感器由哪几部分组成？ 提示：敏感元件、转换元件、转换电路。 (2)常见物理传感器有哪些？ 提示：力传感器、磁传感器、声传感器。 探究重构 课时分层作业 应用迁移 1．认识传感器 探究重构 课时分层作业 应用迁移 1．认识传感器 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 11 12 题组一　传感器的原理与分类 1．(多选)传感器担负着信息采集的任务，它可以(　　) A．将力学量(如形变量)转变成电学量 B．将热学量转变成电学量 C．将光学量转变成电学量 D．将电学量转变成力学量 课时分层作业(十七)　认识传感器 √ √ √ 第一单元　伟大的复兴·中国革命传统作品研习 37 ABC　[传感器是将所感受到的不便于测量的物理量(如力、热、光、声等非电学量)转换成便于测量的物理量(一般是电学量)的一类元件，故选项A、B、C正确，选项D错误。] 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 11 12 38 2．关于传感器工作的一般流程，下列说法正确的是(　　) 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 √ 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 11 12 探究重构 课时分层作业 应用迁移 1．认识传感器 39 C　[传感器工作的一般流程：非电学量被敏感元件感知，然后通过转换元件转换成电信号，再通过转换电路将此信号转换成易于传输或测量的电学量，因此A、B、D错误，C正确。] 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 11 12 40 3．下列说法正确的是(　　) A．凡将非电学量转化为电学量的传感器都是物理传感器 B．气敏传感器只能是物理传感器 C．物理传感器只能将采集到的信息转换为电压输出 D．物理传感器利用的是物质的物理特性和物理效应 √ 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 11 12 探究重构 课时分层作业 应用迁移 1．认识传感器 41 D　[各种传感器虽然工作原理不同，但基本功能相似，多数是将非电学量转换为电学量，故选项A错误；气敏传感器的核心部件是气敏电阻，其表面吸收了某种自身敏感的气体之后会发生化学反应，使自身阻值改变，属于化学传感器，故选项B错误；物理传感器既可将信息转换为电压输出，也可将信息转换为电流、电阻等输出，故选项C错误；由物理传感器的定义知，物理传感器利用的是物质的物理特性和物理效应，选项D正确。] 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 11 12 42 4．某些牛奶制品中被检测出化学原料三聚氰胺。在多种检测三聚氰胺的方法中有一种“酶标法检测”，这种检测方法使用的传感器应为传感器中的哪一类(　　) A．物理传感器 B．化学传感器 C．生物传感器 D．温度传感器 √ 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 11 12 C　[检测三聚氰胺的方法为酶标法，其原理利用的是生物酶，应为生物传感器。故选C。] 探究重构 课时分层作业 应用迁移 1．认识传感器 43 题组二　常见传感器 5．如图所示，电吉他的弦是磁性物质。当弦振动时，线圈中产生感应电流，感应电流输送到放大器、喇叭，然后把声音播放出来。下列说法正确的是(　　) A．电吉他是光电传感器 B．电吉他是温度传感器 C．电吉他是声音传感器 D．弦改用尼龙材料原理不变 √ 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 11 12 探究重构 课时分层作业 应用迁移 1．认识传感器 44 C　[物理传感器利用的是物理效应，比如光电效应、磁电效应等，能将被测信号量的微小变化转换成电信号，由题意知当弦振动时，线圈中产生感应电流，把声音这种非电学量转换为电流这种电学量，属于声音传感器，故C正确，A、B、D错误。] 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 11 12 45 6．某智慧物流有20余台配送机器人上阵，开启了全球首次全场景常态化配送运营。该配送机器人能够识别红绿灯信号、规避道路障碍和来往车辆、主动礼让行人。机器人主动礼让行人，是利用了(　　) A．力传感器 B．光传感器 C．红外线传感器 D．声传感器 √ 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 11 12 C　[人体是有温度的，向外辐射红外线，机器人主动礼让行人就是利用了红外线传感器的原理，故C正确，A、B、D错误。] 探究重构 课时分层作业 应用迁移 1．认识传感器 46 7．酒精检测仪是用来检测人体是否摄入酒精及摄入酒精多少程度的仪器。酒精检测仪的核心传感器是(　　) A．声音传感器 B．温度传感器 C．压力传感器 D．电化学传感器 √ 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 11 12 D　[酒精检测仪的核心传感器是酒精气体传感器，属于电化学传感器。故选D。] 探究重构 课时分层作业 应用迁移 1．认识传感器 47 8．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 √ 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 11 12 探究重构 课时分层作业 应用迁移 1．认识传感器 48 C　[电梯超载时会自动报警，用到的是压力传感器。红外报警装置是将光信号转化为电信号，故A错误；门窗防盗报警装置一般用干簧管磁性开关，将磁信号转化为电信号，故B错误；电子自动称重装置是将压力信号转化为电信号，故C正确；湿手自动烘干装置是通过改变传感器的电容，控制芯片启动电机和加热装置，故D错误。故选C。] 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 11 12 49 9．(多选)某位移传感器的工作原理如图所示，物体M在导轨上平移时，带动滑动变阻器的金属滑杆P一起移动，通过电压表显示的数据，来反映物体位移的大小x。假设电压表是理想电表，则下列说法正确的是(　　) A．物体M运动时，电源内的电流会发生变化 B．物体M运动时，电压表的示数会发生变化 C．物体M不动时，电路中也有电流 D．物体M不动时，电压表没有示数 √ 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 11 12 √ 探究重构 课时分层作业 应用迁移 1．认识传感器 50 BC　[物体M运动时，电路中电阻没有变化，根据闭合电路欧姆定律可知，电源内的电流不会发生变化，选项A错误；电压表测量滑动变阻器的金属滑杆P左侧的电压，物体M运动时，左侧电阻会变化，则电压表的示数会发生变化，选项B正确；物体M不动时，电路中仍有电流，而且电流不变，选项C正确；只有当金属滑杆P停在滑动变阻器最左端，物体M不动时，电压表才没有示数，当金属滑杆P在其他位置时，电压表均有示数，选项D错误。] 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 11 12 51 10．(多选)人体含水量约为70%，水中有钠离子、钾离子等离子存在，因此容易导电，脂肪则不容易导电。当人两手握住脂肪测量仪的两把手时，就可知道人体脂肪所占的比例。下列说法中正确的是(　　) A．脂肪测量仪的工作原理是通过人体体重不同来判断人体脂肪所占的比例 B．脂肪测量仪的工作原理是通过人体的电阻不同来判断人体脂肪所占的比例 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 11 12 探究重构 课时分层作业 应用迁移 1．认识传感器 52 C．脂肪测量仪的工作原理是通过测量人体的体温来判断人体脂肪所占的比例 D．激烈运动之后，脂肪测量仪显示人体脂肪所占比例的测量数据会不准确 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 11 12 探究重构 课时分层作业 应用迁移 1．认识传感器 53 BD　[利用脂肪几乎不含水分，其导电性和其他成分不同，可以用测量人体电阻的办法来计算人体脂肪率，故A、C错误，B正确；激烈运动之后，人体内的水和钠、钾等无机盐会有一部分流失，即人体的电阻大小发生变化，所以测量数据会不准确，故D正确。故选BD。] 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 11 12 54 11．(多选)如图甲是氯化锂湿敏电阻原理示意图，当空气湿度升高时，其电阻率变大。某同学设计图乙的电路来监测空气湿度变化，其中RH是氯化锂湿敏电阻，R0是定值电阻，在环境温度一定时，闭合开关，以下说法正确的是(　　) 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 11 12 探究重构 课时分层作业 应用迁移 1．认识传感器 55 A．空气湿度越高，RH阻值越小 B．空气湿度越低，电路中电流越大 C．空气湿度越高，电压表的示数越大 D．空气湿度越低，电源两端电压越大 √ 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 11 12 √ 探究重构 课时分层作业 应用迁移 1．认识传感器 56 BC　[依题意，空气湿度越高，其电阻率越大，根据R＝ρ可知RH阻值越大，故A错误；同理，空气湿度越低，RH阻值越小，根据I＝可知电路中电流越大，由U＝E－I(RH＋R0＋r)，电源两端电压越小，故B正确，D错误；同理，可知，空气湿度越高，RH阻值越大，电路中电流越小，由＝E－I(R0＋r)，可知电压表的示数越大，故C正确。] 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 11 12 57 12．如图所示的装置可测量飞机、航天器、潜艇的转动角速度。当系统绕轴OO′转动时，元件A发生位移并输出相应的电压信号，成为飞机、航天器等的制导系统的信息源。已知A的质量为m，弹簧的劲度系数为k，自由长度为l，电源的电动势为E，内阻不计，滑动变阻器总长也为l，电阻分布均匀。系统静止时滑片 P在B点，当系统以角速度ω转动时，试写出输出电压 U与ω的函数关系式。 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 11 12 探究重构 课时分层作业 应用迁移 1．认识传感器 58 [解析]　设弹簧伸长x，则kx＝mω2(l＋x)， 所以x＝。 因为滑动变阻器的电阻分布均匀，所以U＝E＝ 所以U＝。 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 11 12 [答案]　U＝2 59 $