专题07 电磁振荡与电磁波、传感器（期中复习讲义）高二物理下学期人教版

专题7 电磁振荡与电磁波、传感器（期中复习讲义） 内容导航 明·期中考情把握命题趋势，明确备考路径 记·必备知识梳理核心脉络，扫除知识盲区 破·重难题型题型分类突破，方法技巧精讲 题型01电磁振荡过程分析 题型02电磁波的产生、发射和接收 题型03电磁波谱 题型04传感器 题型05利用传感器制作简单的自动控制装置 过·分层验收阶梯实战演练，验收复习成效 核心考点 复习目标 考情规律 LC振荡电路的工作原理与过程分析 能描述LC振荡电路中电容器充放电过程，以及电场能与磁场能的周期性转化过程。 基础理解考点。常以选择题形式考查对振荡过程各阶段（如放电、充电）中电荷量、电流、电场能、磁场能变化趋势的判断。易错点：混淆电流最大与电荷量最大的时刻；误判能量转化方向。 LC振荡电路的周期与频率公式 能熟练应用公式T=2π√(LC)和f=1/(2π√(LC))进行周期、频率的计算，并分析L、C变化对其影响。 核心计算考点。是本章为数不多的定量计算点，考查频率高。易错点：记错公式形式；计算时单位不统一（如mH、μF）。 电磁振荡与电磁波的关系 能阐述周期性变化的电场和磁场相互激发，形成电磁波并向周围传播，知道电磁波在真空中的传播速度。 概念联系考点。常作为选择题选项，考查对电磁波产生条件的理解（变化的电磁场）。 传感器的定义、组成与工作原理 能阐述传感器是将非电学量（如力、热、光、声）转换为电学量（如电压、电流）的装置，并说明其基本组成（敏感元件、转换元件等）。 基础概念考点。常以选择题形式考查对传感器功能、分类和核心元件的识别。 常见敏感元件的工作原理与特性 能识别并说明光敏电阻（阻值随光照增强而减小）、热敏电阻（NTC型阻值随温度升高而减小）、金属热电阻（阻值随温度升高而增大）、霍尔元件等的工作原理及特性。 高频核心考点。常结合具体元件考查其特性曲线（R-T、R-光照图）的解读和应用。易错点：混淆不同热敏元件的温度特性（NTC与PTC，金属热电阻）。 传感器在简单自动控制电路中的应用 能分析基于光敏电阻、热敏电阻等元件构成的门窗防盗报警、光控开关、温控报警等简单电路的工作原理。 应用分析考点。常以选择题或实验题形式出现，考查将元件特性与电路逻辑（如串联、并联、继电器控制）结合的分析能力。 实验：利用传感器制作简单的自动控制装置 能根据实验目的（如光控、温控）选择合适传感器，设计并连接简单电路，分析实验现象及可能故障。 重要实验考点。考查动手实践和原理应用能力，可能涉及电路图设计、元件选择或故障排查。 知识点01 LC振荡电路、电磁振荡的周期和频率 1.LC振荡电路 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。 2.电磁振荡的周期和频率 电磁振荡的周期与频率由振荡电路本身的结构与性质决定，因此称这个周期与频率为固有周期与固有频率，LC电路电磁振荡的周期T＝2π，频率f＝。 ·易错点： · 混淆电流方向与正负极板变化，充放电判断相反。 · 误认为电量为零时电场能最大，实际为零。 · 忽略LC周期由自身参数决定，错认与电压有关。 · 电流最大时误判磁场能最小，实际磁场能最大。 知识点02麦克斯韦电磁场理论与电磁场 （1）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。 （2）电磁场理论 如果在空间某区域有周期性变化的电场，那么这个变化的电场就在它周围空间引起变化的磁场，不均匀变化的磁场又在它周围空间引起新的变化的电场。于是，变化的电场和变化的磁场交替产生，形成不可分割的统一体，称为电磁场。 ·易错点： · 误认为均匀变化的电磁场也能产生电磁波。 · 混淆调制、调谐、检波的作用，概念张冠李戴。 · 忽略介质对波速、波长的影响，直接套用真空光速。 · 把电磁波传播误认为需要介质，与机械波混淆。 知识点03电磁波 (1) 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。 (2)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＝。 (3)电磁波的发射与接收 ①电磁振荡(LC电路)的周期T＝2π，频率f＝。 ②发射电磁波的条件：振荡电路要有足够高的频率；振荡电路应采用开放电路。 ③发射电磁波需经过调制过程，调制的方法分为调频和调幅。接收电磁波需经过解调过程，解调是调制的逆过程。 （4）电磁波谱 将各种电磁波按波长或频率的大小顺序排列起来，就构成了电磁波谱，通常人们按用途将电磁波谱划分为无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线六个波段。 ·易错点： · 混淆波长与频率顺序，频率波长关系颠倒。 · 错记各波段应用，如把红外线当杀菌，紫外线当遥控。 · 认为电磁波谱传播需要介质，与机械波混淆。 · 忽略不同电磁波产生机理不同，本质均为电磁场。 知识点04传感器及其工作原理 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： 2．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。 ·易错点： · 混淆光敏、热敏电阻变化规律，记错亮暗、冷热时阻值变化。 · 把传感器当成主动供电元件，忽略其只是可变元件。 · 不看电路结构，直接由单一元件变化判断结果。 · 混淆热敏电阻与金属热电阻的温度特性。 知识点05常见敏感元件 1．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。 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。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。 3．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。 题型一电磁振荡过程分析 解｜题｜技｜巧 · 抓住电场能与磁场能相互转化，总能量守恒。 · 口诀：q大E大i为零，q零E零i最大；放电电流增大，充电电流减小。 · 周期公式，周期由电感、电容决定，与电量无关。 · 电流方向与极板带电变化一致，判断充放电状态。 【典例1】在超声波悬浮仪中，由振荡电路产生高频电信号，通过压电陶瓷转换成同频率的超声波，利用超声波最终实现小水珠的悬浮。若振荡电路某时刻线圈中的磁场及电容器两极板所带的电荷如图所示，下列说法正确的是() A.此时电容器的电压正在增大 B.此时电场能正向磁场能转化 C.在线圈中插入铁芯，振荡电路的频率减小 D.增大平行板电容器极板间的距离，振荡电路的频率减小 【答案】BC 【解析】由图可知，此时电流方向由上极板流向下极板，则此时电容器正在放电，电容器的电压正在减小，电场能正向磁场能转化，故A错误，B正确； C.根据 在线圈中插入铁芯，则增大。振荡电路的频率减小，故C正确； D.根据 ， 增大平行板电容器极板间的距离，则电容减小，振荡电路的频率增大，故D错误。 故选BC。 【变式1】振荡电路如图所示，某时刻，线圈中的磁场方向向下，且正在增强。、为电容器的上、下极板，、为回路中的两点。已知振荡电路的频率，为电感，为电容，对该时刻分析，下列说法正确的是() A.回路中电流的流向为到 B.该时刻电流正在变大 C.板带负电，板带正电 D.若在电容器中插入电介质板，则激发产生的电磁波波长将变小 【答案】ABC 【解析】B.由题意知，线圈中的磁场方向向下，且正在增强，故此时线圈中电流增大，B正确； A.线圈中的磁场方向向下，根据安培定则可知，回路中电流的流向为到，故A正确； C.由于线圈中的磁场增强，故电容器放电，电流方向由到，所以板带负电，板带正电，C正确； D.若在电容器中插入电介质板，则电容器电容将增大，根据振荡电路的频率可知，激发产生的电磁波的频率将随电容增大而变小，故激发产生的电磁波波长将变大，故D错误。 题型二 电磁波的产生、发射和接收 解｜题｜技｜巧 · 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。 【典例1】北京时间年月日晚点，事件视界望远镜合作组织正式发布了银河系中心黑洞人马座的首张照片，如图所示。该照片利用了射电望远镜对电磁波的捕捉。下列关于波的说法正确的是() 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 【解析】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。 【变式1】甲地区广播电台发射的一种电磁波频率是调频，乙地区广播电台发射的一种电磁波频率是调幅，两广播电台发射的电磁波相比，以下分析正确的是() A.两广播电台发射的电磁波波速相同，但甲地区广播电台的波长较长 B.甲地区广播电台发射的电磁波的振幅随信号的强弱而改变 C.乙地区广播电台发射的电磁波的振幅保持不变 D.两广播电台发射的电磁波波速相同，乙地区广播电台的波长较长 【答案】D 【解析】因为不同频率的电磁波在空气中的传播速度都相同，由于波速都相同，所以波长与频率是成反比的，乙地区的电磁波频率小于甲地区电磁波的频率，则乙地区的波长比甲地区的波长长，D正确，A错误；甲地区发射的电磁波调制方式是调频，该电磁波的振幅不变，乙地区发射的电磁波调制方式是调幅，该电磁波的频率不变，则、C错误。 题型三 电磁波谱 解｜题｜技｜巧 · 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 【解析】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。 【变式1】下列关于电磁波谱的说法正确的是() A.红外线的频率比无线电波的频率小 B.电视机遥控器是利用红光工作的 C.射线的频率比射线的频率大 D.医院里常用紫外线对病房和手术室进行消毒 【答案】D 【解析】A.电磁波谱中，频率从低到高依次为：无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、射线、射线。红外线频率高于无线电波，故A错误； B.电视机遥控器利用的是红外线而非红光，故B错误； C.射线的频率高于射线，故C错误； D.紫外线具有较高能量，能破坏微生物的，医院常用其消毒，故D正确。 故选D。 题型四 传感器 答｜题｜模｜板 · 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。 【典例1】传感器在日常生活中有着广泛的应用，它的种类多种多样，其性能也各不相同。以下有关传感器的说法正确的是（） A.走廊照明灯的声控开关、红外报警装置都是应用了声传感器 B.霍尔元件能把电压这个电学量转换成磁感应强度这个磁学量 C.非触摸式自动水龙头自动感应水龙头应用的传感器是压力传感器 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，能控制电路的通断 【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。 【变式1】如图所示，为负温度系数的热敏电阻，为定值电阻，若往上擦些酒精，在环境温度不变的情况下，关于电压表示数的变化情况，下列说法中正确的是() 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 【答案】D 【解析】往上擦酒精后，酒精蒸发吸热，热敏电阻温度降低，电阻值增大，根据串联电路的分压特点，电压表示数变小。当酒精蒸发完毕后，的温度逐渐升高到环境温度后不变，所以热敏电阻的阻值逐渐变小，最后不变，故电压表的示数将逐渐变大，最后不变，所以选项D正确。 题型五 利用传感器制作简单的自动控制装置 【典例1】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下端与滑动变阻器接触良好，且不计摩擦；两个电源的电动势相同，内阻不计。两弹簧处于原长时，位于的中点，理想电压表的指针位于表盘中央。当端电势高于端时，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.若位于的中点右侧，端电势低于端 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 【答案】D 【解析】A.由题意可知，位于中点位置时与两电源间的电势相等，设的中点电势为零，则位于的中点右侧，端电势高于端电势，A错误； B.由欧姆定律及电阻定律可知，端与端电势差与指针偏离中点的距离成正比，B错误； C.已知电压表指针位于表盘左侧，只能确定加速度的方向，不能确定速度的方向，C错误； D.已知电压表指针位于表盘左侧，滑块左侧弹簧压缩、右侧弹簧伸长，滑块所受合力向右，故物体加速度方向向右，D正确。 故选D。 【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 【答案】C 【解析】适量照射紫外线，能合成维生素，促进人体对钙的吸收，过度的照射可能对皮肤产生伤害，故A项错误；并不是所有高温物体发出的光都含有紫外线，故B项错误；紫外线有很强的荧光效应，利用紫外线的荧光效应来做防伪标识，故C项正确；紫外线化学效应强，所以能杀菌，而不是因其热效应，故D项错误．故选C项． 2.关于电磁场和电磁波，下列说法不正确的是() A.变化的电场能够产生磁场，变化的磁场能够产生电场 B.麦克斯韦预言电磁波的存在 C.无线电波、红外线、可见光、紫外线、射线、射线都是电磁波 D.紫外线是一种波长比紫光更长的电磁波，能够灭菌消毒 【答案】D 【解析】A.由麦克斯韦电磁场理论知，变化的电场能产生磁场，变化的磁场能产生电场，故A正确； B.麦克斯韦预言了电磁波的存在，故B正确； C.电磁波有：无线电波、红外线、可见光、紫外线、射线、射线，故C正确； D.紫外线的波长比紫光的短，它可以进行灭菌消毒，故D错误。 本题选择错误的，故选D。 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） 4.下列关于电磁波的说法正确的是() A.变化的电场周围一定产生变化的磁场，变化的磁场周围也一定产生变化的电场 B.在振荡电路中，电容器极板上的电荷量最大时电路中的电流最小 C.在真空中无线电波、红外线、可见光、紫外线的波长越来越短，速度越来越大 D.电磁波无法发生衍射现象 【答案】B 【解析】解：根据麦克斯韦的电磁场理论可知，只有周期变化的电场产生周期变化的磁场，周期变化的磁场产生周期变化的电场，而均匀变化的电场会产生恒定磁场，均匀变化的磁场产生恒定的电场，故A错误； B.在振荡电路中，电容器极板上的电荷量最大时电路中的电流最小，故B正确； C.在真空中无线电波、红外线、可见光、紫外线的波长越来越短，但在真空中电磁波传播速度是相同的，速度均为光速，故C错误； D.衍射是波特有的现象，电磁波能发生衍射现象，故D错误； 故选：。 5.无线话筒是振荡电路的一个典型应用。在振荡电路中，某时刻磁场方向如图所示，且电容器上极板带正电，下列说法正确的是() 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 【答案】C 【解析】：根据安培定则，可知回路中电流为顺时针方向，电容器上极板带正电，下极板带负电，故电容器正在充电，振荡电流减小，磁场减弱，电场增强，磁场能正在向电场能转化，故C正确，ABD错误。 故选：。 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 【答案】D 【解析】A.变化的磁场周围会产生电场，故A错误； B.变化的电场周围会产生磁场，故B错误； C.麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹第一次用实验证实了电磁波的存在，故C错误； D.电磁波可以在真空、固体、液体、气体中传播，故D正确。 故选：。 期中综合拓展练（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 【答案】D 【解析】接收电路的固有频率与收到电磁波的频率相同时，才会产生电谐振，A错误 当电磁波到达天线时，由于电磁感应，天线中会产生相同频率的感应电流，B错误 调制的方法还有调幅，C错误 把声音或图像信号从高频电流中还原出来的过程称为解调，要使电视机的屏上有图像，必须要有解调过程，D正确． 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() A.是中的电流图像 B.是中的电流图像 C.是中的电流图像 D.是流过耳机的电流图像 【答案】ACD 【解析】、振荡电路通过电谐振会产生调幅电流，即，选项A正确，B错误。中由于电磁感应，产生的感应电动势的图像是同图相似的，但是由于和二极管串联，所以中的电流图像应是，选项C正确。通过的电流，高频成分由流过，所以是流过耳机的电流图像，选项D正确。 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 【答案】AC 【解析】在电磁感应现象的规律中，当通过一个闭合回路的磁通量发生变化时，回路中就有感应电流产生，回路中并没有电源，电流的产生是由于磁场的变化造成的。麦克斯韦把以上观点推广到不存在闭合回路的情况，即变化的磁场产生电场。判断电场与磁场变化的关系仍可利用楞次定律，只不过是用电场线方向代替了电流方向。向上方向的磁场增强时，感应电流的磁场阻碍原磁场的增强而方向向下，根据安培定则知感应电流方向如题图中的方向所示，选项A正确，B错误。同理，当磁场反向即向下的磁场减弱时，也会得到如题图中的方向，选项C正确，D错误。 1 / 4 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题7 电磁振荡与电磁波、传感器（期中复习讲义） 内容导航 明·期中考情把握命题趋势，明确备考路径 记·必备知识梳理核心脉络，扫除知识盲区 破·重难题型题型分类突破，方法技巧精讲 题型01电磁振荡过程分析 题型02电磁波的产生、发射和接收 题型03电磁波谱 题型04传感器 题型05利用传感器制作简单的自动控制装置 过·分层验收阶梯实战演练，验收复习成效 核心考点 复习目标 考情规律 LC振荡电路的工作原理与过程分析 能描述LC振荡电路中电容器充放电过程，以及电场能与磁场能的周期性转化过程。 基础理解考点。常以选择题形式考查对振荡过程各阶段（如放电、充电）中电荷量、电流、电场能、磁场能变化趋势的判断。易错点：混淆电流最大与电荷量最大的时刻；误判能量转化方向。 LC振荡电路的周期与频率公式 能熟练应用公式T=2π√(LC)和f=1/(2π√(LC))进行周期、频率的计算，并分析L、C变化对其影响。 核心计算考点。是本章为数不多的定量计算点，考查频率高。易错点：记错公式形式；计算时单位不统一（如mH、μF）。 电磁振荡与电磁波的关系 能阐述周期性变化的电场和磁场相互激发，形成电磁波并向周围传播，知道电磁波在真空中的传播速度。 概念联系考点。常作为选择题选项，考查对电磁波产生条件的理解（变化的电磁场）。 传感器的定义、组成与工作原理 能阐述传感器是将非电学量（如力、热、光、声）转换为电学量（如电压、电流）的装置，并说明其基本组成（敏感元件、转换元件等）。 基础概念考点。常以选择题形式考查对传感器功能、分类和核心元件的识别。 常见敏感元件的工作原理与特性 能识别并说明光敏电阻（阻值随光照增强而减小）、热敏电阻（NTC型阻值随温度升高而减小）、金属热电阻（阻值随温度升高而增大）、霍尔元件等的工作原理及特性。 高频核心考点。常结合具体元件考查其特性曲线（R-T、R-光照图）的解读和应用。易错点：混淆不同热敏元件的温度特性（NTC与PTC，金属热电阻）。 传感器在简单自动控制电路中的应用 能分析基于光敏电阻、热敏电阻等元件构成的门窗防盗报警、光控开关、温控报警等简单电路的工作原理。 应用分析考点。常以选择题或实验题形式出现，考查将元件特性与电路逻辑（如串联、并联、继电器控制）结合的分析能力。 实验：利用传感器制作简单的自动控制装置 能根据实验目的（如光控、温控）选择合适传感器，设计并连接简单电路，分析实验现象及可能故障。 重要实验考点。考查动手实践和原理应用能力，可能涉及电路图设计、元件选择或故障排查。 知识点01 LC振荡电路、电磁振荡的周期和频率 1.LC振荡电路 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。 2.电磁振荡的周期和频率 电磁振荡的周期与频率由振荡电路本身的结构与性质决定，因此称这个周期与频率为固有周期与固有频率，LC电路电磁振荡的周期T＝2π，频率f＝。 ·易错点： · 混淆电流方向与正负极板变化，充放电判断相反。 · 误认为电量为零时电场能最大，实际为零。 · 忽略LC周期由自身参数决定，错认与电压有关。 · 电流最大时误判磁场能最小，实际磁场能最大。 知识点02麦克斯韦电磁场理论与电磁场 （1）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。 （2）电磁场理论 如果在空间某区域有周期性变化的电场，那么这个变化的电场就在它周围空间引起变化的磁场，不均匀变化的磁场又在它周围空间引起新的变化的电场。于是，变化的电场和变化的磁场交替产生，形成不可分割的统一体，称为电磁场。 ·易错点： · 误认为均匀变化的电磁场也能产生电磁波。 · 混淆调制、调谐、检波的作用，概念张冠李戴。 · 忽略介质对波速、波长的影响，直接套用真空光速。 · 把电磁波传播误认为需要介质，与机械波混淆。 知识点03电磁波 (1) 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。 (2)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＝。 (3)电磁波的发射与接收 ①电磁振荡(LC电路)的周期T＝2π，频率f＝。 ②发射电磁波的条件：振荡电路要有足够高的频率；振荡电路应采用开放电路。 ③发射电磁波需经过调制过程，调制的方法分为调频和调幅。接收电磁波需经过解调过程，解调是调制的逆过程。 （4）电磁波谱 将各种电磁波按波长或频率的大小顺序排列起来，就构成了电磁波谱，通常人们按用途将电磁波谱划分为无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线六个波段。 ·易错点： · 混淆波长与频率顺序，频率波长关系颠倒。 · 错记各波段应用，如把红外线当杀菌，紫外线当遥控。 · 认为电磁波谱传播需要介质，与机械波混淆。 · 忽略不同电磁波产生机理不同，本质均为电磁场。 知识点04传感器及其工作原理 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： 2．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。 ·易错点： · 混淆光敏、热敏电阻变化规律，记错亮暗、冷热时阻值变化。 · 把传感器当成主动供电元件，忽略其只是可变元件。 · 不看电路结构，直接由单一元件变化判断结果。 · 混淆热敏电阻与金属热电阻的温度特性。 知识点05常见敏感元件 1．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。 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。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。 3．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。 题型一电磁振荡过程分析 解｜题｜技｜巧 · 抓住电场能与磁场能相互转化，总能量守恒。 · 口诀：q大E大i为零，q零E零i最大；放电电流增大，充电电流减小。 · 周期公式，周期由电感、电容决定，与电量无关。 · 电流方向与极板带电变化一致，判断充放电状态。 【典例1】在超声波悬浮仪中，由振荡电路产生高频电信号，通过压电陶瓷转换成同频率的超声波，利用超声波最终实现小水珠的悬浮。若振荡电路某时刻线圈中的磁场及电容器两极板所带的电荷如图所示，下列说法正确的是() A.此时电容器的电压正在增大 B.此时电场能正向磁场能转化 C.在线圈中插入铁芯，振荡电路的频率减小 D.增大平行板电容器极板间的距离，振荡电路的频率减小 【变式1】振荡电路如图所示，某时刻，线圈中的磁场方向向下，且正在增强。、为电容器的上、下极板，、为回路中的两点。已知振荡电路的频率，为电感，为电容，对该时刻分析，下列说法正确的是() A.回路中电流的流向为到 B.该时刻电流正在变大 C.板带负电，板带正电 D.若在电容器中插入电介质板，则激发产生的电磁波波长将变小 题型二 电磁波的产生、发射和接收 解｜题｜技｜巧 · 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。 【典例1】北京时间年月日晚点，事件视界望远镜合作组织正式发布了银河系中心黑洞人马座的首张照片，如图所示。该照片利用了射电望远镜对电磁波的捕捉。下列关于波的说法正确的是() 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 【变式1】甲地区广播电台发射的一种电磁波频率是调频，乙地区广播电台发射的一种电磁波频率是调幅，两广播电台发射的电磁波相比，以下分析正确的是() A.两广播电台发射的电磁波波速相同，但甲地区广播电台的波长较长 B.甲地区广播电台发射的电磁波的振幅随信号的强弱而改变 C.乙地区广播电台发射的电磁波的振幅保持不变 D.两广播电台发射的电磁波波速相同，乙地区广播电台的波长较长 题型三 电磁波谱 解｜题｜技｜巧 · 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 【变式1】下列关于电磁波谱的说法正确的是() A.红外线的频率比无线电波的频率小 B.电视机遥控器是利用红光工作的 C.射线的频率比射线的频率大 D.医院里常用紫外线对病房和手术室进行消毒 题型四 传感器 答｜题｜模｜板 · 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。 【典例1】传感器在日常生活中有着广泛的应用，它的种类多种多样，其性能也各不相同。以下有关传感器的说法正确的是（） A.走廊照明灯的声控开关、红外报警装置都是应用了声传感器 B.霍尔元件能把电压这个电学量转换成磁感应强度这个磁学量 C.非触摸式自动水龙头自动感应水龙头应用的传感器是压力传感器 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，能控制电路的通断 【变式1】如图所示，为负温度系数的热敏电阻，为定值电阻，若往上擦些酒精，在环境温度不变的情况下，关于电压表示数的变化情况，下列说法中正确的是() 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 题型五 利用传感器制作简单的自动控制装置 【典例1】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下端与滑动变阻器接触良好，且不计摩擦；两个电源的电动势相同，内阻不计。两弹簧处于原长时，位于的中点，理想电压表的指针位于表盘中央。当端电势高于端时，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.若位于的中点右侧，端电势低于端 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 【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 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 2.关于电磁场和电磁波，下列说法不正确的是() A.变化的电场能够产生磁场，变化的磁场能够产生电场 B.麦克斯韦预言电磁波的存在 C.无线电波、红外线、可见光、紫外线、射线、射线都是电磁波 D.紫外线是一种波长比紫光更长的电磁波，能够灭菌消毒 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 期中重难突破练（测试时间：10分钟） 4.下列关于电磁波的说法正确的是() A.变化的电场周围一定产生变化的磁场，变化的磁场周围也一定产生变化的电场 B.在振荡电路中，电容器极板上的电荷量最大时电路中的电流最小 C.在真空中无线电波、红外线、可见光、紫外线的波长越来越短，速度越来越大 D.电磁波无法发生衍射现象 5.无线话筒是振荡电路的一个典型应用。在振荡电路中，某时刻磁场方向如图所示，且电容器上极板带正电，下列说法正确的是() 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 期中综合拓展练（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() A.是中的电流图像 B.是中的电流图像 C.是中的电流图像 D.是流过耳机的电流图像 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 1 / 4 学科网（北京）股份有限公司 $