第五章 传感器 知识点清单-2025-2026学年高二物理寒假作业

高中物理选择性必修第二册寒假作业 第五章《传感器》（知识点清单）答案 第一节 认识传感器 一、2.敏感元件　转换元件　转换电路 二、1.物理　化学　生物　2.压电　光电　加速度　温度 第二节 常见传感器的工作原理及应用 一、1.温度变化　2.热敏　3.正温度系数　负温度系数 二、1.电信号　2.光敏电阻 三、温度 四、电阻 电阻率 五、洛伦兹力 nqSv 正比 六、面积S 高度h 压力F 位移x 第三节 利用传感器制作简单的自动控制装置 一、1.(2)①小　②大　大 2．(2)①低电阻　关断　②高电阻 学科网（北京）股份有限公司 $ 高中物理选择性必修第二册寒假作业 第五章《传感器》（知识点清单） 第一节 认识传感器 一、什么是传感器 1．传感器：能够感受到被测量的信息，并将其按照一定的规律转化为可用信号的器件或装置． 2．传感器的组成：传感器一般由____________、____________、____________三部分组成． 传感器的组成框图： ―→―→ 二、传感器的分类 1．根据检测量的不同，传感器分为________传感器、________传感器和________传感器． 2．物理传感器主要利用被测物理量变化时，敏感元件的电学量发生明显变化的特性制成．常见的有：________传感器、________传感器、________传感器、________传感器等． 3．化学传感器主要是基于化学反应的原理，将化学物质的成分、浓度等化学信息转化为电学量的传感器． 4．生物传感器是一种基于酶、抗体和激素等分子识别功能，并将其转换为电信号进行检测的传感器． 5.传感器应用的一般模式 第二节 常见传感器的工作原理及应用 一、温度传感器的原理 1．温度传感器是一种将________________转换为电学量变化的装置． 2．温度传感器的敏感元件有________电阻、热电偶、热双金属片等． 3．热敏电阻：利用半导体材料的阻值随温度的变化而变化的特性实现温度测量，热敏电阻分为________________热敏电阻、______________热敏电阻和临界温度系数热敏电阻． 二、光电传感器的原理 1．光电传感器是一种能够感受光信号，并按照一定规律把光信号转化为________的传感器． 2．________________是光电传感器的敏感元件． 三、金属热电阻 金属的电阻率随温度的升高而增大，用金属丝可以制作 传感器，称为热电阻，如图所示为某金属导线电阻的温度特性曲线。 四、电阻应变片 (1)电阻应变片的工作原理 ①金属的电阻应变效应：金属导体在外力作用下发生机械形变，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外力作用时，其 发生变化。 (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：应变片将物体形变这个力学量转换为电压这个电学量。 五.霍尔元件及工作原理 (1)霍尔元件 如图所示，在一个很小的矩形半导体(如砷化铟)薄片上，制作四个电极E、F、M、N，它就成了一个霍尔元件。 (2)工作原理 外部磁场使运动的载流子受到 的作用，从而在导体板的一侧聚集，以致在导体板的另一侧会出现另一种电荷，从而形成电场；横向电场对载流子施加与洛伦兹力方向相反的静电力，当静电力与洛伦兹力达到平衡时，导体板左、右两侧会形成稳定的电压，设导体板左、右两侧的距离为l，导体板的厚度为d，则q＝qvB。 根据电流的微观解释I＝ 得，UH＝。令k＝，因n为单位体积内带电粒子的个数，q为单个带电粒子的电荷量，它们均为常数，所以UH＝k。UH与B成 ，这就是霍尔元件能把磁学量转换成电学量的原因。 六.常见电容式传感器 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 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，引起正对面积变化，使电容C发生变化，知道C的变化，就可以知道 的变化情况 测定压力F的电容式传感器 待测压力F作用于可动膜片的电极上时，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 的变化情况　 测定位移x的电容式传感器 随着电介质板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 的变化情况 第3节 利用传感器制作简单的自动控制装置 一、光控电路的原理和设计 1．光控电路的设计原理 (1)将灯泡L、光敏电阻RG、电源、开关连成如图所示的电路． (2)灯亮暗与光照强度的关系 ①白天光线变强，光敏电阻RG阻值变小，电路路端电压变________，灯L亮度较暗． ②夜晚光线变弱，光敏电阻RG阻值变________，电路路端电压变________，灯L亮度增加． 2．光控自动照明装置制作 (1)电路设计如图 (2)光控原理分析 ①白天光线较强，RG呈________，通过VD和R后的电流主要分流到RG支路，流向门极G的电流变小，不足以触发导通VS，VS处于________状态，灯泡不亮． ②夜晚光线较弱，RG呈________，流向门极G的电流增大，触发导通VS，灯泡L发亮． 二、用磁传感器研究磁现象 1．实验器材：智能手机、条形磁铁、物理磁力工具箱应用软件． 2．实验方案与实验操作 (1)探究磁体的磁场分布是否随时间变化 ①将手机放置在条形磁铁一端的前方，如图． ②打开物理磁力工具箱应用软件，运行软件，观察条形磁铁在磁场空间中三个不同方向的分量随时间变化的图像． (2)探究条形磁铁垂直和水平方向磁场强弱的分布规律 ①将手机沿垂直于磁铁方向做直线运动，如图，观察磁场强弱的变化曲线． 　　　 ②将手机沿平行于磁铁方向做直线运动，如图，观察磁场强弱的变化曲线． (3)探究两平行排列的异名条形磁铁中间磁场强弱的分布规律，如图，将手机沿平行于磁铁方向做直线运动，观察磁场强弱的变化曲线． 学科网（北京）股份有限公司 $