第五章 1-2.认识传感器&常见传感器的工作原理及应用-（配套课件）【学霸笔记·同步精讲】2025-2026学年高中物理选择性必修第二册（人教版）

该高中物理课件聚焦传感器主题，系统涵盖传感器的定义、种类、组成及常见类型（光敏电阻、金属热电阻等）的工作原理与应用，通过电动汽车智驾、楼道灯控制等情境导入，引导学生从生活实例感知非电学量到电学量的转换，搭建现象到本质的学习支架。 其亮点在于以情境探究驱动学习，结合易错辨析深化概念理解，通过嫦娥六号传感器分析、光控路灯电路计算等例题培养科学思维的模型建构与科学推理能力，素养培优模块拓展霍尔元件应用强化物理观念迁移。学生能提升问题分析能力，教师可直接利用“情境-原理-应用-练习”完整体系实施教学。

1.认识传感器　 2.常见传感器的工作原理及应用 1.知道什么是传感器，了解传感器的种类。 2.知道传感器的组成与应用模式。 3.知道光敏电阻、金属热电阻、热敏电阻、电阻应变片的特点，了解不同传感器的特征及工作原理。 4.了解传感器在生产、生活中的广泛应用。 学习目标 01 知识点一　认识传感器 目 录 02 知识点二　常见传感器的工作原理及应用 03 知识点三　电容式传感器及其应用 04 素养培优 05 随堂选练 教师独具 06 课时作业 01 PART 知识点一　认识传感器 目 录 　情境：如图所示，目前我国的大量电动汽车配置了高阶智驾功能，主要 利用激光雷达、毫米波雷达、高清摄像头等元件感知周围运动、静止物体 等的信息，保证汽车安全智能行驶。 物理·选择性必修第二册 目 录 问题：激光雷达、毫米波雷达、高清摄像头等元件感知周围运动、静止物 体等的信息时，主要是把光、位移、距离、速度等信号转变为什么（选择 “力学”“热学”或“电学”）信号？ 提示：主要是把光、位移、距离、速度等信号转变为电学信号。 物理·选择性必修第二册 目 录 1. 传感器 （1）定义：能够感受诸如力、 、光、 、化学成分等被测 量，并能把它们按照一定的规律转换为便于 和 ⁠的可用信 号输出。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）作用：把 量转换为 量，可以很方便地进行测 量、 、处理和 ⁠。 温度　 声　 传送　 处理　 电学　 通断　 非电学　 电学　 传输　 控制　 物理·选择性必修第二册 目 录 2. 传感器的种类 （1）物理传感器：利用物质的 特性或 ⁠效应制作而成的 传感器，如力传感器、磁传感器、声传感器等。 （2）化学传感器：利用 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的传感器，如离子传感器、气体传感器等。 （3）生物传感器：利用 ⁠活性物质的选择性来识别和测定生物化 学物质的传感器。如酶传感器、微生物传感器、细胞传感器等。 3. 传感器的组成：传感器的基本部分一般由 、 ⁠ 组成。 物理　 物理　 电化学　 生物　 敏感元件　 转换元件　 物理·选择性必修第二册 目 录 4. 传感器应用的一般模式 物理·选择性必修第二册 目 录 【易错辨析】 （1）传感器只能感受温度和光两个物理量。 （　×　） （2）楼道的灯白天不亮，晚上有声音时才亮，是利用了“声控＋光控” 传感器。 （　√　） （3）当人走近一些宾馆的自动门时门会自动打开，是利用了紫外线传感 器。 （　×　） × √ × 物理·选择性必修第二册 目 录 1. 传感器的组成和工作流程 （1）传感器的组成 ①敏感元件：相当于人的感觉器官，是传感器的核心部分，是利用材料的 某种敏感效应（如热敏、光敏、压敏、力敏、湿敏等）制成的。 ②转换元件：传感器中能将敏感元件输出且与被测物理量成一定关系的非 电信号转换成电信号的部分。 ③转换电路：将转换元件输出的不易测量的电学量转换成易于测量的电学 量，如电压、电流、电阻等。 物理·选择性必修第二册 目 录 （2）传感器的一般工作流程 2. 传感器的原理 传感器感受的通常是非电学量，如力、温度、位移、浓度、速度、酸 碱度等，而输出的通常是电学量，如电压、电流、电荷量等。这些输 出的信号是非常微弱的，通常需要经过放大后，再传送给控制系统产 生各种控制动作。 物理·选择性必修第二册 目 录 【例1】　（传感器的理解）（2025·江苏泰州期末）关于传感器，下列 说法正确的是（　　） A. 金属材料不可以制成传感器 B. 所有传感器的材料都是由半导体材料做成的 C. 话筒是一种常用的声传感器，其作用是将声信号转换为电信号 D. 传感器都是通过感知电压的变化来传递信号的 √ 物理·选择性必修第二册 目 录 解析：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，故 A、B错误；话筒是通过声波的振动，改变电容的大小，从而将声音信号转 化为电信号的，故C正确；传感器的种类很多，不一定是感知电压来实现 传递信号的，故D错误。 物理·选择性必修第二册 目 录 【例2】　（传感器的分类）（2025·山东威海期末）关于物理传感器、 化学传感器和生物传感器的下列说法中，正确的是（　　） A. 物理传感器利用材料的某种物理性质工作，因而只能用于机械加工行 业不能用于化工领域 B. 化学传感器是利用某种化学反应来工作的，因而只能输出某种化学物质 而不能输出电学量 C. 生物传感器的适用范围广，可在任意温度条件下工作 D. 生物传感器对生物物质敏感，因而对使用传感器的环境有一定的要求 √ 物理·选择性必修第二册 目 录 解析：物理传感器在化工领域也可以使用，如温度传感器等，故A错误； 不论哪种传感器都可以将非电学量转换成电学量输出，故B错误；生物传 感器能够使用的前提是生物物质保持生物活性，因而对使用的环境有一定 的要求，故C错误，D正确。 物理·选择性必修第二册 目 录 02 PART 知识点二 常见传感器的工作原理及应用 目 录 　情境：为了人们的照明需要同时也为了节能，公共楼道、卫生间等场所 的照明灯一般都安装了自动控制开关。 问题：（1）如果要实现“白天不亮、晚上亮”而且“人来灯亮、人去灯 灭”的双重自动控制，需要什么传感器？ 提示：光传感器＋红外线传感器（或微波传感器等）。 （2）如果要实现“白天不亮、晚上亮”而且“有声时灯亮、无声时灯 灭”的双重自动控制，需要什么传感器？ 提示： 光传感器＋声传感器。 物理·选择性必修第二册 目 录 1. 光敏电阻 （1）特点：在被光照射时 发生变化。 （2）原理：无光照时，载流子少，导电性能 ；随着光照的增强， 载流子 ，导电性 ⁠。 （3）作用：把 这个光学量转换为 这个电学量。 电阻　 差　 增多　 变好　 光照强弱　 电阻　 物理·选择性必修第二册 目 录 2. 金属热电阻 金属的电阻率随温度的升高而 。用金属丝可以制作 ⁠传感 器，称为热电阻，如图甲为某金属导线电阻的温度特性曲线。 增大　 温度　 物理·选择性必修第二册 目 录 3. 热敏电阻 热敏电阻由半导体材料制成，其电阻随温度的变化非常 ，如图乙为某一热敏电阻的电阻值随温度变化的特性曲线。 4. 电阻应变片 （1）电阻应变片的工作原理 明显　 ①金属的电阻应变效应：金属导体在外力作用下发生 形变，导体 的长度、横截面积变化从而引起 变化。 ②半导体材料的压阻效应：单晶半导体材料沿某一轴向受到 ⁠作用 时，其 发生变化。 机械　 电阻　 外力　 电阻率　 物理·选择性必修第二册 目 录 （2）力传感器——电子秤 ①组成：由金属梁和电阻应变片组成。 ②工作原理 ③作用：应变片将物体 这个力学量转换为 这个电学量。 形变　 电压　 物理·选择性必修第二册 目 录 【易错辨析】 （1）随着光照的增强，光敏电阻的电阻值逐渐增大。 （　×　） （2）热敏电阻能把温度这个热学量转换为电阻这个电学量。 （　√　） （3）电子秤所使用的测力装置是力传感器，它是把力信号转化为电压信 号。 （　√　） （4）手机中的声音传感器把声音转化为电信号。 （　√　） × √ √ √ 物理·选择性必修第二册 目 录 光敏电阻、金属热电阻和热敏电阻的比较 特性 原因 光敏电阻 光照越强，电阻越小 光照增强，载流子增多，电阻减小 金属热电阻 温度越高，电阻越大 温度升高，金属电阻率增大，电阻增大 热 敏 电 阻 正温度系数的热敏电阻 温度越高，电阻越大 温度升高，载流子减少，电阻增大 负温度系数的热敏电阻 温度越高，电阻越小 温度升高，载流子增多，电阻减小 物理·选择性必修第二册 目 录 【例3】 　（热敏电阻和金属热电阻）〔多选〕嫦娥六号采用了大量的传 感器，其中用到了金属热电阻和热敏电阻，它们的阻值R随温度T变化的关 系图像如图所示，下列说法中正确的是（　　） A. 金属热电阻不可用来做电阻温度计 B. 金属热电阻在温度上升时导电能力减弱 C. 热敏电阻的阻值随温度的变化不明显 D. 它们都能够把温度这个热学量转换为电阻这个电学量 √ √ 物理·选择性必修第二册 目 录 解析：金属热电阻的阻值随温度的升高而线性增大，这样的金属可以制成 温度传感器，称为金属热电阻，可用来做电阻温度计，故A错误；金属热 电阻在温度上升时，电阻变大，导电能力减弱，故B正确；热敏电阻的阻 值随温度的升高而降低，其阻值变化明显，故C错误；金属热电阻和热敏 电阻它们都能够把温度这个热学量转换为电阻这个电学量，故D正确。 物理·选择性必修第二册 目 录 【例4】 　（光敏电阻）〔多选〕如图所示为城市街道上的光控路灯电 路，以实现自动亮度控制。图中A、B为相同灯泡，电源电动势为E，内阻 为r，Rt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 （　　） 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R0的电流增加 C. 外界光照强度增加时，A灯、B灯均变暗 D. 该电路不可用于实际光控路灯中，因为外界光照强度增加时，电源消 耗功率增大 √ √ √ 物理·选择性必修第二册 目 录 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I总＝，可知电路中总电流增大，电流表示数增大，故A错误；电路中 总电流增大，由U内＝Ir，可知电源内电压增大，由E＝U内＋U外，可知路 端电压减小，所以灯泡A中的电流IA减小，由I总＝IA＋，可知外界光照 强度增加时，通过R0的电流增加，故B正确；外界光照强度增加时，灯泡A 中的电流IA减小，A灯变暗；由于通过R0的电流增加，所以R0两端的电压增 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P内＝I2r增大，所 以该电路不可用于实际光控路灯中，故D正确。 物理·选择性必修第二册 目 录 方法技巧 含传感器电路的动态分析方法 （1）如果涉及光敏电阻，必须明确光照情况怎样变化，从而判断出其阻 值的变化。 （2）如果涉及热敏电阻，必须明确是正温度系数还是负温度系数的热敏 电阻及温度变化情况，从而判断其阻值的变化。 （3）结合电路结构特点及局部阻值的变化，根据闭合电路欧姆定律等规 律分析有关物理量的变化。 物理·选择性必修第二册 目 录 【例5】　（力传感器）压敏电阻的阻值随所受压力的增大而减小，有位 同学设计了利用压敏电阻判断竖直升降机运动状态的装置，其工作原理图 如图甲所示，将压敏电阻固定在升降机底板上，其上放置一个物块，在升 降机运动的过程中，电流表示数如图乙所示，已知升降机静止时电流表的 示数为I1。下列判断正确的是（　　） A. 0～t1时间内，升降机一定静止 B. t1～t2时间内，升降机可能做匀加速直线运动 C. t1～t2时间内，升降机运动时的加速度在变化 D. t2～t3时间内，升降机可能向下匀速运动 √ 物理·选择性必修第二册 目 录 解析：0～t1时间内，电流不变，根据闭合电路欧姆定律可知，电路中的总 阻值不变，升降机可能静止也可能匀速运动，故A错误；t1～t2时间内，电 流逐渐增大，则电阻逐渐减小，因为压敏电阻的阻值随所受压力的增大而 减小，所以压力逐渐增大，由牛顿第三定律可知物块受到的支持力逐渐增 大，根据牛顿第二定律有FN－mg＝ma，可知合力向上，加速度向上且逐 渐增大，故B错误，C正确；t2～t3时间内，电流不变，电阻不变，压力不 变，此时的电流大于静止时的电流，压力大于静止时的压力，物块受重力 和支持力，根据牛顿第二定律有FN'－mg＝ma'，可知合力向上，加速度向 上且大小不变，所以t2～t3时间内，升降机匀加速上升或匀减速下降，故D 错误。 物理·选择性必修第二册 目 录 03 PART 知识点三　 电容式传感器及其应用 目 录 1. 电容器的电容取决于极板间的正对面积S、极板间距d、极板间的电介质 这几个因素。如果某个物理量（如角度θ、位移x、深度H等）的变化引起 上述某个因素的变化，从而引起电容的变化，通过电容的变化就可以确定 上述物理量的变化，这种电容器称为电容式传感器。 物理·选择性必修第二册 目 录 名称 传感器 原理 测定角 度θ的 电容式 传感器 当动片与定片之间的角度θ发生变化时，引起 极板正对面积S的变化，使电容C发生变化， 知道C的变化，就可以知道θ的变化情况 测定液 面高度 h的电 容式传 感器 在导线芯的外面涂上一层绝缘物质，放入导电 液体中，导线芯和导电液体构成电容器的两个 极，导线芯外面的绝缘物质就是电介质，液面 高度h发生变化时，引起正对面积发生变化， 使电容C发生变化，知道C的变化，就可以知 道h的变化情况 2. 常见电容式传感器 物理·选择性必修第二册 目 录 名称 传感器 原理 测定压 力F的 电容式 传感器 待测压力F作用于可动膜片电极上的时候，膜 片发生形变，使极板间距离d发生变化，引起 电容C的变化，知道C的变化，就可以知道F的 变化情况 测定位 移x的 电容式 传感器 随着电介质进入极板间的长度发生变化，电容 C发生变化，知道C的变化，就可以知道x的变 化情况 物理·选择性必修第二册 目 录 【例6】　〔多选〕如图所示，甲、乙、丙、丁是四种常见的电容式传感 器，下列说法正确的是（　　） A. 图甲中两极板所带电荷量不变，若两极板间的电压变大，可判断出h变小 B. 图乙中两极板所带电荷量不变，若两极板间的电压变大，可判断出θ变小 C. 图丙中两极板间的电压不变，若有电流流向传感器的负极，则x变大 D. 图丁中两极板间的电压不变，若有电流流向传感器的正极，则F变大 √ √ 物理·选择性必修第二册 目 录 解析：题图甲中若h变小，则两极板正对面积变小，由电容的决定式C＝ 可知，C变小，由于两极板所带电荷量不变，则由电容的定义式C＝ 可知，两极板间的电压变大，故A正确；若题图乙中θ变小，则两极板正对 面积增大，由电容的决定式C＝可知，电容增大，两极板所带电荷量 不变，则由电容的定义式C＝可知，两极板间的电压减小，故B错误；题 图丙中两极板间的电压不变，若有电流流向传感器的负极，则电容器在放 电，所带电荷量减小，由电容的定义式C＝可知，电容减小，由电容的决 定式C＝可知，电介质向外移动，则x变小，故C错误； 物理·选择性必修第二册 目 录 题图丁中两极板间的电压不变，若有电流流向传感器的正极，则电容器在 充电，所带电荷量增加，由电容的定义式C＝可知，电容增大，由电容的 决定式C＝可知，两极板间距离减小，则F变大，故D正确。 物理·选择性必修第二册 目 录 　〔多选〕（2025·广东佛山期末）图甲是由 导电的多晶硅制成的电容式加速度传感器，图 乙是其原理图。传感器可以看成由两个电容 C1、C2组成，当传感器沿着箭头方向变速运动 时，多晶硅悬臂梁的右侧可发生弯曲形变，形 变程度只与加速度大小相关，且加速度向上时， 悬臂梁的右侧向下弯曲。下列说法正确的是（　　） A. 传感器静止时，用外力下压悬臂梁右侧，C1增大，C2减小 B. 传感器保持匀速向上运动，C1与C2均不变 C. 传感器由静止突然加速向上运动，C1减小，C2增大 D. 传感器向下做匀减速运动，C1不断减小，C2不断增大 √ √ 物理·选择性必修第二册 目 录 解析： 　传感器静止时，用外力下压悬臂梁右侧，多晶硅悬臂梁与顶层 多晶硅距离变大、与底层多晶硅距离变小，由C＝可知，C1减小，C2 增大，故A错误；传感器保持匀速向上运动，多晶硅悬臂梁相对于顶层多 晶硅和底层多晶硅位置不变，C1与C2均不变，故B正确；传感器由静止突 然加速向上运动，多晶硅悬臂梁的右侧发生弯曲形变，多晶硅悬臂梁与顶 层多晶硅距离变大、与底层多晶硅距离变小，由C＝可知，C1减小， C2增大，故C正确；传感器向下做匀减速运动，加速度向上且大小恒定，多晶硅悬臂梁的右侧向下弯曲形变且形变量不变，多晶硅悬臂梁与顶层多晶硅、底层多晶硅的距离均不变，由C＝可知，C1、C2大小不再变化，故D错误。 物理·选择性必修第二册 目 录 04 PART 素养培优 目 录 霍尔元件的原理及应用 1. 霍尔传感器：根据霍尔效应制作的一种磁场传感器。一般用于电机中测 定转子的转速，如录像机的磁鼓、电脑中的散热风扇等。 2. 霍尔元件的工作原理（如图所示） 物理·选择性必修第二册 目 录 （1）E、F间通入恒定的电流I，同时外加与薄片垂直的磁感应强度为B的 磁场时，薄片中的载流子就在洛伦兹力作用下向着与电流和磁场都垂直的 方向偏转，使M、N间出现电压UH。 （2）霍尔元件中电流、电压稳定时，载流子所受静电力和洛伦兹力二力 平衡。 3. 霍尔电压：UH＝k（d为薄片的厚度，k为霍尔系数）。其中UH与B成正 比，所以霍尔元件能把磁学量转换成电学量。 物理·选择性必修第二册 目 录 【典例1】　〔多选〕如图所示为某霍尔元件的工作原理示意图，该元件 中电流I由正电荷的定向运动形成。下列说法正确的是（　　） A. M点电势比N点电势高 B. 用霍尔元件可以测量地磁场的磁感应强度 C. 用霍尔元件能够把磁学量转换为电学量 D. 若保持电流I恒定，则霍尔电压UH与B成正比 √ √ √ 物理·选择性必修第二册 目 录 解析：当正电荷定向运动形成电流时，正电荷在洛伦兹力作用下向N极聚 集，M极感应出等量的负电荷，所以M点电势比N点电势低，选项A错误； 根据霍尔元件的特点可知，选项B、C正确；因霍尔电压UH＝k，保持电 流I恒定时，霍尔电压UH与B成正比，选项D正确。 物理·选择性必修第二册 目 录 【典例2】　〔多选〕（2025·湖北黄冈期末）自行车速度计测车速时主 要依靠的就是安装在前轮上的一块磁铁，当磁铁运动到霍尔传感器附近 时，就产生了霍尔电压，霍尔电压通过导线传入一个小型放大器中，放大 器就能检测到霍尔电压，这样便可测出在某段时间内的脉冲数。当自行车 以某个速度匀速行驶时，检测到单位时间内的脉冲数为N，已知磁铁和霍 尔传感器到前轮轮轴的距离均为R1，前轮的半径为R2，脉冲的宽度为Δt， 峰值为Um，下列说法正确的是（　　） A. 车速越快，脉冲的峰值Um越大 B. 车速越快，脉冲的宽度Δt越小 C. 车速为2πNR2 D. 车速为2πNR1 √ √ 物理·选择性必修第二册 目 录 解析：根据qvB＝q得，Um＝Bdv，由电流的微观定义式：I＝neSv，n是 单位体积内的电子数，e是单个电子所带的电量，S是导体的横截面积，v是 电子定向运动的速度。整理得：v＝，联立解得Um＝，保持电流不 变，霍尔电压Um与车速大小无关，故A错误；车速越快，磁铁经过霍尔传 感器附近的时间越短，脉冲的宽度Δt越小，B正确；由题意，如果在单位 时间t＝1 s内得的脉冲数为N时，则自行车的转速为n0＝，则车速为v＝ 2πn0R2＝＝2πNR2，故C正确，D错误。 物理·选择性必修第二册 目 录 05 PART 随堂选练 教师独具 目 录 1. （认识传感器）〔多选〕下列关于传感器的作用的说法正确的是（　　） 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 √ √ 物理·选择性必修第二册 目 录 解析： 　传感器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，故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，故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， 故C正确，D错误。 物理·选择性必修第二册 目 录 2. （光敏电阻）〔多选〕关于光敏电阻，下列说法正确的是（　　） A. 光敏电阻能够把光照强弱这个光学量转换为电阻这个电学量 B. 硫化镉是一种半导体材料，无光照射时，载流子极少，导电性能差 C. 硫化镉是一种半导体材料，无光照射时，载流子较少，导电性能良好 D. 硫化镉是一种半导体材料，随着光照增强，载流子增多，导电性能变好 解析： 　硫化镉是一种半导体材料，无光照射时，载流子极少，导电 性能差，随着光照增强，载流子增多，导电性能变好，由这种材料制成的 光敏电阻随着光照增强电阻变小，即能够把光照强弱这个光学量转化为电 阻这个电学量，A、B、D正确，C错误。 √ √ √ 物理·选择性必修第二册 目 录 3. （金属热电阻和热敏电阻）〔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 解析： 　金属热电阻的阻值随温度升高而增大，半导体材料制成的热敏 电阻的阻值随温度升高而减小，且灵敏度高，所以A错误，B正确；图线1 对应的材料化学稳定性好但灵敏度差，图线2对应的材料化学稳定性差但 灵敏度高，所以C错误，D正确。 √ √ 物理·选择性必修第二册 目 录 4. （电容式传感器）电容器是一种常用的电学元件，在电工、电子技术中 有着广泛的应用。以下有关电容式传感器在生活中的应用说法正确的是 （　　） A. 甲图中，手指作为电容器一个电极，如果改用绝缘笔在电容式触摸屏 上仍能正常操作 B. 乙图中，力F增大过程中，电流计中的电流从a流向b C. 丙图中，油箱液位上升时，电容变小 D. 丁图中，当传感器由静止突然向左加速，电容器处于充电状态 √ 物理·选择性必修第二册 目 录 解析： 　图甲中，绝缘笔不能作为电容器的一个电极，所以不能在电容 式触摸屏上进行触控操作，故A错误；图乙中，力F增大过程中，电容器极 板间距减小，电容变大，电容器充电，电流计中的电流从b流向a，故B错 误；图丙中，油箱液位上升时，电介质的相对介电常数变大，电容变大， 故C错误；图丁中，当传感器由静止突然向左加速，电介质插入电容器的 部分变长，电容变大，电容器处于充电状态，故D正确。 物理·选择性必修第二册 目 录 06 PART 课时作业 目 录 知识点一　认识传感器 1. 下列有关传感器的说法正确的是（　　） A. 手机的指纹解锁功能和电梯超出负载时的报警均利用了压敏传感器 B. 厨房安装的燃气报警器利用了光敏传感器 C. 汽车点火装置内的“酒精气敏点火自锁装置”利用了气敏传感器 D. 非接触式测温仪利用了热敏传感器 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 √ 物理·选择性必修第二册 目 录 解析： 　某些手机的指纹解锁功能利用了电容式传感器，电梯超出负载 时的报警利用了压敏传感器，A错误；燃气报警器的核心元件为气体传感 器，传感器电阻随燃气浓度而变化，B错误；“酒精气敏点火自锁装置” 利用了气敏（酒精）传感器，C正确；非接触式测温仪利用了红外线传感 器，D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 物理·选择性必修第二册 目 录 2. （2025·江苏苏州期末）一个简单的门窗防盗报警装置示意图如图所 示，门的上沿嵌入一块永磁体，当门窗紧闭时，蜂鸣器不响，指示灯亮； 打开时，蜂鸣器响，指示灯灭。为实现上述功能，最适合的传感器是 （　　） A. 光敏电阻 B. 电阻应变片 C. 热敏电阻 D. 干簧管 解析： 　根据题意，应使用干簧管，使得当门窗打开时，干簧管离开永 磁体，两个簧片失去磁性而断开，引起报警电路报警。故选D。 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 物理·选择性必修第二册 目 录 知识点二　常见传感器的工作原理及应用 3. 有一些星级宾馆的洗手间装有自动干手机，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，手靠近自 动干手机能使传感器工作，是因为改变了（　　） A. 湿度 B. 温度 C. 磁场 D. 电容 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 物理·选择性必修第二册 目 录 解析： 　根据自动干手机工作的特征，手靠近干手机时电热器工作，手 撤离后电热器停止工作，人是一种导体，可以与其他导体构成电容器。手 靠近时相当于连接一个电容器，可以确定自动干手机内设有电容式传感 器，由于手的靠近改变了电容大小，故D正确；用湿度和温度来驱动电热 器工作，理论上可行，但是假如自动干手机是由于温度、湿度的变化工 作，它就成了室内烘干机。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 物理·选择性必修第二册 目 录 4. （2025·四川自贡期中）目前，传感器已经广泛应用于生产、生活、科 学研究等各个领域，关于传感器的应用，下列说法中错误的是（　　） A. 自动洗衣机中的压力传感器、数字体重计所用的测力装置都应用了力 传感器 B. 走廊照明灯的声控开关、红外报警装置都是应用了声传感器 C. 光敏电阻能够把光照强弱这个光学量转换为电阻这个电学量 D. 热敏电阻能够把温度这个热学量转换为电阻这个电学量 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 物理·选择性必修第二册 目 录 解析： 自动洗衣机中的压力传感器、数字体重计所用的测力装置都应 用了力传感器，故A正确；在天黑楼道里出现声音时，楼道里的灯才亮， 说明它的控制电路中既有声音传感器，又有光传感器；红外报警装置是应 用了红外线传感器，故B错误；光敏电阻能够把光照强弱这个光学量转换 为电阻这个电学量，且随着光照强度的变化，其电阻会发生变化，故C正 确；热敏电阻能够把温度这个热学量转换为电阻这个电学量，且随着温度 的升高，其电阻会发生变化，故D正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 物理·选择性必修第二册 目 录 5. （2025·浙江宁波期末）如图是“液面报警器”的原理示意图，其中T 是热电式元件。当T未露出液面时，指示灯不亮；当T露出液面时，指示灯 亮，如图b所示。对这个装置，下列判断正确的是（　　） A. T是金属热电阻 B. T是热敏电阻 C. T元件的电阻率随温度的升高而增大 D. 图a中T的温度高于图b中T的温度 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 物理·选择性必修第二册 目 录 解析： 　由图可知，T在未露出液面时和露出液面由于温度不同而导致电 阻不同，故T是热敏电阻，故A错误，B正确；当T未露出液面时的温度应 低于露出液面时的温度，而当T未露出液面时，指示灯不亮，说明此时电 阻较大，故温度越低，电阻越大，其电阻率越大，故C、D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 物理·选择性必修第二册 目 录 6. （2025·河北保定期末）电梯是高层住宅用户必不可少的设施，但有些 小朋友不懂事，总做出一些危险行为。某小朋友在电梯门口放了一障碍 物，发现电梯门不停地开关，这是电梯门上安装了传感器的结果，他以此 为乐，殊不知这种行为有一定的危险性。下列说法中正确的是（　　） A. 电梯门上安装了温度传感器 B. 电梯门上安装了光传感器 C. 电梯门上的传感器将温度信号转变为电信号 D. 电梯门上的传感器将电信号转化为光信号 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 物理·选择性必修第二册 目 录 解析： 　电梯能够识别障碍物，并不断开关电梯门，是因为电梯门安装 了光传感器，这个传感器能够将光信号转变为电信号，故B正确，A、C、 D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 物理·选择性必修第二册 目 录 知识点三　电容式传感器及其应用 7. 某电容式话筒的原理示意图如图所示，E为电源，R为电阻，薄片P和Q 为两金属极板。对着话筒说话时，P振动而Q可视为不动。在P、Q间距增 大的过程中（　　） A. P、Q构成的电容器的电容增大 B. P上电荷量保持不变 C. M点的电势比N点的低 D. M点的电势比N点的高 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 物理·选择性必修第二册 目 录 解析： 　由C＝可知，P、Q间距离d增大时，电容C减小，故A错误。 电源电压不变，电容减小，由C＝可知，电容器将放电，电荷量减少，故 B错误。放电时电流从M点经R到N点，则M点电势高于N点电势，故C错 误，D正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 物理·选择性必修第二册 目 录 8. 如图所示的电容式话筒是一种电容式传感器，其原理是：导电性振动膜 片与固定电极构成了一个电容器，当振动膜片在声音的作用下振动时，电 容器的电容发生变化，电路中电流随之变化，这样声音信号就变成了电信 号。则当振动膜片向左振动时（　　） A. 电容器的电容增大 B. 电容器带电荷量减少 C. 电容器两极板间的电场强度增大 D. 电阻R中的电流方向自右向左 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 物理·选择性必修第二册 目 录 解析： 　振动膜片向左振动时电容器两极板间的距离变大，由C＝可 知，电容器的电容减小，A错误；由C＝可知，在U不变的情况下，电容 减小，则电荷量减小，电容器要放电，电阻R中电流方向自左向右，B正 确，D错误；依据E＝可知，电容器两极板间的电场强度减小，C错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 物理·选择性必修第二册 目 录 9. （2025·山东德州期末）光传感器在辽宁大棚种植中得到了 广泛的应用，技术人员通过光敏电阻设计了如图所示的光控电 路，增加植物光照时间，有效地提高了作物的产量。电阻箱阻 值调整为R1，闭合开关后，秋天傍晚6点时，灯泡L两端的电压达到一定值，恰好能发光。已知光敏电阻的阻值随光照的增强而减小，电流表、电压表均为理想电表，灯泡的光对光敏电阻的影响不计，不考虑灯泡电阻的变化。下列说法正确的是（　　） A. 光照减弱的过程中电流表示数增大 B. 光照减弱的过程中电压表和电流表示数比值不变 C. 光照减弱的过程中电压表和电流表变化量绝对值的比值变大 D. 若电阻箱阻值大于R1，则秋天傍晚6点之后L才可能发光 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 物理·选择性必修第二册 目 录 解析： 　光照减弱的过程中，光敏电阻的阻值增大，整个回路的电阻增 大，电流表示数减小，故A错误；电压表和电流表示数的比值为并联部分 总电阻，光照减弱的过程中，电压表和电流表示数的比值增大，故B错 误；根据闭合电路欧姆定律可知电压表和电流表变化量绝对值的比值为R1 ＋r，恒定不变，故C错误；若电阻箱阻值大于R1，则当光敏电阻阻值大于 傍晚6点时的阻值时，灯泡才可能发光，故D正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 物理·选择性必修第二册 目 录 10. 〔多选〕目前智能手机、平板等电子设备普遍 采用了电容式触摸屏。因为工作面上接有高频信 号，如图所示，当用户手指触摸电容式触摸屏时， 手指和工作面形成一个电容器，控制器可精确确定手指位置。对于电 容式触摸屏，下列说法正确的是（　　） A. 电容式触摸屏只需要触摸，不需要压力即能产生位置信号 B. 使用绝缘笔在电容式触摸屏上也能进行触控操作 C. 手指靠近触摸屏时，由于手指与屏的夹层工作面距离变小，电容变小 D. 手指与屏的接触面积变大时，电容变大 √ √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 物理·选择性必修第二册 目 录 解析： 　由题意可知当用户手指触摸电容式触摸屏时，手指和工作面形 成一个电容器，因为工作面上接有高频信号，电流通过这个电容器分别从 屏的四个角上的电极中流出，且流经四个电极的电流与手指到四个角的距 离成比例，控制器通过对四个电流比例的精密计算来确定手指位置，因此 不需要手指有压力，A正确。绝缘笔与工作面不能形成电容器，所以不能 在电容式触摸屏上进行触控操作，B错误。手指靠近触摸屏时，由于手指 与屏的夹层工作面距离变小，根据C＝可知，电容将变大，C错误。手 指与屏的接触面积变大时，根据C＝可知，电容变大，D正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 物理·选择性必修第二册 目 录 11. 〔多选〕（2025·浙江温州期中）传感器的功能与人的视觉、听觉、 触觉、嗅觉等功能相似。不只在科研领域，在人们的日常生活中，也会用 到传感器以实现某种功能。关于图中应用传感器的实际情景，下列说法正 确的是（　　） A. 甲图传感器用来测量位移的微小变化，是位移传感器 B. 乙图光电计数器用到了光敏电阻这个传感元件，是光传感器 C. 丙图利用霍尔元件可以测量微小位移，是位移传感器 D. 丁图干簧管是利用电磁感应的原理控制电路的通断的 √ √ √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 物理·选择性必修第二册 目 录 解析： 　甲图中，当被测物体在左、右方向发生位移时，电介质板随 之在电容器两极板之间移动。如果测出了电容的变化，就能知道物体位置 的变化，所以甲图传感器是位移传感器，A正确；乙图中，A是发光仪器， B是接收光信号的仪器，B中的主要元件是由光敏电阻组成的光电传感器。 当传送带上没有物品挡住由A射向B的光信号时，光敏电阻的阻值较小，供 给信号处理系统的电压变低；当传送带上有物品挡住由A射向B的光信号 时，光敏电阻的阻值变大，供给信号处理系统的电压变高。这种高低交替 变化的信号经过处理，就会转化为相应的数字，实现自动计数的功能，B 正确； 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 物理·选择性必修第二册 目 录 丙图中，在两块磁感应强度相同、同极相对的放置的磁体缝隙中放入霍尔 元件，当霍尔元件处于中间位置时，磁感应强度B为0，霍尔电压为0，可 将该点作为位移的零点。当霍尔元件沿着z轴正、负方向移动时，则有霍尔 电压输出，且电压大小与位移大小成正比，从而能够实现微小位移的测量， C正确；丁图干簧管利用磁场控制电路的通断，不是利用电磁感应原理工 作的，D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 物理·选择性必修第二册 目 录 12. 〔多选〕如图所示为一火警预测器的部分原理图，电源电动势E一定， R1、R2是定值电阻，R3是热敏电阻，其阻值随温度的升高而减小。开关S闭 合后，在正常室温下电容器两板间的一带电液滴恰好能静止在M点。现若 火情出现室温升高，下列说法正确的是（　　） A. M点的电势降低 B. R3两端电压增大 C. 液滴向上运动 D. R2中有向左的电流 √ √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 物理·选择性必修第二册 目 录 解析： 　根据题意可知，电路稳定时，电容器两极板间电压等于R1两端 电压，带电液滴恰好能静止在M点，则有Eq＝mg，火情出现室温升高，R3 电阻减小，外电路的总电阻减小，由闭合电路欧姆定律可知，电路中的电 流增大，R1两端的电压增大，电容器两板间电压增大，M点的电势升高， 给电容器充电，则R2中有向左的电流，由E＝可知，电容器两板间电场强 度变大，电场力变大，液滴向上运动，故A错误，C、D正确；由于路端电 压减小，R1两端的电压增大，可知，R3两端电压减小，故B错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 物理·选择性必修第二册 目 录 THANKS 演示完毕 感谢观看 $