人教版高中物理选择性必修第二册第5章传感器第1节认识传感器第2节常见传感器的工作原理及应用课件（31页PPT）
文档属性
| 名称 | 人教版高中物理选择性必修第二册第5章传感器第1节认识传感器第2节常见传感器的工作原理及应用课件（31页PPT） |
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| 格式 | ppt | ||
| 文件大小 | 2.8MB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2026-02-04 00:00:00 | ||
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文档简介
(共31张PPT)
第五章 传感器
第1节 认识传感器
第2节 常见传感器的工作原理及应用
1.知道什么是传感器，了解传感器的种类。
2.知道传感器的组成与应用模式。
3.知道光敏电阻、金属热电阻、热敏电阻、电阻应变片、电容式传感 器的工作原理及应用。
学习任务一 认识传感器
教材新知梳理
1. 传感器
（1）传感器的定义：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便于传送和处理的可用信号输出的一 类器件或装置。通常转换成的可用信号是电压、电流等 量，或转换 为电路的 。
（2）非电学量转换为电学量的意义：把非电学量转换为电学量，可以很方 便地进行测量、 、处理和 。
电学
通断
传输
控制
力传感器
磁传感器
声传感器
成分
浓度
酶传感器
微生物传感器
敏感元件
转换元件
4. 传感器应用的一般模式
关键核心突破
在现代生活中，我们时刻能感受到自动控制带给我们的便利。如楼道里的灯 晚上有足够大的声音时会自动打开，亮一会儿后又自动熄灭；马路上的路灯 夜晚来临时自动点亮、白天自动熄灭；当你走近自动门时它会自动打开，当 你离开时它会自动关闭……这其中的“机关”是什么？
“机关”是在这些装置中分别安装了声控、光控等不同的传感器。
A. 通常的传感器可以直接用来进行自动控制
B. 传感器可以用来采集信息
C. 传感器可以将感受到的一些信号转换为电学量
D. 传感器可以将所有感受到的信号都转换为电学量
BC
解析：传感器一定是通过非电学量转换成电学量来传递信号的，不能实 现自动控制，所以A错误；由于传感器可将非电学量转换成电学量，因 此传感器也可以用来采集信息，所以B正确；传感器可以将感受到的一 些信号转换为电学量，但并不是将所有感受到的信号都转换为电学量， 所以C正确，D错误。
学习任务二 常见传感器的工作原理及应用
教材新知梳理
1. 光敏电阻
（1）特点：光照越强，电阻 。
（2）原理：硫化镉是一种半导体材料，无光照时，载流子极少，导电性 能 ；随着光照的增强，载流子 ，导电性 。
（3）作用：把 这个光学量转换为 这个电学量。
越小
差
增多
变好
光照强弱
电阻
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 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。
温度
3. 热敏电阻
热敏电阻由半导体材料制成，其电阻随温度的变化非常 ，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。
明显
4. 电阻应变片
（1）电阻应变片的工作原理
①金属的电阻应变效应：金属导体在外力作用下发生机械形变，导体的长 度、横截面积变化从而引起电阻变化。
②半导体材料的压阻效应：单晶半导体材料沿某一轴向受到外力作用时，其 电阻率发生变化。
（2）力传感器——电子秤
①组成：由金属梁和电阻应变片组成。
②工作原理
③作用：应变片将 这个力学量转换为 这个电学量。
物体形变
电压
关键核心突破
有些楼道里安装的灯有一种有趣的现象，那就是光线充足（白天）时， 任你发出多大的声音灯都不亮；但在黑夜，
轻轻一声它就发出亮光，这是为什么呢？
这种灯内部既安装有声控传感器，也安装有光控传感器，声控灯中有光控电 路，使其在光线足够的时候不工作，所以声控灯的控制盒实际上是声、光同 时控制的，在光线充足的情况下灯不会亮，起到日熄夜亮的控制作用，以节 约用电。
AB
A. 电容器C的带电荷量增大
B. 电压表的读数增大
C. 电容器C两极板间的电场强度减小
D. R1消耗的功率增大
学习任务三 电容式传感器
教材新知梳理
常见电容式传感器
名称 传感器 原理
测定角度θ的 电容式传感 器 当动片与定片之间的角度θ发生变化时，引 起极板正对面积S的变化，使电容C发生变 化，知道C的变化，就可以知道θ的变化情 况
名称 传感器 原理
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极板，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，引起正对面积变化，使电容C发生变化，知道C的变化，就可以知道h的变化情况
测定压力F的电容式传感器 待测压力F作用于可动膜片的电极上时，膜片发生形变，使极板间距离d发生变化，引起电容C的变化，知道C的变化，就可以知 道F的变化情况
名称 传感器 原理
测定位移x的 电容式传感器 随着电介质板进入极板间的长度发生变 化，电容C发生变化，知道C的变化，就可以知道x的变化情况
关键核心突破
如图是电容式话筒的原理图，话筒的振动膜片上涂有薄薄的金属层，膜后相 距几十微米有一个金属片，它们构成电容器的两个极板。电容式话筒利用电 容器的电容与极板间距离关系来工作，试分析它的工作原理。
电容式话筒利用振动膜片接收空气振动信号，振动膜片与固定电极之间形成 一个电容，两者之间的距离变化会导致其电容的变化。在电容器两端施加恒 定的电压，通过电容器的电流就会变化。将这个电流信号进行转换，即可输 出音频信号。
D
A. 图甲中两极板所带电荷量不变，若电压减小，可判断出h变小
B. 图乙中两极板所带电荷量不变，若电压增大，可判断出θ变小
C. 图丙中两极板间的电压不变，若有电流流向传感器的负极，则x变大
D. 图丁中两极板间的电压不变，若有电流流向传感器的正极，则F变大
A. 干簧管是利用磁场来控制电路的通断
B. 机器人的“眼睛”利用了光传感器
C. 红外测温仪向人体发射红外线，从而测量人体温度
D. 电容式位移传感器能把物体的位移这个力学量转换成电容这个电学量
C
1
2
3
4
解析：干簧管是利用磁场来控制电路的通断，故A正确；机器人遇到障碍物 会绕开，说明机器人的“眼睛”看到了障碍物，利用了光传感器，故B正 确；红外测温仪是感知人体发射的红外线来测量人体温度的，故C错误；电 容式位移传感器能把物体的位移这个力学量转换成电容这个电学量，故D正 确。故选C。
1
2
3
4
A. 传感器一般是把非电学量转换为电学量或转换为电路的通断
B. 传感器一定是把非电学量转换为电路的通断
C. 传感器把非电学量转换为电学量是为了方便进行测量、传输、处理和控制
D. 电磁感应是把磁学量转换成电学量，所以电磁感应也是传感器
解析：根据传感器的概念和工作原理可以判断A、C正确，B错误；电磁感应 是原理，既不是器件，也不是装置，不能称为传感器，D错误。
AC
1
2
3
4
D
A. 若M位于R的中点右侧，P端电势低于Q端
B. 电压表的示数随物体加速度的增大而增大，但不成正比
C. 若电压表指针位于表盘左侧，则物体速度方向向右
D. 若电压表指针位于表盘左侧，则物体加速度方向向右
1
2
3
4
解析：A. 由题意可知，M位于R中点位置时与两电源间的电势相等，设R的 中点电势为零，则M位于R的中点右侧，P端电势高于Q端电势，A错误；B. 由欧姆定律及电阻定律可知，P端与Q端电势差与指针偏离R中点的距离x成正 比，B错误；C. 已知电压表指针位于表盘左侧，只能确定加速度的方向，不 能确定速度的方向，C错误；D. 已知电压表指针位于表盘左侧，滑块左侧弹 簧压缩、右侧弹簧伸长，滑块所受合力向右，故物体加速度方向向右，D正 确。故选D。
1
2
3
4
A. 应变片都是由半导体材料制成的
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，输出的电压差值也越大
BD
1
2
3
4
解析：既有金属电阻应变片，也有半导体电阻应变片，A错误；当应变片的 表面拉伸时，其电阻变大；反之，变小，B正确；传感器输出的是上、下两 应变片上的电压差值，并且随着外力的增大，输出的电压差值也就越大，C 错误，D正确。故选BD。
1
2
3
4
第五章 传感器
第1节 认识传感器
第2节 常见传感器的工作原理及应用
1.知道什么是传感器，了解传感器的种类。
2.知道传感器的组成与应用模式。
3.知道光敏电阻、金属热电阻、热敏电阻、电阻应变片、电容式传感 器的工作原理及应用。
学习任务一 认识传感器
教材新知梳理
1. 传感器
（1）传感器的定义：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便于传送和处理的可用信号输出的一 类器件或装置。通常转换成的可用信号是电压、电流等 量，或转换 为电路的 。
（2）非电学量转换为电学量的意义：把非电学量转换为电学量，可以很方 便地进行测量、 、处理和 。
电学
通断
传输
控制
力传感器
磁传感器
声传感器
成分
浓度
酶传感器
微生物传感器
敏感元件
转换元件
4. 传感器应用的一般模式
关键核心突破
在现代生活中，我们时刻能感受到自动控制带给我们的便利。如楼道里的灯 晚上有足够大的声音时会自动打开，亮一会儿后又自动熄灭；马路上的路灯 夜晚来临时自动点亮、白天自动熄灭；当你走近自动门时它会自动打开，当 你离开时它会自动关闭……这其中的“机关”是什么？
“机关”是在这些装置中分别安装了声控、光控等不同的传感器。
A. 通常的传感器可以直接用来进行自动控制
B. 传感器可以用来采集信息
C. 传感器可以将感受到的一些信号转换为电学量
D. 传感器可以将所有感受到的信号都转换为电学量
BC
解析：传感器一定是通过非电学量转换成电学量来传递信号的，不能实 现自动控制，所以A错误；由于传感器可将非电学量转换成电学量，因 此传感器也可以用来采集信息，所以B正确；传感器可以将感受到的一 些信号转换为电学量，但并不是将所有感受到的信号都转换为电学量， 所以C正确，D错误。
学习任务二 常见传感器的工作原理及应用
教材新知梳理
1. 光敏电阻
（1）特点：光照越强，电阻 。
（2）原理：硫化镉是一种半导体材料，无光照时，载流子极少，导电性 能 ；随着光照的增强，载流子 ，导电性 。
（3）作用：把 这个光学量转换为 这个电学量。
越小
差
增多
变好
光照强弱
电阻
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 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。
温度
3. 热敏电阻
热敏电阻由半导体材料制成，其电阻随温度的变化非常 ，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。
明显
4. 电阻应变片
（1）电阻应变片的工作原理
①金属的电阻应变效应：金属导体在外力作用下发生机械形变，导体的长 度、横截面积变化从而引起电阻变化。
②半导体材料的压阻效应：单晶半导体材料沿某一轴向受到外力作用时，其 电阻率发生变化。
（2）力传感器——电子秤
①组成：由金属梁和电阻应变片组成。
②工作原理
③作用：应变片将 这个力学量转换为 这个电学量。
物体形变
电压
关键核心突破
有些楼道里安装的灯有一种有趣的现象，那就是光线充足（白天）时， 任你发出多大的声音灯都不亮；但在黑夜，
轻轻一声它就发出亮光，这是为什么呢？
这种灯内部既安装有声控传感器，也安装有光控传感器，声控灯中有光控电 路，使其在光线足够的时候不工作，所以声控灯的控制盒实际上是声、光同 时控制的，在光线充足的情况下灯不会亮，起到日熄夜亮的控制作用，以节 约用电。
AB
A. 电容器C的带电荷量增大
B. 电压表的读数增大
C. 电容器C两极板间的电场强度减小
D. R1消耗的功率增大
学习任务三 电容式传感器
教材新知梳理
常见电容式传感器
名称 传感器 原理
测定角度θ的 电容式传感 器 当动片与定片之间的角度θ发生变化时，引 起极板正对面积S的变化，使电容C发生变 化，知道C的变化，就可以知道θ的变化情 况
名称 传感器 原理
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极板，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，引起正对面积变化，使电容C发生变化，知道C的变化，就可以知道h的变化情况
测定压力F的电容式传感器 待测压力F作用于可动膜片的电极上时，膜片发生形变，使极板间距离d发生变化，引起电容C的变化，知道C的变化，就可以知 道F的变化情况
名称 传感器 原理
测定位移x的 电容式传感器 随着电介质板进入极板间的长度发生变 化，电容C发生变化，知道C的变化，就可以知道x的变化情况
关键核心突破
如图是电容式话筒的原理图，话筒的振动膜片上涂有薄薄的金属层，膜后相 距几十微米有一个金属片，它们构成电容器的两个极板。电容式话筒利用电 容器的电容与极板间距离关系来工作，试分析它的工作原理。
电容式话筒利用振动膜片接收空气振动信号，振动膜片与固定电极之间形成 一个电容，两者之间的距离变化会导致其电容的变化。在电容器两端施加恒 定的电压，通过电容器的电流就会变化。将这个电流信号进行转换，即可输 出音频信号。
D
A. 图甲中两极板所带电荷量不变，若电压减小，可判断出h变小
B. 图乙中两极板所带电荷量不变，若电压增大，可判断出θ变小
C. 图丙中两极板间的电压不变，若有电流流向传感器的负极，则x变大
D. 图丁中两极板间的电压不变，若有电流流向传感器的正极，则F变大
A. 干簧管是利用磁场来控制电路的通断
B. 机器人的“眼睛”利用了光传感器
C. 红外测温仪向人体发射红外线，从而测量人体温度
D. 电容式位移传感器能把物体的位移这个力学量转换成电容这个电学量
C
1
2
3
4
解析：干簧管是利用磁场来控制电路的通断，故A正确；机器人遇到障碍物 会绕开，说明机器人的“眼睛”看到了障碍物，利用了光传感器，故B正 确；红外测温仪是感知人体发射的红外线来测量人体温度的，故C错误；电 容式位移传感器能把物体的位移这个力学量转换成电容这个电学量，故D正 确。故选C。
1
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3
4
A. 传感器一般是把非电学量转换为电学量或转换为电路的通断
B. 传感器一定是把非电学量转换为电路的通断
C. 传感器把非电学量转换为电学量是为了方便进行测量、传输、处理和控制
D. 电磁感应是把磁学量转换成电学量，所以电磁感应也是传感器
解析：根据传感器的概念和工作原理可以判断A、C正确，B错误；电磁感应 是原理，既不是器件，也不是装置，不能称为传感器，D错误。
AC
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2
3
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D
A. 若M位于R的中点右侧，P端电势低于Q端
B. 电压表的示数随物体加速度的增大而增大，但不成正比
C. 若电压表指针位于表盘左侧，则物体速度方向向右
D. 若电压表指针位于表盘左侧，则物体加速度方向向右
1
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解析：A. 由题意可知，M位于R中点位置时与两电源间的电势相等，设R的 中点电势为零，则M位于R的中点右侧，P端电势高于Q端电势，A错误；B. 由欧姆定律及电阻定律可知，P端与Q端电势差与指针偏离R中点的距离x成正 比，B错误；C. 已知电压表指针位于表盘左侧，只能确定加速度的方向，不 能确定速度的方向，C错误；D. 已知电压表指针位于表盘左侧，滑块左侧弹 簧压缩、右侧弹簧伸长，滑块所受合力向右，故物体加速度方向向右，D正 确。故选D。
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A. 应变片都是由半导体材料制成的
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，输出的电压差值也越大
BD
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解析：既有金属电阻应变片，也有半导体电阻应变片，A错误；当应变片的 表面拉伸时，其电阻变大；反之，变小，B正确；传感器输出的是上、下两 应变片上的电压差值，并且随着外力的增大，输出的电压差值也就越大，C 错误，D正确。故选BD。
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