《学霸笔记 同步精讲》第5章 传感器 本章整合（课件）高中物理教科版选择性必修2

(共18张PPT)
本 章 整 合
第五章
2026
内容索引
01
02
知识网络·系统构建
重点题型·归纳剖析
知识网络·系统构建
本章知识可分为两个组成部分。第一部分:传感器及其工作原理;第二部分:传感器的应用。
一、传感器及其工作原理
非电信息
电信号
温度传感器
光传感器
电学量
二、传感器的应用
传感器的应用
电子秤
电熨斗
火灾报警器
重点题型·归纳剖析
一、
常见敏感元件的特点及应用
1.光敏电阻
光敏电阻在被光照射时电阻发生变化,光照增强,电阻减小;光照减弱,电阻增大。
2.热敏电阻和热电阻
热电阻的电阻率随温度升高而增大,热敏电阻有正温度系数热敏电阻、负温度系数热敏电阻两种,正温度系数热敏电阻的阻值随温度升高而增大,负温度系数热敏电阻的阻值随温度升高而减小。
【例题1】 (多选)如图所示,RT为正温度系数热敏电阻,R1为光敏电阻,R2和R3均为定值电阻,电源电动势为E,内阻为r,电压表为理想电压表。现发现电压表的示数增大,可能的原因是(　　)
A.热敏电阻的温度升高,其他条件不变
B.热敏电阻的温度降低,其他条件不变
C.光照增强,其他条件不变
D.光照减弱,其他条件不变
BD
解析:电压表的示数增大,而R3为定值电阻,说明流经R3的电流增大,由电路结构可知,这可能是由于RT阻值减小或R1阻值增大,由热敏电阻和光敏电阻特性知,可能是由于温度降低或光照减弱,故B、D正确,A、C错误。
【变式训练1】 如图所示的电路中,R1是定值电阻,R2是光敏电阻,电源的内阻不能忽略。闭合开关S,当光敏电阻上的光照强度减弱时,下列说法正确的是(　　)
A.通过R2的电流增大
B.电源的路端电压减小
C.电容器C所带的电荷量增加
D.电源的效率减小
C
二、
传感器的应用
1.传感器的应用过程包括三个环节:感、传、用。
(1)“感”是指传感器的敏感元件感应信息,并通过转换元件转化为电学量。
(2)“传”是指通过信号调节转换电路等将传感器获取的电学信息进行放大、消除干扰并转换成便于显示、记录、处理和控制的电学量,然后传给执行机构。
(3)“用”是指执行机构利用传感器传来的信息进行某种显示或某种动作。
2.处理与传感器有关的电路设计问题时,可将整个电路分解为:
(1)传感器所在的信息采集部分;
(2)转化传输部分(这部分电路往往与直流电路的动态分析有关);
(3)执行电路。
【例题2】 现要组装一个由热敏电阻控制的报警系统,要求当热敏电阻的温度达到或超过60 ℃时,系统报警。提供的器材有热敏电阻,报警器(内阻很小,流过的电流超过Ic时就会报警),电阻箱(最大阻值为999.9 Ω),直流电源(输出电压为U,内阻不计),滑动变阻器R1(最大阻值为1 000 Ω),滑动变阻器R2(最大阻值为2 000 Ω),单刀双掷开关一个,导线若干。
在室温下对系统进行调节。已知U约为18 V,Ic约为10 mA;流过报警器的电流超过20 mA时,报警器可能损坏;该热敏电阻的阻值随温度升高而减小,在60 ℃时阻值为650.0 Ω。
(1)完成待调节的报警系统原理电路图的连线。
(2)电路中应选用滑动变阻器_________
(选填“R1”或“R2”)。
(3)按照下列步骤调节此报警系统:
①电路接通前,需将电阻箱调到一固定的阻值,根据实验要求,这一阻值为_________Ω;滑动变阻器的滑片应置于_________(选填“a”或“b”)端附近,不能置于另一端的原因是__________________ 。
②将开关向_________(选填“c”或“d”)端闭合,缓慢移动滑动变阻器的滑片,直至_________。
(4)保持滑动变阻器滑动片的位置不变,将开关向另一端闭合,报警系统即可正常使用。
答案:(1)连线如图　(2)R2 (3)①650.0　b　接通电源后,流过报警器的电流会超过20 mA,报警器可能损坏　②c　报警器开始报警
解析:(1)电路图连接如图所示。
(2)报警器开始报警时,对整个回路有U=Ic(R滑+R热),代入数据可得R滑=1 150.0 Ω,因此滑动变阻器应选择R2。
(3)①在调节过程中,电阻箱起到等效替代热敏电阻的作用,电阻箱的阻值应为报警器报警时热敏电阻的阻值,即为650.0 Ω。滑动变阻器在电路中为限流接法,滑片应置于b端附近,若置于另一端a时,闭合开关,则电路中的电流I= A≈27.7 mA,超过报警器最大电流20 mA,报警器可能损坏。②开关应先向c端闭合,移动滑动变阻器的滑片,直至报警器开始报警为止。
【变式训练2】 力敏电阻的阻值随所受压力的增大而减小,有位同学设计了利用力敏电阻判断竖直升降机运动状态的装置,其工作原理图如图(a)所示,将力敏电阻固定在升降机底板上,其上放置一个物块,在升降机运动的过程中,电流表示数如图(b)所示,已知升降机静止时电流表的示数为I1。下列判断正确的是(　　)
A.0到t1时间内,升降机一定静止
B.t1到t2时间内,升降机可能做匀加速直线运动
C.t1到t2时间内,升降机运动时的加速度在变化
D.t2到t3时间内,升降机可能向下匀速运动
C
解析:0~t1时间内,电流不变,根据闭合电路的欧姆定律可知电路中的总阻值不变,升降机可能静止也可能匀速运动,故A错误;t1~t2时间内,电流增大,则电阻减小,因为力敏电阻的阻值随所受压力的增大而减小,所以压力增大,由牛顿第三定律得物块受到的支持力逐渐增大,根据牛顿第二定律有FN-mg=ma,合力向上,加速度向上,逐渐增大,故B错误,C正确;t2~t3时间内电流不变,电阻不变,压力不变,电流大于静止时的电流,压力大于静止时的压力,物块受重力和支持力,根据牛顿第二定律有FN'-mg=ma',合力向上,加速度向上,大小不变,所以t2~t3时间内升降机匀加速上升或匀减速下降,故D错误。