2026届高考物理一轮复习课件：13.3电磁振荡 电磁波 传感器　

该高中物理高考复习课件聚焦“电磁振荡、电磁波、传感器”专题，依据高考评价体系梳理了电磁振荡能量转化与周期公式、麦克斯韦电磁场理论、电磁波发射接收及传感器元件特性等核心考点，通过典例归纳LC电路分析、电磁波谱应用、传感器电路设计等常考题型，明确高频考点分布，体现复习的系统性与针对性。 课件亮点在于“真题导向+模型建构+素养提升”策略，融入2024河北、北京等高考真题，如电磁振荡中电荷量与电流变化判断（科学思维）、传感器伏安特性测量（科学探究），通过“公式推导+图像分析+电路设计”三步法突破周期计算、调谐原理等难点，帮助学生掌握解题逻辑，教师可精准定位学情，提升复习效率。

第十三章 交变电流　 电磁振荡电磁波　传感器 第3讲 电磁振荡 电磁波 传感器 1.了解振荡电路中电磁振荡过程的能量转化情况，掌握电磁振荡的周期公式。 2.理解麦克斯韦电磁场理论，了解电磁波的产生、发射、传播和接收。 3.掌握制作传感器的常用元件：光敏电阻、热敏电阻、金属热电阻、电阻应变片的基本特性及工作原理。 4.能利用传感器制作简单的自动控制装置。 第3讲 电磁振荡 电磁波 传感器 　 【目标要求】 02 01 目录 CONTENTS 03 04 电磁振荡 电磁波的特点及应用　 传感器 第3讲 电磁振荡 电磁波 传感器 3 C S E L + _ + _ + _ + _ + _ 第3讲 电磁振荡 电磁波 传感器 一、电磁振荡 C S E L + _ + _ + _ + _ + _ 一、电磁振荡 第3讲 电磁振荡 电磁波 传感器 C S E L + _ + _ + _ + _ + _ 一、电磁振荡 第3讲 电磁振荡 电磁波 传感器 C S E L + _ + _ + _ + _ + _ 电磁振荡 一、电磁振荡 第3讲 电磁振荡 电磁波 传感器 q 0 o i t t 反向放电 反向充电 正向放电 正向充电 1.放电: 2.充电: q E U i B i t o T T T 3.周期与频率: 一、电磁振荡 第3讲 电磁振荡 电磁波 传感器 麦克斯韦 : 电磁波的预言者 LC震荡电路发出 一、电磁振荡 二、电磁波 1.发射: ＋＋＋ －－－ 振荡器 L1 第3讲 电磁振荡 电磁波 传感器 赫兹：1888年人类历史上捕捉到电磁波的第一人 第3讲 电磁振荡 电磁波 传感器 二、电磁波 LC震荡电路发出 二、电磁波 1.发射: 调制 LC震荡电路接收 2.接收: 调谐 3.电磁波谱: V=λf 第3讲 电磁振荡 电磁波 传感器 ③X射线： ①无线电波： LC震荡产生 ②红外线、可见光、紫外线： 外层电子受激产生 ④Ƴ射线： 内层电子受激产生 原子核受激产生 第3讲 电磁振荡 电磁波 传感器 LC震荡电路发出 二、电磁波 1.发射: 调制 LC震荡电路接收 2.接收: 调谐 3.电磁波谱: V=λf 4.传播: LC震荡电路发出 二、电磁波 1.发射: 调制 LC震荡电路接收 调谐 3.电磁波谱: V=λf 4.传播: 反射、折射 ①真空: ②匀质介面: 5.折射定律: V=3×108m/s 真空 玻璃 i i r r i 玻璃 ①同一列波f不变。 ②不同波f大的，n___,V___,λ____. 大 2.接收: 小 小 真空 C 6.全反射定律： ①光密到光疏。 ②n= LC震荡电路发出 二、电磁波 1.发射: 调制 LC震荡电路接收 调谐 3.电磁波谱: V=λf 4.传播: 反射、折射 ①真空: ②匀质介面: V=3×108m/s 2.接收: 5.折射定律: 思考：紫光在介质中传播时，f最____ , n最___, V最____ , λ最____ ,C最____。 大 大 小 小 小 两率是一家，其它反相关 主题一、电磁振荡 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。 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。 一、电磁振荡 周期性 振荡电流 LC 充电 放电 电流i 磁感应强度B 3.电磁振荡中的能量变化 (1)放电过程中电容器储存的 能逐渐转化为线圈的 能。 (2)充电过程中线圈中的 能逐渐转化为电容器的 能。 (3)在电磁振荡过程中，电场能和磁场能会发生 的转化。 4.电磁振荡的周期和频率 (1)周期T＝_________。 (2)频率f＝。 电场 磁场 磁场 电场 周期性 2π 一、电磁振荡 5.振荡电流、极板带电荷量随时间的变化图像 一、电磁振荡 【判断正误】 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。(　　) × √ × 【典例1】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 C 一、电磁振荡 【典例2】某LC电路的振荡频率为520 kHz，为能提高到1 040 kHz，以下说法正确的是( ) A.调节可变电容，使电容增大为原来的4倍 B.调节可变电容，使电容减小为原来的 C.调节电感线圈，使线圈电感增加到原来的4倍 D.调节电感线圈，使线圈电感变为原来的 B 一、电磁振荡 f＝ 主题二、电磁波的特点及应用 二、电磁波的特点及应用 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。 电磁波 不需要 光速3×108 m/s 不同 越小 λf 二、电磁波的特点及应用 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。 开放 高频振荡 振幅 频率 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 。 相同 电谐振 调谐 调制 解调 二、电磁波的特点及应用 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、 。 波长 频率 可见光 γ射线 (2)电磁波谱分类及应用 电磁 波谱 频率/Hz 真空中波长/m 特性 应用 递变规律 无线 电波 <3×1011 >10－3 波动性强，易发生衍射 无线电技术 波长越长，越容易产生干涉、衍射现象，波长越短，穿透能力越强。不同频率的电磁波在同一种介质中传播时，频率越高，折射率越大，速度越小 红外线 1011~1015 10－7~10－3 热效应 红外 遥感 可见光 1015 10－7 引起视觉 照明、摄影 二、电磁波的特点及应用 电磁 波谱 频率/Hz 真空中波长/m 特性 应用 递变规律 紫外线 1015~1016 10-8~10-7 化学效应、荧光效应、灭菌消毒 医用消毒、防伪 波长越长，越容易产生干涉、衍射现象，波长越短，穿透能力越强。不同频率的电磁波在同一种介质中传播时，频率越高，折射率越大，速度越小 X射线 1016~1019 10-11~10-8 穿透本领强 检查、医用透视 γ射线 >1019 <10-11 穿透本领最强 工业探伤、医用治疗 二、电磁波的特点及应用 (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。(　　) √ √ × × √ 二、电磁波的特点及应用 【判断正误】 【典例3】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/s D.电磁波可在真空中传播 D 二、电磁波的特点及应用 【典例4】(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 AB 二、电磁波的特点及应用 主题三、传感器 三、传感器 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： 电学 通断 传输 控制 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。 差 增强 变好 光照强弱 电阻 三、传感器 (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。 减小 三、传感器 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。 增大 (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 形变 电阻 金属梁自由端受力F 金属梁发生弯曲 应变片的电阻变化 两应变片上电压的差值变化 ⇒ ⇒ ⇒ 金属梁 应变片 应变片 三、传感器 【典例5】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 B 三、传感器 【典例6】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： 温度/℃ 4.1 9.0 14.3 20.0 28.0 38.2 45.5 60.4 电阻/(×102 Ω) 220 160 100 60 45 30 25 15 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)。 三、传感器 C 3 1.8 三、传感器 【典例6解析】电路A，定值电阻和热敏电阻并联，电压不变，故不能实现电路的控制，故A错误； 电路B，定值电阻和热敏电阻串联，温度越低，热敏电阻的阻值越大，定值电阻分到的电压越小，无法实现1、2两端电压大于2 V，控制开关开启加热系统加热，故B错误； 电路C，定值电阻和热敏电阻串联，温度越低，热敏电阻的阻值越大，热敏电阻分到的电压越大，可以实现1、2两端电压大于2 V，控制开关开启加热系统加热，故C正确； 由热敏电阻Rt在不同温度时的阻值表可知，20 ℃的阻值为60×100 Ω＝6 kΩ，由题意可知U12＝E＝×3 V＝2 V，解得R＝3 kΩ；28 ℃时关闭加热系统，此时热敏电阻阻值为4.5 kΩ，此时1、2两端的电压U12'＝×4.5×103 V＝1.8 V，1、2两端的电压小于1.8 V时，自动关闭加热系统(不考虑控制开关对电路的影响)。 【典例7】(2024·河北卷·12)某种花卉喜光，但阳光太强时易受损伤。某兴趣小组决定制作简易光强报警器，以便在光照过强时提醒花农。该实验用到的主要器材如下：学生电源、多用电表、数字电压表、数字电流表、滑动变阻器R(最大阻值50 Ω，1.5 A)、白炽灯、可调电阻R1、发光二极管LED、光敏电阻RG、NPN型三极管VT、开关和若干导线等。(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”)。 三、传感器 负极 (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”)。 A A D(或C) 三、传感器 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”)。 增大 (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。 增大 三、传感器 【练习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 C 课堂练习 41 【练习2】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( ) A 课堂练习 【练习3】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 D 课堂练习 【练习4】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 BD 课堂练习 【练习5】(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 D 课堂练习 【练习6】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 B 课堂练习 【练习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。请完成下列步骤： 课堂练习 (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。 (2)开关S1、S2断开，将电阻箱的阻值调到______ (填“最大”或“最小”)。开关S1接1，调节电阻箱，当电阻箱读数为60.0 Ω时，电流表示数为Ig。再将S1改接2，电流表示数为，断开S1。得到此时热敏电阻RT的阻值为　　　 Ω。 最大 300 课堂练习 (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)。 9 (4)开关S1接1，闭合S2，调节电阻箱，使电流表示数为Ig。再将S1改接2，如果电流表示数为(k>1)，则此时热敏电阻RT＝　　　　　 Ω(用k表示)，根据图(c)即可得到此时温度控制室内的温度。 50(k－1) 【练习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。 课堂练习 (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。 2 000 (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。 增大 课堂练习 (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。 增大 课堂练习 JIESU END $