第5章 传感器单元复习归纳-【重难点手册】2025-2026学年高中物理选择性必修第二册（人教版）浙江专用

单元复 口-01微传 微专题1传感器的基本原理及应用 1.传感器的基本原理 非电敏感转换转换 →电学量 学量元件元件电路 2.以传感器为桥梁可以将多方面的物理 知识整合在一起，在实际问题中既可以直接考 查传感器知识，也可以考查敏感元件的特性， 下表是几种传感器及与其相联系的物理知识表， 与之相联系的 传感器种类敏感元件 实际应用 物理知识 直流电路 光传感器 光敏电阻火灾报警器 动态分析 电熨斗、 温度传感器热敏电阻 直流电路问题 电饭锅 力传感器 力学、运动学 压敏电阻 电子秤 与直流电路 力学、运动学与 电容传感器 电容器 话筒 含电容器的电路 3.传感器问题的分析方法 传感器问题应从如下四个方面分析： (1)感受量分析：要明确传感器所感受的 物理量。 (2)信号分析：分析输入信号、输出信号以 及输出信号与输入信号间的变化规律。 (3)电路结构分析：分析电路输出信号与 输入信号间的规律 (4)执行机构工作分析：分析所获得的信 息控制执行机构进行工作的过程。 例①酒驾严重危害交通安全，喝酒不开 车已经成为准则.某款酒精检测仪如图甲所 示，核心部件为酒精气体传感器，其电阻R与 酒精气体浓度c关系如图乙所示.某同学想利 用该酒精气体传感器设计一款酒精测量仪，除酒 第五章传感器么 习归纳 题妙总结。 精气体传感器外，在实验室中找到了如下器材： A.干电池组（电动势E=3.0V,内阻r= 1.22) B.表头G(满偏电流6.0mA,内阻R。= 422) C.电阻箱R1(最大阻值9999.92) D.电阻箱R2(最大阻值9999.92) E.开关及导线若干 R/2 80 60 40 20------ 0 0.20.40.60.81.0c/mg·mL) 甲 乙 酒精气体传感器 G E mA 丙 (1)该同学设计的测量电路如图丙所示， 他首先将表头G的量程扩大为90mA,则应将 电阻箱R1的阻值调为 2. (2)如图丁所示，该同学想将酒精气体浓 度为0的位置标注在表头2mA处，则应将电 阻箱R2的阻值调为 2. (3)完成步骤(2)后，某次在实验室中测试 酒精浓度时，表头指针如图丁所示.已知酒精 浓度在0.2~0.8mg/mL之间属于饮酒驾驶， 酒精含量达到或超过0.8mg/mL属于醉酒驾 驶，则该次测试的酒精浓度属于 (填 “酒驾”或“醉驾”)范围. (4)使用较长时间后，干电池组电动势降 低，内阻增大，则此时所测的酒精气体浓度与 真实值相比（填“偏大”、“偏小”或 “不变”). 145 重难点手册高中物理选择性必修第二册 解析(1)将表头G的量程扩大为90mA, 则有R1= IgRg_6×42 Im-Ig 90-6 2=32. (2)表头G显示电流为2mA,电路实际电 流为I1=15X2mA=30mA,由图乙可知，当 酒精气体浓度为0时，该气体传感器电阻R 80Q,改装后电流表等效电阻为R。三R =2.82,根据闭合电路欧姆定律可得I1 E Rg+R++Rg,解得R,=I6n. (3)由图乙可知，当酒精气体浓度达到醉 驾标准时，该气体传感器电阻R'=202,此时 电路中的实际电流为I2=R十R十r十R2 E 75mA,表头G中的实际电流为5mA,则图 丁所示的酒精浓度未达到醉驾标准，属于酒驾 范围 (4)使用较长时间后，干电池组电动势降 E 低，内阻增大，根据I=R十R十，+R。,同一 酒精浓度下，电路中的总电流将偏小，流经表 头的电流也同比偏小，故所测得的酒精浓度值 偏小 答案(1)3.(2)16.(3)酒驾.(4)偏小 微专题2自动控制电路的设计及应用 自动控制电路的设计及组装为力学、电 学、磁学的一个大综合，通过传感器把它们联 系在一起，特别是简单电路的设计，不论是敏 感元件的基础知识，还是器材的组装、调试、器 材连接、电路设计，考查内容既具体又灵活.近 几年来，高考特别重视对动手能力的考查，更 加注重学生的研究方法和创新思维， 设计自动控制电路时，一般按照以下思路 进行： (1)根据题目给出的仪器和要求画出控制 电路和工作电路.控制电路由电源、开关、光敏 电阻（或热敏电阻等其他敏感元件）、电磁继电 器和导线等组成；工作电路由电源、用电器（灯 146 u(浙江专用) 泡、电热丝或其他用电器)、导线组成.这两个 电路既相互独立，又通过继电器相关联，继电 器实际上是工作电路的开关， (2)分析自动控制电路的合理性.电路设 计完成后，要对它的合理性进行分析，用光照 射光敏电阻或对热敏电阻加热，检查工作电路 的接通和断开是否符合实际要求，比如，自控路 灯电路的设计要求是白天切断工作电路，使路 灯熄灭，晚上接通工作电路，使路灯点亮发光 例②（多选）温度传 9+5V 感器是空调温度自动调热敏 CPU 电阻 节的重要元件，温度传感 器中热敏电阻阻值随温 度升高而减小.如图所示 电路，热敏电阻和一个电阻串联后，加5V电 压，分压后的采样电压加到CPU输入端，通常 采用25℃时的阻值为标称值，对应CPU的采样 电压（输入电压）设计为电源电压的一半，温度 变化，CPU端输入电压U也随之变化.CPU根 据电压的变化决定空调的工作状态，则(). A.当环境温度升高时，CPU的输入电压 增大 B.当环境温度降低时，CPU的输入电压 增大 C.若取26℃时的阻值为标称值，R的阻 值应该调整增大 D.若取26℃时的阻值为标称值，R的阻 值应该调整减小 解析环境温度升高时，热敏电阻阻值减 小，根据串联分压的规律可知热敏电阻分压减 小，则CPU的输入电压减小，A错误；环境温 度降低时，热敏电阻阻值增大，分压增大，CPU 的输入电压增大，B正确；若取26℃时的阻值 为标称值，则热敏电阻的标称电阻减小，为了 满足CPU的采样电压（输入电压）设计为电源 电压的一半，所以R的阻值也应该调整减小， C错误，D正确. [答案BD