5.2 常见传感器的工作原理及应用 课前导学 2024-2025学年人教版（2019）高中物理选择性必修第二册
文档属性
| 名称 | 5.2 常见传感器的工作原理及应用 课前导学 2024-2025学年人教版（2019）高中物理选择性必修第二册 |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 42.7KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2025-03-01 09:23:07 | ||
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文档简介
5.2 常见传感器的工作原理及应用
基础知识导学
一、光敏电阻
（1）特点：光敏电阻在被光照射时电阻发生变化。光照增强时，电阻减小；光照减弱时，电阻增大。
（2）原因：光敏电阻的构成物质硫化镉为半导体材料，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：把光照强弱这个光学量转换为电阻这个电学量。
2．金属热电阻
金属的电阻率随温度的升高而增大，用金属丝可以制作温度传感器，称为热电阻，如图所示为某金属导线电阻的温度特性曲线。
3．热敏电阻
热敏电阻由半导体材料制成，其电阻值随温度的变化非常明显，如图所示为某一热敏电阻的电阻值随温度变化的特性曲线。
氧化锰热敏电阻 金属热电阻
特点 电阻率随温度的升高而减小 电阻率随温度的升高而增大
制作材料 金属氧化物 金属导体
优点 灵敏度好 化学稳定性好，测温范围大
作用 将温度这个热学量转换为电阻阻值这个电学量
基础小题试练
1.为保障住户安全，多地小区开始在电梯里尝试使用一种“黑科技”，来阻止电动车进电梯。当电动车进入电梯时，这种“黑科技”就会自动报警，它用到的传感器和下列哪个装置用到的传感器相同( )
A.电饭锅 B.烟雾报警器 C.刷脸考勤机 D.酒精检测仪
2.许多办公楼及宿舍楼楼道上的电灯白天不亮，到了晚上能够自动做到“人来即亮，人走即灭”，其神奇功能在于控制灯的“开关”传感器，下列有关该传感器的说法正确的是( )
A.该传感器能够测量的物理量是位移和温度
B.该传感器能够测量的物理量是位移和光强
C.该传感器能够测量的物理量是压力和位移
D.该传感器能够测量的物理量是光强和声音
3.下列关于传感器的说法正确的是( )
A.话筒是一种常用的传感器，其作用是将电信号转换为声音信号
B.在天黑楼道里出现声音时，楼道里的灯才亮，它的控制电路中只需要用到声音传感器
C.光照越强光敏电阻的阻值越大
D.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
4.在公共场所装有自动干手机，洗手后将湿手靠近，机内的传感器就会开通电热器加热，喷出热空气将手烘干。自动干手机使用的传感器应该是( )
A.磁传感器 B.红外线传感器 C.力传感器 D.声传感器
5.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的阻值，进而转化为电压信号
B.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
C.话筒是一种常用的声传感器，其作用是将电信号转换为声音信号
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
6.某同学打开手机的某款传感器APP，手握手机迅速下蹲，手机记录的图像如图所示，a、b分别为图像的峰值，下列说法正确的是( )
A.该款APP为位移传感器APP
B.该款APP为速度传感器APP
C.峰值a对应时刻，人对地面的压力最大
D.峰值a对应时刻，人对地面的压力最小
答案以及解析
1.答案：C
解析：当电动车进入电梯时，这种“黑科技”就会自动报警，利用抓取图像识别的方式实现。A.电饭锅用到了温度传感器，故A错误；B.烟雾报警器用到了光电传感器，故B错误；C.刷脸考勤机用到了人脸识别，故C正确；D.酒精检测仪用到了酒精传感器，故D错误。故选C。
2.答案：D
解析：楼道中安装了自动灯光控制系统，白天灯不亮与光传感器有关；晚上有人经过时，灯自动亮起来，与声音有关，是声传感器，所以该传感器能够测量的物理量是光强和声音，选项D正确。
3.答案：D
解析：A.话筒是一种常用的声传感器，其作用是将声音信号转换为电流信号，故A错误；
B.楼道里的灯只有天黑时出现声音才亮，使用了光与声传感器，故B错误；
C.光照越强光敏电阻的阻值越小，故C错误；
D.霍尔元件是能够把磁感应强度这个磁学量转换为电压这个电学量，故D正确；
故选D。
4.答案：B
解析：手靠近干手机时，红外线传感器通过接收身体表面辐射出来或反射回来的红外线来启动加热装置工作，属于红外线传感器。故B正确。
5.答案：C
解析：A.在电子秤中的应用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的阻值，进而转化为电压信号，故A正确，不满足题意要求；B.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，这种传感器的作用是控制电路的通断，故B正确，不满足题意要求；C.话筒是一种常用的声波传感器，其作用是将声音信号转换为电信号，故C错误，满足题意要求；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，故D正确，不满足题意要求。故选C。
6.答案：C
解析：AB.手握手机迅速下蹲，则物体的位移一直增大，速度先增大后减小，结合力与运动的关系可知，该款APP为加速度传感器APP，故AB错误；CD.峰值a对应的时刻，物体的加速度向上且达到最大，所以此时人对地面的压力最大，峰值b对应的时刻，物体的幼加速度向下且达到最大，所以此时人对地面的压力最小，故C正确，D错误。故选C。
基础知识导学
一、光敏电阻
（1）特点：光敏电阻在被光照射时电阻发生变化。光照增强时，电阻减小；光照减弱时，电阻增大。
（2）原因：光敏电阻的构成物质硫化镉为半导体材料，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：把光照强弱这个光学量转换为电阻这个电学量。
2．金属热电阻
金属的电阻率随温度的升高而增大，用金属丝可以制作温度传感器，称为热电阻，如图所示为某金属导线电阻的温度特性曲线。
3．热敏电阻
热敏电阻由半导体材料制成，其电阻值随温度的变化非常明显，如图所示为某一热敏电阻的电阻值随温度变化的特性曲线。
氧化锰热敏电阻 金属热电阻
特点 电阻率随温度的升高而减小 电阻率随温度的升高而增大
制作材料 金属氧化物 金属导体
优点 灵敏度好 化学稳定性好，测温范围大
作用 将温度这个热学量转换为电阻阻值这个电学量
基础小题试练
1.为保障住户安全，多地小区开始在电梯里尝试使用一种“黑科技”，来阻止电动车进电梯。当电动车进入电梯时，这种“黑科技”就会自动报警，它用到的传感器和下列哪个装置用到的传感器相同( )
A.电饭锅 B.烟雾报警器 C.刷脸考勤机 D.酒精检测仪
2.许多办公楼及宿舍楼楼道上的电灯白天不亮，到了晚上能够自动做到“人来即亮，人走即灭”，其神奇功能在于控制灯的“开关”传感器，下列有关该传感器的说法正确的是( )
A.该传感器能够测量的物理量是位移和温度
B.该传感器能够测量的物理量是位移和光强
C.该传感器能够测量的物理量是压力和位移
D.该传感器能够测量的物理量是光强和声音
3.下列关于传感器的说法正确的是( )
A.话筒是一种常用的传感器，其作用是将电信号转换为声音信号
B.在天黑楼道里出现声音时，楼道里的灯才亮，它的控制电路中只需要用到声音传感器
C.光照越强光敏电阻的阻值越大
D.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
4.在公共场所装有自动干手机，洗手后将湿手靠近，机内的传感器就会开通电热器加热，喷出热空气将手烘干。自动干手机使用的传感器应该是( )
A.磁传感器 B.红外线传感器 C.力传感器 D.声传感器
5.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的阻值，进而转化为电压信号
B.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
C.话筒是一种常用的声传感器，其作用是将电信号转换为声音信号
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
6.某同学打开手机的某款传感器APP，手握手机迅速下蹲，手机记录的图像如图所示，a、b分别为图像的峰值，下列说法正确的是( )
A.该款APP为位移传感器APP
B.该款APP为速度传感器APP
C.峰值a对应时刻，人对地面的压力最大
D.峰值a对应时刻，人对地面的压力最小
答案以及解析
1.答案：C
解析：当电动车进入电梯时，这种“黑科技”就会自动报警，利用抓取图像识别的方式实现。A.电饭锅用到了温度传感器，故A错误；B.烟雾报警器用到了光电传感器，故B错误；C.刷脸考勤机用到了人脸识别，故C正确；D.酒精检测仪用到了酒精传感器，故D错误。故选C。
2.答案：D
解析：楼道中安装了自动灯光控制系统，白天灯不亮与光传感器有关；晚上有人经过时，灯自动亮起来，与声音有关，是声传感器，所以该传感器能够测量的物理量是光强和声音，选项D正确。
3.答案：D
解析：A.话筒是一种常用的声传感器，其作用是将声音信号转换为电流信号，故A错误；
B.楼道里的灯只有天黑时出现声音才亮，使用了光与声传感器，故B错误；
C.光照越强光敏电阻的阻值越小，故C错误；
D.霍尔元件是能够把磁感应强度这个磁学量转换为电压这个电学量，故D正确；
故选D。
4.答案：B
解析：手靠近干手机时，红外线传感器通过接收身体表面辐射出来或反射回来的红外线来启动加热装置工作，属于红外线传感器。故B正确。
5.答案：C
解析：A.在电子秤中的应用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的阻值，进而转化为电压信号，故A正确，不满足题意要求；B.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，这种传感器的作用是控制电路的通断，故B正确，不满足题意要求；C.话筒是一种常用的声波传感器，其作用是将声音信号转换为电信号，故C错误，满足题意要求；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，故D正确，不满足题意要求。故选C。
6.答案：C
解析：AB.手握手机迅速下蹲，则物体的位移一直增大，速度先增大后减小，结合力与运动的关系可知，该款APP为加速度传感器APP，故AB错误；CD.峰值a对应的时刻，物体的加速度向上且达到最大，所以此时人对地面的压力最大，峰值b对应的时刻，物体的幼加速度向下且达到最大，所以此时人对地面的压力最小，故C正确，D错误。故选C。