第十二章 第3讲 电磁波 传感器及其应用-【导与练】2024高考物理一轮复习高中总复习第1轮复习讲义（新教材，鲁科版）

第3讲　电磁波　传感器及其应用 一、电磁场与电磁波 1.麦克斯韦电磁场理论 2.电磁场和电磁波 电磁场:交变的电场和交变的磁场相互　　　　在一起,就会在空间形成一个统一的不可分割的电磁场。 (1)电磁波的产生:在空间交替变化并传播出去的电磁场就形成了电磁波。 (2)电磁波的特点。 ①电磁波是横波,在空间传播不需要介质。 ②电磁波在真空中的传播速度等于　　　　　　。  ③电磁波能发生反射、折射、干涉、偏振和衍射等现象。 3.赫兹第一次用实验证实了　　　　波的存在。  二、电磁振荡 1.电磁波的产生 电磁振荡能够产生　　　　　　。  2.电磁振荡的产生 (1)振荡电流:大小和方向都　　　　　　变化的电流称为振荡电流。 (2)振荡电路:产生振荡电流的电路称为振荡电路。 (3)LC振荡电路:由　　　　　　　　和电容器C组成的电路就是一种基本的振荡电路,称为LC振荡电路。  (4)电磁振荡过程。 ①电容器放电:如图a、b所示,充电的电容器未放电时,电路中电流为0,电路能量为　　　　能;电容器放电,其电荷量减少,电流逐渐　　　,放电完毕时电流　　　　,电场能逐渐转化为　　　　　。 ②电容器充电:如图b、c所示,放电完成后电路中电流保持　　　　　　　　对电容器反向充电,电流逐渐　　　　,电容器电荷量逐渐增多,电路中磁场能逐渐转化为　　　　　　,充电结束时,电路中电流为0。  2.电磁振荡的周期和频率 (1)周期:完成一次　　　　　　变化的时间称为电磁振荡的周期。  (2)频率:一段时间内完成的周期性变化的　　　　与这段时间之比称为电磁振荡的频率。  (3)固有周期和固有频率:如果没有　　　损失,也没有外界影响,这时的周期和频率叫作振荡电路的固有周期和固有频率,简称振荡电路的周期和频率。  (4)周期T=　　　　。  (5)频率f=　　　　　　。  三、电磁波的发射和接收 1.电磁波的发射 (1)为有效地发射电磁波,振荡电路必须满足两个条件。 ①振荡　　　　足够高。  ②电场和磁场尽可能分布到　　　　的空间。  (2)调制。 ①定义:把低频信号加载到高频等幅振荡电流上称为调制。 2.电磁波的接收 (1)原理:电磁波在传播时如果遇到导体,会使导体中产生　　　　　。因此,空中的导体可以用来接收电磁波,这就是接收天线。  (2)调谐与解调。 ①电谐振:两个电路的振荡频率相同时,电磁波会使接收电路中产生最　　的电流,这种现象称为电谐振现象,相当于机械振动中的 　　。 ②调谐:对空间存在的各种频率的电磁波,需要选择　　　　　　　　的频率接收,这个选择过程称为调谐。  ③检波:把声音或图像信号从高频电流中“检”出来。这个过程称为检波,是调制的逆过程,也叫解调。 四、电磁波谱 1.定义:按照电磁波的　　　　或　　　　大小的顺序把它们排列成谱,叫作电磁波谱。  2.按波长由长到短排列:电磁波谱为无线电波、红外线、　　　　　　、紫外线、X射线、γ射线。  五、传感器及其应用 1.传感器 (1)定义:能感受外界信息,并将其按照一定的规律转换成可用　　　　　　　　(主要是电信号)的器件或装置。  (2)应用:应用在自动　　　　和自动　　　　系统中,担负着信息采集和转化任务。  (3)构成:主要由敏感元件和转换元件组成,敏感元件　　　　　　　　被测的量,并输出与测量的量有确定关系的信号;转换元件将敏感元件输出的　　　　　　　　转换为便于显示、记录、处理和控制的电信号。 2.敏感元件 (1)光敏元件:主要有光敏电阻、光敏晶体管、光电池等,它们都是利用某些物质在光照射下　　　　　　　　随之改变的特性制成的。  (2)热敏元件:主要有热敏电阻以及其他类型的热敏元件。它们都是利用敏感元件的某种电学特性随　　　　　　　而变化的规律制成的。 (3)磁敏元件:霍尔元件是一种磁敏元件,广泛应用于传感器中。用霍尔元件制成的磁传感器可　　　　　　　　磁场的磁感应强度,还可通过测量电流周围的磁场　　　　　　　　电流的大小。  [科技情境] 在信息技术高速发展的今天,电磁波对我们来说越来越重要,广播、电视要利用电磁波,无线电通信、雷达定位等要利用电磁波,航空、航天中的自动控制和通信联系都要利用电磁波。 1.正误辨析 (1)电磁波可在真空中传播。(　　) (2)只要有电场和磁场,就能产生电磁波。(　　) (3)LC振荡电路中,回路中的电流值最大时回路中的磁场能最大。(　　) (4)振荡电路的频率越高,发射电磁波的本领越大。(　　) (5)雷达是利用超声波测定物体位置的。(　　) 2.(多选)关于电磁波,下列说法正确的是(　　) A.电磁波在真空中的传播速度与电磁波的频率无关 B.周期性变化的电场和磁场可以相互激发,形成电磁波 C.电磁波在真空中自由传播时,其传播方向与电场强度、磁感应强度的