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第五章　传感器
第一节　传感器及其工作原理
(分值:100分)
选择题1~12题,每小题8分,共96分。
基础对点练
题组一　传感器的认识与分类
1.传感器在日常生活中有着广泛的应用,下列对传感器的理解正确的是 (　　)
传感器是通过感知电压的变化来进行信号传递的
传感器是由半导体材料制作而成的
传感器不是电视遥控接收器的主要元件
传感器可以将采集到的信息转换成电学量
2.关于传感器工作的一般流程,下列说法正确的是 (　　)
非电学量→敏感元件→信号调整与转换电路→电学量→转换元件
电学量→敏感元件→信号调整与转换电路→转换元件→非电学量
非电学量→敏感元件→转换元件→信号调整与转换电路→电学量
非电学量→信号调整与转换电路→转换元件→敏感元件→电学量
3.如图中关于传感器的说法错误的是 (　　)
干簧管是利用磁场来控制电路的通断
火灾报警器是当有烟雾进入罩内时,光电三极管上就会因烟雾的散射而有光的照射,表现出电阻的变化
红外测温仪向人体发射红外线,从而测量人体温度
电容式位移传感器能把物体的位移这个力学量转化成电容这个电学量
题组二　温度传感器的原理
4.如图所示,RT为负温度系数的半导体热敏电阻,其他电阻都是普通的电阻,当灯泡L的亮度变暗时,说明 (　　)
环境温度变高
环境温度变低
环境温度不变
都有可能
5.(多选)图甲表示某电阻R随摄氏温度t变化的图像。把这个电阻接入如图乙所示电路中,用这个电阻作测温探头,把电流表的电流刻度改为相应的温度刻度,就得到一个简单的电阻温度计,则 (　　)
t1应标在电流较大的刻度上
t1应标在电流较小的刻度上
通过电流表的电流与温度呈线性关系
通过电流表的电流与温度呈非线性关系
题组三　光电传感器的原理
6.街旁路灯,江海里的航标都要求在夜晚亮,白天熄,利用半导体的电学特性制成了自动点亮、熄灭的装置,实行了自动控制,这是利用半导体的 (　　)
压敏性 光敏性
热敏性 三种特性都利用
7.(多选)教学楼过道灯是由声传感器和光传感器同时来控制的,在夜晚天黑时,用力拍掌灯就亮了;而白天怎样用力拍掌,灯都不能亮。其原理图如图所示,下列关于声传感器和光传感器的说法正确的是 (　　)
白天有光照时,光传感器自动闭合
夜晚无光照时,光传感器自动闭合
有人走动或发出声音时,声传感器自动闭合
无人走动或没有声音时,声传感器自动闭合
8.(多选)如今,人们对手机的依赖程度越来越高,手机已成为现代人必不可少的随身物品,然而长时间的使用手机会对眼睛造成一定的伤害,因此现在的智能手机都有一项可以调节亮度的功能,该功能既可以自动调节,也可以手动调节。某同学为了模拟该功能,设计了如图所示的电路,R1为光敏电阻,光照增强,阻值变小,R2为滑动变阻器,闭合开关后,下列说法正确的是 (　　)
仅光照变强,灯泡变亮
仅光照变弱,灯泡变亮
仅将滑片向a端滑动,灯泡变亮
仅将滑片向b端滑动,灯泡变亮
综合提升练
9.(多选)果农为了提高经济效益,把大、小不同的苹果分拣出来,以不同的价格出售,但人工分拣成本高,效率低,于是购入一台自动分拣机器,如图是苹果自动分拣装置的示意图。该装置把大小不同的苹果,按一定质量标准自动分拣为大苹果和小苹果。R1为压力传感器,R2为可调电阻,R2两端电压越大,电磁铁对分拣开关的衔铁吸引越强,以下说法正确的是 (　　)
压力越小R1越大
压力越小R1越小
调节R2的大小可以起到保护电路的作用
调节R2的大小可以改变苹果筛选的标准
10.(多选)(2024·广东梅州高二期末)如图所示是一种油箱内油面高度检测装置的示意图,图中油量表由电流表改装而成,金属杠杆的一端接浮标,另一端触点O接滑动变阻器R。当油箱内油面下降时,下列分析正确的有 (　　)
触点O向下滑动
触点O向上滑动
电路中的电流增大了
电路中的电流减小了
11.(2024·广东广州高二统考期末)传感器是采集信息的一种重要元件,如图所示是一种电容式压力传感器,当待测压力作用于可动电极时,使它发生形变,从而改变传感器的电容。若电流从灵敏电流计“+”接线柱流进时指针向右偏,从“-”接线柱流进时向左偏。当待测压力突然增大时,下列说法中正确的是 (　　)
电容器的电容将减小
M点的电势比N点的低
灵敏电流表指针向左偏转
若电流计示数稳定且不为零,说明压力F不再变化
12.(多选)(2024·广东广州高二期中)压敏电阻的阻值随所受压力的增大而减小。某同学利用压敏电阻设计了判断小车运动状态的装置,如图所示,光滑小球夹在压敏电阻与挡板之间。小车在水平面上静止时,电流表示数为I0,小车运动状态变化会引起电流表示数变化。某次实验中,电流表示数变化如图所示,下列判断正确的是 (　　)
在0~t1时间内可能做匀速运动
在t1~t2时间内做变速运动
在t2~t3内肯定静止
在t3~t4内压敏电阻所受压力减小
培优加强练
13.(4分)如图甲所示为一热敏电阻的R-t图像,图乙为用此热敏电阻R和继电器组成的一个简单恒温箱温控电路,继电器线圈的电阻为200 Ω。当线圈中的电流大于或等于20 mA时,继电器的衔铁被吸合。为继电器线圈供电电池的电动势E=8 V,内阻可以不计。图中的“电源”是恒温箱加热电源。
(1)图甲说明热敏电阻的阻值随着温度的升高而　　　　(选填“增大”“减小”或“不变”)。(1分)
(2)应该把恒温箱内加热器接　　　　(1分)(选填“AB”或“CD”)端。
(3)如果要使恒温箱内的温度保持100 ℃,滑动变阻器R1接入电路的电阻值为　　　　 Ω。(2分)
第一节　传感器及其工作原理
1.D　[传感器能感知的通常是力、温度、光、声等非电学量的变化，A错误；不仅半导体材料可以制成传感器，其他材料也可以制成传感器，如金属氧化物氧化锰就可以制成热敏电阻，B错误；电视遥控接收器主要是利用传感器来接收信息的，C错误；传感器可以将采集到的信息转换成电学量，D正确。]
2.C　[传感器的工作流程可总结如下：
故C正确，A、B、D错误。]
3.C　[干簧管是利用磁场来控制电路的通断，故A正确；火灾报警器是当有烟雾进入罩内时，光电三极管上就会因烟雾的散射而有光的照射，表现出电阻的变化，故B正确；红外测温仪是测量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化成电容这个电学量，故D正确。]
4.B　[当灯泡L的亮度变暗时，说明通过灯泡L的电流变小，则RT的阻值变大，环境温度变低，故B正确。]
5.AD　[温度为t1时，整个电路的电阻最小，电流最大，t1应标在电流较大的刻度上，A正确，B错误；从图中可知，电路中总电阻值可表示为R＝R0＋kt，根据欧姆定律I＝＝，因此通过电流表的电流与温度呈非线性关系，C错误，D正确。]
6.B　[航标要求夜晚亮、白天熄，白天有光，黑夜没有光，则是由光导致电路的电流变化，所以电路中光传感器导致电阻变化，实现自动控制，因此是利用半导体的光敏性，故B正确。]
7.BC　[天亮时光控开关自动断开，天黑时闭合，有人走动发出声音时，声控开关闭合；两个开关同时闭合，灯就会自动亮，所以两个开关应相互影响同时符合闭合条件，故A、D错误，B、C正确。]
8.AD　[光照变强，光敏电阻的阻值变小，所以电路中的电流变大，即通过灯泡的电流变大，灯泡变亮，反之，若光照变弱，则灯泡变暗，故A正确，B错误；仅将滑片向a端移动，滑动变阻器接入电路的阻值变大，电路中总电阻变大，总电流变小，即通过灯泡的电流变小，灯泡变暗，反之，若将滑片向b端移动，则灯泡变亮，故C错误，D正确。]
9.AD　[由图可知，小苹果对应电磁铁对分拣开关的衔铁吸引较弱，此时R2两端电压较小，则R1较大，可知压力越小R1越大，故A正确，B错误；调节R2的大小可以改变R2两端的电压，则可以改变电磁铁对分拣开关的衔铁吸引力的强弱，从而改变苹果筛选的标准，故C错误，D正确。]
10.BD　[当油面下降时，浮标位置降低，在杠杆作用下，触点O向上移动，滑动变阻器连入电路的阻值变大，电路中的电流变小，电流表示数变小，故B、D正确，A、C错误。]
11.B　[由题可知，电容器的电压不变，当待测压力突然增大时，F向上压膜片电极，由C＝，可知d减小，电容增大，A错误；由题可知，电容器的电压不变，若F向上压膜片电极，电容增大，电量增大，电容器充电，电路中形成逆时针方向的电流，则灵敏电流计指针向右偏；电流从N经R流向M，故M点的电势比N点的低，C错误，B正确；若电流计示数稳定且不为零，说明电容器正在充放电，电容器的电容变化，说明压力F变化，D错误。]
12.ABD　[由题图图像可知，在0～t1内和在t2～t3内，I＝I0，根据题意，小球的运动状态是平衡状态，有可能静止，也有可能匀速直线运动，即小车可能做匀速运动，也可能静止，故A正确，C错误；由图像可知，在t1～t2内，I变大，说明压敏电阻阻值减小，压敏电阻受到的压力增大，小球受到的合力不为零，且增大，小车做变速运动，故B正确；在t3～t4内，I变小，说明压敏电阻阻值增大，压敏电阻受到的压力减小，故D正确。]
13.(1)减小　(2)AB　(3)150
解析　(1)由题图甲可知热敏电阻的阻值随着温度的升高而减小。
(2)当温度较低的时候，热敏电阻的阻值较大，电路中的电流较小，此时继电器的衔铁与AB部分连接，此时是需要加热的，恒温箱内加热器要工作，所以应该把恒温箱内加热器接在AB端。
(3)当温度达到100 ℃时，由图甲知热敏电阻阻值为R＝50 Ω，此时加热电路就要断开，继电器的衔铁要被吸合，即控制电路的电流要达到20 mA＝0.02 A，根据闭合电路欧姆定律可得I＝，解得R1＝150 Ω。第一节　传感器及其工作原理
学习目标　1.知道什么是传感器以及传感器的分类。2.了解温度传感器、光电传感器的工作原理。
知识点一　传感器的认识和分类
1.传感器
(1)定义：能够感受到被测量的信息，并将其按照一定的规律转化为____________的器件或装置。
(2)功能：通常是将________________量转化为________量。
2.传感器的组成
传感器一般由____________和____________和____________三部分组成。
传感器的组成框图：
→→
(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：是传感器中能将敏感元件输出的物理量转换成____________输出的电子元件。
(3)转换电路：将转换元件输出的电学量转换成易于测量的____________，如电压、电流等。
3.传感器的分类
根据检测量的不同，传感器可以分为________传感器、________传感器和________传感器等。
(1)物理传感器主要利用被测物理量变化时，敏感元件的电学量发生明显变化的特性制成。常见的有：________传感器、________传感器、____________传感器、________传感器等。
(2)化学传感器主要是基于化学反应的原理，将化学物质的成分、浓度等化学信息转化为电学量的传感器。
(3)生物传感器是一种基于酶、抗体和激素等分子识别功能，并将其转换为电信号进行检测的传感器。
例1 (多选)关于传感器的作用，下列说法正确的是(　　)
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
听课笔记　___________________________________________________________
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训练 (2024·江苏无锡高二期中)某小区门口新增了智能人脸识别机，当有人进入“人脸识别区”大概0.5 m处时，摄像机会捕捉面部信息，对其面部特征进行快速核对，判断是否是业主。下列哪一组传感器可实现这一功能(　　)
A.声传感器和压力传感器
B.光传感器和位移传感器
C.速度传感器和温度传感器
D.压力传感器和加速度传感器
知识点二　温度传感器的原理
1.温度传感器是一种将________变化转换为电学量变化的装置。
2.常见温度传感器的敏感元件有________电阻、热电偶、热双金属片等。
3.热敏电阻
(1)热敏电阻是利用半导体材料的阻值随温度的变化而变化的特性来实现温度测量的。
(2)热敏电阻的分类
①正温度系数热敏电阻，它的阻值随温度的上升而增加；②负温度系数热敏电阻，它的阻值随温度的上升而下降；③临界温度系数热敏电阻，它的阻值在很小的范围内急剧下降。
【思考】 如图所示，将多用电表的选择开关置于欧姆挡，再将电表的两支表笔与负温度系数热敏电阻RT(温度升高，电阻减小)的两端相连，这时表针恰好指在刻度盘的正中央。若在RT上擦一些酒精，表针将如何偏转？若用吹风机将热风吹向热敏电阻，表针将如何偏转？
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例2 额温枪的原理是通过传感器接收红外线得出感应温度数据。某同学在实验室中用图甲所示电路验证额温枪测量温度的准确性，已知电源电动势E＝1.5 V，内阻忽略不计，R0＝15 Ω，热敏电阻的阻值与温度的关系如图乙所示，则：
(1)温度越高时，电压表示数________(填“越大”或“越小”)；
(2)闭合开关后，发现电压表示数为0.45 V，则热敏电阻此时的温度为________℃(保留1位小数)。
听课笔记　___________________________________________________________
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例3 (2024·广东惠州高二期末)某实验小组探究一种热敏电阻的温度特性。现有器材包括直流恒流电源(在正常工作状态下输出的电流恒定)、电压表、待测热敏电阻、保温容器、温度计、开关和导线等。
(1)用上述器材测量热敏电阻的阻值随温度变化的特性，请用笔画线代替导线在如图(a)所示的实物图上连线。
(2)实验的主要步骤。
①正确连接电路，在保温容器中注入适量冷水，接通电源，调节并记录电源输出的电流值。
②在保温容器中添加少量热水，待温度稳定后，闭合开关，________________，________________，断开开关。
③重复步骤②若干次，测得多组数据。
(3)实验小组算得该热敏电阻在不同温度下的阻值，并据此绘得如图(b)所示的R－t关系图线，根据图线可知随着温度升高，热敏电阻阻值________(选填“增大”“减小”或“不变”)。
(4)当温度为100 ℃时，R＝________Ω(结果保留3位有效数字)。
听课笔记　___________________________________________________________
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知识点三　光电传感器的原理
1.光电传感器是一种能够感受光信号，并按照一定规律把光信号转化成____________的传感器。
2.____________是光电传感器的敏感元件。大多数的光敏电阻由半导体材料制成。无光照射时，光敏电阻的阻值较大；有光照射时，光敏电阻的阻值较小，并且随光照的增强而减小。
3.光敏电阻可以将光照强度这一光学量转化为电阻这一电学量。
【思考】 在工厂生产车间的生产线上安装计数器后，就可以准确得知生产产品的数量，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什么？
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例4 (多选)如图所示的电路中，电源电动势为E，内阻为r，RT为负温度系数热敏电阻，RG为光敏电阻，闭合开关后，小灯泡L正常发光，由于环境改变(光照或温度)，发现小灯泡亮度变暗，则引起小灯泡变暗的原因可能是(　　)
　　　　　　　　　　　　　
A.温度不变，光照增强
B.温度升高，光照不变
C.温度降低，光照增强
D.温度升高，光照减弱
听课笔记　___________________________________________________________
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解决含有光敏(热敏)电阻的动态电路问题的分析思路
(1)应明确光敏(热敏)电阻的电阻特性。
(2)根据闭合电路欧姆定律及串、并联电路的性质，分析电路中光敏电阻阻值发生变化时引起整个电路中各部分电学量的变化情况。
(3)基本流程：R局→R总→I总→U端→I局。　　
随堂对点自测
1.(传感器的认识与分类)如图所示，酒精检测仪是用来检测人体是否摄入酒精及摄入酒精多少程度的仪器。酒精检测仪的核心传感器是(　　)
A.声音传感器 B.温度传感器
C.压力传感器 D.电化学传感器
2.(温度传感器的原理)如图所示，R为定值电阻，RT为负温度系数热敏电阻，L为小灯泡。当温度降低时(　　)
A.R两端的电压增大 B.电流表的示数增大
C.小灯泡的亮度变强 D.小灯泡的亮度变弱
3.(光电传感器的原理)如图所示是利用硫化镉制成的光敏电阻自动计数的示意图，其中A是发光仪器，B是光敏电阻，R是普通定值电阻，下列说法中正确的是(　　)
A.当传送带上没有物品挡住由A射向B的光信号时，光敏电阻的阻值变小，电压表读数变大
B.当传送带上没有物品挡住由A射向B的光信号时，光敏电阻的阻值变大，电压表读数变小
C.当传送带上有物品挡住由A射向B的光信号时，光敏电阻的阻值变小，电压表读数变小
D.当传送带上有物品挡住由A射向B的光信号时，光敏电阻的阻值变大，电压表读数变大
第一节　传感器及其工作原理
知识点一
1.(1)可用信号　(2)非电学　电学　2.敏感元件　转换元件　转换电路　(2)电学量　(3)电学量　3.物理　化学　生物　(1)压电　光电　加速度　温度
例1 AC　[根据传感器的概念和工作原理可以判断A、C正确，B错误；电磁感应是现象，既不是器件，也不是装置，不能称为传感器，D错误。]
训练 B　[根据题意，进行人脸识别需要使用光传感器和位移传感器，故B正确。]
知识点二
1.温度　2.热敏
[思考] 提示　由于酒精蒸发，热敏电阻RT温度降低，电阻值增大，表针将向左偏；用吹风机将热风吹向热敏电阻，热敏电阻RT温度升高，电阻值减小，表针将向右偏。
例2 (1)越大　(2)40.0(39.8～40.0均可)
解析　(1)分析图甲可知热敏电阻R与R0串联，电压表测R0两端电压U0，当热敏电阻温度升高时，由图乙可知，热敏电阻阻值变小，电路电流I0变大，R0两端电压即电压表示数U0变大，即温度越高时，电压表示数越大。
(2)当电压表示数为U′＝0.45 V时，根据串联电路的特点可知通过R的电流
I＝I′＝＝ A＝0.03 A
热敏电阻R两端电压
U＝E－U′＝1.5 V－0.45 V＝1.05 V
则R的阻值R＝＝ Ω＝35 Ω
对照图乙可知，被测物体的温度大约为40.0 ℃。
例3 (1)见解析图　(2)②记下电压表的示数　记下温度计的示数　(3)增大　(4)14.6
解析　(1)实物连线如图所示。
(2)由实验原理可知，实验中要描绘电压和温度间的关系，故实验的主要步骤应是记下电压表和温度计的示数。
(3)由图可知，随着温度升高，热敏电阻阻值增大。
(4)根据图像可知R－t关系为一次函数，则R0＝10 Ω，k＝＝；所以该热敏电阻的R－t关系式为R＝t＋10(Ω)；当温度为100 ℃时R＝Ω＝14.6 Ω。
知识点三
1.电信号　2.光敏电阻
[思考] 提示　当光被产品挡住时，R1电阻增大，电路中电流减小，R2两端电压减小，信号处理系统得到低电压，每通过一个产品就获得一次低电压，并计数一次。
例4 AC　[由题图可知，当光敏电阻的阻值减小或负温度系数热敏电阻的阻值增大时，小灯泡L都会变暗，故光照增强或温度降低或光照增强同时温度降低均可，故A、C正确，B、D错误。]
随堂对点自测
1.D　[酒精检测仪是把人体摄入的酒精浓度这个物理量转化为电学量的传感器，属于电化学传感器，故D正确。]
2.C　[负温度系数热敏电阻，当温度降低时，RT电阻增大，并联部分电阻增大→总电阻增大→总电流减小→R两端电压减小，电流表示数减小，故A、B错误；因为R两端电压减小，根据串联电路电压特点可知，灯泡两端的电压增大，通过灯泡的电流增大，故灯泡变亮，故C正确，D错误。]
3.D　[光敏电阻的阻值与光照强度有关，光照强度越大，光敏电阻阻值越小。当传送带上没有物品挡住由A射向B的光信号时，光敏电阻阻值变小，电路中电流变大，电源内阻上的电压变大，路端电压变小，所以电压表读数变小，选项A、B错误；当传送带上有物品挡住由A射向B的光信号时，光敏电阻的阻值变大，电路中电流变小，电源内阻上的电压变小，路端电压变大，所以电压表读数变大，选项C错误，D正确。](共48张PPT)
第一节　传感器及其工作原理
第五章 传感器
1.知道什么是传感器以及传感器的分类。
2.了解温度传感器、光电传感器的工作原理。
学习目标
目 录
CONTENTS
知识点
01
随堂对点自测
02
课后巩固训练
03
知识点
1
知识点二　温度传感器的原理
知识点一　传感器的认识和分类
知识点三　光电传感器的原理
知识点一　传感器的认识和分类
1.传感器
(1)定义：能够感受到被测量的信息，并将其按照一定的规律转化为__________的器件或装置。
(2)功能：通常是将________量转化为______量。
2.传感器的组成
传感器一般由__________和__________和__________三部分组成。
可用信号
非电学
电学
敏感元件
转换元件
转换电路
传感器的组成框图：
(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：是传感器中能将敏感元件输出的物理量转换成________输出的电子元件。
(3)转换电路：将转换元件输出的电学量转换成易于测量的________，如电压、电流等。
电学量
电学量
3.传感器的分类
根据检测量的不同，传感器可以分为______传感器、______传感器和______传感器等。
(1)物理传感器主要利用被测物理量变化时，敏感元件的电学量发生明显变化的特性制成。常见的有：______传感器、______传感器、________传感器、______传感器等。
(2)化学传感器主要是基于化学反应的原理，将化学物质的成分、浓度等化学信息转化为电学量的传感器。
(3)生物传感器是一种基于酶、抗体和激素等分子识别功能，并将其转换为电信号进行检测的传感器。
物理
化学
生物
压电
光电
加速度
温度
例1(多选)关于传感器的作用，下列说法正确的是(　　)
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；电磁感应是现象，既不是器件，也不是装置，不能称为传感器，D错误。
AC
B
训练 (2024·江苏无锡高二期中)某小区门口新增了智能人脸识别机，当有人进入“人脸识别区”大概0.5 m处时，摄像机会捕捉面部信息，对其面部特征进行快速核对，判断是否是业主。下列哪一组传感器可实现这一功能(　　)
A.声传感器和压力传感器
B.光传感器和位移传感器
C.速度传感器和温度传感器
D.压力传感器和加速度传感器
解析　根据题意，进行人脸识别需要使用光传感器和位移传感器，故B正确。
知识点二　温度传感器的原理
1.温度传感器是一种将______变化转换为电学量变化的装置。
2.常见温度传感器的敏感元件有______电阻、热电偶、热双金属片等。
3.热敏电阻
(1)热敏电阻是利用半导体材料的阻值随温度的变化而变化的特性来实现温度测量的。
(2)热敏电阻的分类
①正温度系数热敏电阻，它的阻值随温度的上升而增加；②负温度系数热敏电阻，它的阻值随温度的上升而下降；③临界温度系数热敏电阻，它的阻值在很小的范围内急剧下降。
温度
热敏
【思考】 如图所示，将多用电表的选择开关置于欧姆挡，再
将电表的两支表笔与负温度系数热敏电阻RT(温度升高，电
阻减小)的两端相连，这时表针恰好指在刻度盘的正中央。若
在RT上擦一些酒精，表针将如何偏转？若用吹风机将热风吹
向热敏电阻，表针将如何偏转？
提示　由于酒精蒸发，热敏电阻RT温度降低，电阻值增大，表针将向左偏；用吹风机将热风吹向热敏电阻，热敏电阻RT温度升高，电阻值减小，表针将向右偏。
例2 额温枪的原理是通过传感器接收红外线得出感应温度数据。某同学在实验室中用图甲所示电路验证额温枪测量温度的准确性，已知电源电动势E＝1.5 V，内阻忽略不计，R0＝15 Ω，热敏电阻的阻值与温度的关系如图乙所示，则：
(1)温度越高时，电压表示数________(填“越大”或“越小”)；
(2)闭合开关后，发现电压表示数为0.45 V，则热敏电阻此时的温度为________℃(保留1位小数)。
答案　(1)越大　(2)40.0(39.8～40.0均可)
解析　(1)分析图甲可知热敏电阻R与R0串联，电压表测R0两端电压U0，当热敏电阻温度升高时，由图乙可知，热敏电阻阻值变小，电路电流I0变大，R0两端电压即电压表示数U0变大，即温度越高时，电压表示数越大。
(2)当电压表示数为U′＝0.45 V时，根据串联电路的特点可知通过R的电流
热敏电阻R两端电压
U＝E－U′＝1.5 V－0.45 V＝1.05 V
对照图乙可知，被测物体的温度大约为40.0 ℃。
例3 (2024·广东惠州高二期末)某实验小组探究一种热敏电阻的温度特性。现有器材包括直流恒流电源(在正常工作状态下输出的电流恒定)、电压表、待测热敏电阻、保温容器、温度计、开关和导线等。
(1)用上述器材测量热敏电阻的阻值随温度变化的特性，请用笔画线代替导线在如图(a)所示的实物图上连线。
(2)实验的主要步骤。
①正确连接电路，在保温容器中注入适量冷水，接通电源，调节并记录电源输出的电流值。
②在保温容器中添加少量热水，待温度稳定后，闭合开关，________________，________________，断开开关。
③重复步骤②若干次，测得多组数据。
(3)实验小组算得该热敏电阻在不同温度下的阻值，并据此绘得如图(b)所示的R－t关系图线，根据图线可知随着温度升高，热敏电阻阻值________(选填“增大”“减小”或“不变”)。
(4)当温度为100 ℃时，R＝________Ω(结果保留3位有效数字)。
答案　(1)见解析图　(2)②记下电压表的示数　记下温度计的示数　(3)增大　(4)14.6
解析　(1)实物连线如图所示。
(2)由实验原理可知，实验中要描绘电压和温度间的关系，故实验的主要步骤应是记下电压表和温度计的示数。
(3)由图可知，随着温度升高，热敏电阻阻值增大。
知识点三　光电传感器的原理
1.光电传感器是一种能够感受光信号，并按照一定规律把光信号转化成________的传感器。
2.__________ 是光电传感器的敏感元件。大多数的光敏电阻由半导体材料制成。无光照射时，光敏电阻的阻值较大；有光照射时，光敏电阻的阻值较小，并且随光照的增强而减小。
3.光敏电阻可以将光照强度这一光学量转化为电阻这一电学量。
电信号
光敏电阻
【思考】 在工厂生产车间的生产线上安装计数器后，就可以准确得知生产产品的数量，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什么？
提示　当光被产品挡住时，R1电阻增大，电路中电流减小，R2两端电压减小，信号处理系统得到低电压，每通过一个产品就获得一次低电压，并计数一次。
AC
例4 (多选)如图所示的电路中，电源电动势为E，内阻为r，RT为负温度系数热敏电阻，RG为光敏电阻，闭合开关后，小灯泡L正常发光，由于环境改变(光照或温度)，发现小灯泡亮度变暗，则引起小灯泡变暗的原因可能是(　　)
A.温度不变，光照增强
B.温度升高，光照不变
C.温度降低，光照增强
D.温度升高，光照减弱
解析　由题图可知，当光敏电阻的阻值减小或负温度系数热敏电阻的阻值增大时，小灯泡L都会变暗，故光照增强或温度降低或光照增强同时温度降低均可，故A、C正确，B、D错误。
解决含有光敏(热敏)电阻的动态电路问题的分析思路
(1)应明确光敏(热敏)电阻的电阻特性。
(2)根据闭合电路欧姆定律及串、并联电路的性质，分析电路中光敏电阻阻值发生变化时引起整个电路中各部分电学量的变化情况。
(3)基本流程：R局→R总→I总→U端→I局。　　
随堂对点自测
2
D
1.(传感器的认识与分类)如图所示，酒精检测仪是用来检测人体是否摄入酒精及摄入酒精多少程度的仪器。酒精检测仪的核心传感器是(　　)
A.声音传感器
B.温度传感器
C.压力传感器
D.电化学传感器
解析　酒精检测仪是把人体摄入的酒精浓度这个物理量转化为电学量的传感器，属于电化学传感器，故D正确。
C
2.(温度传感器的原理)如图所示，R为定值电阻，RT为负温度系数热敏电阻，L为小灯泡。当温度降低时(　　)
A.R两端的电压增大 B.电流表的示数增大
C.小灯泡的亮度变强 D.小灯泡的亮度变弱
解析　负温度系数热敏电阻，当温度降低时，RT电阻增大，并联部分电阻增大→总电阻增大→总电流减小→R两端电压减小，电流表示数减小，故A、B错误；因为R两端电压减小，根据串联电路电压特点可知，灯泡两端的电压增大，通过灯泡的电流增大，故灯泡变亮，故C正确，D错误。
D
3.(光电传感器的原理)如图所示是利用硫化镉制成的光敏电阻自动计数的示意图，其中A是发光仪器，B是光敏电阻，R是普通定值电阻，下列说法中正确的是(　　)
A.当传送带上没有物品挡住由A射向B的光信号时，
光敏电阻的阻值变小，电压表读数变大
B.当传送带上没有物品挡住由A射向B的光信号时，
光敏电阻的阻值变大，电压表读数变小
C.当传送带上有物品挡住由A射向B的光信号时，
光敏电阻的阻值变小，电压表读数变小
D.当传送带上有物品挡住由A射向B的光信号时，
光敏电阻的阻值变大，电压表读数变大
解析　光敏电阻的阻值与光照强度有关，光照强度越大，光敏电阻阻值越小。当传送带上没有物品挡住由A射向B的光信号时，光敏电阻阻值变小，电路中电流变大，电源内阻上的电压变大，路端电压变小，所以电压表读数变小，选项A、B错误；当传送带上有物品挡住由A射向B的光信号时，光敏电阻的阻值变大，电路中电流变小，电源内阻上的电压变小，路端电压变大，所以电压表读数变大，选项C错误，D正确。
课后巩固训练
3
D
题组一　传感器的认识与分类
1.传感器在日常生活中有着广泛的应用，下列对传感器的理解正确的是(　　)
A.传感器是通过感知电压的变化来进行信号传递的
B.传感器是由半导体材料制作而成的
C.传感器不是电视遥控接收器的主要元件
D.传感器可以将采集到的信息转换成电学量
解析　传感器能感知的通常是力、温度、光、声等非电学量的变化，A错误；不仅半导体材料可以制成传感器，其他材料也可以制成传感器，如金属氧化物氧化锰就可以制成热敏电阻，B错误；电视遥控接收器主要是利用传感器来接收信息的，C错误；传感器可以将采集到的信息转换成电学量，D正确。
基础对点练
C
2.关于传感器工作的一般流程，下列说法正确的是(　　)
A.非电学量→敏感元件→信号调整与转换电路→电学量→转换元件
B.电学量→敏感元件→信号调整与转换电路→转换元件→非电学量
C.非电学量→敏感元件→转换元件→信号调整与转换电路→电学量
D.非电学量→信号调整与转换电路→转换元件→敏感元件→电学量
解析　传感器的工作流程可总结如下：
故C正确，A、B、D错误。
C
3.如图中关于传感器的说法错误的是(　　)
A.干簧管是利用磁场来控制电路的通断
B.火灾报警器是当有烟雾进入罩内时，
光电三极管上就会因烟雾的散射而有光的照射，
表现出电阻的变化
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化成电容这个电学量
解析　干簧管是利用磁场来控制电路的通断，故A正确；火灾报警器是当有烟雾进入罩内时，光电三极管上就会因烟雾的散射而有光的照射，表现出电阻的变化，故B正确；红外测温仪是测量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化成电容这个电学量，故D正确。
B
题组二　温度传感器的原理
4.如图所示，RT为负温度系数的半导体热敏电阻，其他电阻都是普通的电阻，当灯泡L的亮度变暗时，说明(　　)
A.环境温度变高
B.环境温度变低
C.环境温度不变
D.都有可能
解析　当灯泡L的亮度变暗时，说明通过灯泡L的电流变小，则RT的阻值变大，环境温度变低，故B正确。
AD
5.(多选)图甲表示某电阻R随摄氏温度t变化的图像。把这个电阻接入如图乙所示电路中，用这个电阻作测温探头，把电流表的电流刻度改为相应的温度刻度，就得到一个简单的电阻温度计，则(　 )
A.t1应标在电流较大的刻度上
B.t1应标在电流较小的刻度上
C.通过电流表的电流与温度呈线性关系
D.通过电流表的电流与温度呈非线性关系
B
题组三　光电传感器的原理
6.街旁路灯，江海里的航标都要求在夜晚亮，白天熄，利用半导体的电学特性制成了自动点亮、熄灭的装置，实行了自动控制，这是利用半导体的(　　)
A.压敏性 B.光敏性
C.热敏性 D.三种特性都利用
解析　航标要求夜晚亮、白天熄，白天有光，黑夜没有光，则是由光导致电路的电流变化，所以电路中光传感器导致电阻变化，实现自动控制，因此是利用半导体的光敏性，故B正确。
BC
7.(多选)教学楼过道灯是由声传感器和光传感器同时来控制的，在夜晚天黑时，用力拍掌灯就亮了；而白天怎样用力拍掌，灯都不能亮。其原理图如图所示，下列关于声传感器和光传感器的说法正确的是(　　)
A.白天有光照时，光传感器自动闭合
B.夜晚无光照时，光传感器自动闭合
C.有人走动或发出声音时，声传感器自动闭合
D.无人走动或没有声音时，声传感器自动闭合
解析　天亮时光控开关自动断开，天黑时闭合，有人走动发出声音时，声控开关闭合；两个开关同时闭合，灯就会自动亮，所以两个开关应相互影响同时符合闭合条件，故A、D错误，B、C正确。
AD
8.(多选)如今，人们对手机的依赖程度越来越高，手机已成为现代人必不可少的随身物品，然而长时间的使用手机会对眼睛造成一定的伤害，因此现在的智能手机都有一项可以调节亮度的功能，该功能既可以自动调节，也可以手动调节。某同学为了模拟该功能，设计了如图所示的电路，R1为光敏电阻，光照增强，阻值变小，R2为滑动变阻器，闭合开关后，下列说法正确的是(　　)
A.仅光照变强，灯泡变亮
B.仅光照变弱，灯泡变亮
C.仅将滑片向a端滑动，灯泡变亮
D.仅将滑片向b端滑动，灯泡变亮
解析　光照变强，光敏电阻的阻值变小，所以电路中的电流变大，即通过灯泡的电流变大，灯泡变亮，反之，若光照变弱，则灯泡变暗，故A正确，B错误；仅将滑片向a端移动，滑动变阻器接入电路的阻值变大，电路中总电阻变大，总电流变小，即通过灯泡的电流变小，灯泡变暗，反之，若将滑片向b端移动，则灯泡变亮，故C错误，D正确。
AD
9.(多选)果农为了提高经济效益，把大、小不同的苹果分拣出来，以不同的价格出售，但人工分拣成本高，效率低，于是购入一台自动分拣机器，如图是苹果自动分拣装置的示意图。该装置把大小不同的苹果，按一定质量标准自动分拣为大苹果和小苹果。R1为压力传感器，R2为可调电阻，R2两端电压越大，电磁铁对分拣开关的衔铁吸引越强，以下说法正确的是(　　)
A.压力越小R1越大
B.压力越小R1越小
C.调节R2的大小可以起到保护电路的作用
D.调节R2的大小可以改变苹果筛选的标准
综合提升练
解析　由图可知，小苹果对应电磁铁对分拣开关的衔铁吸引较弱，此时R2两端电压较小，则R1较大，可知压力越小R1越大，故A正确，B错误；调节R2的大小可以改变R2两端的电压，则可以改变电磁铁对分拣开关的衔铁吸引力的强弱，从而改变苹果筛选的标准，故C错误，D正确。
BD
10.(多选)(2024·广东梅州高二期末)如图所示是一种油箱内油面高度检测装置的示意图，图中油量表由电流表改装而成，金属杠杆的一端接浮标，另一端触点O接滑动变阻器R。当油箱内油面下降时，下列分析正确的有(　　)
A.触点O向下滑动
B.触点O向上滑动
C.电路中的电流增大了
D.电路中的电流减小了
解析　当油面下降时，浮标位置降低，在杠杆作用下，触点O向上移动，滑动变阻器连入电路的阻值变大，电路中的电流变小，电流表示数变小，故B、D正确，A、C错误。
B
11.(2024·广东广州高二统考期末)传感器是采集信息的一种重要元件，如图所示是一种电容式压力传感器，当待测压力作用于可动电极时，使它发生形变，从而改变传感器的电容。若电流从灵敏电流计“＋”接线柱流进时指针向右偏，从“－”接线柱流进时向左偏。当待测压力突然增大时，下列说法中正确的是(　　)
A.电容器的电容将减小
B.M点的电势比N点的低
C.灵敏电流表指针向左偏转
D.若电流计示数稳定且不为零，说明压力F不再变化
ABD
12.(多选)(2024·广东广州高二期中)压敏电阻的阻值随所受压力的增大而减小。某同学利用压敏电阻设计了判断小车运动状态的装置，如图所示，光滑小球夹在压敏电阻与挡板之间。小车在水平面上静止时，电流表示数为I0，小车运动状态变化会引起电流表示数变化。某次实验中，电流表示数变化如图所示，下列判断正确的是(　　 )
A.在0～t1时间内可能做匀速运动
B.在t1～t2时间内做变速运动
C.在t2～t3内肯定静止
D.在t3～t4内压敏电阻所受压力减小
解析　由题图图像可知，在0～t1内和在t2～t3内，I＝I0，根据题意，小球的运动状态是平衡状态，有可能静止，也有可能匀速直线运动，即小车可能做匀速运动，也可能静止，故A正确，C错误；由图像可知，在t1～t2内，I变大，说明压敏电阻阻值减小，压敏电阻受到的压力增大，小球受到的合力不为零，且增大，小车做变速运动，故B正确；在t3～t4内，I变小，说明压敏电阻阻值增大，压敏电阻受到的压力减小，故D正确。
13.如图甲所示为一热敏电阻的R－t图像，图乙为用此热敏电阻R和继电器组成的一个简单恒温箱温控电路，继电器线圈的电阻为200 Ω。当线圈中的电流大于或等于20 mA时，继电器的衔铁被吸合。为继电器线圈供电电池的电动势E＝8 V，内阻可以不计。图中的“电源”是恒温箱加热电源。
培优加强练
(1)图甲说明热敏电阻的阻值随着温度的升高而________(选填“增大”“减小”或“不变”)。
(2)应该把恒温箱内加热器接________(选填“AB”或“CD”)端。
(3)如果要使恒温箱内的温度保持100 ℃，滑动变阻器R1接入电路的电阻值为________ Ω。
答案　(1)减小　(2)AB　(3)150
解析　(1)由题图甲可知热敏电阻的阻值随着温
度的升高而减小。
(2)当温度较低的时候，热敏电阻的阻值较大，
电路中的电流较小，此时继电器的衔铁与AB部
分连接，此时是需要加热的，恒温箱内加热器要工作，所以应该把恒温箱内加热器接在AB端。

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