5.3 常見傳感器的工作原理及應(yīng)用 課前導(dǎo)學(xué) 2024-2025學(xué)年人教版（2019）高中物理選擇性必修第二冊

5.3常見傳感器的工作原理及應(yīng)用基礎(chǔ)知識導(dǎo)學(xué)1.門窗防盜報警裝置實驗：干簧管、繼電器、發(fā)光二極管LED、蜂鳴器H、電源、導(dǎo)線若干、開關(guān)、電阻、小磁體。2.光控開關(guān)實驗：發(fā)光二極管、三極管、可變電阻R1、電阻R2、光敏電阻、集成電路實驗板、直流電源、繼電器、小燈泡、導(dǎo)線若干、黑紙一、門窗防盜報警裝置實驗：1.實驗的基本思想：利用干簧管作為控制器實現(xiàn)：當門窗緊閉時，蜂鳴器不響，指示燈亮；當門窗被打開時，蜂鳴器發(fā)出聲音報警，指示燈滅。2.實驗電路圖：3.工作原理：閉合電路開關(guān)S，系統(tǒng)處于防盜狀態(tài)。當門窗緊閉時，磁體M靠近干簧管SA，干簧管兩個簧片被磁化相吸而接通繼電器線圈K，使繼電器工作。繼電器的動觸點c與常開觸點a接通，發(fā)光二極管LED發(fā)光，顯示電路處于正常工作狀態(tài)。當門窗開啟時，磁體離開干簧管，干簧管失磁斷開，繼電器被斷電。繼電器的動觸點c與常閉觸點b接通，蜂鳴器H發(fā)聲報警。干簧管在電路中起傳感器和控制開關(guān)的作用，繼電器則相當于一個自動的雙向開關(guān)。二、光控開關(guān)實驗：1.實驗的基本思想：利用光敏電阻作為光控開關(guān)實現(xiàn)在天黑到一定程度時讓路燈自動開啟，而在天明時自動熄滅。2.實驗電路圖：3.工作原理：當環(huán)境光比較強時，光敏電阻RG的阻值很小，三極管不導(dǎo)通，發(fā)光二極管或繼電器所在的回路相當于斷路，即發(fā)光二極管不工作；繼電器處于常開狀態(tài)，小燈泡L不亮。當環(huán)境光比較弱時，光敏電阻RG的阻值變大，三極管導(dǎo)通，且獲得足夠的基極電流，產(chǎn)生較大的集電極電流，點亮發(fā)光二極管或驅(qū)動繼電器吸合而點亮小燈泡L。三、霍爾元件1.構(gòu)造：在一個很小的矩形半導(dǎo)體薄片上，制作四個電極，它就成了一個霍爾元件。2.工作原理：如圖，E、F間通入恒定電流I，同時外加與薄片垂直的磁感應(yīng)強度為B的磁場，則M、N間出現(xiàn)霍爾電壓。分析可知，霍爾電壓與磁感應(yīng)強度B有線性關(guān)系，因此霍爾元件能夠把磁感應(yīng)強度這個磁學(xué)量轉(zhuǎn)換為電壓這個電學(xué)量。

基礎(chǔ)小題試練1.傳感器已經(jīng)廣泛應(yīng)用于我們的生活，為我們帶來方便.下列可以用來控制電路通斷的溫度傳感器元件有()A.雙金屬片 B.霍爾片 C.應(yīng)變片 D.干簧管2.電梯是高層住宅用戶必不可少的日常工具，但有些小朋友不懂事，總做出一些危險行為。某小朋友在電梯門口放了一障礙物，發(fā)現(xiàn)電梯門不停地開關(guān)，這是電梯門上安裝了傳感器的結(jié)果，他以此為樂，殊不知這種行為有一定的危險性。下列說法中正確的是()A.電梯門上安裝了溫度傳感器B.電梯門上安裝了光傳感器C.電梯門上的傳感器將溫度信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘朌.電梯門上的傳感器將電信號轉(zhuǎn)化為光信號3.在一些機場、車站、飯店的洗手間通常都裝有自動熱風(fēng)干手器。人們洗手后將濕手靠近干手器，機內(nèi)傳感器發(fā)出感應(yīng)信號，使干手器工作吹出“熱風(fēng)”，將濕手烘干（如圖所示）。自動熱風(fēng)干手器之所以能實現(xiàn)這種自動控制，主要是由于濕手靠近它時()A.改變了傳感器附近的濕度 B.改變了傳感器附近的溫度C.改變了傳感器的電容 D.改變了傳感器的電阻4.商場里常用電子秤，電子秤中使用的是()A.溫度傳感器 B.壓力傳感器 C.超聲波傳感器 D.紅外線傳感器5.傳感器在日常生活中有著廣泛的應(yīng)用，它的種類多種多樣，其性能也各不相同，電熱水壺有水燒干自動斷電裝置，電熱水壺內(nèi)實現(xiàn)這一功能的傳感器是()A.力傳感器 B.溫度傳感器 C.聲傳感器 D.光傳感器6.為保障住戶安全，多地小區(qū)開始在電梯里嘗試使用一種“黑科技”，來阻止電動車進電梯。當電動車進入電梯時，這種“黑科技”就會自動報警，它用到的傳感器和下列哪個裝置用到的傳感器相同()A.電飯鍋 B.煙霧報警器 C.刷臉考勤機 D.酒精檢測儀

答案以及解析1.答案：A解析：常溫下，雙金屬片不形變，當有溫度時，由于膨脹系數(shù)不同，導(dǎo)致形變量不同，故A正確；霍爾片工作原理是，當有磁場時，電子受到洛倫茲力作用，導(dǎo)致電子偏轉(zhuǎn)，從而改變電壓，故B錯誤；應(yīng)變片是壓力傳感器，故C錯誤；干簧管是一種磁控制的開關(guān)，故D錯誤。2.答案：B解析：電梯能夠識別障礙物，并不斷開關(guān)電梯門，是因為電梯門安裝了光傳感器，這個傳感器能夠?qū)⒐庑盘栟D(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?，故B正確，ACD錯誤。故選B。3.答案：C解析：手靠近干手機能使機內(nèi)的傳感器工作，是因為改變了傳感器的電容，發(fā)送啟動信號給控制芯片，控制芯片在啟動電動機工作和加熱裝置工作.

故選：C.4.答案：B解析：根據(jù)電子秤的工作原理，可知當電子秤受到壓力的作用時，會顯示相應(yīng)的大小，故使用的是壓力傳感器，故B正確，ACD錯誤.故選B.5.答案：B解析：電熱水壺有水燒干自動斷電裝置，溫度達到設(shè)定的溫度后，會自動停止工作，說明其內(nèi)部應(yīng)用的是溫度傳感器，故選B。6.答案：C解析：當電動車進入電梯時，這種“黑科技”就會自