資源簡介

第五章　傳感器
第一節　傳感器及其工作原理
(分值:100分)
選擇題1~12題,每小題8分,共96分。
基礎對點練
題組一　傳感器的認識與分類
1.傳感器在日常生活中有著廣泛的應用,下列對傳感器的理解正確的是 (　　)
傳感器是通過感知電壓的變化來進行信號傳遞的
傳感器是由半導體材料制作而成的
傳感器不是電視遙控接收器的主要元件
傳感器可以將采集到的信息轉換成電學量
2.關于傳感器工作的一般流程,下列說法正確的是 (　　)
非電學量→敏感元件→信號調整與轉換電路→電學量→轉換元件
電學量→敏感元件→信號調整與轉換電路→轉換元件→非電學量
非電學量→敏感元件→轉換元件→信號調整與轉換電路→電學量
非電學量→信號調整與轉換電路→轉換元件→敏感元件→電學量
3.如圖中關于傳感器的說法錯誤的是 (　　)
干簧管是利用磁場來控制電路的通斷
火災報警器是當有煙霧進入罩內時,光電三極管上就會因煙霧的散射而有光的照射,表現出電阻的變化
紅外測溫儀向人體發射紅外線,從而測量人體溫度
電容式位移傳感器能把物體的位移這個力學量轉化成電容這個電學量
題組二　溫度傳感器的原理
4.如圖所示,RT為負溫度系數的半導體熱敏電阻,其他電阻都是普通的電阻,當燈泡L的亮度變暗時,說明 (　　)
環境溫度變高
環境溫度變低
環境溫度不變
都有可能
5.(多選)圖甲表示某電阻R隨攝氏溫度t變化的圖像。把這個電阻接入如圖乙所示電路中,用這個電阻作測溫探頭,把電流表的電流刻度改為相應的溫度刻度,就得到一個簡單的電阻溫度計,則 (　　)
t1應標在電流較大的刻度上
t1應標在電流較小的刻度上
通過電流表的電流與溫度呈線性關系
通過電流表的電流與溫度呈非線性關系
題組三　光電傳感器的原理
6.街旁路燈,江海里的航標都要求在夜晚亮,白天熄,利用半導體的電學特性制成了自動點亮、熄滅的裝置,實行了自動控制,這是利用半導體的 (　　)
壓敏性 光敏性
熱敏性 三種特性都利用
7.(多選)教學樓過道燈是由聲傳感器和光傳感器同時來控制的,在夜晚天黑時,用力拍掌燈就亮了;而白天怎樣用力拍掌,燈都不能亮。其原理圖如圖所示,下列關于聲傳感器和光傳感器的說法正確的是 (　　)
白天有光照時,光傳感器自動閉合
夜晚無光照時,光傳感器自動閉合
有人走動或發出聲音時,聲傳感器自動閉合
無人走動或沒有聲音時,聲傳感器自動閉合
8.(多選)如今,人們對手機的依賴程度越來越高,手機已成為現代人必不可少的隨身物品,然而長時間的使用手機會對眼睛造成一定的傷害,因此現在的智能手機都有一項可以調節亮度的功能,該功能既可以自動調節,也可以手動調節。某同學為了模擬該功能,設計了如圖所示的電路,R1為光敏電阻,光照增強,阻值變小,R2為滑動變阻器,閉合開關后,下列說法正確的是 (　　)
僅光照變強,燈泡變亮
僅光照變弱,燈泡變亮
僅將滑片向a端滑動,燈泡變亮
僅將滑片向b端滑動,燈泡變亮
綜合提升練
9.(多選)果農為了提高經濟效益,把大、小不同的蘋果分揀出來,以不同的價格出售,但人工分揀成本高,效率低,于是購入一臺自動分揀機器,如圖是蘋果自動分揀裝置的示意圖。該裝置把大小不同的蘋果,按一定質量標準自動分揀為大蘋果和小蘋果。R1為壓力傳感器,R2為可調電阻,R2兩端電壓越大,電磁鐵對分揀開關的銜鐵吸引越強,以下說法正確的是 (　　)
壓力越小R1越大
壓力越小R1越小
調節R2的大小可以起到保護電路的作用
調節R2的大小可以改變蘋果篩選的標準
10.(多選)(2024·廣東梅州高二期末)如圖所示是一種油箱內油面高度檢測裝置的示意圖,圖中油量表由電流表改裝而成,金屬杠桿的一端接浮標,另一端觸點O接滑動變阻器R。當油箱內油面下降時,下列分析正確的有 (　　)
觸點O向下滑動
觸點O向上滑動
電路中的電流增大了
電路中的電流減小了
11.(2024·廣東廣州高二統考期末)傳感器是采集信息的一種重要元件,如圖所示是一種電容式壓力傳感器,當待測壓力作用于可動電極時,使它發生形變,從而改變傳感器的電容。若電流從靈敏電流計“+”接線柱流進時指針向右偏,從“-”接線柱流進時向左偏。當待測壓力突然增大時,下列說法中正確的是 (　　)
電容器的電容將減小
M點的電勢比N點的低
靈敏電流表指針向左偏轉
若電流計示數穩定且不為零,說明壓力F不再變化
12.(多選)(2024·廣東廣州高二期中)壓敏電阻的阻值隨所受壓力的增大而減小。某同學利用壓敏電阻設計了判斷小車運動狀態的裝置,如圖所示,光滑小球夾在壓敏電阻與擋板之間。小車在水平面上靜止時,電流表示數為I0,小車運動狀態變化會引起電流表示數變化。某次實驗中,電流表示數變化如圖所示,下列判斷正確的是 (　　)
在0~t1時間內可能做勻速運動
在t1~t2時間內做變速運動
在t2~t3內肯定靜止
在t3~t4內壓敏電阻所受壓力減小
培優加強練
13.(4分)如圖甲所示為一熱敏電阻的R-t圖像,圖乙為用此熱敏電阻R和繼電器組成的一個簡單恒溫箱溫控電路,繼電器線圈的電阻為200 Ω。當線圈中的電流大于或等于20 mA時,繼電器的銜鐵被吸合。為繼電器線圈供電電池的電動勢E=8 V,內阻可以不計。圖中的“電源”是恒溫箱加熱電源。
(1)圖甲說明熱敏電阻的阻值隨著溫度的升高而　　　　(選填“增大”“減小”或“不變”)。(1分)
(2)應該把恒溫箱內加熱器接　　　　(1分)(選填“AB”或“CD”)端。
(3)如果要使恒溫箱內的溫度保持100 ℃,滑動變阻器R1接入電路的電阻值為　　　　 Ω。(2分)
第一節　傳感器及其工作原理
1.D　[傳感器能感知的通常是力、溫度、光、聲等非電學量的變化，A錯誤；不僅半導體材料可以制成傳感器，其他材料也可以制成傳感器，如金屬氧化物氧化錳就可以制成熱敏電阻，B錯誤；電視遙控接收器主要是利用傳感器來接收信息的，C錯誤；傳感器可以將采集到的信息轉換成電學量，D正確。]
2.C　[傳感器的工作流程可總結如下：
故C正確，A、B、D錯誤。]
3.C　[干簧管是利用磁場來控制電路的通斷，故A正確；火災報警器是當有煙霧進入罩內時，光電三極管上就會因煙霧的散射而有光的照射，表現出電阻的變化，故B正確；紅外測溫儀是測量人體發射的紅外線來測量人體溫度的，故C錯誤；電容式位移傳感器能把物體的位移這個力學量轉化成電容這個電學量，故D正確。]
4.B　[當燈泡L的亮度變暗時，說明通過燈泡L的電流變小，則RT的阻值變大，環境溫度變低，故B正確。]
5.AD　[溫度為t1時，整個電路的電阻最小，電流最大，t1應標在電流較大的刻度上，A正確，B錯誤；從圖中可知，電路中總電阻值可表示為R＝R0＋kt，根據歐姆定律I＝＝，因此通過電流表的電流與溫度呈非線性關系，C錯誤，D正確。]
6.B　[航標要求夜晚亮、白天熄，白天有光，黑夜沒有光，則是由光導致電路的電流變化，所以電路中光傳感器導致電阻變化，實現自動控制，因此是利用半導體的光敏性，故B正確。]
7.BC　[天亮時光控開關自動斷開，天黑時閉合，有人走動發出聲音時，聲控開關閉合；兩個開關同時閉合，燈就會自動亮，所以兩個開關應相互影響同時符合閉合條件，故A、D錯誤，B、C正確。]
8.AD　[光照變強，光敏電阻的阻值變小，所以電路中的電流變大，即通過燈泡的電流變大，燈泡變亮，反之，若光照變弱，則燈泡變暗，故A正確，B錯誤；僅將滑片向a端移動，滑動變阻器接入電路的阻值變大，電路中總電阻變大，總電流變小，即通過燈泡的電流變小，燈泡變暗，反之，若將滑片向b端移動，則燈泡變亮，故C錯誤，D正確。]
9.AD　[由圖可知，小蘋果對應電磁鐵對分揀開關的銜鐵吸引較弱，此時R2兩端電壓較小，則R1較大，可知壓力越小R1越大，故A正確，B錯誤；調節R2的大小可以改變R2兩端的電壓，則可以改變電磁鐵對分揀開關的銜鐵吸引力的強弱，從而改變蘋果篩選的標準，故C錯誤，D正確。]
10.BD　[當油面下降時，浮標位置降低，在杠桿作用下，觸點O向上移動，滑動變阻器連入電路的阻值變大，電路中的電流變小，電流表示數變小，故B、D正確，A、C錯誤。]
11.B　[由題可知，電容器的電壓不變，當待測壓力突然增大時，F向上壓膜片電極，由C＝，可知d減小，電容增大，A錯誤；由題可知，電容器的電壓不變，若F向上壓膜片電極，電容增大，電量增大，電容器充電，電路中形成逆時針方向的電流，則靈敏電流計指針向右偏；電流從N經R流向M，故M點的電勢比N點的低，C錯誤，B正確；若電流計示數穩定且不為零，說明電容器正在充放電，電容器的電容變化，說明壓力F變化，D錯誤。]
12.ABD　[由題圖圖像可知，在0～t1內和在t2～t3內，I＝I0，根據題意，小球的運動狀態是平衡狀態，有可能靜止，也有可能勻速直線運動，即小車可能做勻速運動，也可能靜止，故A正確，C錯誤；由圖像可知，在t1～t2內，I變大，說明壓敏電阻阻值減小，壓敏電阻受到的壓力增大，小球受到的合力不為零，且增大，小車做變速運動，故B正確；在t3～t4內，I變小，說明壓敏電阻阻值增大，壓敏電阻受到的壓力減小，故D正確。]
13.(1)減小　(2)AB　(3)150
解析　(1)由題圖甲可知熱敏電阻的阻值隨著溫度的升高而減小。
(2)當溫度較低的時候，熱敏電阻的阻值較大，電路中的電流較小，此時繼電器的銜鐵與AB部分連接，此時是需要加熱的，恒溫箱內加熱器要工作，所以應該把恒溫箱內加熱器接在AB端。
(3)當溫度達到100 ℃時，由圖甲知熱敏電阻阻值為R＝50 Ω，此時加熱電路就要斷開，繼電器的銜鐵要被吸合，即控制電路的電流要達到20 mA＝0.02 A，根據閉合電路歐姆定律可得I＝，解得R1＝150 Ω。第一節　傳感器及其工作原理
學習目標　1.知道什么是傳感器以及傳感器的分類。2.了解溫度傳感器、光電傳感器的工作原理。
知識點一　傳感器的認識和分類
1.傳感器
(1)定義：能夠感受到被測量的信息，并將其按照一定的規律轉化為____________的器件或裝置。
(2)功能：通常是將________________量轉化為________量。
2.傳感器的組成
傳感器一般由____________和____________和____________三部分組成。
傳感器的組成框圖：
→→
(1)敏感元件：相當于人的感覺器官，是傳感器的核心部分，是利用材料的某種敏感效應(如熱敏、光敏、壓敏、力敏、濕敏等)制成的。
(2)轉換元件：是傳感器中能將敏感元件輸出的物理量轉換成____________輸出的電子元件。
(3)轉換電路：將轉換元件輸出的電學量轉換成易于測量的____________，如電壓、電流等。
3.傳感器的分類
根據檢測量的不同，傳感器可以分為________傳感器、________傳感器和________傳感器等。
(1)物理傳感器主要利用被測物理量變化時，敏感元件的電學量發生明顯變化的特性制成。常見的有：________傳感器、________傳感器、____________傳感器、________傳感器等。
(2)化學傳感器主要是基于化學反應的原理，將化學物質的成分、濃度等化學信息轉化為電學量的傳感器。
(3)生物傳感器是一種基于酶、抗體和激素等分子識別功能，并將其轉換為電信號進行檢測的傳感器。
例1 (多選)關于傳感器的作用，下列說法正確的是(　　)
A.傳感器一般是把非電學量轉換為電學量或轉換為電路的通斷
B.傳感器一定是把非電學量轉換為電路的通斷
C.傳感器把非電學量轉換為電學量是為了方便進行測量、傳輸、處理和控制
D.電磁感應是把磁學量轉換成電學量，所以電磁感應也是傳感器
聽課筆記　___________________________________________________________
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訓練 (2024·江蘇無錫高二期中)某小區門口新增了智能人臉識別機，當有人進入“人臉識別區”大概0.5 m處時，攝像機會捕捉面部信息，對其面部特征進行快速核對，判斷是否是業主。下列哪一組傳感器可實現這一功能(　　)
A.聲傳感器和壓力傳感器
B.光傳感器和位移傳感器
C.速度傳感器和溫度傳感器
D.壓力傳感器和加速度傳感器
知識點二　溫度傳感器的原理
1.溫度傳感器是一種將________變化轉換為電學量變化的裝置。
2.常見溫度傳感器的敏感元件有________電阻、熱電偶、熱雙金屬片等。
3.熱敏電阻
(1)熱敏電阻是利用半導體材料的阻值隨溫度的變化而變化的特性來實現溫度測量的。
(2)熱敏電阻的分類
①正溫度系數熱敏電阻，它的阻值隨溫度的上升而增加；②負溫度系數熱敏電阻，它的阻值隨溫度的上升而下降；③臨界溫度系數熱敏電阻，它的阻值在很小的范圍內急劇下降。
【思考】 如圖所示，將多用電表的選擇開關置于歐姆擋，再將電表的兩支表筆與負溫度系數熱敏電阻RT(溫度升高，電阻減小)的兩端相連，這時表針恰好指在刻度盤的正中央。若在RT上擦一些酒精，表針將如何偏轉？若用吹風機將熱風吹向熱敏電阻，表針將如何偏轉？
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例2 額溫槍的原理是通過傳感器接收紅外線得出感應溫度數據。某同學在實驗室中用圖甲所示電路驗證額溫槍測量溫度的準確性，已知電源電動勢E＝1.5 V，內阻忽略不計，R0＝15 Ω，熱敏電阻的阻值與溫度的關系如圖乙所示，則：
(1)溫度越高時，電壓表示數________(填“越大”或“越小”)；
(2)閉合開關后，發現電壓表示數為0.45 V，則熱敏電阻此時的溫度為________℃(保留1位小數)。
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例3 (2024·廣東惠州高二期末)某實驗小組探究一種熱敏電阻的溫度特性?，F有器材包括直流恒流電源(在正常工作狀態下輸出的電流恒定)、電壓表、待測熱敏電阻、保溫容器、溫度計、開關和導線等。
(1)用上述器材測量熱敏電阻的阻值隨溫度變化的特性，請用筆畫線代替導線在如圖(a)所示的實物圖上連線。
(2)實驗的主要步驟。
①正確連接電路，在保溫容器中注入適量冷水，接通電源，調節并記錄電源輸出的電流值。
②在保溫容器中添加少量熱水，待溫度穩定后，閉合開關，________________，________________，斷開開關。
③重復步驟②若干次，測得多組數據。
(3)實驗小組算得該熱敏電阻在不同溫度下的阻值，并據此繪得如圖(b)所示的R－t關系圖線，根據圖線可知隨著溫度升高，熱敏電阻阻值________(選填“增大”“減小”或“不變”)。
(4)當溫度為100 ℃時，R＝________Ω(結果保留3位有效數字)。
聽課筆記　___________________________________________________________
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知識點三　光電傳感器的原理
1.光電傳感器是一種能夠感受光信號，并按照一定規律把光信號轉化成____________的傳感器。
2.____________是光電傳感器的敏感元件。大多數的光敏電阻由半導體材料制成。無光照射時，光敏電阻的阻值較大；有光照射時，光敏電阻的阻值較小，并且隨光照的增強而減小。
3.光敏電阻可以將光照強度這一光學量轉化為電阻這一電學量。
【思考】 在工廠生產車間的生產線上安裝計數器后，就可以準確得知生產產品的數量，如圖所示為光敏電阻自動計數器的示意圖，其中R1為光敏電阻，R2為定值電阻。此光電計數器的基本工作原理是什么？
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例4 (多選)如圖所示的電路中，電源電動勢為E，內阻為r，RT為負溫度系數熱敏電阻，RG為光敏電阻，閉合開關后，小燈泡L正常發光，由于環境改變(光照或溫度)，發現小燈泡亮度變暗，則引起小燈泡變暗的原因可能是(　　)
　　　　　　　　　　　　　
A.溫度不變，光照增強
B.溫度升高，光照不變
C.溫度降低，光照增強
D.溫度升高，光照減弱
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解決含有光敏(熱敏)電阻的動態電路問題的分析思路
(1)應明確光敏(熱敏)電阻的電阻特性。
(2)根據閉合電路歐姆定律及串、并聯電路的性質，分析電路中光敏電阻阻值發生變化時引起整個電路中各部分電學量的變化情況。
(3)基本流程：R局→R總→I總→U端→I局?！　?br/>隨堂對點自測
1.(傳感器的認識與分類)如圖所示，酒精檢測儀是用來檢測人體是否攝入酒精及攝入酒精多少程度的儀器。酒精檢測儀的核心傳感器是(　　)
A.聲音傳感器 B.溫度傳感器
C.壓力傳感器 D.電化學傳感器
2.(溫度傳感器的原理)如圖所示，R為定值電阻，RT為負溫度系數熱敏電阻，L為小燈泡。當溫度降低時(　　)
A.R兩端的電壓增大 B.電流表的示數增大
C.小燈泡的亮度變強 D.小燈泡的亮度變弱
3.(光電傳感器的原理)如圖所示是利用硫化鎘制成的光敏電阻自動計數的示意圖，其中A是發光儀器，B是光敏電阻，R是普通定值電阻，下列說法中正確的是(　　)
A.當傳送帶上沒有物品擋住由A射向B的光信號時，光敏電阻的阻值變小，電壓表讀數變大
B.當傳送帶上沒有物品擋住由A射向B的光信號時，光敏電阻的阻值變大，電壓表讀數變小
C.當傳送帶上有物品擋住由A射向B的光信號時，光敏電阻的阻值變小，電壓表讀數變小
D.當傳送帶上有物品擋住由A射向B的光信號時，光敏電阻的阻值變大，電壓表讀數變大
第一節　傳感器及其工作原理
知識點一
1.(1)可用信號　(2)非電學　電學　2.敏感元件　轉換元件　轉換電路　(2)電學量　(3)電學量　3.物理　化學　生物　(1)壓電　光電　加速度　溫度
例1 AC　[根據傳感器的概念和工作原理可以判斷A、C正確，B錯誤；電磁感應是現象，既不是器件，也不是裝置，不能稱為傳感器，D錯誤。]
訓練 B　[根據題意，進行人臉識別需要使用光傳感器和位移傳感器，故B正確。]
知識點二
1.溫度　2.熱敏
[思考] 提示　由于酒精蒸發，熱敏電阻RT溫度降低，電阻值增大，表針將向左偏；用吹風機將熱風吹向熱敏電阻，熱敏電阻RT溫度升高，電阻值減小，表針將向右偏。
例2 (1)越大　(2)40.0(39.8～40.0均可)
解析　(1)分析圖甲可知熱敏電阻R與R0串聯，電壓表測R0兩端電壓U0，當熱敏電阻溫度升高時，由圖乙可知，熱敏電阻阻值變小，電路電流I0變大，R0兩端電壓即電壓表示數U0變大，即溫度越高時，電壓表示數越大。
(2)當電壓表示數為U′＝0.45 V時，根據串聯電路的特點可知通過R的電流
I＝I′＝＝ A＝0.03 A
熱敏電阻R兩端電壓
U＝E－U′＝1.5 V－0.45 V＝1.05 V
則R的阻值R＝＝ Ω＝35 Ω
對照圖乙可知，被測物體的溫度大約為40.0 ℃。
例3 (1)見解析圖　(2)②記下電壓表的示數　記下溫度計的示數　(3)增大　(4)14.6
解析　(1)實物連線如圖所示。
(2)由實驗原理可知，實驗中要描繪電壓和溫度間的關系，故實驗的主要步驟應是記下電壓表和溫度計的示數。
(3)由圖可知，隨著溫度升高，熱敏電阻阻值增大。
(4)根據圖像可知R－t關系為一次函數，則R0＝10 Ω，k＝＝；所以該熱敏電阻的R－t關系式為R＝t＋10(Ω)；當溫度為100 ℃時R＝Ω＝14.6 Ω。
知識點三
1.電信號　2.光敏電阻
[思考] 提示　當光被產品擋住時，R1電阻增大，電路中電流減小，R2兩端電壓減小，信號處理系統得到低電壓，每通過一個產品就獲得一次低電壓，并計數一次。
例4 AC　[由題圖可知，當光敏電阻的阻值減小或負溫度系數熱敏電阻的阻值增大時，小燈泡L都會變暗，故光照增強或溫度降低或光照增強同時溫度降低均可，故A、C正確，B、D錯誤。]
隨堂對點自測
1.D　[酒精檢測儀是把人體攝入的酒精濃度這個物理量轉化為電學量的傳感器，屬于電化學傳感器，故D正確。]
2.C　[負溫度系數熱敏電阻，當溫度降低時，RT電阻增大，并聯部分電阻增大→總電阻增大→總電流減小→R兩端電壓減小，電流表示數減小，故A、B錯誤；因為R兩端電壓減小，根據串聯電路電壓特點可知，燈泡兩端的電壓增大，通過燈泡的電流增大，故燈泡變亮，故C正確，D錯誤。]
3.D　[光敏電阻的阻值與光照強度有關，光照強度越大，光敏電阻阻值越小。當傳送帶上沒有物品擋住由A射向B的光信號時，光敏電阻阻值變小，電路中電流變大，電源內阻上的電壓變大，路端電壓變小，所以電壓表讀數變小，選項A、B錯誤；當傳送帶上有物品擋住由A射向B的光信號時，光敏電阻的阻值變大，電路中電流變小，電源內阻上的電壓變小，路端電壓變大，所以電壓表讀數變大，選項C錯誤，D正確。](共48張PPT)
第一節　傳感器及其工作原理
第五章 傳感器
1.知道什么是傳感器以及傳感器的分類。
2.了解溫度傳感器、光電傳感器的工作原理。
學習目標
目 錄
CONTENTS
知識點
01
隨堂對點自測
02
課后鞏固訓練
03
知識點
1
知識點二　溫度傳感器的原理
知識點一　傳感器的認識和分類
知識點三　光電傳感器的原理
知識點一　傳感器的認識和分類
1.傳感器
(1)定義：能夠感受到被測量的信息，并將其按照一定的規律轉化為__________的器件或裝置。
(2)功能：通常是將________量轉化為______量。
2.傳感器的組成
傳感器一般由__________和__________和__________三部分組成。
可用信號
非電學
電學
敏感元件
轉換元件
轉換電路
傳感器的組成框圖：
(1)敏感元件：相當于人的感覺器官，是傳感器的核心部分，是利用材料的某種敏感效應(如熱敏、光敏、壓敏、力敏、濕敏等)制成的。
(2)轉換元件：是傳感器中能將敏感元件輸出的物理量轉換成________輸出的電子元件。
(3)轉換電路：將轉換元件輸出的電學量轉換成易于測量的________，如電壓、電流等。
電學量
電學量
3.傳感器的分類
根據檢測量的不同，傳感器可以分為______傳感器、______傳感器和______傳感器等。
(1)物理傳感器主要利用被測物理量變化時，敏感元件的電學量發生明顯變化的特性制成。常見的有：______傳感器、______傳感器、________傳感器、______傳感器等。
(2)化學傳感器主要是基于化學反應的原理，將化學物質的成分、濃度等化學信息轉化為電學量的傳感器。
(3)生物傳感器是一種基于酶、抗體和激素等分子識別功能，并將其轉換為電信號進行檢測的傳感器。
物理
化學
生物
壓電
光電
加速度
溫度
例1(多選)關于傳感器的作用，下列說法正確的是(　　)
A.傳感器一般是把非電學量轉換為電學量或轉換為電路的通斷
B.傳感器一定是把非電學量轉換為電路的通斷
C.傳感器把非電學量轉換為電學量是為了方便進行測量、傳輸、處理和控制
D.電磁感應是把磁學量轉換成電學量，所以電磁感應也是傳感器
解析　根據傳感器的概念和工作原理可以判斷A、C正確，B錯誤；電磁感應是現象，既不是器件，也不是裝置，不能稱為傳感器，D錯誤。
AC
B
訓練 (2024·江蘇無錫高二期中)某小區門口新增了智能人臉識別機，當有人進入“人臉識別區”大概0.5 m處時，攝像機會捕捉面部信息，對其面部特征進行快速核對，判斷是否是業主。下列哪一組傳感器可實現這一功能(　　)
A.聲傳感器和壓力傳感器
B.光傳感器和位移傳感器
C.速度傳感器和溫度傳感器
D.壓力傳感器和加速度傳感器
解析　根據題意，進行人臉識別需要使用光傳感器和位移傳感器，故B正確。
知識點二　溫度傳感器的原理
1.溫度傳感器是一種將______變化轉換為電學量變化的裝置。
2.常見溫度傳感器的敏感元件有______電阻、熱電偶、熱雙金屬片等。
3.熱敏電阻
(1)熱敏電阻是利用半導體材料的阻值隨溫度的變化而變化的特性來實現溫度測量的。
(2)熱敏電阻的分類
①正溫度系數熱敏電阻，它的阻值隨溫度的上升而增加；②負溫度系數熱敏電阻，它的阻值隨溫度的上升而下降；③臨界溫度系數熱敏電阻，它的阻值在很小的范圍內急劇下降。
溫度
熱敏
【思考】 如圖所示，將多用電表的選擇開關置于歐姆擋，再
將電表的兩支表筆與負溫度系數熱敏電阻RT(溫度升高，電
阻減小)的兩端相連，這時表針恰好指在刻度盤的正中央。若
在RT上擦一些酒精，表針將如何偏轉？若用吹風機將熱風吹
向熱敏電阻，表針將如何偏轉？
提示　由于酒精蒸發，熱敏電阻RT溫度降低，電阻值增大，表針將向左偏；用吹風機將熱風吹向熱敏電阻，熱敏電阻RT溫度升高，電阻值減小，表針將向右偏。
例2 額溫槍的原理是通過傳感器接收紅外線得出感應溫度數據。某同學在實驗室中用圖甲所示電路驗證額溫槍測量溫度的準確性，已知電源電動勢E＝1.5 V，內阻忽略不計，R0＝15 Ω，熱敏電阻的阻值與溫度的關系如圖乙所示，則：
(1)溫度越高時，電壓表示數________(填“越大”或“越小”)；
(2)閉合開關后，發現電壓表示數為0.45 V，則熱敏電阻此時的溫度為________℃(保留1位小數)。
答案　(1)越大　(2)40.0(39.8～40.0均可)
解析　(1)分析圖甲可知熱敏電阻R與R0串聯，電壓表測R0兩端電壓U0，當熱敏電阻溫度升高時，由圖乙可知，熱敏電阻阻值變小，電路電流I0變大，R0兩端電壓即電壓表示數U0變大，即溫度越高時，電壓表示數越大。
(2)當電壓表示數為U′＝0.45 V時，根據串聯電路的特點可知通過R的電流
熱敏電阻R兩端電壓
U＝E－U′＝1.5 V－0.45 V＝1.05 V
對照圖乙可知，被測物體的溫度大約為40.0 ℃。
例3 (2024·廣東惠州高二期末)某實驗小組探究一種熱敏電阻的溫度特性。現有器材包括直流恒流電源(在正常工作狀態下輸出的電流恒定)、電壓表、待測熱敏電阻、保溫容器、溫度計、開關和導線等。
(1)用上述器材測量熱敏電阻的阻值隨溫度變化的特性，請用筆畫線代替導線在如圖(a)所示的實物圖上連線。
(2)實驗的主要步驟。
①正確連接電路，在保溫容器中注入適量冷水，接通電源，調節并記錄電源輸出的電流值。
②在保溫容器中添加少量熱水，待溫度穩定后，閉合開關，________________，________________，斷開開關。
③重復步驟②若干次，測得多組數據。
(3)實驗小組算得該熱敏電阻在不同溫度下的阻值，并據此繪得如圖(b)所示的R－t關系圖線，根據圖線可知隨著溫度升高，熱敏電阻阻值________(選填“增大”“減小”或“不變”)。
(4)當溫度為100 ℃時，R＝________Ω(結果保留3位有效數字)。
答案　(1)見解析圖　(2)②記下電壓表的示數　記下溫度計的示數　(3)增大　(4)14.6
解析　(1)實物連線如圖所示。
(2)由實驗原理可知，實驗中要描繪電壓和溫度間的關系，故實驗的主要步驟應是記下電壓表和溫度計的示數。
(3)由圖可知，隨著溫度升高，熱敏電阻阻值增大。
知識點三　光電傳感器的原理
1.光電傳感器是一種能夠感受光信號，并按照一定規律把光信號轉化成________的傳感器。
2.__________ 是光電傳感器的敏感元件。大多數的光敏電阻由半導體材料制成。無光照射時，光敏電阻的阻值較大；有光照射時，光敏電阻的阻值較小，并且隨光照的增強而減小。
3.光敏電阻可以將光照強度這一光學量轉化為電阻這一電學量。
電信號
光敏電阻
【思考】 在工廠生產車間的生產線上安裝計數器后，就可以準確得知生產產品的數量，如圖所示為光敏電阻自動計數器的示意圖，其中R1為光敏電阻，R2為定值電阻。此光電計數器的基本工作原理是什么？
提示　當光被產品擋住時，R1電阻增大，電路中電流減小，R2兩端電壓減小，信號處理系統得到低電壓，每通過一個產品就獲得一次低電壓，并計數一次。
AC
例4 (多選)如圖所示的電路中，電源電動勢為E，內阻為r，RT為負溫度系數熱敏電阻，RG為光敏電阻，閉合開關后，小燈泡L正常發光，由于環境改變(光照或溫度)，發現小燈泡亮度變暗，則引起小燈泡變暗的原因可能是(　　)
A.溫度不變，光照增強
B.溫度升高，光照不變
C.溫度降低，光照增強
D.溫度升高，光照減弱
解析　由題圖可知，當光敏電阻的阻值減小或負溫度系數熱敏電阻的阻值增大時，小燈泡L都會變暗，故光照增強或溫度降低或光照增強同時溫度降低均可，故A、C正確，B、D錯誤。
解決含有光敏(熱敏)電阻的動態電路問題的分析思路
(1)應明確光敏(熱敏)電阻的電阻特性。
(2)根據閉合電路歐姆定律及串、并聯電路的性質，分析電路中光敏電阻阻值發生變化時引起整個電路中各部分電學量的變化情況。
(3)基本流程：R局→R總→I總→U端→I局。　　
隨堂對點自測
2
D
1.(傳感器的認識與分類)如圖所示，酒精檢測儀是用來檢測人體是否攝入酒精及攝入酒精多少程度的儀器。酒精檢測儀的核心傳感器是(　　)
A.聲音傳感器
B.溫度傳感器
C.壓力傳感器
D.電化學傳感器
解析　酒精檢測儀是把人體攝入的酒精濃度這個物理量轉化為電學量的傳感器，屬于電化學傳感器，故D正確。
C
2.(溫度傳感器的原理)如圖所示，R為定值電阻，RT為負溫度系數熱敏電阻，L為小燈泡。當溫度降低時(　　)
A.R兩端的電壓增大 B.電流表的示數增大
C.小燈泡的亮度變強 D.小燈泡的亮度變弱
解析　負溫度系數熱敏電阻，當溫度降低時，RT電阻增大，并聯部分電阻增大→總電阻增大→總電流減小→R兩端電壓減小，電流表示數減小，故A、B錯誤；因為R兩端電壓減小，根據串聯電路電壓特點可知，燈泡兩端的電壓增大，通過燈泡的電流增大，故燈泡變亮，故C正確，D錯誤。
D
3.(光電傳感器的原理)如圖所示是利用硫化鎘制成的光敏電阻自動計數的示意圖，其中A是發光儀器，B是光敏電阻，R是普通定值電阻，下列說法中正確的是(　　)
A.當傳送帶上沒有物品擋住由A射向B的光信號時，
光敏電阻的阻值變小，電壓表讀數變大
B.當傳送帶上沒有物品擋住由A射向B的光信號時，
光敏電阻的阻值變大，電壓表讀數變小
C.當傳送帶上有物品擋住由A射向B的光信號時，
光敏電阻的阻值變小，電壓表讀數變小
D.當傳送帶上有物品擋住由A射向B的光信號時，
光敏電阻的阻值變大，電壓表讀數變大
解析　光敏電阻的阻值與光照強度有關，光照強度越大，光敏電阻阻值越小。當傳送帶上沒有物品擋住由A射向B的光信號時，光敏電阻阻值變小，電路中電流變大，電源內阻上的電壓變大，路端電壓變小，所以電壓表讀數變小，選項A、B錯誤；當傳送帶上有物品擋住由A射向B的光信號時，光敏電阻的阻值變大，電路中電流變小，電源內阻上的電壓變小，路端電壓變大，所以電壓表讀數變大，選項C錯誤，D正確。
課后鞏固訓練
3
D
題組一　傳感器的認識與分類
1.傳感器在日常生活中有著廣泛的應用，下列對傳感器的理解正確的是(　　)
A.傳感器是通過感知電壓的變化來進行信號傳遞的
B.傳感器是由半導體材料制作而成的
C.傳感器不是電視遙控接收器的主要元件
D.傳感器可以將采集到的信息轉換成電學量
解析　傳感器能感知的通常是力、溫度、光、聲等非電學量的變化，A錯誤；不僅半導體材料可以制成傳感器，其他材料也可以制成傳感器，如金屬氧化物氧化錳就可以制成熱敏電阻，B錯誤；電視遙控接收器主要是利用傳感器來接收信息的，C錯誤；傳感器可以將采集到的信息轉換成電學量，D正確。
基礎對點練
C
2.關于傳感器工作的一般流程，下列說法正確的是(　　)
A.非電學量→敏感元件→信號調整與轉換電路→電學量→轉換元件
B.電學量→敏感元件→信號調整與轉換電路→轉換元件→非電學量
C.非電學量→敏感元件→轉換元件→信號調整與轉換電路→電學量
D.非電學量→信號調整與轉換電路→轉換元件→敏感元件→電學量
解析　傳感器的工作流程可總結如下：
故C正確，A、B、D錯誤。
C
3.如圖中關于傳感器的說法錯誤的是(　　)
A.干簧管是利用磁場來控制電路的通斷
B.火災報警器是當有煙霧進入罩內時，
光電三極管上就會因煙霧的散射而有光的照射，
表現出電阻的變化
C.紅外測溫儀向人體發射紅外線，從而測量人體
溫度
D.電容式位移傳感器能把物體的位移這個力學量轉化成電容這個電學量
解析　干簧管是利用磁場來控制電路的通斷，故A正確；火災報警器是當有煙霧進入罩內時，光電三極管上就會因煙霧的散射而有光的照射，表現出電阻的變化，故B正確；紅外測溫儀是測量人體發射的紅外線來測量人體溫度的，故C錯誤；電容式位移傳感器能把物體的位移這個力學量轉化成電容這個電學量，故D正確。
B
題組二　溫度傳感器的原理
4.如圖所示，RT為負溫度系數的半導體熱敏電阻，其他電阻都是普通的電阻，當燈泡L的亮度變暗時，說明(　　)
A.環境溫度變高
B.環境溫度變低
C.環境溫度不變
D.都有可能
解析　當燈泡L的亮度變暗時，說明通過燈泡L的電流變小，則RT的阻值變大，環境溫度變低，故B正確。
AD
5.(多選)圖甲表示某電阻R隨攝氏溫度t變化的圖像。把這個電阻接入如圖乙所示電路中，用這個電阻作測溫探頭，把電流表的電流刻度改為相應的溫度刻度，就得到一個簡單的電阻溫度計，則(　 )
A.t1應標在電流較大的刻度上
B.t1應標在電流較小的刻度上
C.通過電流表的電流與溫度呈線性關系
D.通過電流表的電流與溫度呈非線性關系
B
題組三　光電傳感器的原理
6.街旁路燈，江海里的航標都要求在夜晚亮，白天熄，利用半導體的電學特性制成了自動點亮、熄滅的裝置，實行了自動控制，這是利用半導體的(　　)
A.壓敏性 B.光敏性
C.熱敏性 D.三種特性都利用
解析　航標要求夜晚亮、白天熄，白天有光，黑夜沒有光，則是由光導致電路的電流變化，所以電路中光傳感器導致電阻變化，實現自動控制，因此是利用半導體的光敏性，故B正確。
BC
7.(多選)教學樓過道燈是由聲傳感器和光傳感器同時來控制的，在夜晚天黑時，用力拍掌燈就亮了；而白天怎樣用力拍掌，燈都不能亮。其原理圖如圖所示，下列關于聲傳感器和光傳感器的說法正確的是(　　)
A.白天有光照時，光傳感器自動閉合
B.夜晚無光照時，光傳感器自動閉合
C.有人走動或發出聲音時，聲傳感器自動閉合
D.無人走動或沒有聲音時，聲傳感器自動閉合
解析　天亮時光控開關自動斷開，天黑時閉合，有人走動發出聲音時，聲控開關閉合；兩個開關同時閉合，燈就會自動亮，所以兩個開關應相互影響同時符合閉合條件，故A、D錯誤，B、C正確。
AD
8.(多選)如今，人們對手機的依賴程度越來越高，手機已成為現代人必不可少的隨身物品，然而長時間的使用手機會對眼睛造成一定的傷害，因此現在的智能手機都有一項可以調節亮度的功能，該功能既可以自動調節，也可以手動調節。某同學為了模擬該功能，設計了如圖所示的電路，R1為光敏電阻，光照增強，阻值變小，R2為滑動變阻器，閉合開關后，下列說法正確的是(　　)
A.僅光照變強，燈泡變亮
B.僅光照變弱，燈泡變亮
C.僅將滑片向a端滑動，燈泡變亮
D.僅將滑片向b端滑動，燈泡變亮
解析　光照變強，光敏電阻的阻值變小，所以電路中的電流變大，即通過燈泡的電流變大，燈泡變亮，反之，若光照變弱，則燈泡變暗，故A正確，B錯誤；僅將滑片向a端移動，滑動變阻器接入電路的阻值變大，電路中總電阻變大，總電流變小，即通過燈泡的電流變小，燈泡變暗，反之，若將滑片向b端移動，則燈泡變亮，故C錯誤，D正確。
AD
9.(多選)果農為了提高經濟效益，把大、小不同的蘋果分揀出來，以不同的價格出售，但人工分揀成本高，效率低，于是購入一臺自動分揀機器，如圖是蘋果自動分揀裝置的示意圖。該裝置把大小不同的蘋果，按一定質量標準自動分揀為大蘋果和小蘋果。R1為壓力傳感器，R2為可調電阻，R2兩端電壓越大，電磁鐵對分揀開關的銜鐵吸引越強，以下說法正確的是(　　)
A.壓力越小R1越大
B.壓力越小R1越小
C.調節R2的大小可以起到保護電路的作用
D.調節R2的大小可以改變蘋果篩選的標準
綜合提升練
解析　由圖可知，小蘋果對應電磁鐵對分揀開關的銜鐵吸引較弱，此時R2兩端電壓較小，則R1較大，可知壓力越小R1越大，故A正確，B錯誤；調節R2的大小可以改變R2兩端的電壓，則可以改變電磁鐵對分揀開關的銜鐵吸引力的強弱，從而改變蘋果篩選的標準，故C錯誤，D正確。
BD
10.(多選)(2024·廣東梅州高二期末)如圖所示是一種油箱內油面高度檢測裝置的示意圖，圖中油量表由電流表改裝而成，金屬杠桿的一端接浮標，另一端觸點O接滑動變阻器R。當油箱內油面下降時，下列分析正確的有(　　)
A.觸點O向下滑動
B.觸點O向上滑動
C.電路中的電流增大了
D.電路中的電流減小了
解析　當油面下降時，浮標位置降低，在杠桿作用下，觸點O向上移動，滑動變阻器連入電路的阻值變大，電路中的電流變小，電流表示數變小，故B、D正確，A、C錯誤。
B
11.(2024·廣東廣州高二統考期末)傳感器是采集信息的一種重要元件，如圖所示是一種電容式壓力傳感器，當待測壓力作用于可動電極時，使它發生形變，從而改變傳感器的電容。若電流從靈敏電流計“＋”接線柱流進時指針向右偏，從“－”接線柱流進時向左偏。當待測壓力突然增大時，下列說法中正確的是(　　)
A.電容器的電容將減小
B.M點的電勢比N點的低
C.靈敏電流表指針向左偏轉
D.若電流計示數穩定且不為零，說明壓力F不再變化
ABD
12.(多選)(2024·廣東廣州高二期中)壓敏電阻的阻值隨所受壓力的增大而減小。某同學利用壓敏電阻設計了判斷小車運動狀態的裝置，如圖所示，光滑小球夾在壓敏電阻與擋板之間。小車在水平面上靜止時，電流表示數為I0，小車運動狀態變化會引起電流表示數變化。某次實驗中，電流表示數變化如圖所示，下列判斷正確的是(　　 )
A.在0～t1時間內可能做勻速運動
B.在t1～t2時間內做變速運動
C.在t2～t3內肯定靜止
D.在t3～t4內壓敏電阻所受壓力減小
解析　由題圖圖像可知，在0～t1內和在t2～t3內，I＝I0，根據題意，小球的運動狀態是平衡狀態，有可能靜止，也有可能勻速直線運動，即小車可能做勻速運動，也可能靜止，故A正確，C錯誤；由圖像可知，在t1～t2內，I變大，說明壓敏電阻阻值減小，壓敏電阻受到的壓力增大，小球受到的合力不為零，且增大，小車做變速運動，故B正確；在t3～t4內，I變小，說明壓敏電阻阻值增大，壓敏電阻受到的壓力減小，故D正確。
13.如圖甲所示為一熱敏電阻的R－t圖像，圖乙為用此熱敏電阻R和繼電器組成的一個簡單恒溫箱溫控電路，繼電器線圈的電阻為200 Ω。當線圈中的電流大于或等于20 mA時，繼電器的銜鐵被吸合。為繼電器線圈供電電池的電動勢E＝8 V，內阻可以不計。圖中的“電源”是恒溫箱加熱電源。
培優加強練
(1)圖甲說明熱敏電阻的阻值隨著溫度的升高而________(選填“增大”“減小”或“不變”)。
(2)應該把恒溫箱內加熱器接________(選填“AB”或“CD”)端。
(3)如果要使恒溫箱內的溫度保持100 ℃，滑動變阻器R1接入電路的電阻值為________ Ω。
答案　(1)減小　(2)AB　(3)150
解析　(1)由題圖甲可知熱敏電阻的阻值隨著溫
度的升高而減小。
(2)當溫度較低的時候，熱敏電阻的阻值較大，
電路中的電流較小，此時繼電器的銜鐵與AB部
分連接，此時是需要加熱的，恒溫箱內加熱器要工作，所以應該把恒溫箱內加熱器接在AB端。

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