高考物理专题突破------传感器
2022届高考物理(重庆专用)第一轮复习专题实验：传感器的简单使用(含解析)
实验9：传感器的简单使用一、实验目的1．知道传感器的作用。
2．观察热敏电阻和光敏电阻的阻值是如何随热信号和光信号而变化的。
二、传感器的工作原理1．概念能够感受外界信息，并将其按照一定的规律转换成______的器件或装置，叫传感器。
2．组成一般由敏感元件、转换器件、转换电路三个部分组成。
3．原理通过对某一物理量敏感的元件，将感受到的物理量按一定规律转换成便于测量的量。
例如，光电传感器利用________将光信号转换成电信号；热电传感器利用________将温度信号转换成电信号。
4．流程5．传感器的分类（1）按输入量分类，如输入量分别为温度、压力、位移、速度、加速度等非电学量时，相应的传感器被称为____传感器、____传感器、____传感器、速度传感器、加速度传感器。
（2）按传感器的工作原理分类，可分为电阻传感器、电容传感器、电感传感器、电压传感器、霍尔传感器、光电传感器、光栅传感器等。
三、实验器材热敏电阻、光敏电阻、多用电表、烧杯、温度计、热水、光电计数器、强光源、学生电源、小灯泡、滑动变阻器、开关等。
四、实验步骤1．研究热敏电阻的热敏特性（1）将热敏电阻与欧姆表接成电路，如图所示。
（2）把多用电表置于“欧姆挡”，并选择适当的量程测出烧杯中没有热水时热敏电阻的阻值，并记下温度计的示数。
（3）向烧杯中注入少量的冷水，使热敏电阻浸没在冷水中，记下温度计的示数和多用电表测量的热敏电阻的阻值。
（4）将热水分几次注入烧杯中。
测出不同温度下热敏电阻的阻值，并记录。
（5）根据记录数据，把测量到的温度、电阻值填入下表中，分析热敏电阻的特性。
（6）在如图所示坐标系中，粗略画出热敏电阻的阻值随温度变化的图象。
（7）根据实验数据和R－t图线，得出结论：热敏电阻的阻值随温度的升高而减小，随温度的降低而增大。
2．研究光敏电阻的光敏特性（1）将光电传感器、欧姆表、灯泡、滑动变阻器如图所示电路连接好，其中多用电表置于欧姆“×100”挡。
高中物理 传感器(原理及典型应用) (提纲、例题、练习、解析)
传感器（原理及典型应用）【学习目标】1．知道什么是传感器，常见的传感器有哪些。
2．了解一些传感器的工作原理和实际应用。
3．了解传感器的应用模式，能够运用这一模式去理解传感器的实际运用。
4．了解传感器在生活、科技中的运用和发挥的巨大作用。
【要点梳理】要点一、传感器1．现代技术中，传感器是指这样一类元件：它能够感受诸如力、温度、光、声、化学成分等非电学量，并能把它们按照一定的规律转换为电压、电流等电学量，或转化为电路的通断。
把非电学量转换为电学量以后，就可以很方便地进行测量、传输、处理和控制了。
2．传感器原理传感器感受的通常是非电学量，如压力、温度、位移、浓度、速度、酸碱度等，而它输出的通常是电学量，如电压值、电流值、电荷量等，这些输出信号是非常微弱的，通常要经过放大后，再送给控制系统产生各种控制动作。
传感器原理如下图所示。
3．传感器的分类常用传感器是利用某些物理、化学或生物效应进行工作的。
根据测量目的不同，可将传感器分为物理型、化学型和生物型三类。
物理型传感器是利用被测量物质的某些物理性质（如电阻、电压、电容、磁场等）发生明显变化的特性制成的，如光电传感器、力学传感器等。
化学型传感器是利用能把化学物质的成分、浓度等化学量转换成为电学量的敏感元件制成的。
生物型传感器是利用各种生物或生物物质的特性做成的，用以检测与识别生物体内化学成分的传感器，生物或生物物质主要是指各种酶、微生物、抗体等，分别对应酶传感器、微生物传感器、免疫传感器等等。
要点二、光敏电阻光敏电阻能够把光照强弱这个光学量转换为电阻大小这个电学量，一般随光照的增强电阻值减小。
要点诠释：光敏电阻是用半导体材料制成的，硫化镉在无光时，载流子（导电电荷）极少，导电性能不好，随着光照的增强，载流子增多，导电性能变好。
要点三、热敏电阻和金属热电阻1．热敏电阻热敏电阻用半导体材料制成，其电阻值随温度变化明显。
如图为某一热敏电阻的电阻—温度特性曲线。
要点诠释：（1）在工作温度范围内，电阻值随温度上升而增加的是正温度系数（PTC）热敏电阻器；电阻值随温度上升而减小的是负温度系数（NTC）热敏电阻器。
2012年高考物理实验专题系列《传感器》
※概述“传感器”作为信息采集的重要元件，在自动控制、信息处理等技术中发挥着重要的作用，是高中物理的重要章节，是电磁学的基础内容，也是高考的热点内容之一。
从近年高考命题来看，试题越来越贴近物理知识的实际应用。
而近几年关于传感器的高考题也越来越多。
这类试题一方面检测了考生联想、迁移、分析、综合等能力，另一方面也可使考生明白高新科学技术并非空中楼阁，神奇非.※ 知识梳理（一） ※考纲解读传感器温 度 传感器意义：传感器是把非电学物理量（如位移、速度、压力、温度、湿度、流量、声强、光照度等）转换成易于测量、传输、处理的电学量（如电压、电流、电容等）或电路的通断的一种组件。
起自动控制作用。
机械鼠标器火灾报警器光控开关光传感器 敏感元件光敏电阻：是一种能感知光强的传感器，电阻随光照的增强而减小 热敏电阻：是一种能感知温度的传感器，电阻一般随温度升高电阻减小 金属热电阻：是一种能感知温度的传感器，温度升高电阻增大霍尔元件：是一种能感知磁场强弱的传感器电容式位移传感器：是一种能感知位移变化的传感器 干簧管：一种能感知磁场存在的传感器 常见传感器及应用力传感器----电子秤：将应变片的形变量转化为电压差 声传感器----话 筒：将声学量转化为电学量 电熨斗：双金属片温度传感器的作用:控制电路的通断 电饭锅：双金属片温度传感器的作用:控制电路的通断测温仪：将温度转化为电学量（不同温度发射红外线不同） 温度报警器：（二）基础巩固1．传感器是把物理量（如位移、速度、压力、温度、湿度、流量、声强、光照度等）转换成易于测量、传输、处理的量（如电压、电流、电容等）或电路的通断的一种组件。
起自动控制作用。
2．力电传感器主要是利用敏感元件和变阻器把学信号（位移、速度、加速度等）转化为学信号（电压、电流等）的仪器。
3．热电传感器是利用电阻的阻值会随温度的变化而变化的原理制成的，如各种家用电器（空调、冰箱、热水器、饮水机、电饭煲等）的控制、火警报警器、恒温箱等。
高考物理二轮复习系列 《传感器应用专题》课件
解：a=2kS/m
10
0
10
∴ S=ma/2k
U=U0 Rx / R = U0 S / L =maU0 / 2kL =mU0 a / 2kL∝a
P
U0
U
8
（3）测 力
例题：（风力测定仪）如图所示为一种测定风作用力的仪器原
理图，图中P为金属球，悬挂在一细长裸金属丝下面，O是悬挂点， R0是保护电阻，CD是水平放置的光滑电阻丝，与悬挂小球的细金 属丝始终保持良好接触，无风时细金属丝与电阻丝在C点接触，此 时电路中的电流为I，有风时细金属丝将偏转一角度θ（θ与风力大 小有关），细金属丝与电阻丝在C/点接触，已知风力方向水平向左， OC=h，CD=L，球的质量为M，电阻丝单位长度的电阻为k，电源 内电阻和细金属丝电阻均不计，金属丝偏转θ角时，电流表的示数
高考物理二轮复习系列 课件
1
《传感器应用专题》
2
一、传感器的含义
传感器是把非电学物理量（如位移、速度、压力、温度、湿度、 流量、声强、光照度等）转换成易于测量、传输、处理的电学量 （如电压、电流、电容等）的一种组件，起自动控制作用。一般由 敏感元件、转换器件、转换电路三个部分组成，如：
非电物理量 敏感元件 转换器件 转换电路
C．方向向左，大小为 2k S/m
P
D. 方向向右，大小为 2k S/m
U
7
2. 若电位器（可变电阻）总长度为L，其电阻均匀， 两端接在稳压电源U0上，当导弹以加速度a沿水平方向 运动时，与滑块连接的滑动片P产生位移，此时可输 出一个电信号U，作为导弹惯性制导系统的信息源， 为控制导弹运动状态输入信息，试写出U与a 的函数关 系式。
为I/，此时风力大小为F，试写出： ①风力大小F与θ的关系式；
高考物理考点详析 传感器
一、传感器 1．定义：传感器是能把力、温度、光、声、化学成分等物理量，按照一定的规律转换为便于传送和处理的另一个物理量（通常是电压、电流等电学量），或转换为电路的通断的元件。
2．工作原理：非电学量→敏感元件→转换器件→转换电路→电学量二、常见传感器元件名称输入物理量 输出物理量 变化规律 干簧管磁场 电路通断 有磁场电路接通，无磁场电路断开 金属热电阻温度 电阻 温度越高，电阻率越大 热敏电阻温度 电阻 温度越高，电阻率越小 光敏电阻光强 电阻 光照越强，电阻率越小 电容式位移传感器位移 电容 r 4πS C kd ε=，改变εr 、S 、d 霍尔元件磁感应强度 电压 H IB U k B d =∝ 应变片形变 电压 拉伸电阻变大，压缩电阻变小 双金属片温度 电路通断 热膨胀系数不同，升高相同温度，膨胀程度不同 感温铁氧体 温度电路通断 常温具有铁磁性，温度高于居里温度失去铁磁性（2018·江苏省如东高级中学高二上学期阶段测试）某温控电路的原理如图所示，M R 是半导体热敏电阻，R 是滑动变阻器，某种仪器要求在15~27℃℃的环境中工作，当环境温度偏高或偏低时，控制器会自动启动降温或升温设备，下列说法中正确的是R的阻值减小A．环境温度降低，MU变大B．环境温度升高，abU变大C．滑片P向下移动时，abD．调节滑片P的位置能改变降温和升温设备启动时的临界温度【参考答案】D【详细解析】A、R M是半导体热敏电阻，环境温度降低时，R M的阻值增大，故A错误；B、环境温度升高时，R M的阻值减小，根据串联电路中电压与电阻成正比，可以知道U ab变小，故B错误；C、滑片P 向下移动时，R增大，总电流减小，则U ab变小，故C错误；D、调节滑片P时，可改变U ab，从而改变升温和降温设备启动时的临界温度，所以D选项是正确的。
综上所述本题答案是D。
【名师点睛】电阻类传感器主要分为金属热电阻和半导体材料电阻两类，前者的电阻率随温度升高而增大，后者的电阻率随温度升高或光照增强而减小。
高考物理复习实验传感器的简单应用课件 新人教版
• (3)连线图如图乙所示
• 【例2】 (2009·安徽十校测试)某同学用 如图甲所示的电路测量一个电容器的电 容．图中R为20kΩ的电阻，电源电动势 为6.0V.将传感器连接在计算机上，经处 理后，画出电容器i—t图象如图乙所示
• (2)将多用电表的选择开关置于欧姆挡，
选倍率择合适的
，并进行欧姆调零．
• (3)待温度计示数稳定后，把测得的温度、 电阻值填入表中．
• (4)分几次向烧杯中倒入少量热水，测得 几组温度、电阻值填入表中．
• (5)在坐标纸上，描绘出热敏电阻的阻值R 随温度t变化的R－t图线．
• (6)结论：该热敏电阻的阻值随温度的升 高减小而__________.
线和少部分光线时，测得的电阻值填入
下表中.
光照强 度
中(挡住少 强(正常光) 部分光
线)
弱(挡住 大部 分光 线)
R/Ω
• (5)结论
• ●深化拓展
• 实验注意事项
• 1．在做热敏实验时，加热水后要等一会 再测其阻值，以使电阻温度与水温相同， 并同时读出水温．
• 2．可用图象法研究电阻随温度变化的规 律．
• C．小灯泡的亮度变强
• D．小灯泡的亮度变弱
• 解析：温度降低时R2增加，干路电流减 小，R1两端电压、电流表示数都减小， 灯泡两端电压变大、亮度变强．
• 答案：C
• 【例1】 用热敏电阻作为传感器，设计 一个简单的自动控制装置，可供选择的 器材如下：热敏电阻、小灯泡(或门铃)、 电池组、继电器、滑动变阻器、开关、 导线等．要求：温度高时，灯泡亮或门
高考物理选修32传感器专题练习(含答案)(一)
高考物理-选修3-2-传感器专题练习〔含答案〕〔一〕一、单项选择题1.用于火灾报警的离子烟雾传感器如下图．在网罩Ⅰ内有电极Ⅰ和Ⅰ ，a、b两端接电源，Ⅰ是一小块放射性同位素镅241，它能放射出一种很容易使空气电离的粒子．正常情况下镅241放射出的粒子使两个极板间的空气电离，在a、b间形成较强的电流；发生火灾时，大量烟雾进入网罩Ⅰ内，烟尘颗粒吸收其中的带电粒子，导致电流发生变化，从而报警．以下说法中正确的选项是〔〕A.镅241射出的是α粒子，有烟雾时电流增强B.镅241射出的是α粒子，有烟雾时电流减弱C.镅241射出的是β粒子，有烟雾时电流增强D.镅241射出的是β粒子，有烟雾时电流减弱2.用遥控器调换电视机频道的过程，实际上是电视机中的传感器把光信号转化为电信号的过程．以下属于这类传感器的是()A.红外报警装置B.走廊照明灯的声控开关C.自动洗衣机中的压力传感装置D.电饭锅中控制加热和保温的温控器3.振弦型频率传感器的构造如下图，它由钢弦和永磁铁两局部组成，钢弦上端用固定夹块夹紧，下端的夹块与一膜片相连接，当弦上的张力越大时，弦的固有频率越大．这种装置可以从线圈输出电压的频率确定膜片处压力的变化．以下说法正确的选项是〔〕A.当软铁块与磁铁靠近时，a端电势高B.当软铁块与磁铁靠近时，b端电势高C.膜上的压力较小时，线圈中感应电动势的频率低D.膜上的压力较大时，线圈中感应电动势的频率高4.从2021年始，公安部向各地交警部门发出通令，为确保人民生命财产，严肃打击酒后或醉酒驾车．酒精测试仪就用于对机动车驾驶人员是否酒后驾车及其他严禁酒后作业人员的现场检测，它利用的是一种二氧化锡半导体型酒精气体传感器．酒精气体传感器的电阻随酒精气体浓度的变化而变化，在如下图的电路中，不同的酒精气体浓度对应着传感器的不同电阻，这样，显示仪表的指针就与酒精气体浓度有了对应关系，假如二氧化锡半导体型酒精气体传感器电阻r0的倒数与酒精气体的浓度c成正比，那么，电压表示数U与酒精气体浓度c之间的对应关系正确的选项是〔〕A.U越大，表示c越大，c与U成正比B.U越大，表示c越大，但是c与U不成正比C.U越大，表示c越小，c与U成反比D.U越大，表示c越小，但是c与U不成反比5.关于传感器，下面说法中不正确的有〔〕A.电冰箱利用的是温度传感器B.光电鼠标利用的是生物传感器C.家电遥控系统利用的是紫外线传感器D.宾馆里的是防火报警利用的是烟雾传感器6.〔2022•浙江〕如下图为一种常见的身高体重测量仪。
高中物理选择性必修件第五章常见传感器的工作原理及应用
单摆实验
采用光电门传感器测量单摆的周 期，结合长度测量工具探究单摆
周期与摆长的关系。
创新性实验设计与实施
01
利用传感器设计自动化实验
如利用温度传感器和控制系统设计恒温实验，通过实时监测温度并自动
调节加热功率来保持温度恒定。02多 Nhomakorabea感器融合实验
将不同类型的传感器组合使用，实现多物理量的同时测量，如结合力传
利用磁阻效应，即磁场作用下物质电 阻发生变化的原理来检测磁场。
03
传感器在物理实验中的应用
测量物理量实验
力学量测量
使用力传感器测量力的大小和方 向，结合位移传感器可测量物体
的加速度、速度和位移等。
热学量测量
利用温度传感器测量物体的温度， 通过热电偶或热敏电阻将温度转换 为电信号进行处理。
光学量测量
02
常见传感器类型及工作原理
温度传感器
01 热电偶
利用两种不同金属在温度变化时产生的热电势来 测量温度。
02 热电阻
利用金属或半导体材料的电阻随温度变化的特性 来测量温度。
03 集成温度传感器
将温敏元件、信号调理电路和接口电路集成在同 一芯片上，实现温度的测量和数字化输出。
压力传感器
01 压阻式压力传感器
传感器分类
根据其工作原理和应用领域，传感器可分为多种类型， 如光传感器、温度传感器、压力传感器、位移传感器等 。
发展历程及现状
发展历程
传感器的历史可以追溯到20世纪初，当时主要用于工业自动化领域。随着科技的不断进步，传 感器的种类和性能得到了极大的提升，应用领域也不断扩展。
现状
目前，传感器已经广泛应用于各个领域，如工业、医疗、环保、交通、安防等。同时，随着物 联网、人工智能等技术的快速发展，传感器在智能家居、智慧城市等领域的应用也越来越广泛 。
2025年高考物理一轮复习(新人教版)第13章第4讲 传感器 实验：利用传感器制作简单的自动控制装置
D第十I三S章 HISANZHANG 交变电流 电磁波 传感器
第 传感器 实验：利用传感器
4
讲 制作简单的自动控制装置
目标 1.掌握制作传感器常用元件：光敏电阻、热敏电阻、金属热电阻、电阻应变片、霍尔元件的基本特性及工作 要求 原理.2.探究传感器的工作原理及传感器应用的一般模式.3.能利用传感器制作简单的自动控制装置.
(3)作用：热敏电阻和金属热电阻都能够把温度这个热学量转换为电阻这 个电学量. 注意：在工作温度范围内，电阻值随温度上升而增加的是正温度系数 (PTC)热敏电阻器；电阻值随温度上升而减小的是负温度系数(NTC)热敏 电阻器.
3.电阻应变片 (1)电阻应变片的作用：电阻应变片能够把物体 形变 这个力学量转换为 _电__阻__这个电学量. (2)电子秤的组成及敏感元件：由 金属梁 和电阻 应变片 组成，敏感元件 是 应变片 . (3)电子秤的工作原理
(2)某同学为了测量光敏电阻在不同照度下的阻值，设计了如图丙所示的 电路进行测量，电源(E＝3 V，内阻未知)，电阻箱(0～99 999 Ω).实验时 将电阻箱阻值置于最大，闭合S1，将S2与1相连，减小电阻箱阻值，使灵 敏电流计的示数为I，图丁为实验时电阻箱的阻值，其读数为__6_2_._5_ kΩ； 然后将S2与2相连，调节电阻箱的阻值如图戊所示，此时电流表的示数恰 好为I，则光敏电阻的阻值为_4_0_._0_ kΩ(结果均保留3位有效数字).
4.实验器材 发光二极管LED、晶体三极管VT、可调电阻R1、限流电阻R2、光敏电阻 RG、集成电路实验板、直流电源、导线若干、黑纸、小灯泡L. 5.实验步骤 (1)按照电路图连接电路，检查无误后，接通电源. (2)让光敏电阻RG受到白天较强的自然光照射，调节电阻R1使发光二极管 LED或小灯泡L刚好不发光. (3)遮挡RG，当光照减弱到某种程度时，就会看到发光二极管LED或小灯 泡L发光. (4)让光照加强，当光照强到某种程度时，则发光二极管LED或小灯泡L熄灭.
高考物理实验11 传感器的简单应用素材
实验11 传感器的简单应用【考纲链接】1.本实验在新课标物理《高考大纲》中是必考内容实验之十一.传感器的简单应用。
2. 本实验见普通高中课程标准实验教科书《物理》选修3-2（人民教育出版社课程教材研究所物理课程教材研究开发中心编著，人民教育出版社出版）的第6章传感器 第4节传感器的应用实验（第70~72页）。
由于本实验是历来的教科书所没有的，许多教师没有做过，不太熟悉，有些学校实验室没有所需器材（如施密特触发器等）,所以要特别重视。
以型号HEF40106B 施密特触发器为例图6-2-1图6-2-1是型号HEF40106B 触发器的引脚示意图，由图可以看出，在同一块集成片上分别做了6块独立的施密特触发器，如果使用第1块，只需要在1i 接输入电压，在1o 接输出电压，然后分别把DD V 接到稳压电源，SS V 接地，就可以工作了。
实验原理：图6-2-2将电路按图6-2-2连接，G R 为光敏电阻，1R ，2R 为电阻箱，LED 为发光二极管，A 点为施密特触发器的输入端，Y 点为施密特触发器的输出端。
适当选择1R ，2R 的阻值后，R上的电阻相对比较小，A点的电压小于Vp，Y点输出高电位，发光当外界光线很强时，GR上的电阻显著增大， A 二极管两端的电势差很小，因此不能发光；当外界光线变弱时，G点的电压也显著增大，当增大到Vp=3.0V时，Y点输出低电位，发光二极管两端有大约R上的电阻减5V的电势差，发光二极管开始正常发光，如果光线强度又进一步开始回升，G小，A点的电压也开始减小，当A点的电压小于Vn=2.2V时，Y点又输出高电位，发光二极管熄灭。
为了更直观地了解整个电路工作过程，也可以分别用两个电压表对A点和Y点的电压进行测量。
实验一：光控开关实验目的：了解光控开关，对自动控制有初步理解。
实验电路：见图6-2-3图6-2-3实验电路实验步骤：1. 当光弱时，光敏电阻阻值大，电流小，A端输入高电位（1），Y端输出低电位（0），发光二极管亮，如图6-2-4.图6-2-42. 当光强时，光敏电阻阻值小，电流大，A 端输入低电位（0），Y 端输出高电位（1），发光二极管不亮，如图6-2-5。
传感器高中物理知识点总结
传感器高中物理知识点总结一、传感器的原理传感器的原理是利用物理效应来检测环境中的物理量。
根据不同的物理效应，传感器可以分为多种类型，例如光电传感器、压力传感器、温度传感器、湿度传感器等。
其中，光电传感器利用光电效应将光信号转化为电信号，压力传感器利用压阻效应将压力信号转化为电信号，温度传感器利用热敏效应将温度信号转化为电信号，湿度传感器利用湿敏效应将湿度信号转化为电信号。
二、传感器的分类根据传感器的工作原理和测量物理量的不同，传感器可以分为几类：1. 按测量物理量分类：包括光学传感器、压力传感器、温度传感器、湿度传感器、位移传感器等。
2. 按工作原理分类：包括电阻式传感器、电容式传感器、电磁式传感器、光电式传感器、热敏式传感器等。
3. 按输出信号类型分类：包括模拟传感器和数字传感器。
模拟传感器输出模拟信号，数字传感器输出数字信号。
4. 按应用领域分类：包括工业传感器、农业传感器、医疗传感器、环境传感器等。
三、传感器的工作原理传感器的工作原理主要包括三个过程：传感、转换和输出。
传感阶段是指传感器感知环境中的物理量；转换阶段是指传感器将感知到的物理量转化为电信号或其他形式的信号；输出阶段是指传感器将转换后的信号输出给监测系统或控制系统。
以温度传感器为例，它的工作原理是利用热敏效应。
当环境温度发生变化时，传感器内部的热敏材料也会发生相应的温度变化，从而改变材料的电阻值。
通过测量传感器的电阻值，可以得到环境温度的信息。
类似地，其他类型的传感器也有各自的工作原理。
四、传感器的应用传感器在各个领域都有广泛的应用。
在工业领域，传感器被用于监测生产过程中的各种物理量，以保证生产的质量和效率；在农业领域，传感器被用于监测土壤湿度、气象等信息，从而帮助农民科学地种植作物；在医疗领域，传感器被用于监测患者的生命体征和病情，以帮助医生进行诊断和治疗；在交通领域，传感器被用于监测交通状况和行车安全等。
五、传感器的发展趋势随着科学技术的不断进步，传感器也在不断发展。
高中物理-专题 传感器问题(基础篇)(解析版)
2021年高考物理100考点最新模拟题千题精练（选修3-2）第五部分交变电流专题5.22 传感器问题（基础篇）一、选择题1. （2020江苏四市调研一）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，观测电容C的变化即可知道物体位移x的变化，表征该传感器的灵敏度。
电容器极板和电介质板长度均为L，测量范围为-L/2≤x≤L/2。
下列说法正确的是A. 电容器的电容变大，物体向-x方向运动B. 电容器的电容变大，物体向+x方向运动C. 电介质的介电常数越大，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【参考答案】AC【名师解析】根据平行板电容器的决定式，可知，进入电容器极板之间的电介质多，电容器的电容变大，物体向-x方向运动，选项A正确B错误；在进入电容器极板之间△x相同的情况下，电介质的介电常数越大，电容器电容增加量△C越大，传感器灵敏度越高，选项C正确；电容器电容与电容器的板间电压无关，所以传感器灵敏度与电容器的板间电压无关，选项D错误。
2.（2020辽宁大连双基测试）自行车速度计利用霍尔效应传感器获知自行车的运动速率。
如图甲所示，自行车前轮上安装一块磁铁，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。
当磁场靠近霍尔元件时，导体内定向运动的自由电荷在磁场力作用下偏转，最终使导体在与磁场、电流方向都垂直的方向上出现电势差，即为霍尔电势差。
下列说法正确的是A.根据单位时间内的脉冲数和自行车车轮的半径即可获知车速大小B.图乙中霍尔元件的电流I一定是由正电荷定向运动形成的C.自行车的车速越大，霍尔电势差越高D.如果长时间不更换传感器的电源，霍尔电势差将减小【参考答案】AD【名师解析】根据题述，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，因此根据单位时间内的脉冲数和自行车车轮的半径即可获知车速大小，选项A正确；霍尔元件的材料是半导体材料，N型半导体是自由电子导电，P型半导体是空穴导电，选项B错误；自行车的车速越大，单位时间内的脉冲数增加，但不会导致霍尔电势差增大，选项C错误；如果长时间不更换传感器的电源，电池内阻增大，导致传感器中电流减小，自由电荷定向移动的速度减小，霍尔电势差将减小，选项D正确。
高考物理专题复习：传感器
高考物理专题复习：传感器一、单项选择题（共10小题）1.在一些机场、车站、饭店的洗手间通常都装有自动热风干手器。
人们洗于后将湿手靠近干手器，机内传感器发出感应信号，使干手器工作吹出“热风”，将湿手烘干。
自动热风干手器之所以能实现这种自动控制，主要是由于湿手靠近它时（）A．改变了传感器附近的湿度B．改变了传感器附近的温度C．改变了传感器的电容D．改变了传感器的电阻2.如图所示，电路中的R1和R2，其中一个是定值电阻，另一个是压力传感器（可等效为可变电阻）。
水位越高，对压力传感器的压力越大，压力传感器的电阻值越小。
当a、b两端的电压大于U1时，控制开关自动开启低水位预警；当a、b两端的电压小于U2（U1、U2为定值）时，控制开关自动开启高水位预警。
下列说法正确的是（）A．U1<U2B．R2为压力传感器C．若定值电阻的阻值越大，开启高水位预警时的水位越低D．若定值电阻的阻值越大，开启低水位预警时的水位越高3.全自动洗衣机设有多段式水位自动感应装置，该装置实际上就是传感器把压力信号转化为电信号的过程。
下列属于这类传感器的是（）A．红外报警装置B．门窗防盗报警装置C．电子秤中的电阻应变片D．洗手后将湿手靠近会有热空气喷出的自动干手机4.传感器种类繁多，已广泛应用在生产生活中。
下列关于传感器的说法正确的是（）A．酒精检测仪应用了葡萄糖生物传感器B．电子秤所使用的测力装置主要使用了磁传感器C．电饭锅使用温度传感器实现自动控制温度D．电脑所用的光电鼠标主要采用声传感器5.货梯设置了超载自动报警系统，其简化电路如图所示，货梯箱底层装有压敏电阻R1，R2为滑动变阻器，K为动触点，A、B为静触点。
当出现超载情况时，电铃将发出报警声，以下说法正确的是（）A．电磁铁的上端为N极B．压敏电阻的阻值随压力的增大而增大C．压敏电阻的阻值增大，电磁铁的磁性增强D．如果使货梯设定的超载质量变大，那么滑动变阻器R2的滑片P向右滑动6.某位同学利用力敏电阻设计了判断小车运动状态的装置，其工作原理如图甲所示，将力敏电阻和一块挡板固定在绝缘小车上，中间放置一个绝缘光滑重球，力敏电阻的阻值随所受压力的增大而减小。
高考物理新电磁学知识点之传感器全集汇编附解析
高考物理新电磁学知识点之传感器全集汇编附解析一、选择题1．某种酒精测试仪是利用二氧化锡半导体型酒精气体传感器．酒精气体传感器的电阻随酒精气体浓度的变化而变化，在如图所示的电路中，不同的酒精气体浓度对应着传感器的不同电阻，如果二氧化锡半导体型酒精气体传感器电阻的倒数与酒精气体的浓度成正比，那么，电压表示数U与酒精气体浓度c之间的对应关系正确的是（）A．U越小，表示c越大，c与U成反比B．U越小，表示c越大，c与U不成反比C．U越小，表示c越小，c与U成正比D．U越大，表示c越大，c与U不成正比2．与一般吉他以箱体的振动发声不同，电吉他靠拾音器发声。
如图所示，拾音器由磁体及绕在其上的线圈组成。
磁体产生的磁场使钢质琴弦磁化而产生磁性，即琴弦也产生自己的磁场。
当某根琴弦被拨动而相对线圈振动时，线圈中就会产生相应的电流，并最终还原为声音信号。
下列说法中正确的是A．若磁体失去磁性，电吉他仍能正常工作B．换用尼龙材质的琴弦，电吉他仍能正常工作C．琴弦振动的过程中，线圈中电流的方向不会发生变化D．拾音器的作用是利用电磁感应把琴弦的振动转化成电信号3．在家用电热灭蚊器中，电热部分主要元件是PTC元件，PTC元件是由钛酸钡等半导体材料制成的电阻器，其电阻率ρ随温度 t的变化关系如图所示，由于这种特性，PTC元件具有发热、保温双重功能．对此，以下判断正确的是()①通电后，其电功率先增大，后减小②通电后，其电功率先减小，后增大③当其产生的热量与散发的热量相等时，温度保持在t 1不变④当其产生的热量与散发的热量相等时，温度保持在t 1和t 2之间的某一值不变 A ．①③B ．②③C ．②④D ．①④4．半导体指纹传感器是在一块半导体基板上阵列了10万个金属颗粒，传感器阵列的每一点是一个金属电极，充当电容器的一极，其外面是绝缘的表面，手指贴在其上与其构成了电容器的另一极．由于手指指纹深浅不同，嵴和峪与半导体电容感应颗粒形成的电容值大小不同，其工作过程是通过对电容感应颗粒预先充电到某一参考电压，然后对每个电容的放电电流进行测量，设备将采集到不同的数值汇总，也就完成了指纹的采集，则（ ） A ．指纹的嵴处与半导体基板上对应的金属颗粒距离近，电容小B ．指纹的峪处与半导体基板上对应的金属颗粒距离远，电容小C ．对每个电容感应颗粒都充电至某一参考电压时，在手指靠近时，各金属电极电量减小D ．对每个电容感应颗粒都充电至某一参考电压时，在手指远离时，各金属电极均处于充电状态5．如图所示为一种常见的身高体重测量仪，测量仪顶部向下发射超声波，超声波经反射后返回，被测量仪接收，测量仪可记录发射和接收的时间间隔．测量仪底部有一压力传感器，其输出电压作用在它上的压力F 成正比，表达式为U kF =（k 为比例系数）．某同学已知了自己的身高h 、质量m 和重力加速度g ，他想利用该装置测量超声波速度v 和比例系数k ，他多次研究发现，当他站上测重台时测量仪记录的时间间隔比他没站上时减少了t ∆；当他没站上测重台时，测量仪已有输出电压为0U （0U ≠0），当他站上测重台时测量仪输出电压为U ，那么超声波v 与比例系数k 为A ．02U U h v k t mg -==∆， B ．022U U h v k t mg -==∆， C ．02U U h v k t mg -==∆， D ．()022U U h v k t mg-==∆， 6．酒精测试仪（主要部件是二氧化锡半导体型酒精气体传感器）用于测试机动车驾驶人员是否酒驾．酒精气体传感器的电阻与酒精气体的浓度成反比，那么电压表的示数U与酒精气体浓度C之间的对应关系正确的是（）A．U越大，表示C越小，C与U成反比B．U越大，表示C越大，C与U成正比C．U越大，表示C越小，但是C与U不成反比D．U越大，表示C越大，但是C与U不成正比7．下列器件应用光传感器的是A．话筒B．火灾报警器C．测温仪D．电子秤8．氧化锡传感器主要用于汽车尾气中一氧化碳浓度的检测。
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第六章 传感器第一节 传感器及其工作原理【知能准备】1． 传感器：传感器是指这样一类元件：它能够感受诸如力、温度、光、声、化学成分等_________量，并能把它们按照一定的规律转换为电压、电流等________量，或转换为电路的通断。
把非电学量转换为电学量以后，就可以很方便地进行测量、传输、处理和控制了。
传感器一般由敏感元件和输出部分组成，通过敏感元件获取外界信息并转换_______信号，通过输出部分输出，然后经控制器分析处理。
常见的传感器有：__________、____________、_____________、___________、力传感器、气敏传感器、超声波传感器、磁敏传感器等。
2． 常见传感器元件：（1）光敏电阻：光敏电阻的材料是一种半导体，无光照时，载流子极少，导电性能不好；随着光照的增强，载流子增多，导电性能变好，光敏电阻能够把__________这个光学量转换为电阻这个电学量。
它就象人的眼睛，可以看到光线的强弱。
（2）金属热电阻和热敏电阻：金属热电阻的电阻率随温度的升高而_________，用金属丝可以制作___________。
它能把___________这个热学量转换为________这个电学量。
热敏电阻的电阻率则可以随温度的升高而_______或_________。
与热敏电阻相比，金属热电阻的___________好，测温范围___________，但_____________较差。
（3）电容式位移传感器能够把物体的__________这个力学量转换为______这个电学量。
（4）霍尔元件能够把_______________这个磁学量转换为电压这个电学量【同步导学】一、疑难分析1．光敏电阻：光敏电阻的材料是一种半导体，无光照射时，载流子极少，导电性能能不好；随着光照的增强，载流子增多，导电性能变好，即光敏电阻值随光照增强而减小。
光敏电阻能够把光照强弱这个光学量转换为电阻大小这个电学量。
2．热敏电阻：用半导体材料制成，其电阻随温度变化明显，温度升高电阻减小，如图－1为某一热敏电阻－温度特性曲线。
热敏电阻的灵敏度较好。
3．金属热电阻：有些金属的电阻率随温度的升高而增大，这样的电阻也可以制作温度传感器。
金属热电阻的化学稳定性好，测温范围大。
4．霍尔元件：如图－2所示，在一个很小的矩形半导体薄片上，制作四个电极C 、D 、E 、F ，就制成为一个霍尔元件。
霍尔元件能够把磁感应强度这个磁学量转换为电压这个电学量。
霍尔电压：dIB kUH其中k 为比例系数，称为霍尔系数，其大小与薄片的材料有关。
一个霍尔元件的厚度d 、比例系数k 为定值，再保持I 恒定，则电压U H 的变化就与B 成正比，因此，霍尔元件又称磁敏元件。
二、方法点拨霍尔效应的原理：外部磁场使运动的载流子受到洛仑兹力，在导体板的一侧聚集，在导体板的另一侧会出现多余的另一种电荷，从而形成横向的电场；横向电场对电子施加与洛仑兹力相反的静电力，当静电力与洛仑兹力达到平衡时，导体板两侧会形成稳定的电压.设图中CD 方向长度为L 2，则：qvB L U qH =2根据电流的微观解释 I ＝nqsv ， 整理后，得：nqdIB U H =令 nqk 1=，因为n 为材料单位体积的带电粒子个数，q 为单个带电粒子的电荷量，它们均为常数，所以有：dIB k U H=三、典型例题：例1．如图－3所示，将万用表的选择开关置于“欧姆”挡，再将电表的两支表笔与一热敏电阻R t 的两端相连，这时表针恰好指在刻度盘的正中间。
若往R t 上擦一些酒精，表针将向_____________（填“左”或“右”）移动；若用吹风机将热风吹向电阻，表针将向______________（填“左”或“右”）移动。
解析：若往R t 上擦一些酒精，由于酒精蒸发吸热，热敏电阻R t 温度降低，电阻值增大，所以电流减小，指针应向左偏；用吹风机将热风吹向电阻，电阻R t 温度升高，电阻值减小，电流增大，指针向右偏。
左，右。
例2．传感器是一种采集信息的重要器件。
如图－4所示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时，可使膜片产生形变，引起电容的变化，将电容器、灵敏电流计和电源串联成闭合电路，那么（ ）A ．当F 向上压膜片电极时，电容将减小B ．当F 向上压膜片电极时，电容将增大C ．若电流计有示数，则压力F 发生变化D ．若电流计有示数，则压力F 不发生变化解析：当F 向上压膜片电极时，电容器的电容将增大，电流计有示数，则压力F 发生了变化。
答案：BC图－3图－4图－2例3．如图所示，有电流I 流过长方体金属块，金属块宽度为d ，高为b ，有一磁感应强度为B 的匀强磁场垂直于纸面向里，金属块单位体积内的自由电子数为n ，试问金属块上、下表面哪面电势高？电势差是多少？（此题描述的是著名的霍尔效应现象）解析：因为自由电荷为电子，故由左手定则可判断电子向上偏，则上表面聚集负电荷，下表面带多余的正电荷，故下表面电势高，设其稳定电压为U 。
当运动电荷所受电场力与洛伦兹力平衡时，即q bU =qvB又因为导体中的电流I ＝neSv ＝nev·bd 故U ＝nedBI答案：下表面电势高 电势差为nedBI例4．如图－6所示是彩色电视接收机的消磁电路示意图，R 是金属热敏电阻（温度升高，电阻增大；温度降低后电阻减小），L 是消磁线圈，试说明此电路的工作过程。
解析：打开彩色电视接收机的时候，消磁电路同时接通，热敏电阻温度低，处于冷状态，其电阻值很小，又由于消磁线圈电阻值也很小，所以有很大的电流通过消磁线圈，这个大电流产生很强的磁场作用于显像管上，达到给显像管消磁的目的。
对显像管的消磁过程时间很短，因此完成消磁后必须切断消磁线圈的电流，电压不能加在消磁线圈上，这一过程产生的电功率很大，使热敏电阻的温度升高，导致热敏电阻的阻值很大，在热敏电阻上产生的电功率减小，使热敏电阻（后来随着热敏电阻的温度降低，其电阻值减小，但是这时消磁线圈的电压不再加上，是由热敏电阻内部的装置控制的）的阻值减小。
同步检测：1．简单的说，光敏电阻就是一个简单的_____________传感器，热敏电阻就是一个简单的_______________传感器。
2．为解决楼道的照明，在楼道内安装一个传感器与电灯控制电路的相接。
当楼道内有走动而发出声响时，电灯即与电源接通而发光，这种传感器为___________传感器，它输入的是___________信号，经传感器转换后，输出的是____________信号。
3．如图所示，是一个测定液面高度的传感器，在导线芯的外面涂上一层绝缘物质，放在导电液体中，导线芯和导电液构成电容品的两极，把这两极接入外电路中的电流变化说明电容值增大时，则导电液体的深度h 变化为（ ） A ．h 增大 B ．h 减小 C ．h 不变 D ．无法确定4．如图所示，R 1为定值电阻，R 2为热敏电阻，L 为小灯泡，当温度降低时（ ）图－5第3题A．R1两端的电压增大B．电流表的示数增大C．小灯泡的亮度变强D．小灯泡的亮度变弱5．如图所示，为一种测定角度的传感器，当彼此绝缘的金属板构成的动片与定片之间的角度 发生变化时，试分析传感器是如何将它的这种变化转化为电学量的。
综合评价：1．关于光敏电阻，下列说法正确的是（）A．光敏电阻能够把光照强弱这个光学量转换为电阻这个电学量B．硫化镉是一种半导体材料，无光照射时，载流子极少，导电性能不好C．硫化镉是一种半导体材料，无光照射时，载流子较少，导电性能良好D．半导体材料的硫化镉，随着光照的增强，载流子增多，导电性能变好2．霍尔元件能转换哪两个量（）A．把温度这个热学量转换为电阻这个电学量B．把磁感应强度这个磁学量转换为电压这个电学量C．把力转换为电压这个电学量D．把光照强弱这个光学量转换为电阻这个电学量３．如图所示是测定位移的电容式传感器，其工作原理是哪个量的变化，造成其电容的变化（）A．电介质进入极板的长度B．两极板间距C．两极板正对面积D．极板所带电量４．如图所示，Ｒ１、Ｒ２为定值电阻，Ｌ是小灯泡，Ｒ３为光敏电阻，当照射光强度增大时，（）A．电压表的示数增大B．Ｒ２中电流减小C．小灯泡的功率增大D．电路的路端电压增大5．如图所示，Ｒ３是光敏电阻，当开关Ｓ闭合后在没有第5题第4题R1R2第3题第4题R2R1R3光照射时，a 、b 两点等电势，当用光照射电阻Ｒ３时，则（ ） A ．Ｒ３的电阻变小，a 点电势高于b 点电势 B ．Ｒ３的电阻变小，a 点电势低于b 点电势 C ．Ｒ３的电阻变小，a 点电势等于b 点电势 D ．Ｒ３的电阻变大，a 点电势低于b 点电势6．有一电学元件，温度升高时电阻却大幅度减小，则这种元件可能是（ ）A ．金属导体B ．绝缘体C ．半导体D ．超导体7．如图是观察电阻值随温度变化情况示意图。
现把杯中的水由冷水变为热水，关于欧姆表的读数变化情况正确的是（ ） A ．如果R 为金属热电阻，读数变大，且变化非常明显 B ．如果R 为金属热电阻，读数变小，且变化不明显 C ．如果R 为热敏电阻（用半导体材料制作），读数变化非常明显D ．如果R 为热敏电阻（用半导体材料制作），读数变化不明显 8．如图是霍尔元件的工作原理示意图，用d 表示薄片的厚度，k 为霍尔系数，对于一个霍尔元件d 、k 为定值，如果保持I 恒定，则可以验证U H 随B 的变化情况。
以下说法中正确的是（ ）A ．将永磁体的一个磁极逐渐靠近霍尔元件的工作面，U H 将变大B ．在测定地球两极的磁场强弱时，霍尔元件的工作面应保持水平C ．在测定地球赤道上的磁场强弱时，霍尔元件的工作面应保持水平D ．改变磁感线与霍尔元件工作面的夹角，U H 将发生变化 9．如图所示宽度为d ，厚度为h 的金属板放在垂直于它的磁感应强度为B 的匀强磁场中，当有电流I 通过金属板时，在金属板上侧面A 和下侧面间产生电势差，这种现象叫霍尔效应，若金属板内自由电子密度为n ，则产生的电势差U ＝___________参考答案：知能准备1．非电学量，电学，电压、电流，光学传感器、热学传感器、色标传感器，加速度传感器，2．（1）光照强弱，（2）增大，温度传感器，温度，电阻，（3）位移，电容，（4）磁感强度。
第5题R 3 R 4 R 1R 2第7题第8题第9题同步检测：1．光电 热电 2．声控 声音 电 3．A 4．C 5．角度增大，正对面积减小，电容器电容变小 综合评价：1、ABD2、B3、A4、ABC5、A ６、C 7、C 8、ABD 9、nedBI第二节 传感器的应用 (一)【知能准备】一、力传感器的应用－电子秤1．电子秤理有___________________片、电压放大器、模数转换器微处理器和数字显示器等器件。