第五章 传感器 章末总结 课件 -2025-2026学年高二下学期物理粤教版选择性必修第二册

该高中物理传感器单元复习课件系统梳理了传感器的组成、特性及应用，通过知识网络将被测量（电学量、光信号）、转换元件（热敏电阻、半导体）、转换电路及特性描述等核心内容串联，帮助学生构建完整的传感器知识体系。 其亮点在于聚焦命题热点设计分层练习，如通过伏安法测热敏电阻阻值、压力传感器电路应用等实验题，培养学生科学探究和科学推理能力。这种设计既巩固知识，又帮助教师精准把握学情，提升复习效率。

章末总结 「知识网络」 被测量 可用信号 转换元件 转换电路 转换元件 转换电路 电学量 热敏电阻 变大 变小 变小 光信号 电信号 半导体 减小 亮暗 「命题热点」 命题热点1　传感器的原理 1.已知一热敏电阻当温度从10 ℃升至60 ℃时阻值从几千欧姆降至几百欧姆,某同学利用伏安法测量其阻值随温度的变化关系. (1)实验中得到的该热敏电阻阻值RT随温度T变化的曲线如图甲所示.若某次测量中电压表和毫安表的示数分别为5.6 V和2.0 mA,则此时热敏电阻的阻值为　　　　kΩ(结果保留2位有效数字).由图甲可知,此时室温为　　　　℃ (结果保留3位有效数字).  2.8 20.0 (2)利用实验中的热敏电阻可以制作温控报警器,其电路的一部分如图乙所示.图中E为直流电源(电动势为10 V,内阻可忽略);当图中的输出电压达到或超过6.0 V时,便触发报警器(图中未画出)报警.则图中　　　　(选填“R1”或“R2”)应使用热敏电阻.  R1 【解析】 (2)该温控报警器是高温报警装置,温度升高,热敏电阻的阻值将减小.根据题图乙可知,在温度升高时R2两端的输出电压应增大,所以R1应为热敏电阻. 2.半导体薄膜压力传感器阻值会随压力变化而改变.某小组设计实验测量一薄膜压力传感器在不同压力下的阻值RF,其阻值约几十千欧,现有以下器材: 电源:电动势3 V,内阻不计; 电流表A1:量程0～250 μA,内阻约为50 Ω; 电流表A2:量程0～250 mA,内阻约为10 Ω; 电压表V:量程0～3 V,内阻约为20 kΩ; 滑动变阻器R:阻值范围0～100 Ω; 压力传感器RF,开关S,导线若干. 请完成下列问题: (1)通过多次实验测得其阻值RF随压力F变化的RF-F图像如图甲所示,由图甲可知压力越大,压力传感器的阻值　　　　(选填“越大”或“越小”).  越小 【解析】 (1)由题图甲可知,压力越大,压力传感器的阻值越小. (2)为了提高测量的准确性,电流表应选　　　　(选填“A1”或“A2”).  A1 (3)完成前面的实验工作后,将该压力传感器接入如图乙所示的电路中,制作成简易电子秤,它的主要构成有压力传感器RF,定值电阻R0=14 kΩ,理想电流表 (量程0～250 μA),电动势为6 V的电源,电源内阻不计.将该电子秤水平放置在竖直方向运动的电梯里,在托盘上放一砝码,托盘和砝码的总质量为600 g,电流表示数为200 μA,重力加速度g取9.8 m/s2.通过计算可知压力传感器的阻值为　　　　kΩ,可得电梯的加速度大小为　　　 　 m/s2,电梯的运动状态可能是　　　　　　　　　　　　　　　　.  16 0.2 向上加速运动或向下减速运动 D 命题热点2　传感器的应用 4.酒驾严重危害了公共交通安全,打击酒驾现象已成为日常.图甲为某种酒精检测仪,核心部件为酒精气体传感器,其电阻R1与酒精气体浓度c的关系如图乙所示. (1)某同学自行设计了简易酒精检测仪,如图丙所示,用到的器材有酒精气体传感器R1、电源(电动势为9.0 V,内阻未知)、电流表(满偏电流为100 mA,内阻为9.5 Ω),闭合开关,周围无酒精气体,发现电流表刚好满偏,则电源内阻为　 Ω;用该仪器　　　　　(选填“能”或“不能”)检测酒驾.  0.5 不能 驾驶员状态 非酒驾 酒驾 酒精气体浓度标准(mg·mL-1) 小于0.2 大于或者等于0.2 检测器状态 只有绿灯亮 绿灯、红灯都亮 (2)另一位同学查阅酒精检测仪说明书时看到如表,他根据自己的理解将酒精检测仪的内部电路简化为图丁.只有绿灯亮表示被测试者非酒驾,红绿灯一起亮表示被测试者酒驾.图丁中电源电动势为9.0 V,内阻不计,R2为定值电阻, R1为酒精气体传感器,L1、L2是彩色小灯泡,颜色一红一绿,小灯泡电压达到0.7 V才会发光,则红灯为　　　　(选填“L1”或“L2”),当红灯刚亮时通过其电流大小为　　　　A(结果保留2位有效数字).  L1 0.28 感谢观看 【解析】 (1)用伏安法测电阻,电压表和毫安表的示数分别为5.6 V和 2.0 mA,热敏电阻的阻值RT== Ω=2.8×103 Ω=2.8 kΩ,根据题图甲可知RT=2.8 kΩ时,对应的温度的值为20.0 ℃. 【解析】 (2)由题图甲知,RF的最小阻值为14 kΩ,电路中最大电流为Imax== A≈214 μA,故为了提高测量的准确性,电流表应选A1. 【解析】 (3)由闭合电路欧姆定律得I=,代入数据解得RF=16 kΩ.由题图甲可知,当RF=16 kΩ时,压力传感器的示数为F=6.0 N,由牛顿第二定律得F-mg=ma,解得a=0.2 m/s2.因为加速度方向竖直向上,且不知道电梯的运动方向,故电梯的运动状态可能是向上加速运动或向下减速运动. 3.一位同学设计的防盗门报警器的简化电路示意图如图所示.门打开时,红外光敏电阻R3受到红外线照射,电阻减小;门关闭时会遮蔽红外线源(红外线源没有画出).经实际试验,可知灯的亮灭情况能反映门的开关状态.门打开时两灯的发光情况及R2两端电压与门关闭时相比(　　) [A] 红灯亮,变大 [B] 绿灯亮,变大 [C] 绿灯亮,变小 [D] 红灯亮,变小 【解析】 当门打开时,R3受红外线照射,电阻减小,则总电阻减小,总电流I增大, R2两端电压=E-I(R1+r)减小,R2中的电流=减小,所以R3中电流=I-增大,电磁继电器产生的磁场增强,把衔铁吸下,红灯亮,选项D正确. 【解析】 (1)电流表刚好满偏,则电流表两端电压为UA=IRA=0.95 V,此时周围无酒精气体,由题图乙知,此时R1=80 Ω,其两端电压为U1=IR1=8 V,则电源内阻为r==0.5 Ω.当无酒精气体时,R1的电阻最大,此时电流表刚好满偏,若有酒精气体时,R1的电阻变小,电路中的电流变大,超过电流表的最大量程,所以不能检测酒驾. 【解析】 (2)小灯泡电压达到0.7 V才会发光,所以亮绿灯的小灯泡需要保证两端的电压一直大于或等于0.7 V.R1在测量酒驾的时候电阻会发生改变,初始电阻变大时小灯泡L1应不亮,电阻变小时小灯泡L1亮,这样才可以查出酒驾,所以一直亮绿灯的小灯泡应当与定值电阻接在一起,所以L2是绿灯,L1是红灯.当酒精浓度达到0.2 mg·mL-1时,L1会变亮,此时L1两端电压为0.7 V,已知电源电动势为9.0 V,则R1两端电压为8.3 V,根据题图乙可知R1的电阻为30 Ω,则当红灯亮时,通过其电流大小为I1== A≈0.28 A. $