1. 认识传感器 2. 常见传感器的工作原理-【金版新学案】2025-2026学年高中物理选择性必修第二册同步课堂高效讲义配套课件（教科版）

该高中物理课件围绕传感器展开，涵盖定义、结构、分类及温度、光、力、电容式、霍尔传感器的工作原理。通过楼道灯、自动门等生活情境导入，从基础认识到具体应用，构建层层递进的学习支架。 其亮点在于结合科学探究与科学思维，通过干簧管实验、热敏电阻动态分析等实例，利用表格比较传感器性能，培养学生模型建构与推理能力。联系生活应用，增强学生科学态度与责任，助力教师高效教学与学生知识应用。

1．认识传感器 2．常见传感器的工作原理 　　　　 第五章 传感器 1.知道非电学量转化成电学量的技术意义。　 2.通过上网或查阅资料，关注与生活有关的传感器，扩大自己的知识面。　 3.通过练习，增强对传感器知识的应用能力。　 4.理解光敏电阻、金属热电阻、热敏电阻和电阻应变片等材料的物理特性， 知道利用其特性可以制作传感器的敏感元件。　 5.了解电容式传感器和霍尔元件的特性及应用，能推导霍尔元件工作时霍 尔电压与磁感应强度和电流的关系。 素养目标 知识点一　认识传感器 1 知识点二　常见传感器的工作原理 2 知识点三　电容式传感器与霍尔传感器 3 课时测评 5 随堂演练 对点落实 4 内容索引 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 知识点一　认识传感器 返回 自主学习 情境导入　夜晚，楼道里漆黑一片，但随着我们的脚步声响，或者“路见不明一声吼”，楼道的灯亮了，经过后，灯又熄灭。这其中的奥妙是什么？ 提示：在电路中安装了一种能将声、光信号转换为电信号的传感器－－声光延时开关。 教材梳理 (阅读教材P110－P113完成下列填空) 1．定义：是把被测的非电信息，按一定规律转换成与之对应的________的器件或装置。 电信号 2．结构：通常传感器由__________和__________组成。 (1)敏感元件：将要测量的__________变换成易于测量的物理量。 ①光敏电阻通常是用硫化镉或硒化镉等半导体材料制成，光敏电阻的阻值随着__________变化而变化。 ②干簧管是一种能够感知______的敏感元件。 (2)转换元件：不直接感受被测量，而是将敏感元件输出的物理量转换成______量。 (3)信号调节转换电路：将转换元件输出的信号进行放大、消除干扰，转换成便于显示、记录、______和______的电学量。 3．传感器的分类：按感知外界信息及变换效应的不同，可将其分为物理传感器、化学传感器和生物传感器。 敏感元件 转换元件 非电信息 光照强弱 磁场 电学 处理 控制 课堂探究 师生互动　干簧管结构如图甲所示，它是 在玻璃管内封入的两个软磁性材料制成的 簧片，接入图乙电路，当磁铁靠近干簧管时。 任务1．观察到什么现象？ 提示：磁铁靠近干簧管时，灯泡就会发光；把磁铁移走，灯泡熄灭。 任务2．干簧管的原理是什么？ 提示：干簧管的两个簧片在外加磁场的作用下被磁化成磁性相反的磁极而连通，没有外加磁场时两簧片失去磁性而分开。 任务3．干簧管的作用是什么？ 提示：干簧管将盒子周围磁场的有无转化为电路的通断，干簧管在电路中的作用相当于自动开关。 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 例1 √ 传感器工作的一般流程为：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，故A、B、D错误，C正确。 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的且与被测物理量成一定关系的非电信号转换成电信号的电子元件。 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。 探究归纳 (2)传感器的工作流程 探究归纳 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。 探究归纳 √ 大多数传感器是由半导体材料做成的，某些金属也可以做传感器，如金属热电阻。传感器将非电学信号转换为电学信号，因此传感器感知的应该是“非电学信号”，故B正确。 针对练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做成的 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．以上说法都不正确 √ √ 天亮时光控开关自动断开，天黑时自动闭合，有人走动或发出声音，声控开关闭合；两个开关同时闭合，灯就会自动亮，故B、C正确。 返回 针对练2.(多选)(2024·甘孜康定中学月考)教学楼过道灯是由声传感器和光传感器同时控制的，在夜晚天黑时，用力拍掌灯就亮了；而白天怎样用力拍掌，灯都不能亮。其原理图如图所示，下列关于声传感器和光传感器的说法正确的是 A．白天有光照时，光传感器自动闭合 B．夜晚无光照时，光传感器自动闭合 C．有人走动或发出声音时，声传感器自动闭合 D．无人走动或发出声音时，声传感器自动闭合 知识点二　常见传感器的工作原理 返回 情境导入　当你走近某些宾馆、酒楼的大门时，门就会自动为你打开；当你走进门之后，门又在你身后自动关上。自动门捕捉到了你的什么信息来实现自动控制的？ 提示：红外线。 自主学习 教材梳理 (阅读教材P115－P120完成下列填空) 1．温度传感器 (1)定义：将______变化转换为电学量变化的装置，常见的有热敏电阻、热电阻、热双金属片和热电偶等。 (2)热敏电阻传感器： ①NTC型：电阻值随温度升高而______。 ②PTC型：电阻值随温度升高而______。 (3)热电阻温度传感器：金属的电阻与温度的关系R＝R0(1＋θt)。 (4)热双金属片温度传感器：利用不同金属材料__________不同制成的。 温度 减小 增大 膨胀系数 2．光传感器 原理：某些金属或半导体材料，在电路中受到光照时，产生____或____，实现________向电信号的转化。 3．力传感器 (1)力传感器是一种把________转换为电学量的装置。 (2)常用的力传感器是由__________和________组成的应变式力传感器。 电流 电压 光信号 力学量 铝合金梁 应变片 师生互动　 如图所示，将多用电表的选择开关置于欧 姆挡，再将多用电表的两表笔与负温度系数的热敏电 阻RT(温度升高，电阻减小)的两端相连，这时指针恰好 指在刻度盘的正中央。若在RT上擦一些酒精，多用电表 指针将如何偏转？若用吹风机将热风吹向热敏电阻，多用电表指针将如何偏转？ 提示：由于酒精挥发，热敏电阻RT温度降低，电阻增大，多用电表指针将向左偏转；用吹风机将热风吹向热敏电阻，热敏电阻RT温度升高，电阻减小，多用电表指针将向右偏转。 课堂探究 角度1　热敏电阻 (多选)(2024·成都外国语学校校考)为保证师生用电安全，学校电路系统中安装有由热敏电阻制成的温度监测器，如图为理想变压器，原、副线圈匝数比为3∶1，原线圈接交流电压u＝220 sin(100πt)V，图中电压表和电流表为理想交流电表，RT为阻值随温度的升高而减小的热敏电阻，R1为定值电阻，则下列说法正确的是 A．变压器输入与输出功率之比为3∶1 B．变压器副线圈中电流的频率为50 Hz C．当RT处温度升高时，电压表示数不变 D．当RT处温度升高时，电流表示数减小 例2 √ √ 解题指导　本题将热敏电阻与变压器有机结合，分析中注意温度升高，热敏电阻阻值减小，然后结合含变压器电路的动态分析来解决。 理想变压器输入与输出功率之比为1∶1，故A错误；变压器原、副线圈中电流的频率不变，为f＝ Hz＝50 Hz，故B正确；RT处温度升高时，不会影响变压器的输入电压值，故C正确；RT处温度升高时，电阻减小，原、副线圈的匝数及原线圈电压不变，则副线圈电压不变，R1为定值电阻，由I2＝ 可知，电流表示数增大，故D错误。 角度2　光敏电阻 (多选)(2024·雅安高二期末)某小区为积极响应市政府提出的“迎峰度冬”节约用电工作，拟将小区路灯电路进行改造，实现路灯亮度自控。如图为其内部电路简化原理图，电源电动势为E，内阻为r，RL为光敏电阻(光照强度增加时，其电阻阻值减小)。现减小光照强度，下列判断正确 的是 A．电源的效率变大 B．A灯和B灯都变亮 C．R0两端电压变大 D．电源内部发热功率不变 例3 √ √ 解题指导　光照强度减小，光敏电阻阻值增大，然后根据电路动态分析的步骤分析即可。 根据Pr＝I ·r，可知电源内部发热功率减小，根据U＝E－I总r，可知路端电压增大，根据I＝ ，可知通过A灯的电流增大，A灯变亮，而通过R0的电流减小，其两端电压减小，则B灯两端电压增大，B灯变亮，故B正确，C、D错误。 1．电阻式传感器性能的比较 － 热敏电阻 金属热电阻 光敏电阻 电阻应变片 特点 正温度系数的热敏电阻随温度升高电阻变大；负温度系数的热敏电阻随温度升高电阻减小 电阻率随温度的升高而增加 在强光下电阻小，在弱光下电阻大 受到拉力时，电阻变大；受到压力时，电阻变小 敏感材料 半导体 金属 把硫化镉涂敷在绝缘板上，其表面镀银 金属材料 探究归纳 － 热敏电阻 金属热电阻 光敏电阻 电阻应变片 优点 灵敏度好 测温范围大 灵敏度好 灵敏度好 原理 温度影响电阻率 无光照时，载流子极少，导电性能差；随着光照的增强，载流子增多，导电性能变好 R＝ρ 应用 空调机 电饭煲 照相机 电子秤 探究归纳 2.传感器问题中电路动态分析的四点注意 (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)如果是其他元件引起的电路变化可具体问题具体分析。 (4)结合电路结构特点及局部阻值的变化，根据闭合电路的欧姆定律等规律分析有关物理量的变化。 探究归纳 针对练1. (多选)如图所示，在电路中接一段钨丝，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，下列说法中正确的是 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的化学性质 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) √ √ 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，利用钨丝的该物理性质，可以制成温度传感器，该传感器能够把温度这个热学量转换为电阻这个电学量，故选AC。 针对练2.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到t1时间内，升降机一定静止 B．t1到t2时间内，升降机可能做匀加速直线运动 C．t1到t2时间内，升降机运动时的加速度在变化 D．t2到t3时间内，升降机可能向下匀速运动 √ 0～t1时间内，电流不变，根据闭合电路的欧 姆定律可知电路中的总阻值不变，升降机可 能静止也可能做匀速运动，故A错误；t1～t2时 间内，电流增大，则电阻减小，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N－mg＝ma，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，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N′－mg＝ma′，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。 返回 知识点三　电容式传感器与霍尔传感器 返回 一、电容式传感器及其应用 传感器种类 图解 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 传感器种类 图解 原理 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 传感器种类 图解 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x的变化情况 (多选)(2024·江苏苏州中学阶段测试)传感器是智能社会的基础元件。如图为电容式位移传感器的示意图，测出电容C的变化即可知道物体位移x 的变化， 表示该传感器的灵敏度。电容器极板和电介质板长度均为L， 测量范围为－ ，下列说法正确的是 A．若电容器的电容变大，物体向－x方向运动 B．若电容器的电容变大，物体向＋x方向运动 C．电介质的相对介电常数越大，传感器灵敏度越高 D．电容器的板间电压越大，传感器灵敏度越高 例4 √ √ 根据电容决定式C＝ 可知，电容器的电容变大，说明电容器极板间的电介质板长度增加，则物体沿－x方向运动，故A正确，B错误；电介质的相对介电常数εr越大，电介质板移动相同的位移，电容的变化量ΔC越大，传感器灵敏度越高，故C正确；电容器的板间电压变大，但电容不变，则传感器灵敏度不变，故D错误。 √ 针对练1.如图为测定压力的电容式传感器，将平行板电容器、灵敏电流表(零刻度在中间)和电源串联成闭合回路，当压力F作用于可动膜片电极上时，膜片发生形变，引起电容的变化，导致灵敏电流表指针偏转。在对膜片开始施加压力使膜片电极从图中的虚线推到图中实线位置并保持固定的过程中，灵敏电流表指针偏转情况为(电流从电流表正接线柱流入时指针向右偏) A．向右偏到某一刻度后回到零刻度 B．向左偏到某一刻度后回到零刻度 C．向右偏到某一刻度后不动 D．向左偏到某一刻度后不动 压力F作用时，极板间距离d变小，由C＝ 可知，电容器电容C变大，又根据Q＝CU，极板带电荷量变大，所以电容器应充电，灵敏电流表中通过由正接线柱流入的电流，所以灵敏电流表指针将右偏，F不变，极板保持固定后，充电结束，指针回到零刻度，故A正确。 √ 针对练2. 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 由C＝ 可知P、Q间距离d增大时，电容C减小，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，所以C错误，D正确。 二、霍尔传感器及其应用 霍尔传感器是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。 1. 霍尔元件的工作原理：E、F间通入恒定的电流I，同时外加与薄片垂直的磁场B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漂移，使M、N间出现电压(如图所示)。 2．霍尔元件在电流、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。 √ (多选)如图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 例5 √ √ 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点聚集，M点感应出等量的负电荷，所以M点电势比N点电势低，A错误；根据霍尔元件的特点可知，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，D正确。 √ 针对练．(2024·河南洛阳期中)利用霍尔效应制作的霍尔元件，广泛应用于测量和自动控制等领域。如图是霍尔元件的工作原理示意图，磁场磁感应强度为B，方向垂直于霍尔元件的工作面向下，通入图示方向的电流I时，C、D两侧面会形成电势差，则下列说法正确的是 A．电势差仅与材料有关 B．若霍尔元件的载流子是自由电子，则电势差UCD<0 C．仅增大磁感应强度时，电势差变小 D．在测定地球赤道上方地磁场的磁感应强度时，元件的工作面应保持 水平 电势差UCD不仅与材料有关，还与磁感应强度大小、电流大小有关，A错误；若霍尔元件的载流子是自由电子，根据左手定则，电子受洛伦兹力向C端移动，因此电势差UCD<0，B正确；根据qE＝qvB，U＝Ed＝Bvd，可知仅增大磁感应强度时，电势差UCD变大，C错误；在测定地球赤道上方地磁场的磁感应强度时，元件的工作面应保持竖直，让磁感线穿过工作面，D错误。 返回 随堂演练 对点落实 返回 √ 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，D错误。 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 √ √ √ 2．温度传感器广泛应用于家用电器中，它是利用金属热电阻的阻值随温度变化的特性来工作的。如图甲为某装置中的传感器工作原理图，已知电源的电动势E＝3.0 V，内阻不计，G为灵敏电流计，其内阻Rg保持不变；R为金属热电阻，其阻值随温度的变化关系如图乙所示。闭合开关S，当R的温度等于20 ℃时，电流计示数I1＝2 mA；当电流计的示数I2＝1 mA时，金属热电阻的温度是 A．40 ℃ B．60 ℃ C．80 ℃ D．100 ℃ 由题图乙可知，当温度为20 ℃时，金属热电阻的阻值为1 000 Ω，由闭合电路欧姆定律可得E＝1 000I1＋I1Rg；当电流计示数为I2时，由闭合电路欧姆定律得E＝I2R＋I2Rg，联立并代入数据解得R＝2 500 Ω，由题图乙可知金属热电阻为2 500 Ω对应的温度是80 ℃，故选C。 √ 3．(多选)(选自沪科版新教材课后练习)如图是一种测定压力的电容式传感器。当待测压力F作用于可动膜片电极上时，可使膜片产生形变，引起电容的变化。如果将这个电容式传感器、电流计和电源串接成闭合电路， 那么 A．当F向上压膜片电极时，电容将变小 B．当F向上压膜片电极时，电容将变大 C．若电流计示数有变化，则表明压力F发生变化 D．若电流计示数有变化，则表明压力F不发生变化 √ 当F向上压膜片电极时，距离d变小，则根据C＝ 可知，电容变大， A错误，B正确；若电流计示数有变化，则可能是电容器充电或放电，即电容发生了变化，表明压力F发生了变化，C正确，D错误。 4．(多选)霍尔元件的结构牢固，体积小，重量轻，寿命长，安装方便，功耗小，频率高(可达1 MHz)，耐震动，不怕灰尘、油污、水汽及烟雾等的污染或腐蚀，所以得到了广泛的应用。如图甲是常见的两种霍尔元件，如图乙为其工作的原理图。在霍尔元件中通以大小恒定的电流，方向由a向b，将一磁体靠近时，在c、f两端将会有一定的电势差，下列说法正确的是 A．磁场无论是什么方向，c、f两端都会有电势差 B．只要保持磁感应强度大小不变，无论怎样改变磁场的方向，c、f两端的电势差都不会发生变化 C．当磁感应强度大小不变时，c、f两端的电势差会随所加磁场方向的变化而变化 D．在加上某一方向的磁场后，如果c、f两端有电势差，其数值会随磁感应强度的增大而增大 √ √ 霍尔元件的工作原理是磁场对运动电荷产生力的作用，但当电荷运动的方向与磁场方向平行时，就不会受到磁场力的作用，c、f两端就不会产生电势差，选项A、B错误，C正确；当加上某一方向的磁场时，如果c、f两端产生电势差，由UH＝k 可得，电势差的数值会随磁感应强度在垂直于元件平面方向上的分量的增大而增大，选项D正确。 返回 课 时 测 评 返回 1.(2024·陕西西安高二期中)下列有关传感器的说法中错误的是 A．传感器是将电学量转化成非电学量的装置 B．传感器工作的一般流程：非电信息→敏感元件→处理电路→电信息 C．霍尔元件能把磁感应强度这个磁学量转换成电压这个电学量 D．枪式测温仪利用了红外传感器 √ 传感器是将非电学量转化成电学量的装置，故A错误；传感器工作的一般流程是非电学量，比如光信号、压力信号等，通过敏感元件后，由电路处理，变为电信号，故B正确；霍尔元件能把磁感应强度这个磁学量转换成电压这个电学量，故C正确；枪式测温仪应用了红外传感器，故D正确。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 √ 手靠近干手机后，使电容式传感器的电容改变，干手机内的电热器工作。 2．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，手靠近干手机能使传感器工作，是因为 A．改变湿度 B．改变温度 C．改变磁场 D．改变电容 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 √ 当干簧管周围存在磁场时，两个簧片被磁化，就会相互吸引，所以接入电路中相当于开关，作为电控元件以实现自动控制的，故C、D正确。 3. (多选)如图所示，干簧管放在磁场中时两个簧片能被磁化。关于干簧管，下列说法正确的是 A．干簧管接入电路中相当于电阻 B．干簧管是根据热胀冷缩的原理制成的 C．干簧管接入电路中相当于开关 D．干簧管是作为电控元件以实现自动控制的 √ 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 √ 4．机器人可以通过外部传感器来感知外部环境和外界事物，下列说法有误的是 A．温度传感器让其感知温度变化，此传感器是热敏电阻，阻值一定随温度升高而增大 B．光电传感器可以作为眼睛，此传感器若是光敏电阻，则阻值一定随光亮度增加而减小 C．超声波传感器可以作为耳朵，让其听到常人听不到的声音 D．压力传感器可以使其有“手感” 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 温度传感器能够将温度转化为电学量，即感知温度变化，此传感器有热敏电阻、金属热电阻，根据热敏电阻与金属热电阻的特性可知阻值不一定随温度升高而增大，故A错误，符合题意；光电传感器可以作为眼睛，此传感器若是光敏电阻，则阻值一定随光亮度增加而减小，故B正确，不符合题意；超声波传感器是将声量转化为电学量，可以作为耳朵，让其听到常人听不到的声音，故C正确，不符合题意；压力传感器可以将压力转化为电学量，可以使物体有“手感”，故D正确，不符合题意。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 √ LDR由半导体材料制成，受光照影响电阻会发生变化，严重污染时，透过污水照到LDR上的光线较少，LDR电阻较大；白天和晚上自然光强弱不同，会影响LDR的电阻，故A正确。 5．如图所示，用光敏电阻LDR(其阻值随光照增强而减小)和灯泡制成一种简易水污染指示器，下列说法正确的是 A．严重污染时，LDR是高电阻 B．轻度污染时，LDR是高电阻 C．无论污染程度如何，LDR的电阻不变，阻值由材料本身因素决定 D．该仪器的使用不会因为白天和晚上受到影响 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 √ 6．传感器是把非电学物理量(如位移、速度、压力、角度等)转换成电学物理量(如电压、电流、电荷量等)的一种元件。如图中的甲、乙、丙、丁是四种常见的电容式传感器，下列说法正确的是 A．图甲中两极间的电荷量不变，若电压减小，可判断出h变小 B．图乙中两极间的电荷量不变，若电压增大，可判断出θ变小 C．图丙中两极间的电压不变，若有电流流向传感器的负极，则x变小 D．图丁中两极间的电压不变，若有电流流向传感器的正极，则F变大 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 题图甲中两极间的电荷量不变，若电压减小，则由电容的定义式C＝ 分析可知，电容增大，由电容的决定式C＝ 可知，两极间正对面积增大，h变大，A错误；题图乙中两极间的电荷量不变，若电压增大，则电容减小，极板正对面积减小，θ变大，B错误；题图丙中两极间的电压不变，若有电流流向传感器的负极，说明电容器在放电，电荷量减小，电容减小，电介质向外移动，则x变大，C错误；题图丁中两极间的电压不变，若电流流向传感器的正极，说明电容器在充电，电荷量增加，电容增大，两电极间距离减小，则F变大，D正确。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 √ 7. (多选)(2024·广东东莞高二期末)如图是一种油箱内油面高度检测装置的示意图。图中油量表由电流表改装而成，金属杠杆的一端接浮标，另一端触点O接滑动变阻器R。当油箱内油面下降时，下列分析正确的有 A．触点O向下滑动 B．触点O向上滑动 C．电路中的电流增大了 D．电路中的电流减小了 √ 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 当油面下降时，浮标位置降低，在杠杆作用下，触点O向上滑动，连入电路的阻值变大，电路中的电流变小，电流表示数变小，故B、D 正确。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 √ 8. 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片P移动，通过电压表显示的数据来反映物体M位移的大小x。假设电压表是理想电表，物体M不动时，滑片P位于滑动变阻器正中间位置，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，电路中没有电流 D．物体M不动时，电压表没有示数 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 电压表为理想电表，则电压表不分流，故滑片P移动时不会改变电路的电阻，也就不会改变电路中的电流，且电路中始终有电流，故A、C错误；电压表测的是滑片P左侧电阻分得的电压，故其示数随物体M的运动即滑片P的移动而变化，物体M不动时，电压表仍有读数，故B正确，D错误。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 9．(2024·广东汕头期中)如图甲所示，条形码扫描笔的原理是扫描笔头在条形码上匀速移动时，遇到黑色线条，发光二极管发出的光线被吸收，光敏三极管接收不到反射光，呈高阻抗；遇到白色间隔，光线被反射到光敏三极管，三极管呈低阻抗。光敏三极管将条形码变成一个个电脉冲信号，信号经信号处理系统处理，即完成对条形码信息的识别，等效电路图如图乙所示，其中R为光敏三极管的等效电阻，R0为定值电阻，下列判断正确的是 A．当扫描笔头在黑色线条上移动时，信号处理系统获得高电压 B．当扫描笔头在白色间隔上移动时，信号处理系统获得高电压 C．扫描速度对信号处理系统接收到的电压信号无影响 D．扫描笔头外壳出现破损时仍然能正常工作 √ 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 信号处理系统获得的电压是R0两端的电压，当扫描笔头在黑色线条上移动时，R阻值较大，根据闭合电路欧姆定律，回路中电流很小，则R0两端的电压很低，信号处理系统获得低电压；当扫描笔头在白色间隔上移动时，R阻值较小，回路中电流较大，则R0两端的电压较高，信号处理系统获得高电压，A错误，B正确；扫描速度不同，信号处理系统接收到的因同一黑色线条(白色间隔)产生的低(高)电压的时间不同，C错误；扫描笔头外壳出现破损时，外面的光可能会照射到光敏三极管，影响其等效电阻，导致信息读取错误，D错误。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 √ 10．图甲是利用霍尔元件制成的可以测得自行车运动速率的自行车速度计。一块磁铁安装在自行车前轮上，轮子每转一圈，这块磁铁就靠近传感器一次，传感器会输出一个脉冲电压。图乙为霍尔元件的工作原理图，电源输出电压为U1。当磁铁产生的磁场靠近霍尔元件时，霍尔元件前后侧面出现电势差，记为霍尔电压U2。下列说法正确 的是 A．图乙中霍尔元件的载流子带正电 B．自行车的车速越大，霍尔电压U2越大 C．若电源输出电压U1变小，霍尔电压U2仍保持不变 D．已知自行车车轮的半径，根据单位时间内传感器输出的脉冲电压数即可求得车轮转动速度的大小 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 由题图乙可知，霍尔元件的前侧面电势低，后侧面电势高，根据左手定则可知，霍尔元件的电流I是由负电荷定向运动形成的，即霍尔元件的载流子带负电，故A错误；载流子在磁场作用下稳定后，有qvB＝q ，解得U2＝Bdv，由电流的微观定义式I＝nqSv，n是单位体积内的载流子数，q是单个载流子所带的电荷量，S是霍尔元件左右侧面的横截面积，v是载流子运动的速度， 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 联立解得U2＝ ，可知霍尔电压U2与车速大小无关，故B错误；若电 源输出电压U1变小，那么电流I减小，由公式U2＝ 可知霍尔电压U2 将减小，故C错误；根据单位时间内传感器输出的脉冲电压数，可求得车轮转动周期，从而求得车轮的角速度，最后由线速度公式，结合车轮半径，即可求得车轮转动的速度大小，故D正确。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 11．某电子秤的原理简图如图所示。AB为一均匀的滑动变阻器，长度为L，两边分别有P1、P2两个滑动头，轻质弹簧上端与P1及托盘底部相连，下端固定。弹簧原长时P1和P2均指在A端。若P1、P2间出现电压时，该电压经过放大，通过信号转换后在显示屏上就能显示出被称物体的质量。已知弹簧的劲度系数为k，托盘质量为m0，电源电动势为E，内阻不计。重力加速度为g。在托盘上未放物体时需要先校准零点，即未放被称物体时电压为零。则 A．校准零点时，不需要移动滑动头P2 B．校准零点时，两滑动头间的距离为 C．滑动头P1滑至B端时，被称物体的质量为 D．被称物体的质量m与两滑动头间电压U的关系为m＝ U √ 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 未放被称物体时电压为零，即P1、P2两点等电势， 校准零点时，需要移动滑动头P2，让两滑动头间的 距离为0，故A、B错误；设被称物体质量为m1时， P1滑至B端，有kL＝(m0＋m1)g，解得m1＝ －m0， 故C错误；未放被称物体时，两滑动头P1、P2距A点的距离设为x0，有kx0＝m0g，放被称物体质量为m时，两滑动头P1、P2间距离为x，有k(x0＋x)＝(m0＋m)g，由欧姆定律知两滑动头P1、P2间的电压为U＝IRx＝ Rx，又 ，联立解得m＝ U，故D正确。 返回 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 谢 谢 观 看 ！ 第五章 传感器 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 ＝＝ 电源的效率为η＝×100%＝×100%，减小光照强度，光敏电阻阻值增大，则外电阻增大，电源的效率增大，故A正确；减小光照强度，其电阻阻值增大，根据I总＝，可知总电流减小， ≤x≤ 解题指导　由C＝知电介质板插入越长，C越大，在电介质插入长度相同时，εr越大，越大，传感器灵敏度越高。 ＝ $