传感器 高中物理
人教版高中物理选修3-2课件选修3-2第六章传感器第一节传感器及其工作原理
列举生活中的一些自动控制实例，
遥控器控制电视开关 日光控制路灯的开关 声音强弱控制走廊照明灯开关等 自动门 等 安检门
第一节 传感器及其工作原理
一、什么是传感器
（1）什么是传感器？
（以干簧管为例引入）
干簧管可以控制灯的熄灭
磁感应强度的变化 电路的通断
簧片的磁化和去磁
干簧继电器的应用事例： 实验电源的过载保护(无需保险丝)
演示：
出示一只音乐茶杯，茶杯平放桌上时，无声无息，提 起茶杯，茶杯边播放悦耳的音乐，边闪烁着五彩的光芒。
音乐茶杯的工作开关又在哪里？开启的条件是什么？
ห้องสมุดไป่ตู้
能够感受非电学量并将它按照一定的规律转化 成电学量的一类元件或组件。
用书挡住底部（不与底部接触），音乐停止，可见音乐 茶杯受光照强度的控制。 光照变化（光强变化）光照时光敏电阻阻值减小 电路接通，音乐响起。
干簧管和音乐茶杯能够感受非电学量并将它按照 一定的规律转化成电学量的一类元件或组件。
传感器的定义：
传感器是指这样一类元件：它能够 感知诸如力、温度、光、声、化学 成分等非电学量，并把它们按照一 定的规律转化成电压、电流等电学 量，或转化为电路的通断。
（2）传感器的作用是什么？ 传感器的作用是把非电学量转化为电学量或电 路的通断，从而实现很方便地测量、传输、 处理和控制。
H
nqd
霍尔元件把磁感应强度这个磁学量转化为电压 这个电学量。 5．电容式传感器能够把位移这个力学量转化为电容 这个电学量
课堂自测：
插入电介质，电容增大 电容式传感器能够把位移这个力学 量转化为电容这个电学量。
2、如图所示为光敏电阻自动计数器的示意图，其 中R1为光敏电阻，R2为定值电阻．此光电计数器 的基本工作原理是（ ） AC A．当有光照射 R1时，信号处理系统获得高电压 B．当有光照射R1时，信号处理系统获得低电压 C．信号处理系统每获得一次低电压就记数一次 D．信号处理系统每获得一次高电压就记数一次
高中物理--传感器
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
2、热电传感器
热电传感器是利用热敏电阻的阻值会随温度的变化而变化的原理制成的，
如各种家用电器（空调、冰箱、热水器、饮水机、电饭煲等）的温度控制、火
警报警器、恒温箱等。
例5：如图是一火警报警的一部分电路示意图。其中R2 为用半导
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
(B
)
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
受热时电阻值小，ab间电流大，电磁继电器磁性强，衔铁与下触点接 触，电铃响。
①将热敏电阻、小灯泡、学生用电源、滑动变阻器、开关串联接入继电器的a、b 端，如图示：
②将学生用电源与绿灯泡分别接入c、e之 间。
③将学生用电源与电铃分别接入c、d、之 间。
t° 变式：提高灵敏度，应该如何调节
滑动变阻器？
a bc d e
①风力大小F与θ的关系式； F=Mg·tanθ①
②风力大小F与电流表示数I/ 的关系式。思路？ tanθ=L//h②
I/=E/[R0+k(L-L/）] ③ E=I(R0+kL) ④ ③由此①装到置④所得测：F定 的Mhg最• (大kL风 Rk力0I)(/ 是I / 多I )少⑤？
F Mg L ⑥ 两种理解
例7.如图示，将一光敏电阻连入多用电表两表笔上，将多用电表的
2022-2023年人教版(2019)新教材高中物理选择性必修2 第5章传感器第2节常见传感器(4)
1.传感器按照一定的规律把非电学量转化为电 学量,可以很方便地进行测量、传输、处理 和控制.
2.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.
3.热敏电阻和金属热电阻能把温度这个热学量 转换为电阻这个电学量.
4.电容式位移传感器能把物体位移这个力学量 转换为电容这个电学量.
D．图线2的材料化学稳定性差、测温范围小、灵敏度高
解析：金属热电阻的阻值随温度升高而增大,半导体材料的 热敏电阻的阻值随温度升高而减小,其变化规律均不成比例, 所以A错误,B对,由图像可以看出,图线1对应的材料化学稳 定性好但灵敏度低,图线2对应的材料化学稳定性差但灵敏 度高,所以C错误D对. 答案：BD
半导体
金属
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 这个电学量
3.如图6－1－1所示为电阻R随温度T
变化的图线.下列说法中正确的是
()
图6－1－1
A．图线1是热敏电阻的图线,它是用金属材料制成的
B．图线2的热敏电阻的图线,它是用半导体材料制成的
C．图线1的材料化学稳定性好、测温范围大、灵敏度高
信号的主要工具
解析：传感器的任务就是采集信息,A对；干簧管的主要构 造是由平行不接触的两个极易被磁化的软铁片组成的,它靠 近磁场时被磁化后相互吸引而接触,B对；由传感器的定义 知D对. 答案：ABD
1.特点
光照越强,电阻 越小.
2．原因
无光照时,载流子少,导电性能 不；好随着光照的增强,载流
子
,导电增性多
4．关于霍尔元件,下列说法正确的是
()
A．把温度这个热学量转化为电阻这个电学量
高中物理 专题12 传感器的简单使用(解析版)
专题12 传感器的简单使用【2023高考课标解读】1.知道什么是传感器，知道光敏电阻和热敏电阻的作用.2.能够通过实验探究光敏电阻和热敏电阻的特性.3.了解常见的各种传感器的工作原理、元件特性及设计方案．【2023高考热点解读】1．实验目的(1)了解常见传感器元件的作用。
(2)探究热敏电阻、光敏电阻的特性。
2．实验原理传感器将感受到的非电学量(力、热、光、声等)，转换成便于测量的电学量。
3．实验器材热敏电阻、光敏电阻、多用电表、铁架台、烧杯、冷水、热水、小灯泡、学生电源、继电器、滑动变阻器、开关、导线等。
4．实验过程(1)研究热敏电阻的特性①按如图所示连接好实物。
②将热水分几次注入烧杯中，测量每次水的温度、热敏电阻的阻值。
③总结：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。
(2)研究光敏电阻的特性①将光敏电阻、多用电表、灯泡、滑动变阻器按如图所示正确连接，多用电表置于“×100”挡。
②先测出在室内自然光的照射下光敏电阻的阻值。
③打开电源，让小灯泡发光，调节灯泡的亮度使之逐渐变亮，观察光敏电阻的变化情况。
④用黑纸遮光时，观察光敏电阻的变化情况。
⑤总结：光照增强光敏电阻阻值变小，光照减弱光敏电阻阻值变大。
例1.如图所示，一热敏电阻R T放在控温容器M内；为毫安表，量程6 mA，内阻为数十欧姆；E为直流电源，电动势约为3 V，内阻很小；R为电阻箱，最大阻值为999.9 Ω，S为开关。
已知R T在95 ℃时的阻值为150 Ω，在20 ℃时的阻值约为550 Ω。
现要求在降温过程中测量在20～95 ℃之间的多个温度下R T的阻值。
(1)在图中画出连线，完成实验原理电路图。
(2)完成下列实验步骤中的填空：a．依照实验原理电路图连线。
b．调节控温容器M内的温度，使得R T的温度为95 ℃。
c．将电阻箱调到适当的阻值，以保证仪器安全。
d．闭合开关，调节电阻箱，记录电流表的示数I0，并记录________。
高中物理教学课件-选择性必修二《认识传感器》
振动膜片 固定电极 电阻电源
敏感元件 转换元件 转换电路
新课导入
知识讲解
随堂练习
课堂小结
布置作业
科学漫步
机器人 1920 年，捷克斯洛伐克作家卡佩克在一部科幻小说中构思了一个机器人，名字叫 Robot。它可以不吃饭，却能不知疲倦地工作，展现了人类持续多年的一种愿望。
新课导入
认 识 传 感 器
知识讲解
随堂练习 物理传感器：根据物理特性或
物理效应制作而成的传感器
传感器的分类
化学传感器：利用电化学反应 原理，把无机或有机化学物质 的成分、浓度等转换为电信号
生物传感器：利用生物活性物质的 选择性来识别和测定生物化学物质
传感器的组成与应用模式 敏感元件、转换元件
新课导入
路灯使用光电传感器,水龙头、自动门使用红外线传感器，日光灯、冰箱、 电饭锅空调器使用温度传感器，起着自动控制的作用，手持体温计利用 的是红外温度传感器。
思考与讨论2：请你根据需要大胆地设想：在家里、学校和生活的社区， 什么地方应该安装传感器？这些传感器要起什么作用？
①家中厨房天然气。家中使用天然气具有一定的危险性，应安装气敏 传感器，可在天然气泄漏时起到报警作用 ②房间消防烟雾报警器。当意外发生火灾时，消防烟雾报警器可以提 前或者及时通知火警，能最大化保障人民生命财产安全。
新课导入
知识讲解
随堂练习
课堂小结
布置作业
二、传感器的种类
1.物理传感器：根据物理特性或物理效应制作而成的传感器。 例如力传感器、磁传感器、声传感器、电容传感器、电感传感器，光电、 压电传感器等。
利用压力传感器 制成的电子秤
利用温度传感器制 成的电子体温计
利用光学传感器制 成的手机解锁键
【2024版】新教材-人教版高中物理选择性必修第二册-第五章-传感器-精品教学课件(非图片版可编辑)
【典例示范】
(多选)在温控电路中,通过热敏电阻阻值随温度的变化可实现对电路相关物理
量的控制。如图所示电路,R1为定值电阻,R2为半导体热敏电阻(温度越高电阻越
小),C为电容器,当环境温度降低时
()
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
【思维建模】
六、电阻应变片 1.电阻应变效应: 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。电阻应变片是一种 _力__敏__元件。 2.电阻应变片的原理: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__。 3.电阻应变片能够把_物__体__形__变__这个力学量转换为电阻这个电学量。应用有 _电__子__秤__。
一 对传感器的认识 1.传感器的组成和工作流程: (1)传感器的组成。 ①敏感元件:相当于人的感觉器官,是传感器的核心部分,是利用材料的某种敏 感效应(如热敏、光敏、压敏、力敏、湿敏等)制成的。 ②转换元件:将敏感元件输出的与被测物理量成一定关系的非电信号转换成电 信号的电子元件。 ③转换电路:将转换元件输出的不易测量的电学量转换成易于测量的电学量,如 电压、电流、电阻等电学量或电路的通断等。
1.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便于传送和处理的_可__用__信__号__输出的一类器件或装置。 2.非电学量转换为电学量的意义: 把_非__电__学__量__转换成电压、电流等电学量,或转换为电路的_通__断__,可以很方便 地进行测量、传输、处理和_控__制__。
高中物理传感器教案
高中物理传感器教案课题：传感器教学目标：1. 了解传感器的定义和分类；2. 掌握传感器的工作原理；3. 能够分析传感器在物理实验中的应用。
教学重点：1. 传感器的定义和分类；2. 传感器的工作原理；3. 传感器在物理实验中的应用。
教学难点：1. 传感器的工作原理；2. 传感器在物理实验中的应用。
教学过程：一、引入1. 利用图片展示一些常见的传感器，并让学生猜测其作用；2. 引导学生思考，什么是传感器？传感器的作用是什么？二、讲解1. 定义传感器：传感器是一种能够感知、检测并转换物理量或化学量的设备；2. 分类：按检测的物理量分为光、热、声、压、电等传感器；3. 工作原理：以温度传感器为例，讲解传感器如何通过物理或化学效应将被检测的物理量转换为电信号；4. 应用：讲解传感器在物理实验中的应用，如利用压力传感器测量气体压强等。
三、实践1. 学生分组进行实验，利用温度传感器测量不同温度下水的温度；2. 学生写出实验报告，分析传感器的工作原理和实验结果。
四、讨论1. 学生展示实验结果和分析，并进行讨论；2. 引导学生思考传感器在现实生活中的应用，并提出自己的见解。
五、总结1. 总结传感器的定义、分类、工作原理和应用；2. 引导学生思考传感器对科学技术发展的重要性。
六、作业1. 回答几道传感器相关的习题；2. 思考一个自己设计的实验，利用传感器进行数据采集和分析。
教学反思：通过这堂课的教学，学生对传感器有了更深入的了解，能够独立进行实验并分析实验结果。
同时，也引导学生思考传感器在日常生活和科学研究中的重要作用，培养了学生的实验能力和创新思维。
教科版高中物理选择性必修第二册精品课件 第5章 传感器 本章整合
10 V量程,故旋至C点。
(3)若只有b、c间断路,则应发现表笔接入a、b时电表与电源不连接,因此指
针不偏转;而接入a、c时,电表与电源直接连接,故指针发生偏转。
(4)当温度为70 ℃,热敏电阻RT=60 Ω,用电阻箱替代热敏电阻,所以把电阻
箱数值调到60 Ω。
对点演练
(2023广东高二期末)2022年北京冬奥会室内赛场利用温度传感器实时监控赛场
温度,而温度传感器的主要部件是热敏电阻。某探究小组的同学用一个热敏电
阻设计了一个简易的“过热自动报警电路”。
(1)为了测量热敏电阻RT的阻值随温度变化的关系,该小
组设计了如图甲所示的电路,他们的实验步骤如下:
0.06
Ω,由图乙可知,此时t=40 ℃;所以当温度t≥40 ℃时,警铃报警。
3
当考虑电源内阻时,线圈中的电流大于等于60 mA,则 R 总= = 0.06 Ω
=50 Ω,不变,但热敏电阻RT'=R总-R0-r,热敏电阻的阻值变小,温度升高。
加热器停止加热,实现温控。继电器的电
阻为20 Ω,热敏电阻的阻值RT与温度t的关
甲
系如下表所示。
t/℃
30.0
40.0
50.0
60.0
70.0
RT/Ω
230
165
108
82
60
(1)提供的实验器材:电源E(内阻不计)、滑动变阻器R、热敏电阻RT、继电
器、电阻箱(0~999.9 Ω)、开关S、导线若干。
电源的电动势为E=3 V,电源内阻可忽略,继电器线
圈用漆包线绕成,阻值为R0=15 Ω。将热敏电阻RT
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传感器高中物理
传感器在高中物理课程中的重要性
传感器是一种能将某种信息变化转换成为电能变化形式的器件，是检测、测量、分析实际物理量的设备。
它们构成了一个闭环控制系统，能够测量各种物理量，比如压力、温度、电流、电位、光、声等，并将测量结果传输到被控制单元，用在各种计算机控制系统中。
因此，传感器在高中物理课程中具有重要意义。
首先，传感器是实现物理实验探究活动的重要设备，它能够实现信息的采集、量化和存储。
例如，学生可以使用温度传感器来观测物体的温度变化，使用光敏电阻传感器来测量物体的反射率等。
在进行实验研究的同时，传感器可以实现信息的采集和记录，从而提高实验的准确性。
其次，传感器可以使学生们更好地了解物理本质。
如果学生们使用传感器可以更直观更清楚地观测各种物理量的变化，从而引起学生的学习兴趣，提升学习效果，以期获得更好的物理学习成绩。
此外，传感器也可以用来实现更加精确的测量，以此解决低级物理实验研究中量测存在的不准确因素。
传感器的精确度可以大大提高测量精度，当研究物理实验中涉及到物理量的精确测量时，学生们可以使用传感器来解决，从而更深入地了解标准物理量的定义，进而更好地观察物质的物理性质和现象。
总之，传感器在高中物理课程中具有重要意义。
传感器可以实现物理实验活动，能够让学生直观的观察物质的变化，提高学生的学习
兴趣，实现实验精度的提高，从而更好地掌握物理定律。