第13章 第4讲 传感器及用其制作简单的自动控制装置-2027届高考物理一轮复习考点精讲（通用版）

该高中物理高考复习课件聚焦“传感器及自动控制装置”专题，依据高考评价体系梳理了传感器工作原理、敏感元件特性、自动控制电路制作及应用四大核心考点，通过考纲衔接明确“原理理解”占50%、“实验操作”占30%的高频考查权重，归纳了选择、实验两大常考题型。 课件亮点在于“真题解析+实验建模+素养提升”的备考策略，如以全国卷热敏电阻测量实验为载体，运用等效替代法突破电路设计与数据处理，培养学生科学探究和科学思维素养。通过电子秤力传感器等典例解析，构建“非电学量→电学量”转换模型，帮助学生掌握实验题答题技巧，教师可依托此课件实现考点精准突破，提升复习效率。

第十三章　交变电流　 电磁振荡与电磁波　传感器 第4讲　传感器及用其制作简单的自动控制装置 -- 第十三章　交变电流　电磁振荡与电磁波　传感器 1．知道非电学量转换成电学量的技术意义。 2．知道传感器的工作原理。 3．能完成“利用传感器制作简单的自动控制装置”实验。 4．能列举传感器在生产生活中的应用。 -- 第十三章　交变电流　电磁振荡与电磁波　传感器 -- 第十三章　交变电流　电磁振荡与电磁波　传感器 -- 第十三章　交变电流　电磁振荡与电磁波　传感器 -- 第十三章　交变电流　电磁振荡与电磁波　传感器 -- 第十三章　交变电流　电磁振荡与电磁波　传感器 -- 第十三章　交变电流　电磁振荡与电磁波　传感器 AD -- 第十三章　交变电流　电磁振荡与电磁波　传感器 -- 第十三章　交变电流　电磁振荡与电磁波　传感器 -- 第十三章　交变电流　电磁振荡与电磁波　传感器 -- 第十三章　交变电流　电磁振荡与电磁波　传感器 -- 第十三章　交变电流　电磁振荡与电磁波　传感器 -- 第十三章　交变电流　电磁振荡与电磁波　传感器 -- 第十三章　交变电流　电磁振荡与电磁波　传感器 -- 第十三章　交变电流　电磁振荡与电磁波　传感器 电阻箱的读数R0 仍为I0 电阻箱的读数R1 R0－R1＋150 Ω -- 第十三章　交变电流　电磁振荡与电磁波　传感器 -- 第十三章　交变电流　电磁振荡与电磁波　传感器 -- 第十三章　交变电流　电磁振荡与电磁波　传感器 谢谢观看 -- 第十三章　交变电流　电磁振荡与电磁波　传感器 考点一　传感器工作原理及其应用 【考点内化】 1．传感器及其工作原理。 (1)概念：能感受被测量的信息，并按照一定的规律转换成可用信号的器件或装置。 (2)组成：传感器一般由敏感元件、转换元件和转换电路三部分组成。 ①敏感元件：能直接感受或响应外界被测非电学量的部分。 ②转换元件：能将敏感元件输出的物理量转换成电学量输出。 ③转换电路：能把输出的电学量转换成易于测量的电学量。 2．常见的敏感元件。 (1)热敏电阻特性实验如图所示。 ①在烧杯内倒入少量冷水，放在铁架台上，将悬挂在铁架台上的温度计放入水中。 ②将多用电表的选择开关置于电阻挡，将两支表笔短接，调零后再将两支表笔分别与热敏电阻的两个输出端相连。 ③将热敏电阻放入烧杯内的水中，在电阻挡上选择合适的倍率，再重新调零，观察表盘指示的热敏电阻的阻值，填入设计好的表格内。 ④分几次向烧杯内倒入开水，观察不同温度时热敏电阻的阻值，记录在表格内。 ⑤把数据描绘成图线，分析热敏电阻的阻值是怎样随温度而变化的。 结论：热敏电阻的阻值随温度的升高而减小。 负温度系数热敏电阻的阻值随温度变化的特性曲线如图所示。 (2)光敏电阻特性实验如图所示。 ①将多用电表的选择开关置于电阻挡，选择合适的倍率，将两支表笔短接调零。 ②把多用电表的两支表笔接到光敏电阻的两个输出端，观察表盘指示的光敏电阻的阻值，填入设计好的表格内。 ③选择不同的光照强度(定性：强光、中光、弱光)照射光敏电阻，观察表盘所示光敏电阻阻值的变化，填入设计好的表格内。 ④通过比较测量的数据，分析光敏电阻的阻值怎样随光照强度而变化。 结论：光敏电阻的阻值随光照强度的增强而减小。 【考教衔接】 　(多选)(教材改编)如图是某电子秤的原理图，人只要站在踏板上，仪表G就能显示人的体重，踏板下面的传感器R实质是一个阻值可随压力大小而变化的电阻，显示体重的仪表G实质是理想电流表，如果不计踏板的质量，电阻R随人的体重G变化的函数关系式为R＝a－kG(a、k是常量，G和R的单位分别是N和Ω)，下列说法正确的是(　　) A．传感器R是一个力传感器 B．闭合开关测量时，电路中的电流随人的体重均匀变化 C．该秤零刻度线(即踏板空载时的刻度线)应标在电流表G刻度盘的零刻度处 D．如果要扩大电子秤的量程，滑动变阻器R′接入电路中的电阻应调大 解析：R是将压力信号转换成电信号的传感器，即力传感器，故A正确；闭合电路测量时，电路中的电流为I＝，显然与人的体重不成线性关系，故B错误；当重力为零时，电流最小，但不为零，故C错误；由Ig＝可知，kGm＝a＋r＋R′－，因此滑动变阻器接入电路中的电阻调大，可以扩大电子秤的量程，故D正确。故选AD。 考点二　利用传感器制作简单的自动控制装置 【考点内化】 1．制作自动控制电路的思路。 传感器的原理如下： →→→→ 因此，只要把传感器合理地安装在线路中某处发挥转换作用，其他的地方仍然按照电路元件的基本特点发挥作用，就达到了制作自动控制电路的目的。 2．几种常见的传感器的应用。 项目 构成 工作原理 应用 力传感 器—— 电子秤 电子秤的测力装置是力传感器，常用的一种力传感器由一个金属梁和两个应变片组成 在金属梁没有受力的情况下，金属梁处于水平状态，梁的上下应变片的长度不变且相等，两应变片的电阻大小也相等，当给金属梁施加竖直向下的力时，金属梁会向下弯曲，使得金属梁上面的应变片被拉长，电阻变大，两端电压也变大，而下边的应变片被挤压收缩，电阻变小，两端的电压也减小，使得两应变片的两端电压值不相等，存在差值，控制电路就通过这个差值，经过放大电路将差值信号放大，再在显示器上显示出数字，即力F的大小 测量汽车载重以及商店超市的电子秤 温度传感器——电饭锅 电饭锅的主要元件感温铁氧体是用氧化锰、氧化锌和氧化铁粉末混合烧结而成的 电饭锅工作时，按下开关按钮，感温铁氧体与永磁体接触，两个接线螺钉通过触点相连，电路接通，开始工作，电饭锅内温度升高，当达到103 ℃时，感温铁氧体与永磁体分离，带动触点分离，电路断开，不再加热，电饭锅停止工作 电饭锅的结构 光传感 器—— 火灾报 警器 利用烟雾对光的散射来工作的一种火灾报警器 带孔的罩子内装有发光二极管LED、光电三极管和不透明的挡板。平时光电三极管收不到LED发出的光，呈现高电阻状态。烟雾进入罩内后对光有散射作用，使部分光线照射到光电三极管上，其电阻变小。与传感器连接的电路检测出这种变化，就会发出警报 【考教衔接】 　(全国卷)如图，把一热敏电阻RT放在控温容器M内；A为电流传感器；E为直流电源，电动势约为3 V，内阻不计；R为电阻箱，最大阻值为999.9 Ω；S为开关。已知RT在95 ℃时的阻值为150 Ω，在20 ℃时的阻值约为550 Ω。现要求在降温过程中测量在20～95 ℃之间的多个温度下RT的阻值。 (1)在图中连线，完成实验原理电路图。 【答案】　见解析图 (2)完成下列实验步骤中的填空。 ①依照实验原理电路图连线。 ②调节控温容器M内的温度，使得RT的温度为 95 ℃。 ③将电阻箱调到适当的阻值，以保证仪器安全。 ④闭合开关，调节电阻箱，记录电流传感器的示数I0，并记录__________________。 ⑤将RT的温度降为T1(20 ℃<T1<95 ℃)；调节电阻箱，使得电流传感器A的读数__________，记录__________________。 ⑥温度为T1时热敏电阻的电阻值RT1＝__________________。 ⑦逐步降低T1的数值，直至20 ℃为止；在每一温度下重复步骤⑤⑥。 解析：(1)该实验中没有电压表，可以应用等效替代法测热敏电阻阻值，改变电阻箱接入电路的阻值，保持电路电流不变，则电路总电阻不变，因此应把电源、电流传感器、热敏电阻、电阻箱、开关串联接入电路，如图所示。 (2)④闭合开关，调节电阻箱，记录电流传感器的示数I0，并记录电阻箱的读数R0。⑤将RT的温度降为T1(20 ℃<T1<95 ℃)；调节电阻箱，使得电流传感器A的读数为I0，记录电阻箱的读数R1。⑥由闭合电路欧姆定律可得，温度为95 ℃时，有E＝I0(r＋RA＋RT＋R0)，即E＝I0(r＋RA＋150 Ω＋R0)，当RT的温度降为T1时，有E＝I0(r＋RA＋RT1＋R1)，联立解得RT1＝R0－R1＋150 Ω。 $