专题07 电磁振荡与电磁波、传感器（期中复习课件）高二物理下学期人教版

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由电感线圈L和电容C组成的电路，就是最简单的振荡电路，简称LC振荡电路。(1)从振荡的表象上看：振荡过程实际上是通过线圈L对电容器C充、放电的过程。(2)从物理本质上看：振荡过程实质上是磁场能和电场能之间通过充、放电相互转化的过程。
电磁场 变化的磁场能够产生电场，变化的电场能够产生磁场。根据这个理论，周期性变化的电场和磁场相互联系，交替产生，形成一个不可分割的统一体，即电磁场。电磁场理论
定义 变化的电场和磁场交替产生而形成的电磁场在空间由近及远地传播称为电磁波。电磁波的速度 ①麦克斯韦指出了光的电磁本质，他预言了电磁波的速度等于光速。 ②波长λ、波速v和周期T、频率f的关系λ＝vT＝v/f。
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、电流等电学量，或转换为电路的通断。把非电学量转换为电学量，可以很方便地进行测量、传输、处理和控制。传感器应用的一般模式如图所示：
传感器的核心元件(1)敏感元件：能直接感受或响应外界被测非电学量的部分。(2)转换元件：能将敏感元件输出的信号直接转换成电信号的部分。(3)信号调整与转换电路：能把输出的微弱的电信号放大的部分。
光敏电阻 (1)特点：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，导电性能差；随着光照的增强，载流子增多，导电性能变好。 (3)作用：把光照强弱这个光学量转换为电阻这个电学量。
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。如图甲所示为一种热敏电阻的阻值随温度变化的特性曲线，温度升高时，其电阻减小。(2)金属热电阻有些金属的电阻率随温度的升高而增大，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的阻值随温度变化的特性曲线。
(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。
电阻应变片(1)电阻应变片的作用：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。(2)应变式电子秤的组成及敏感元件：由金属梁和电阻应变片组成，敏感元件是应变片。
变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场，周期性变化的电磁场形成电磁波。有效发射条件：高频、开放电路，需进行调制（调幅/调频）。接收过程：调谐（选台）→检波（解调）→还原信号。
A.周期性变化的电场和磁场可以相互激发，形成电磁波B.电磁波是纵波，不能发生偏振现象C.电磁波和机械波都依赖于介质才能传播D.电磁波在任何介质中传播的速度都相等
【答案】A【解答】A、周期性变化的电场和磁场可以相互激发形成电磁波，故A项正确；B、电磁波是横波，可以发生偏振现象，故B项错误；C、电磁波的传播不依赖于介质，故C项错误；D、电磁波在不同介质中传播的速度不相等，故D项错误。
按频率由低到高：无线电波→红外线→可见光→紫外线→X射线→γ射线，波长与之相反。核心规律：频率越高，光子能量越大，穿透能力越强。识记应用：无线电波通信，红外线热效应与遥感，紫外线杀菌荧光，X射线透视，γ射线探伤。
【典例1】关于电磁波，下列说法错误的是()
A.电磁波的频率越大则波长越长B.紫外线消毒是利用了紫外线具有较高的能量的特点C.电磁波的传播不需要介质D.夜视仪是利用红外线来帮助人们在夜间看见物体的
【答案】A【解答】A.频率越大波长越短，故A错误B.紫外线具有消毒功能是因为紫外线具有较高的能量，故B正确；C.电磁波传播不需要介质，机械波传播才需要介质，故C正确；D.不同温度的物体发出的红外线特征不同，夜视仪是利用红外线来帮助人们在夜间看见物体的，故D正确。故选A。
传感器作用：将非电学量（力、热、光、声等）转化为便于测量的电学量（电压、电流、电阻）。常见类型：光敏电阻（光照强电阻小）、热敏电阻（多随温度升高电阻减小）、霍尔元件、力传感器等。解题思路：先判断敏感元件特性，再分析电路中电阻、电流、电压变化。重点抓阻值随外界条件的变化规律，结合欧姆定律动态分析。
【答案】D【解析】A、在天黑楼道里出现声音时，楼道里的灯才亮，说明它的控制电路中既有声音传感器，又有光传感器；但红外报警装置是应用了红外线传感器．故A错误；B、霍尔元件能把磁感应强度这个磁学量转换成电压这个电学量，故B错误；C、利用红外线的热效应可以制成多种开关，本题所涉及的水龙头和智能门就是这一应用的体现，是利用红外线传感器而制成的，故C错误；D、电熨斗能够自动控制温度的原因是它装有双金属片温度传感器，这种传感器作用是控制电路的通断，原理是不同的金属膨胀系数不同，故D正确。
A.变大B.变小C.先变大，后变小，再不变D.先变小，后变大，再不变
【变式1】(多选)药物生产车间需要严格控制室内温度范围，尽量保证较小的温度波动。如图是某监控温度波动的报警原理图，热敏电阻的阻值随温度的升高而减小，当报警器两端的电压变化量超出设定值时，报警器就会自动报警。下列说法正确的是(　　)
A．温度升高，报警器两端电压减小B．温度降低，热敏电阻的热功率一定增大C．滑动变阻器取值大，报警器不容易报警D．滑动变阻器取值与报警器是否容易报警无关
【答案】AC【解析】温度升高，热敏电阻的阻值减小，总电流增大，内电压增大，根据闭合电路欧姆定律可知，报警器两端电压减小，A正确；温度降低，热敏电阻的阻值增大，根据闭合电路欧姆定律可知，通过热敏电阻的电流减小，由P＝I2R，知热敏电阻的热功率不一定增大，B错误；若滑动变阻器接入电路的阻值大，则热敏电阻的阻值变化一定时，报警器两端的电压变化量小，不容易报警，C正确，D错误。
期中基础通关练（测试时间：10分钟）
1.下列关于紫外线的说法正确的是()A.照射紫外线可增进人体对钙的吸收，因此人们应尽可能多地接受紫外线的照射B.一切高温物体发出的光都含有紫外线C.紫外线有很强的荧光效应，常被用来防伪D.紫外线有杀菌消毒的作用，是因为其有热效应
3.“中国天眼”通过接收来自宇宙深处的电磁波探索宇宙。关于电磁波，下列说法正确的是A.麦克斯韦预言了电磁波的存在并通过实验成功验证B.电磁波只能在真空中传播，不能在水中传播C.只要把带电体和永磁体放在一起，就会在周围空间产生电磁波D.电磁波看不见，但具有能量
【答案】D【解析】A.麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹通过实验捕捉到了电磁波，故A错误；B.电磁波可以在真空中传播，也能在水中传播，故B错误；C.周期性变化的磁场、电场才能产生电磁波，故C错误；D.电磁波看不见，但具有能量，故D正确。
期中重难突破练（测试时间：10分钟）
A.电容器正在放电B.振荡电流正在增大C.电路中电流沿顺时针方向D.电场能正在向磁场能转化
6.下列说法中正确的是()A.变化的磁场不能产生电场B.变化的电场不能产生磁场C.麦克斯韦证实了电磁波的存在D.电磁波能在真空中传播
期中综合拓展（测试时间：10分钟）
7.关于无线电波的发射和接收，下列说法正确的是()A.无线电波发射时，应使信号产生电谐振B.天线在接收到电磁波时，天线上不会产生感应电流C.音频信号在发射时，调频是调制的唯一方法D.要使电视机的屏上有图像，必须要有解调过程
8.如图甲所示为一个调谐接收电路，图乙、图丙、图丁为电路中的电流随时间变化的图像，则()
9.根据麦克斯韦的电磁场理论，变化的磁场可以产生电场。当产生的电场的电场线如图所示时，可能是()
A.向上方向的磁场在增强B.向上方向的磁场在减弱C.向上方向的磁场先增强，然后反向减弱D.向上方向的磁场先减弱，然后反向增强