2026高考物理大一轮复习-实验十六：利用传感器制作简单的自动控制装置【课件】

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电磁振荡　电磁波　传感器　实验十六：利用传感器制作简单的自动控制装置
考点二　电磁波的特点及应用
1.振荡电路：产生大小和方向都做 迅速变化的电流(即 )的电路。由电感线圈L和电容C组成最简单的振荡电路，称为 振荡电路。2.电磁振荡：在LC振荡电路中，电容器不断地 和 ，就会使电容器极板上的电荷量q、电路中的 、电容器内的电场强度E、线圈内的 发生周期性的变化，这种现象就是电磁振荡。
5.振荡电流、极板带电荷量随时间的变化图像
1.LC振荡电路中，电容器放电完毕时，回路中电流最小。(　　)2.LC振荡电路中，回路中的电流最大时回路中的磁场能最大。(　　)3.电磁振荡的固有周期与电流的变化快慢有关。(　　)
(2024·黑龙江哈尔滨市模拟)如图为理想LC振荡电路工作中的某时刻，电容器两极板间的电场强度E的方向与线圈内的磁感应强度的方向如图所示，M是电路中的一点。下列说法中正确的是A.电路中的磁场能在增大B.流过M点的电流方向向右C.电路中电流正在减小D.电容器所带电荷量正在减小
1.麦克斯韦电磁场理论
2.电磁波(1)电磁场在空间由近及远地向周围传播，形成 。(2)电磁波的传播 (填“需要”或“不需要”)介质。在真空中不同频率的电磁波传播速度相同，都等于 。在同一介质中不同频率的电磁波传播速度是 的，频率越高，波速 。(3)v＝ ，f是电磁波的频率。
光速3×108 m/s
3.无线电波的发射(1)发射条件： 电路和 信号，所以要对传输信号进行调制。(2)调制方式①调幅：使高频电磁波的 随信号的强弱而改变。②调频：使高频电磁波的 随信号的强弱而改变。
4.无线电波的接收(1)当接收电路的固有频率跟收到的无线电波的频率 时，接收电路中产生的振荡电流最强，这就是电谐振现象。(2)使接收电路产生 的过程叫作调谐，能够调谐的接收电路叫作 电路。(3)从经过调制的高频振荡信号中“检”出调制信号的过程，叫作检波。检波是 的逆过程，也叫作 。
5.(1)电磁波谱：按照电磁波的 大小或 高低的顺序把它们排列成谱叫作电磁波谱。按波长由长到短排列的电磁波谱为：无线电波、红外线、 、紫外线、X射线、 。
(2)电磁波谱分类及应用
1.振荡电路的频率越高，发射电磁波的本领越大。(　　)2.要将传递的声音信号向远距离发射，必须以高频电磁波作为载波。(　　)3.振荡电路的电场和磁场必须集中到尽可能小的空间，这样才能有效地把能量辐射出去。(　　)4.只有接收电路发生电谐振时，接收电路中才有振荡电流。(　　)5.解调是调制的逆过程。(　　)
(2024·上海市模拟)以下关于电磁场和电磁波的说法中正确的是A.电场和磁场总是同时存在的，统称为电磁场B.电磁波是机械波，传播需要介质C.电磁波的传播速度是3×108 m/sD.电磁波可在真空中传播
(多选)电磁波广泛应用在现代医疗中。下列属于电磁波应用的医用器械有A.杀菌用的紫外灯B.拍胸片的X光机C.治疗咽喉炎的超声波雾化器D.检查血流情况的“彩超”机
1.传感器的工作原理：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。通常转换成的可用信号是电压、电流等 量，或转换为电路的 。把非电学量转换为电学量，可以很方便地进行测量、 、处理和 。传感器应用的一般模式如图所示：
2.常见敏感元件(1)光敏电阻①特点：一般情况下，光照越强，电阻越小。②原因：光敏电阻的构成物质为半导体材料，无光照时，载流子极少，导电性能 ；随着光照的 ，载流子增多，导电性 。③作用：把 这个光学量转换为 这个电学量。
(2)热敏电阻和金属热电阻①热敏电阻热敏电阻一般由半导体材料制成，其电阻随温度的变化明显，温度升高电阻 ，如图甲所示为某一热敏电阻的阻值随温度变化的特性曲线。
②金属热电阻有些金属的电阻率随温度的升高而 ，这样的电阻也可以制作温度传感器，称为热电阻，如图乙所示为某金属导线电阻的温度特性曲线。③作用：热敏电阻和金属热电阻都能够把温度这个热学量转换为电阻这个电学量。
注意：在工作温度范围内，电阻值随温度上升而增加的是正温度系数(PTC)热敏电阻器；电阻值随温度上升而减小的是负温度系数(NTC)热敏电阻器。
(3)电阻应变片①作用：电阻应变片能够把物体 这个力学量转换为 这个电学量。②电子秤的组成及敏感元件：由 和电阻 组成，敏感元件是 。③电子秤的工作原理
(2024·湖北黄冈市二模)电熨斗在达到设定温度后就不再升温，当温度降低时又会继续加热，使它与设定温度差不多，在熨烫不同织物时，通过如图所示双金属片温度传感器控制电路的通断，从而自动调节温度，双金属片上层金属的热膨胀系数大于下层金属的热膨胀系数。下列说法正确的是A.温度升高时，双金属片会向上弯曲B.调节“调温旋钮”，使螺钉微微上升， 可以使设定温度降低C.调节“调温旋钮”，使螺钉微微上升，可以使设定温度升高D.适当增加输入电压，可以使设定温度升高
(2024·浙江1月选考·16Ⅲ)在探究热敏电阻的特性及其应用的实验中，测得热敏电阻Rt在不同温度时的阻值如下表：
某同学利用上述热敏电阻Rt、电动势E＝3 V(内阻不计)的电源、定值电阻R(阻值有3 kΩ、5 kΩ、12 kΩ三种可供选择)、控制开关和加热系统，设计了A、B、C三种电路。
因环境温度低于20 ℃，现要求将室内温度控制在20~28 ℃范围，且1、2两端电压大于2 V，控制开关开启加热系统加热，则应选择的电路是　　，定值电阻R的阻值应选　　 kΩ，1、2两端的电压小于　 　 V时，自动关闭加热系统(不考虑控制开关对电路的影响)。
针位于表盘中a位置(见图乙)；对调红、黑表笔后指针位于表盘中b位置(见图乙)，由此判断M端为二极管的　　　　(填“正极”或“负极”)。
(1)判断发光二极管的极性使用多用电表的“×10 k”电阻挡测量二极管的电阻。如图甲所示，当黑表笔与接线端M接触、红表笔与接线端N接触时，多用电表指
(2)研究光敏电阻在不同光照条件下的伏安特性：①采用图丙中的器材进行实验，部分实物连接已完成。要求闭合开关后电压表和电流表的读数从0开始。导线L1、L2和L3的另一端应分别连接滑动变阻器的　　、　　、　　　 接线柱(以上三空选填接线柱标号“A”“B”“C”或“D”)。
②图丁为不同光照强度下得到的光敏电阻伏安特性曲线，图中曲线Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ对应光敏电阻受到的光照由弱到强。由图像可知，光敏电阻的阻值随其表面受到光照的增强而　　　(填“增大”或“减小”)。
光二极管并不发光，为使报警器正常工作，应　　　(填“增大”或“减小”)可调电阻R1的阻值，直至发光二极管发光。
(3)组装光强报警器电路并测试其功能，图戊为利用光敏电阻、发光二极管、三极管(当b、e间电压达到一定程度后，三极管被导通)等元件设计的电路。组装好光强报警器后，在测试过程中发现，当照射到光敏电阻表面的光强达到报警值时，发
1.5G是“第五代移动通信技术”的简称，其最显著的特点之一为具有超高速的数据传播速率，5G信号一般采用3.3×109~6×109 Hz频段的无线电波，而第四代移动通信技术4G采用的是1.88×109~2.64×109 Hz频段的无线电波，则下列说法正确的是A.空间中的5G信号和4G信号相遇会产生干涉现象B.5G信号比4G信号所用的无线电波在真空中传播得更快C.5G信号相比于4G信号更不容易绕过障碍物，所以5G通信需要搭建更密集的 基站D.5G信号比4G信号波长更长
2.(2025·浙江省一模)干簧管是能够感知磁场的常用传感元件，小明在实验中发现一个常开型干簧管，即初始状态两金属片断开，下列哪些操作不能使干簧管闭合
3.(2025·江浙皖发展共同体10月联考)如图为某温度报警器的电路图。蜂鸣器M两端的电压超过某一数值时会鸣响，热敏电阻Rt的阻值随着温度的升高而减小，R0为定值电阻，电源E的内阻不能忽略。某温度下蜂鸣器不响，温度升高时A.电压表的示数增大B.电源输出功率一定增大C.电源的总功率一定减小D.升高到某一温度，蜂鸣器可能会鸣响
4.(多选)(来自教材改编)如图，为测量储物罐中不导电液体的高度，有人设计了一个监测液面高度变化的传感器。将与储物罐外壳绝缘的两块平行金属板构成的电容C置于储物罐中，电容C可通过开关S与电感或电源相连，当开关从a拨到b时，由电感L和电容C构成的回路中产生振荡电流。通过检测振荡电流的频率变化，可以推知液面的升降情况。关于此装置，下面说法正确的是A.电源电动势越小，则振荡电流的频率越低B.当电路中电流最大时，电容器两端的电压最小C.开关a拨向b瞬间，电感L的自感电动势为零D.检测到振荡电流的频率增加，说明液面高度在降低
5.(来自教材改编)(2024·北京卷·12)如图所示为一个加速度计的原理图。滑块可沿光滑杆移动，滑块两侧与两根相同的轻弹簧连接；固定在滑块上的滑动片M下端与滑动变阻器R接触良好，且不计摩擦；两个电源的电动势E相同，内阻不计。两弹簧处于原长时，M位于R的中点，理想电压表的指针位于表盘中央。当P端电势高于Q端时，指针位于表盘右侧。将加速度计固定在水平运动的被测物体上，则下列说法正确的是A.若M位于R的中点右侧，P端电势低于Q端B.电压表的示数随物体加速度的增大而增大，但不成正比C.若电压表指针位于表盘左侧，则物体速度方向向右D.若电压表指针位于表盘左侧，则物体加速度方向向右
6.(来自教材改编)如图所示为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。该装置的托盘秤压在压力传感器R1上。R1所受压力越大阻值越小，当R2两端电压超过某一值时，使控制电路接通，电磁铁吸动分拣开关的衔铁。该控制电路中包含保持电路，能够确保苹果在分拣板上运动时电磁铁始终保持吸动状态。下列说法正确的是A.为了选出质量更大的苹果可以增加缠绕电磁 铁线圈的匝数B.为了选出质量更大的苹果可以将电源A的输 出电压减小C.为了选出质量更大的苹果可以增大R2的阻值D.质量大的苹果将进入上通道
7.(2024·贵州卷·12)某实验小组根据热敏电阻的阻值随温度变化的规律，探测温度控制室内的温度。选用的器材有：热敏电阻RT；电流表G(内阻Rg为240 Ω，满偏电流为Ig)；定值电阻R(阻值为48 Ω)；电阻箱R0(阻值0~999.9 Ω)；电源E(电动势恒定，内阻不计)；单刀双掷开关S1、单刀单掷开关S2；导线若干。
(1)该小组设计了如图(a)所示的电路图。根据图(a)，完成图(b)中的实物图连线。
(3)该热敏电阻RT阻值随温度t变化的RT－t曲线如图(c)所示，结合(2)中的结果得到温度控制室内此时的温度约为　　　 ℃(结果取整数)。
8.智能化育苗蔬菜基地对环境要求严格，其中包括对光照强度的调控，小明准备利用所学知识设计智能光控电路。智能光控电路的核心元件是光敏电阻R。
(1)小明首先利用图甲中多用电表粗略测量了光敏电阻阻值R＝　　　　 Ω。
(2)为了精确测量多组不同光照强度下光敏电阻的阻值，小明采用图乙中的实验器材进行实验，部分实物连接已经完成，描绘的阻值R随照度I[反映光照的强弱，光越强，照度越大，单位为勒克斯(lx)]变化的图像如图丙，根据图丙可知，光敏电阻的阻值随照度减小而　 　(选填“增大”或“减小”)。若电压表的量程为0~3 V，内阻约为3 kΩ，毫安表的量程为0~3 mA，内阻约为5 Ω，请将图乙中导线P、Q连接在合适的位置，形成完整测量电路。
(3)小明设计如图丁所示的智能光控电路。当光敏电阻R两端的电压U增加到一定值时照明系统开始工作，自动控制系统开始补光。为了使照度更小时，自动控制系统就开始补光，则需要　　　(选填“增大”或“减小”)电阻箱R2的阻值。