北京市高中物理交流电和传感器05传感器原理及典型应用学案(无答案)新人教版选修3-2

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人教版高中物理选择性必修第二册精品课件第五章传感器 2 常见传感器的工作原理及应用

2.了解电阻应变片、电容式位移传感器科学态度与责任：在理解传感器工作原理的
的特性及其在生活生产中的应用。基础上，知道已学知识在生活、生产、科技
3.会设计简单的有关传感器应用的控制中的价值，通过自己设计简单的传感器，体
电路。
验科技创新的乐趣，激发学习物理的兴趣。
01 要点一光敏电阻
1.特点：光敏电阻在暗环境中电阻_很__大___，在强光照射下电阻_很__小___。 2.原理：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___，导电性变_好___。 3.作用：把_光__照__强__度___这个光学量转换为_电__阻___这个电学量。
规律方法霍尔电势高低的判断方法由左手定则判断载流子所受洛伦兹力的方向时，无论载流子带正电荷还是负电荷，四指都指向电流方向，即正电荷定向移动的方向或负电荷定向移动的反方向；同样，无论载流子带正电荷还是带负电荷，所受洛伦兹力方向都相同。故可得出结论：如果载流子带正电荷，则拇指所指的面为高电势面，如果载流子带负电荷，则拇指所指的面为低电势面。
小大
D
正确；结合干路电流增大知流过小灯泡的电流必增大，则小灯泡的功率增大，C项正确。
B
[解析] 光敏电阻的阻值随光照强度的增大而减小，用手掌挡住部分光，阻值变大，指针偏转角度变小。
02 要点二金属热电阻和热敏电阻
项目特点制作材料优点作用
热敏电阻
金属热电阻
电阻率随温度升高而_减__小___ 电阻率随温度升高而_增__大___
04 要点四其他传感器
1.电容式传感器
（2）应用举例手机触摸屏——电容式位移传感器。原理：它可以将_物__体__位__移___这个力学量转换为_电__容___这个电学量。如图所示，当物体向左运动时，电容_增__大___；当物体向右运动时，电容_减__小___。

人教版高中物理练习题-传感器(原理及典型应用)

【巩固练习】一、选择题1．霍尔元件能转换哪个物理量（）A．把温度这个热学量转换成电阻这个电学量B．把磁感应强度这个磁学量转换成电压这个电学量C．把力这个力学量转换成电压这个电学量D．把光照强弱这个光学量转换成电阻这个电学量2．关于传感器的下列说法中正确的有（）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3．（2015 延边州校级期中）在电梯门口放置一障碍物，会发现电梯门不停地开关，这是由于在电梯门上装有的传感器是（）A．光传感器B．温度传感器C．声音传感器D．压力传感器4．下列关于电子秤中应变式力传感器的说法正确的是（）A．应变片是由导体材料制成的B．当应变片的表面拉伸时，其电阻变大；反之，变小C．传感器输出的是应变片上的电压D．外力越大，输出的电压值也越大5．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，载流子较多，导电性良好D．半导体材料硫化镉，随着光照的增强，载流子增多，导电性变好6．对热敏电阻，正确的叙述是（）A．受热后，电阻随温度的升高而迅速减小B．受热后，电阻基本不变C．热敏电阻可以用来测量很小范围内的温度，反应快，而且精确度高D．以上说法都不对7．在一些星级宾馆的洗手间经常装有自动于手机，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8．如图所示，将一光敏电阻接人多用电表两表笔上，将多用电表的选择开关置于欧姆挡，用光照射光敏电阻时，表针自左向右的偏转角度为θ；现用手掌挡住部分光线，表针自左向右的偏为'θ，则可判断（）A．'θθ=B．'θθ<C．'θθ>D．不能确定9．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，导线芯和导电液体构成电容器的两极，把这两极接入外电路，当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的变化为（）A．h增大B．h减小C．h不变D．无法确定10．(2016 海淀区模拟)传感器是自动控制设备中不可缺少的元件；已经渗透到宇宙：开发，环境保护、交通运输以及家庭生活等各种领域，下图所示为几种电容式传感器，其中通过改变电容器两极间距而引起电容变化的是（）A．测位移B．测深度C．测压力D．测角度11．如图所示，铜板放入垂直向里的匀强磁场中（即磁场垂直ABCD平面向里），当铜板中有图示电流流过时，下列说法正确的是（）A．ABCD面的电势高于''''A B C D面的电势B．ABCD面的电势低于''''A B C D面的电势C．''AA D D面的电势高于''BB C C面的电势D．''AA D D面的电势低于''BB C C面的电势12．如图所示是电容式话筒的示意图，它是利用电容制作的传感器，话筒的振动膜前面镀有薄薄的金属层，膜后距膜几十微米处有一金属板，振动膜上的金属层和这个金属板构成电容器的面极，在两极间加一电压U，人对着话筒说话时，振动膜前后振动，使电容发生变化，导致话筒所在电路中的其他量发生变化，使声音信号被话筒转化为电信号，其中导致电容变化的原因可能是电容器两板间的（）A．距离变化B．正对面积变化C．介质变化D．电压变化13．唱卡拉OK用的话筒内有传感器，其中有一种是动圈式的，它的工作原理是在弹性膜片后面黏接一个轻小的金属线圈，线圈处于永磁体的磁场中，当声波使膜片前后振动时，就将声音信号转变为电信号。

2024-2025学年新教材高中物理第5章传感器1认识传感器教案新人教版选择性必修第二册

-设计互动式多媒体教学课件，包含传感器知识点的互动问答、动画演示等。
3.实验器材：
-准备不同类型的传感器实物，如光敏电阻、热敏电阻、压力传感器等，以便于学生观察和学习。
-确保传感器实验套件充足，包括传感器、信号放大器、显示装置等，以便学生进行实际操作。
-准备实验所需的连接线、电源、测量仪器（如万用表）等辅助工具。
3.随堂测试：
-设计针对传感器基础知识、特性参数和实际应用的随堂测试，以评估学生对本节课重点内容的掌握情况。
-分析测试结果，了解学生的知识盲点和理解误区，为后续教学提供参考。
4.实验操作评价：
-观察学生在实验操作中的规范性和安全性，评估学生对实验原理的理解和实验技能的掌握。
-检查实验报告的撰写质量，包括实验数据的记录、分析和结论的推导。
-湿度监测与改善建议：学生需要描述如何使用湿度传感器监测植物生长环境的湿度，并提出根据监测结果调整浇水或增加湿度的措施。
-学会了与他人合作，能够在小组讨论中发挥自己的优势，共同解决问题。
3.情感态度与价值观：
-增强了对物理学科的兴趣，认识到传感器在现代科技中的重要性，激发了进一步学习的欲望。
-培养了创新意识和实践精神，敢于提出自己的观点，勇于尝试新的解决方案。
-提升了环保意识和社会责任感，了解到传感器在环境保护、资源节约等方面的应用价值。
教学评价与反馈
1.课堂表现：
-观察学生在课堂上的参与度、提问回答的积极性和准确性，以及学生对传感器知识点的理解和掌握程度。
-关注学生在课堂上的注意力集中情况，以及他们对传感器案例分析的感兴趣程度。
2.小组讨论成果展示：
-评估各小组讨论的深度和广度，以及提出的解决方案的创新性和实用性。
-检查小组成果展示的逻辑性和清晰度，以及学生在展示过程中的表达能力和沟通技巧。

高中物理(新人教版)选择性必修2：常见传感器的工作原理及应用【精品课件】

5．实验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。 6．注意事项实验时，加热水后要等一会儿再测热敏电阻阻值，以使电阻温度与水的温度相同，并同时读出水温。
6、热敏电阻的应用
一些汽车的低油位报警装置采用热敏电阻来检测油箱的警戒液位。若给热敏电阻通以一定的电流，热敏电阻会发热。当液面高于热敏电阻的高度时，热敏电阻发出的热量会被液体带走，温度基本不变，阻值较大，指示灯不亮（图甲）。当液体减少、热敏电阻露出液面时，发热导致它的温度上升、阻值较小，指示灯亮（图乙）。通过判断热敏电阻的阻值变化，就可以知道液面是否低于设定值。
电容传感器
五、拓展学习
12、霍尔元件
霍尔元件的应用及原理1—测量磁场的大小
半导体的霍尔效应要强于导体。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（右图下）。在E、F 间通入恒定的电流I，同时外加与薄片垂直的磁感应强度为B的磁场，则在M、N 间可出现霍尔电压UH。通过分析可知，霍尔电压UH与磁感应强度B有线性关系，因此利用霍尔元件可以测量磁感应强度的大小和方向。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。
液位报警示意图
三、电阻应变片—力传感器
7、电阻应变片的工作原理
电阻应变片是一种使用非常广泛的力敏元件，电阻与导体的材料、长度和横截面积有关。当金属丝受到拉力时，长度变长、横截面积变小，导致电阻变大；当金属丝受到压力时，长度变短、横截面积变大，导致电阻变小。金属导体在外力作用下发生机械形变（伸长或缩短）时，其电阻随着它所受机械形变的变化而发生变化的现象，称为金属的电阻应变效应。金属电阻应变片就是利用这一原理制成的。
当堂小练
例 1 、 (多选)利用光敏电阻制作的光传感器,记录了传送带上工件的输送情况。如图

人教版高中物理选择性必修第二册第五章传感器第2节常见传感器的工作原理及应用

( AB ) A．电容器C的带电荷量增加 B．电压表的读数增大 C．电容器C两板间的电场强度减小 D．R1消耗的功率增大
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第五章传感器
物理（选择性必修·第二册 RJ）
思路引导：(1)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。
(2)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
3．科学探究：探究传感器的工作原理及传感器在应用中的一般模式。
4．科学态度与责任：体会传感器在实际应用中的价值。
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第五章传感器
物理（选择性必修·第二册 RJ）
课前预习反馈
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第五章传感器
物理（选择性必修·第二册 RJ）
知识点 1 光敏电阻
1．组成：把__硫__化__镉___涂敷在绝缘板上，在其表面再用银浆涂敷两个互不相连的梳状电极，这样就制成了一个光敏电阻。
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第五章传感器
物理（选择性必修·第二册 RJ）
解析：如果R为金属热电阻，水的温度升高，电阻的阻值变大，但阻值变化不明显，故欧姆表读数变大，但变化不明显。A、B错误。如果 R为负温度系数热敏电阻，其阻值随着温度的升高会迅速减小，故欧姆表读数变小，而且变化非常明显，C正确，D错误。
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第五章传感器
物理（选择性必修·第二册 RJ）
对点训练❶ (2023·广西昭平高二期中)图示是利用LDR(光敏电阻，其阻值随光照强度的增加而减小)传感器和灯泡(始终正常发光)制成的一种简易水污染指示器(未将闭合电路全部画出)，把手上的显示器显示的数据大表示流过LDR的电流较小，可以用来监测河水的污染情况，下列说法中正确的是( A )

新教材2023年高中物理第5章传感器章末综合提升教师用书新人教版选择性必修第二册

第5章传感器主题1 常见敏感元件1．常见敏感元件及特性(1)光敏电阻：光敏电阻的阻值与所受光照的强度有关，光照增强电阻减小，光照减弱电阻增大。

(2)金属热电阻：金属热电阻的电阻率随温度的升高而增大。

(3)热敏电阻：热敏电阻有正温度系数和负温度系数两种。

正温度系数的热敏电阻的阻值随温度升高而增大，负温度系数的热敏电阻的阻值随温度的升高而减小。

(4)电容器：平行板电容器的电容与极板面积、极板间距及电介质材料有关，电容器可以感知引起电容变化的任一外界信息，并将其转化为电容变化。

例如，当极板受力时会改变极板间距，从而引起电容变化。

2．敏感元件的关键词转化【典例1】家用电热灭蚊器正常工作时其发热电阻产生的热量和向环境辐射的热量相等，可以维持其温度在165 ℃左右，其发热电阻随温度的变化图像如图所示。

下列说法正确的是( )A ．t 1＝165 ℃B ．t 1<165 ℃<t 2C ．通过该发热电阻的电流与电压成正比D ．通过该发热电阻的电流与温度成正比B [由图像可知，在0～t 1区间里电阻R 随温度升高而减小；在t 1～t 2区间里电阻R 随温度的升高而增大；在大于t 2区间里电阻R 随温度的升高而减小。

在家庭电路中电压不变，根据电功率P ＝U 2R，可知电阻的发热功率与电阻成反比。

在温度升到t 1前，电阻R 随温度的升高而减小，功率增大，温度升高更快；温度一旦超过t 1，电阻R 随温度的升高而增大，功率减小，放出热量减小，温度升高变慢，当其产生的热量与散发的热量相等时，温度保持在t 1至t 2间的某一值不变，保持稳定，故t 1<165 ℃<t 2，故A 错误，B 正确；在家庭电路中电压不变，根据I ＝U R可知电流与电阻成反比，由图可知，温度一直增大，但电阻先减小后增大再减小，故电流先增大后减小再增大，故CD 错误。

]发热电阻是纯电阻，欧姆定律适用，家用电器电压恒定不变，电阻的变化导致电流和功率的变化。

人教版高中物理选择性必修第二册精品课件第5章传感器 2 常见传感器的工作原理及应用

电阻减小。
学以致用
3.传感器担负着信息采集的任务,在自动控制中发挥着重要作
用,传感器能够将感受到的物理量(如温度、光、声等)转换成
便于测量的量(通常是电学量),例如热敏传感器,主要是应用
了半导体材料制成的热敏电阻,某种热敏电阻阻值随温度变
化的图线如图甲所示,图乙是由该热敏电阻RT作为传感器制
作的简单自动报警器的线路图。
C.当仅增大R2的阻值时,可增大A、B之间的电压
D.当仅减小R2的阻值时,可增大A、B之间的电压
答案:BC
解析:R1是光敏电阻,当有人通过而遮住光线时,R1的阻值变大,
回路中的电流I减小,A、B间的电压U=IR2减小,故选项A错
误,B正确。由闭合电路欧姆定律得U=E-I(R1+r),当仅增大R2
的阻值时,电路中的电流减小,A、B间的电压U增大,故选项C
三观察热敏电阻特性
重难归纳
方案1:(简易实验)将多用电表的选择开关调到电阻挡(注意选
择适当的倍率),将一只热敏电阻(负温度系数)连接到多用电
表表笔的两端。分别用手和冷水改变热敏电阻的温度 ,观察
电阻的变化情况。
实验结果:随着温度的升高,热敏电阻的阻值在减小。
方案2:
【实验原理】
热敏电阻的电阻率会随着温度的升高而变化。
R=100 Ω;当t=10 ℃时,R=104 Ω;当t=70 ℃时R=128 Ω,所以

-
斜率
=
=0.400 ,所以R=100+0.400t(Ω)。

-
特别提醒
按热敏电阻随温度变化的规律,热敏电阻可分为正温度系数
的热敏电阻和负温度系数的热敏电阻,正温度系数的热敏电
阻随温度升高电阻增大,负温度系数的热敏电阻随温度升高

新教材2023年秋高中物理第5章传感器2.常见传感器的工作原理及应用课件新人教版选择性必修第二册

提示：温度降低，热敏电阻的阻值变大，干路中的电流变小，R2两
端的电压变小，故电压表的示数变小。
1．电阻式传感器性能比较
热敏电阻
金属热电阻
光敏电阻
正温度系数的热敏电
特
点
阻，随温度升高阻值电阻率随温在强光下电阻
变大；负温度系数的度的升高而小，在弱光下
热敏电阻，随温度升增大
力传感器的应用——电子秤工作原理
1．压力(两个应变片的形变)引起电阻变化。如图所示，金属梁右端
固定，上下表面各贴一个应变片，金属梁自由端受力F时，金属梁
发生弯曲，上表面应变片拉伸，阻值变大，下表面应变片压缩，阻
值变小。
2．两个应变片的电压差发生变化，力F越大，电压差就越大。如果
让应变片中通过的电流保持恒定，则上表面应变片两端电压变大，
高阻值减小
电阻大
电阻应变片
受到拉力时，
电阻变大；受
到压力时，电
阻变小
热敏电阻
敏感
材料
优点
金属热电阻
半导体
金属
灵敏度好
测温范围大
光敏电阻
把硫化镉涂敷在绝缘板
上，其表面镀银
灵敏度好
电阻应变片
金属材料
灵敏度好
无光照时，载流子极
原理
温度影响电阻率
少，导电性能差；随着
光照的增强，载流子增
多，导电性变好
应用
空调机
实质是电流表)。其中AO∶BO＝5∶1。已知压力传感器的电阻与其
所受压力的关系如下表所示。
压力F/N
0
电阻R/Ω 300
50
100
150
200
250

北京市师大实验高中物理选修二第五章《传感器》经典习题(含答案解析)

一、选择题1．电磁学的成就极大地推动了人类社会的进步。

下列说法正确的是（）A．甲图是某品牌的无线充电手机利用电磁感应方式充电的原理图，无线充电时手机接收线圈部分的工作原理是“电流的磁效应”B．在乙图中，开关由闭合变为断开，则断开瞬间触头C马上离开触点C．在丙图中，钳形电流表是利用电磁感应原理制成的，它的优点是不需要切断导线，就可以方便地测出通过导线中交变电流的大小D．丁是电容式话筒的电路原理图，声波的振动会在电路中产生恒定的电流2．下列说法不正确的是（）A．霍尔元件是把磁感应强度这个磁学量转换为电压这个电学量的一种元件B．话筒是一种常用的声传感器，其作用是将电信号转换为声信号C．电子秤所使用的传感器是力传感器，是把形变这个力学量转化为电压这个电学量D．电熨斗能够自动控制温度的原因是它装有双金属片温度传感器，这种传感器作用是控制电路的通断3．下列有关传感器的说法中正确的是（）A．火灾报警器利用了温度传感器B．日光灯启动器是利用了光传感器C．电子秤称量物体重力利用了力传感器D．霍尔元件是能够把电压转换为磁感应强度的一种磁传感器4．关于传感器，下列说法中不正确．．．的是（）A．热敏电阻是由金属制成的，对温度感知灵敏B．电子秤所使用的测力装置是力传感器，它是把力信号转化为电压信号C．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D．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5．汽车轮胎气压自动报警装置的主要部件是压阻式压力传感器，某压阻式压力传感器的特点是压力F越大其电阻越小，现将该压力传感器R0接入如图所示电路中，开关S闭合，当压力传感器所受压力增大时，下列说法正确的是（）A．R1的电功率增大B．电压表的示数增大C．电流表的示数增大D．R2的电功率增大6．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，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7．下列关于传感器说法中不正确的是（）A．电子秤所使用的测力装置是力传感器，它将压力大小转化为可变电阻，进而转化为电压信号B．话筒是一种常用的声传感器，其作用是将电信号转换为声信号C．电熨斗能自动控制温度的原因是它装有双金属片，这种双金属片的作用是控制电路的通断D．光敏电阻能够把光照强度这个光学量转换为电阻这个电学量8．酒精测试仪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。

高中传感器的简单应用教案新人教版选修3

电学量传感器的简单应用（教案）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：二、传感器的分类 1.力电传感器力电传感器主要是利用敏感元件和变阻器把力学信号（位移、速度、加速度等）转化为电学信号（电压、电流等）的仪器。

力电传感器广泛地应用于社会生产、现代科技中，如安装在导弹、飞机、潜艇和宇宙飞船上的惯性导航系统及ABS 防抱死制动系统等。

（1）测物体的质量（2）测物体加（角）速度例题1-1：加速度计是测定物体加速度的仪器，它已成为导弹、飞机、潜艇后宇宙飞船制导系统的信息源。

如图为应变式加速度计示意图，当系统加速时，加速度计中的敏感元件也处于加速状态，敏感元件由弹簧连接并架在光滑支架上，支架与待测系统固定在一起，敏感元件下端的滑动臂可在滑动变阻器R 上自由滑动，当系统加速运动时，敏感元件发生位移，并转化为电信号输出，已知：敏感元件的质量为m ，两弹簧的劲度系数为k ，电源的电动势为E ，内电阻不计，滑动变阻器的总电阻为R ，有效长度为L ，静态时输出电压为U 0。

试求加速度a 与输出电压U 的关系式。

非电物理量转换器件转换电路RE R E RER①滑动触头左右移动过程中，化？ ②若车的加速度大小为a 多少？③求加速度a 与输出电压U 的关系式（2）测物体加（角）速度角速度计可测量飞机、航天器、潜艇的转动角速度,其结构如图所示。

当系统绕轴OO ′转动时，元件A 发生位移并输出相应的电压信号，成为飞机、卫星等的制导系统的信息源。

例题1-2：已知A 的质量为m ，弹簧的劲度系数为k 、自然长度为l ，电源的电动势为E 、内阻不计。

滑动变阻器总长也为l ，电阻分布均匀，系统静止时P 在B 点，当系统以角速度ω转动时，试写出输出电压U 与ω的函数式。

北京市第四中学高二物理学案：传感器原理及典型应用

传感器原理及典型应用授课内容：例题1、（1）如图是利用光敏电阻自动计数的示意图，其中A 是，B中的主要元件是。

(2) 自动计数原理是：_______________ 。

图一例题2、如图是一火警报警的一部分电路示意图。

其中R2 为用半导体热敏材料制成的传感器，电流表为值班室的显示器，a、b之间接报警器。

当传感器R2 所在处出现火情时，显示器的电流I、报警器两端的电压U 的变化情况是（）A.I变大，U 变大B. I 变小，U 变小C.I 变小，U 变大D.I 变大，U 变小图二例题3、图甲是测量的电容式传感器，原理是 _________ 。

图乙是测量的电容式传感器，原理是 ________________。

图三例题4、唱卡拉OK用的话筒，内有传感器。

其中有一种是动圈式的，它的工作原理是在弹性膜片后面粘接一个轻小的金属线圈，线圈处于永磁体的磁场中，当声波使膜片前后振动时，就将声音信号转变为电信号。

下列说法正确的是 ( )A .该传感器是根据电流的磁效应工作的B .该传感器是根据电磁感应原理工作的C .膜片振动时，穿过金属线圈的磁通量不变D .膜片振动时，金属线圈中不会产生感应电动势图四图五例题5、惯性制导系统已广泛应用于导弹工程中，这个系统的重要元件是加速度计。

加速度计的构造和原理的示意图如图示，沿导弹长度方向按装的固定光滑杆上套一个质量为m的滑块，滑块的两侧分别与劲度系数均为k的弹簧相连，两弹簧的另一端与固定壁相连。

滑块原来静止，弹簧处于自然长度。

滑块上有指针，可通过标尺测出滑块的位移，然后通过控制系统进行制导。

1）设某段时间内导弹沿水平方向运动，指针向左偏离O点的距离为S，则这段时间内导弹的加速度（）A. 方向向左，大小为 k S/mB．方向向右，大小为 k S/mC．方向向左，大小为 2k S/mD. 方向向右，大小为 2k S/m2）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。

(人教版)北京市高中物理选修二第五章《传感器》测试(答案解析)

一、选择题1．(0分)[ID：129481]如图是利用太阳能给LED路灯供电的自动控制电路的示意图。

R是R是保护定值电阻，日光充足时，电磁继电器把衔铁吸下，GH接入电路，太光敏电阻，阳能电池板给蓄电池充电，光线不足时，衔铁被弹簧拉起，与EF接入电路，蓄电池给LED路灯供电，路灯亮起，下列关于该电路分析正确的是（）A．该光敏电阻阻值随光照强度增大而增大B．增加电源电动势可以增加路灯照明时间C．增大保护电阻0R阻值可延长每天路灯照明时间D．并联更多的LED路灯可延长每天路灯照明时间2．(0分)[ID：129477]常用的计算机键盘就是一种传感器。

如图所示，键盘上每一个键的下面都连一小金属片，与该金属片隔有一定空气间隙的是另一小的固定金属片，这两金属片组成一个小电容器。

当键被按下时，此小电容器的电容发生变化，与之相连的电子线路就能够检测出哪个键被按下，从而给出相应的信号。

这种计算机键盘使用的是（）A．温度传感器B．电容式传感器C．磁传感器D．光传感器3．(0分)[ID：129462]医生将非接触式测温仪靠近但不接触病人额度，即可测得病人体温，这类测温仪利用的传感器是（）A．声音传感器B．红外线传感器C．气体传感器D．压力传感器4．(0分)[ID：129460]关于传感器，下列说法中不正确．．．的是（）A．热敏电阻是由金属制成的，对温度感知灵敏B．电子秤所使用的测力装置是力传感器，它是把力信号转化为电压信号C．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D．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5．(0分)[ID：129441]如图所示的电路可将声音信号转化为电信号，该电路中，b是固定不、构成了一动的金属板，a是能在声波驱动下沿水平方向振动的镀有金属层的振动膜，a b个电容器，且通过导线与恒定电源两极相接，若声源S做简谐运动，则（）、板之间的电场强度不变A．a振动过程中，a b、板所带的电荷量不变B．a振动过程中，a bC．a振动过程中，电路中始终有方向不变的电流D．a板向右位移最大时，电容器的电容最大6．(0分)[ID：129430]酒精测试仪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。

北京市高中物理交流电和传感器01交变电流的产生和变化规律学案(无答案)新人教版选修3-2

A． B．
C． D．
图一
例题2、如图所示,单匝矩形线圈的一半放在具有理想边界的匀强磁场中，线圈轴线OO′与磁场边界重合，线圈按图示方向匀速转动(ab向纸外cd向纸内)．若从图所示位置开始计时，并规定电流方向沿a→b→c→d→a为正方向,则线圈内感应电流随时间变化的图象是（）
图二
例题3、一闭合线圈在匀强磁场中做匀速转动，线圈的转速为4r/s,当线圈平面转置于磁场方向平行时，线圈的电动势为2V。设线圈从中性面开始转动，则线圈所产生的电动势的瞬时值表达式为_________V，在 s时的电动势为________ V。
C．两线圈中产生交流电流的最大值不同
D．从此刻起，T/4时间内流过两线圈截面的电量相同
例题6、如图所示,匀强磁场磁感应强度B=0。5T，匝数为n=50匝的矩形线圈，绕转轴OO′垂直于匀强磁场匀速转动，每匝线圈长为L=25cm,宽为d=20cm,线圈每分钟转动1500转，在匀速转动过程中，从线圈平面经过图示位置时开始记时．求：
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(1）写出交流感应电动势e的瞬时值表达式;

北京市高中物理交流电和传感器 02 电感电容对交流电的影响学案(无答案)新人教版选修32

电感电容对交流电的影响授课内容：例题1、如图所示，理想变压器的输出端有三组次级线圈，分别接有电阻元件R、电感元件L和电容元件C。

若用I R、I L、I c分别表示通过R、L和C的电流，则下列说法中正确的是（）A．若M、N接正弦式交流电，则I R≠0、I L≠0、I C=0B．若M、N接正弦式交流电，则I R≠0、I L≠0、I C≠0C．若M、N接恒定电流，则I R≠0、I L≠0、I C≠0D．若M、N接恒定电流，则I R≠0、I L≠0、I C=0图一图二例题2、如图所示，甲、乙是规格相同的灯泡，A、B两端加直流电压时，甲灯正常发光，乙灯完全不亮；当A、B两端加上有效值和直流电压相等的交流电压时，甲灯发出微弱的光，乙灯能正常发光。

下列说法正确的有：（）A．与甲灯串联的元件X是电容器B．与乙灯串联的元件Y是电容器C．与甲灯串联的元件X是电感线圈D．与乙灯串联的元件Y是电感线圈例题3、如图所示，从ab端输入的交流含有高频和低频成分，为了使R上尽可能少地含有高频成分，采用图示电路，其L的作用是________________，C的作用是__________。

图三例题4、以下说法正确的是（）A、低频扼流圈对低频交流有很大的阻碍作用，而对高频交流的阻碍较小B、高频扼流圈对高频交流有很大的阻碍作用，而对低频交流的阻碍较小C、电容器的容抗是电容器本身的固有属性，与外界的条件无关D、电容器在交流电路中“容抗”来阻碍电流变化，所以电容越大，阻碍越强例题5、下列甲、乙两图是电子技术中的常用电路，a、b是各部分电路的输入端，其中输入的交流高频成分用“”表示，交流低频成分用“～”表示，直流成分用“—”表示。

关于两图中负载电阻R上得到的电流特征是（）A．图甲中R得到的是交流成分 B．图甲中R得到的是直流成分C．图乙中R得到的是低频成分 D．图乙中R得到的是高频成分图五图六例题6、两个相同的白炽灯泡L1和L2接到如图4所示的电路中，灯L1与电容器串联，灯L2与电感线圈串联。

高中物理交流电和传感器 03 变压器学案(无答案)新人教版选修3-2(2021年整理)

北京市高中物理交流电和传感器03 变压器学案（无答案）新人教版选修3-2 编辑整理：尊敬的读者朋友们：这里是精品文档编辑中心，本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的，发布之前我们对文中内容进行仔细校对，但是难免会有疏漏的地方，但是任然希望（北京市高中物理交流电和传感器03 变压器学案（无答案）新人教版选修3-2）的内容能够给您的工作和学习带来便利。

同时也真诚的希望收到您的建议和反馈，这将是我们进步的源泉，前进的动力。

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变压器授课内容：例题1、如图甲、乙两电路中,当a、b两端与e、f两端分别加上220V的交流电压时，测得c、d间与g、h间的电压均为110V．若分别在c、d两端与g、h两端加上110伏的交流电压，则a、b间与e、f间的电压分别为( )A．220V，220V B．220V,110VC．110V，110V D．220V，0V图一图二例题2、在绕制变压器时，某人误将两个线圈绕在如图所示变压器铁芯的左右两个臂上。

当通以交流电时，每个线圈产生的磁通量都只有一半通过另一个线圈，另一半通过中间的臂。

已知线圈1、2的匝数之比N1:N2=2:1。

在不接负载的情况下（） A．当线圈1输入电压220伏时，线圈2输出电压为110伏B．当线圈1输入电压220伏时，线圈2输出电压为55伏 C．当线圈2输入电压110伏时，线圈1输出电压为220伏D．当线圈2输入电压110伏时,线圈1输出电压为110伏例题3、如图所示，MN和PQ为处于同一水平面内的两根平行的光滑金属导轨，垂直导轨放置金属棒ab与导轨接触良好。

N、Q端接理想变压器的初级线圈,理想变压器的输出端有三组次级线圈，分别接有电阻元件R、电感元件L和电容元件C。

在水平金属导轨之间加竖直向下的匀强磁场，若用I R、I L、I c分别表示通过R、L和C的电流，则下列判断中不正确．．．的是( ）A．在ab棒匀速运动且ab棒上的电流已达到稳定后，I R≠0、I≠0、I C=0LB．在ab棒匀速运动且ab棒上的电流已达到稳定的，I R=0、I L=0、I=0CC．若ab棒在某一中心位置附近做简谐运动，则I R≠0、I L≠0、I≠0CD．若ab棒匀加速运动,则I R≠0、I L≠0、I C=0图三例题4、理想变压器工作时（ )A．输入电流增大会引起输出电流增大B．输入电压升高会引起输出电压升高C．输出电流减小，输入电流一定减小D．输出功率增大，输入功率一定增大例题5、如图所示，理想变压器的副线圈上通过输电线接两个相同的灯泡L1和L2，输电线的等效电阻为R。

人教版高中物理选择性必修第2册第五章传感器 5 2 常见传感器的工作原理及应用

1|常见传感器的特点
情境如图甲所示,家用电热灭蚊器中应用了温度传感器,它的主要元件是PTC, PTC是由钛酸钡等半导体陶瓷发热材料制成的电阻器,它有一个根据需要设定的温度,低于这个温度时,其电阻随温度的升高而减小,高于这个温度时,其电阻随温度的升高而增大,我们把这个设定的温度叫作“居里温度”。某家用电热灭蚊器中 PTC元件的电阻率ρ随温度变化的关系如图乙所示。
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电极,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的变化情况,就可以知道h的变化情况
测定压力F的电容式传感器
测定位移x的电容式传感器
力传感器
应变片
物体形变→电阻力学、运动学与直流电路结合问题
电容式传感器电容器
力、位移等→电容力、运动与含容电路结合问题
磁传感器
霍尔元件等磁感应强度→电压带电粒子在复合场中的运动问题
2|常见电容式传感器原理及分析
传感器
测定角度θ的电容式传感器
原理
当动片与定片之间的角度θ发生变化时,会引起极板正对面积 S的变化,这就使电容C发生了变化。知道C的变化情况,就可以知道θ的变化情况
UH a
。当达到稳定状态时,洛伦兹力与电场力平衡,即qvB=q
UH a
②,由①②联立得UH=
IB ③。对于确定的霍尔元件,nq是常数,令k= 1 ,则③式可写为UH=k IB 。
nqd
nq
d
判断正误，正确的画“ √” ，错误的画“ ✕” 。
1.热敏电阻和金属热电阻都是用半导体材料制成的,当温度升高时,它们的导电能力都明显增强。 ( ✕ ) 2.所有传感器都是由半导体材料制成的。 ( ✕ ) 3.用铂制作的热电阻可用来做电阻温度计。( √ ) 4.电子秤使用的是压力传感器。 ( √ ) 5.电子秤中应变式力传感器输出的是应变片上的电压,外力越大,输出的电压也越大。 ( ✕ )

人教版(新教材)高中物理选择性必修2优质学案2：5 1-5 2认识传感器常见传感器的工作原理及应用

5.1认识传感器5.2常见传感器的工作原理及应用〖学习目标〗1．了解什么是传感器，知道非电学量转化为电学量的技术意义。

2．了解传感器的种类，知道传感器的组成与应用模式。

3．知道传感器中常见的几种敏感元件：光敏电阻、金属热电阻和热敏电阻、电阻应变片等。

4．知道常见传感器的工作原理及应用。

〖知识梳理〗一、神奇的传感器1.楼道灯安装了，自动门安装了，酒精检测仪上安装了。

2.传感器能够感受诸如力、温度、光、声、化学成分等被测量，并能把它们按照一定的规律转换为的可用信号输出。

通常转换成的可用信号是、等电学量，或转换为。

把转换为，可以很方便地进行测量、传输、处理和控制。

二、传感器的种类根据被测量的不同，可分为等传感器；根据具体工作原理的不同，可分为等传感器。

三、传感器的组成与应用模式四、光敏电阻1.光敏电阻是用做成的，光照强度不同时电阻不同，光敏电阻是中常见的光敏元件。

2.硫化镉是一种半导体材料，无光照时，载流子，导电性能差；随着光照的增强，载流子，导电性变好。

3.光敏电阻能够把这个光学量转换为这个电学量。

五、金属热电阻和热敏电阻1.除了光照以外，也能明显地影响金属导体和半导体材料的导电性能。

和就是传感器中常见的感知温度的敏感元件。

2.金属的电阻率随温度的升高而，用金属丝可以制作温度传感器，称为。

3.有些半导体在温度上升时导电能力，因此可以用半导体材料制作。

4.金属热电阻和热敏电阻都能够把这个热学量转换为这个电学量。

六、电阻应变片1.金属导体在外力作用下发生机械形变(伸长或缩短)时，其电阻随着它所受机械形变的变化而发生变化的现象，称为金属的。

2.除了金属电阻应变片外，常用的电阻应变片还有半导体电阻应变片，它的工作原理是基于半导体材料的。

3.电阻应变片能够把这个力学量转换为这个电学量。

4.常用的一种力传感器是由金属梁和电阻应变片组成的，称为传感器。

5.光敏电阻、热敏电阻、电阻应变片等电阻式传感器的工作共性是通过测量的变化来确定外界非电学量的变化。

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传感器原理及典型应用
授课内容
B 中的主要元件是 0 自动计数原理是 ⑵ 0 图一
例题 2 U 的变化情况是
） B 变小
D.变小图
的电容式测
0 A 是
的电容式传感器，原理是
例题3、图甲是测量
在处出现火情时，显示器的电流
图，其中传感器，原理是
C.I 变小，U 变大
A.I 变大，U 变大
I 变小，U
变大，U 例题1、（ 1）如图是利用光敏电阻自动计数的示意其中R 为用半导体热敏材料制成的传感器，电流表为 I 、报警器两端的电压如图是一火警报警的一部分电路示意图。

。

图乙是值班室的显示器，a b 之间接报警器。

当传感器 R 2所
甲
例题4、唱卡拉OK用的话筒，内有传感器。

下列说法正确的是（）
A.该传感器是根据电流的磁效应工作的
B.该传感器是根据电磁感应原理工作的
C.膜片振动时，穿过金属线圈的磁通量不变
D.膜片振动时，金属线圈中不会产生感应电动势
图四图五
例题5、惯性制导系统已广泛应用于导弹工程中，这个系统的重要元件是加速度计。