第41讲 电磁振荡 电磁波 传感器（高效培优讲义）2027年高考物理一轮复习高效培优系列

第41讲 电磁振荡 电磁波 传感器（培优复习讲义） 参考答案 基础・知识梳理 核心梳理 知识1 电磁振荡 1．周期性 振荡电流 LC 2．充电 放电 电流i 感应强度B 3．（1）电场 磁场 （2）磁场 电场 （3）周期性 4．（1）2π 知识2 电磁波　 电磁波谱 1．（1）电场 磁场 2．（1）电磁场 横 （2）介质 光速 （3）不同 越小 （4）λf 3．（1）调制 （2）解调 检波 4．（1）频率 波长 可见光 知识3 传感器 1．电学 通断 传输 控制　 2．（1）越小 差 增强 变好 光照强弱 电阻 （2）减小 增大 （3）形变 电阻 金属梁 应变片 应变片 重难・核心突破 重难01 电磁波 【典例突破】 A 【变式研析】1．D 2．C 3．B 重难02 传感器 【典例突破】 A 【变式研析】1．B 2．（1）a （2）向右 （3）方案一：更换电动势较小的电源E1，方案二：更换最大阻值较大的滑动变阻器，方案三：更换线圈匝数较少的电磁铁 3．（1）减小 减小 （2）增大 （3）250 拔高・分层集训 基础演练 1．A 2．C 3．A 4．B 5．A 6．C 7．C 8．D 9．A 10．D 11．A 12．A 13．B 14．C 15．B 16．C 17．D 18．C 19．C 20．B 21．AC 22．AC 23．AD 24．BCD 25．（1）成 －2.5 300 （2）20 4.5 （3）热敏电阻 26．（1）串联 12 （2）30 （3） （4）更换两根劲度系数更大的弹簧，换质量更小的滑块 27．（1）减小 减小 （2）增大 （3）250 28．（1）// 减小 不变 （2）开始 （3）B 能力进阶 1．B 2．A 3．A 4．C 5．C 6．D 7．ACD 8．（1）1900 （2） （3）NTC （4）8 9．（1）c （2）100 100 （3）更小 （4）74 10．（1）4.0 （2）左 （3）9 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 $ 第41讲 电磁振荡 电磁波 传感器（培优复习讲义） 内容导航 夯实基础·突破重难·分层提能 考情・分析解读（课标要求 考情解读 备考策略） 基础・知识梳理（专题线索 知识导图 知识梳理） 知识01 电磁振荡 知识02 电磁波　电磁波谱 知识03 传感器 重难・核心突破（技法点拨 典例突破 变式研析） 重难01 电磁波 重难02 传感器 拔高・分层集训（基础演练 能力进阶 真题实战） 考情·分析解读 课标要求 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。 考题统计 核心考点 2026年 2025年 2024年 考点01 电磁波 （5年8考） 重庆卷T2、上海卷T10、1月浙江T1 浙江卷T5、河北卷T12、黑吉辽蒙卷T8、江苏卷T5 1月浙江T14C 考点02 传感器 （5年19考） 福建卷T13、甘肃卷T12、四川卷T12、河北卷T12、湖南卷T12 海南卷T7、江西卷T12、河北卷T11、河南卷T11、云南卷T12 贵州卷T12、北京卷T12、河北卷T13、1月浙江T18 考情解读 1．考查频次：高考低频考点，大多单独设置选择题，难度较低，侧重识记辨析，轮换考查。 2．考查要点：LC电磁振荡电路充放电过程中电流、电荷量、电场能与磁场能的变化规律；电磁波的产生、传播特点、电磁波谱及各波段应用；传感器的基本原理，光敏、热敏、压力等常见传感器的信号转换。 3．命题情境：5G通信、遥感探测、红外测温、智能家居、无线充电、雷达探测等现代科技情境。 备考策略 1．吃透振荡：梳理 LC 振荡四个阶段，理清电流、电荷、能量变化的对应关系。 2．对比识记：区分电磁波与机械波，熟记电磁波谱排布和不同波段用途。 3．把握转化：抓住传感器“非电学量转化为电学量”核心，识别典型传感器。 基础・知识梳理 知识导图 核心梳理 知识1 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。 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。 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：。 5．振荡电流、极板带电荷量随时间的变化图像 知识2 电磁波　 电磁波谱 1．麦克斯韦电磁场理论：变化的磁场能够在周围空间产生 ，变化的电场能够在周围空间产生 。 2．电磁波及其传播 （1） 在空间由近及远的传播，形成电磁波。电磁波是 波。 （2）电磁波的传播不需要　 ，在真空中不同频率的电磁波的传播速度都等于　 。但在同一介质中，不同频率的电磁波的传播速度是　 的，频率越高，波速 　。 （3）波速公式：v＝ ，f是电磁波的频率。 3．电磁波的发射与接收 （1）发射电磁波需要开放的高频振荡电路，并对电磁波根据信号的强弱进行 （两种方式：调幅、调频）。 （2）接收电磁波需要能够产生电谐振的调谐电路，再把信号从高频电流中　 出来。调幅波的解调也叫　 。 4．电磁波谱 （1）按照电磁波的　 或　 的大小顺序把它们排列成的谱。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、γ射线。 （2）电磁波谱分析及应用 电磁波谱 递变规律 特性 应用 产生机理 无线电波 波动性强，易发生衍射 无线电技术 振荡电路中电子周期性运动产生 红外线 热效应 红外遥感 原子的外层电子受激发后产生 可见光 引起视觉 照明、摄影 紫外线 化学效应、荧光效应、灭菌消毒 医用消毒、防伪 X射线 穿透本领强 检查、医用透视 原子的内层电子受激发后产生 γ射线 穿透本领更强 工业探伤、医用治疗 原子核受激发后产生 5．对电磁波的两点说明 （1）不同电磁波的频率或波长不同，表现出不同的特性，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。 （2）同频率的电磁波在不同介质中传播速度不同，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。 知识3 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： 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 。 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 重难・核心突破 重难01 电磁波 【典例突破】（2026·重庆·高考真题）5G通信技术使用了厘米波段和毫米波段的电磁波，我国在此领域位于世界前列。厘米波波长在数量级，毫米波波长在数量级，则（     ） A．厘米波的频率比毫米波的低 B．厘米波的光子能量比毫米波的大 C．厘米波在真空中的波速比毫米波的大 D．厘米波在真空中的波速比在介质中的小 【变式研析】 1．（2025·浙江·高考真题）如图所示的LC振荡电路，能减小其电磁振荡周期的措施是（　　） A． B． C． D． 2．（2026·河北沧州·三模）回旋加速器中的磁感应强度为，被加速的粒子的电荷量为，质量为用振荡器作为带电粒子加速的交流高频电源，则电感和电容的数值应该满足（     ） A． B． C． D． 3．（2026·四川成都·模拟预测）关于电磁振荡和电磁波，下列说法正确的是（     ） A．只要空间中某区域有变化的电场或变化的磁场就一定能产生电磁波 B．电磁波是传递信息的重要载体，其可在真空中传播 C．医学上用X射线透视人体利用了X射线的衍射能力很强 D．振荡电路中，在电容器的放电过程中，振荡电流逐渐减小 重难02 传感器 【典例突破】（2025·海南·高考真题）某同学设计了如图光控电路，电源电动势为（内阻不计），、为光敏电阻或定值电阻，光敏电阻阻值随光照度变化如表所示，光照度增加至时，1、2两端电压降至，此时控制电路打开电器开关，则（    ） 光照度 0.6 0.8 1 1.2 … 阻值 2.8 2.3 2 1.8 … A．是光敏电阻，是定值电阻 B．是光敏电阻，是定值电阻 C．是光敏电阻，是定值电阻 D．是光敏电阻，是定值电阻 【变式研析】 1．（2026·海南·模拟预测）如图1所示为一低温报警器的电路原理图，M、N分别为热敏电阻或定值电阻。当温度降至时，M两端电压升至，报警器工作。已知电源电动势为，内阻为。热敏电阻的阻值随温度变化的关系图像如图2所示，则（　　） A．M为热敏电阻，N为的定值电阻 B．M为热敏电阻，N为的定值电阻 C．N为热敏电阻，M为的定值电阻 D．N为热敏电阻，M为的定值电阻 2．（2026·福建莆田·二模）某热敏电阻的阻值随温度t的变化如图（a）所示，图（b）是某研究小组利用此热敏电阻作为传感器制作温度报警器的电路图。当线圈的电流达到一定值时，衔铁被吸合，报警器铃响。 （1）为了使温度过高时报警器铃响，c应接在____________（填“a”或“b”）端。 （2）若要使启动报警的温度降低些，应将滑动变阻器的滑片P____________（填“向左”或“向右”）移动。 （3）该研究小组在调试报警温度时，发现将报警器放在预定报警温度的环境时，无论如何调节滑动变阻器，报警器都一直报警。请你提出一种合理的解决方案：____________。 3．（2026·安徽合肥·模拟预测）某智能护目镜可根据外界光照强度自动调节镜片透光率，其核心结构如图甲所示：两片平行放置的偏振片M、N之间夹有电控液晶层，光敏电阻将探测到的照度信息反馈给控制电路，驱动电路可调节两偏振片透振方向的夹角，实现对护目镜照度的自动控制。（照度是反映光线明暗程度的物理量，国际单位Lux）控制电路如图乙所示，其中电源电动势，内阻不计，当时启动电机调节透光率。光敏电阻阻值随照度变化关系如表1所示。 表1  光敏电阻阻值与照度对应表 照度/Lux 2196 1370 948 690 535 420 340 300 253 215 0.40 0.50 0.60 0.70 0.80 0.90 1.0 1.10 1.20 1.30 （1）当外界光照增强时，光敏电阻阻值_________（选填“增大”或“减小”），光敏电阻两端电压_________（选填“增大”或“减小”）。 （2）若初始时两偏振片透振方向夹角在0~90度之间，想要使镜片透光率降低（减小进入眼睛的光强），两偏振片透振方向间的夹角应_________（选填“增大”或“减小”）。 （3）若设定当照度超过1370Lux时护目镜开始启动调节，则电阻箱阻值为_________。 拔高・分层集训 基础演练 1．关于电磁波，下列说法中正确的是（     ） A．电磁波是横波 B．均匀变化的电场激发磁场形成电磁波 C．电磁波波长越长，能量越大 D．电磁波是一种特殊的物质，只能在真空中传播 2．华为mate60系列手机是全球第一款能实现双卫星通信的民用手机。卫星通信是通过电磁波的传输来实现的。下列相关说法正确的是（　　） A．只有通过真空才能传播电磁波 B．电磁波是与实物粒子相同的一种物质 C．电磁波既可以传递信息，也能传输能量 D．电磁波是可在真空中传播的恒定的电磁场 3．电视机的天线能接收空间中的电磁波并转化为电信号接收下来，是因为（　　） A．天线处在变化的电磁场中，天线中产生感应电流，相当于电源，通过馈线输送给LC电路 B．天线只处于变化的磁场中，天线中产生感应电流，相当于电源，通过馈线输送给LC电路 C．天线只是有选择地接收某电台信号，而其他电视台信号不接收 D．天线将电磁波直接传输到电视机的显示设备 4．实际发射无线电波的电路示意图如图甲所示；高频振荡器产生的高频等幅振荡信号如图乙所示；人对着话筒说话产生的低频振荡信号如图丙所示。发射出去的电磁波图像应是图丁中的（　　） A． B． C． D． 5．下列关于无线电广播要对电磁波进行调制的原因的说法正确的是（    ） A．经过调制后的高频电磁波向外辐射能量的本领更强 B．经过调制后的电磁波在空间传播得更快 C．经过调制后的电磁波在空间传播波长不变 D．以上说法都不正确 6．随着通信技术的更新换代，无线通信使用的电磁波频率更高，频率资源更丰富，在相同时间内能够传输的信息量更大。第5代移动通信技术（简称5G）意味着更快的网速和更大的网络容载能力，“4G改变生活，5G改变社会”。与4G相比，5G使用的电磁波（     ） A．频率更低 B．波长更长 C．同种介质中传播速度更小 D．衍射更明显 7．越来越多的手机用户选择使用蓝牙耳机，手机与基站及耳机间的通信过程如图所示。若基站与手机、手机与耳机之间通信的电磁波分别为甲波、乙波，以下说法正确的是（　　） A．甲波的频率比乙波的频率高 B．乙波的频率比紫外线的频率高 C．甲波比乙波更容易发生衍射 D．真空中甲波的传播速度比乙波的传播速度慢 8．如图所示为理想LC振荡电路，已充电平行板电容器两极板水平放置，两板间距为d，电压为U。开关断开时，极板间有一质量为m的带电灰尘恰好静止。不计灰尘对电路的影响，灰尘运动时间远大于振荡电路的周期，下列说法正确的是（     ） A．灰尘带负电，电荷量大小为 B．仅闭合，灰尘在两极间做往复运动 C．闭合后，在电流为0瞬间突然闭合，回路周期变大，电容器上电压的最大值不变 D．闭合后，在电流为0瞬间突然闭合，回路周期变小，电流的最大值变大 9．如图所示，已知在LC振荡电路中，某时刻电流的方向由b流向a，且电流强度正在增强，则（     ） A．线圈的磁场能在增大 B．电容器两极板间的电场强度正在加强 C．该时刻电容器下极板带正电荷 D．线圈的自感电动势在增大 10．如图所示，图甲为振荡电路，通过点的电流如图乙所示，规定通过点向左的电流方向为正方向，下列说法正确的是（　　） A．在第末，线圈中的磁场能最大 B．在第末，电容器的电场能最大 C．电容器正在充电，上极板带正电 D．电容器正在放电，上极板带负电 11．学校食堂刷卡原理参考如图所示的LC振荡电路，此时电容器正在充电。下列说法正确的是（　　） A．此时线圈中的磁场正在减弱 B．此时电场能正在向磁场能转化 C．此时电路中电流正在增大 D．若仅增大电容器两板距离，LC振荡频率减小 12．某智能停车位通过预埋在车位地面下方的LC振荡电路获取车辆驶入驶出信息。如图甲所示，当车辆驶入车位时，相当于在线圈中插入铁芯，使其自感系数变大，引起LC电路中的振荡电流频率发生变化，计时器根据振荡电流的变化进行计时。某次振荡电路中的电流随时间变化如图乙所示，下列说法正确的是（　　） A．由图乙可判断汽车正驶离智能停车位 B．时刻，线圈的磁场能为零 C．时刻，电容器的电场能为零 D．过程，电容器带电量逐渐增加 13．电磁波包括无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线等，电磁波谱如图所示，下列说法正确的是（     ） A．只有高温物体才辐射红外线 B．过量的紫外线会对人体皮肤造成伤害 C．无线电波的频率比γ射线的频率大 D．红光的波长比X射线小 14．现代家用电饭锅的部分结构如图所示，其中温度传感器的主要元件是感温铁氧体，常温下感温铁氧体具有铁磁性，能够被磁体吸引，但是温度上升到约103℃时，就失去了铁磁性，不能被磁体吸引，开关按钮自动弹起。煮一定质量的米，下列说法正确的是（     ） A．无论加水多少，开关按钮自动弹起时，饭一定煮熟了 B．开关按钮自动弹起后，随着温度降低，感温铁氧体会恢复磁性，再次自动吸起永磁体使电热板通电发热 C．如果水量偏多，需更长时间开关按钮才能自动弹起 D．如果水量偏少，在开关按钮弹起时锅底会结锅巴 15．如图所示，是光敏电阻，当光照强度增大时，它的阻值减小，当外界的光照强度减弱时，下列说法正确的是（     ） A．电流表的示数增大 B．电压表的示数增大 C．电源的效率减小 D．电源内部的热功率增大 16．一些汽车的低油位报警装置采用热敏电阻来检测油箱的警戒液位。若给热敏电阻通以一定的电流，热敏电阻会发热。图1中，液面高于热敏电阻的高度时，热敏电阻发出的热量会被液体带走，温度基本不变，指示灯不亮；图2中，当液体减少、热敏电阻露出液面时，发热导致它的温度上升，指示灯亮。该报警装置采用的热敏电阻（     ） A．可能是金属，其电阻随温度升高而减少 B．可能是金属，其电阻随温度升高而增加 C．可能是半导体，其电阻随温度升高而减少 D．可能是半导体，其电阻随温度升高而增加 17．温度传感器广泛应用于家用电器中，它是利用热敏电阻的阻值随温度变化的特性来工作的．如图甲所示为某装置中的传感器工作原理图，已知电源的电动势，内阻不计，G为灵敏电流表，其内阻保持不变，R为热敏电阻，其阻值随温度的变化关系如图乙所示，闭合开关S，当R的温度等于时，电流表示数；当电流表的示数时，热敏电阻的温度为（     ） A． B． C． D． 18．传感器在现代生活中有着广泛的应用。利用光敏电阻制作的光传感器，可以记录传送带上工件的输送情况。如图甲所示为某工厂成品包装车间的光传感记录器，光传感器N能接收到发光元件M发出的光，每当工件挡住M发出的光时，光传感器输出一个电信号，并在屏幕上显示出电信号与时间的关系，如图乙所示。若传送带始终匀速运动，相邻两个工件间的距离为0.9m，则传送带运动的速度大小和该传送带每分钟输送工件的个数分别是（　　） A．0.1m/s，20个 B．0.1m/s，40个 C．0.3m/s，20个 D．0.3m/s，40个 19．如图是拍摄机动车闯红灯的工作原理示意图。光控开关接收到红灯发出的光会自动闭合，压力开关受到机动车的压力会闭合，摄像系统在电路接通时可自动拍摄违章车辆。下列有关说法正确的是（     ） A．只要光控开关接收到红光，摄像系统就会自动拍摄 B．机动车只要驶过埋有压力开关的路口，摄像系统就会自动拍摄 C．只有光控开关和压力开关都闭合时，摄像系统才会自动拍摄 D．若将光控开关和压力开关并联，也能起到相同的作用 20．如图1所示为一低温报警器的电路原理图，M、N分别为热敏电阻或定值电阻R0。当温度降至时，M两端电压升至，报警器工作。已知电源电动势，内阻。热敏电阻的阻值随温度变化的关系图像如图2所示，则（     ） A．M为热敏电阻，N为的定值电阻 B．M为热敏电阻，N为 的定值电阻 C．N为热敏电阻，M为的定值电阻 D．N为热敏电阻，M为 的定值电阻 21．（多选）太赫兹（THZ）波是指频率在0.1~10 THZ（波长为3000~30 μm）范围内的电磁波，利用该频段可以加深和拓展人类对物理学、化学、天文学、信息学和生命科学中一些基本科学问题的认识，通过和电磁波谱对比，下列说法正确的是（　　） A．太赫兹波比红光波长更长 B．太赫兹波比短波频率更小 C．太赫兹波可以用于传输信息 D．太赫兹波可以用于工业探伤 22．（多选）如图是某振荡电路，其中为自感线圈，为电容器。则下列说法正确的是（     ） A．电容器带电量最大时，自感线圈储存的磁场能最小 B．电容器带电量最大时，电路回路中产生的磁场能最大 C．若仅增大电容器的电容，则振荡周期将增大 D．若仅增大自感线圈的自感系数，则振荡频率将增大 23．（多选）电容式加速度传感器的原理如图所示，质量块左、右两侧分别连接电介质和轻质弹簧，弹簧与电容器固定在外框上，质量块可带动电介质左右移动，改变电容。则（　　） A．电介质插入极板间越深，电容器所带电荷量增大 B．当电路中有恒定电流时，传感器做匀变速运动 C．当传感器向左加速运动时，电容器电容增大 D．当传感器由静止突然向右加速时，电路中有顺时针方向的电流 24．（多选）汗液中含有大量的导电离子，人处于激动状态时排汗量增加，人们皮肤表面的电阻也会发生相应的变化，这种现象称为皮电反应。如图是小威同学利用该原理制作的情绪测量装置电路图能根据灯泡是点亮、熄灭情况判断人的情绪情况，在使用前先进行调节和，使得装置正常工作，然后再进行测量，忽略环境因素对人的影响，则下列说法正确的是（　　） A．在进行调试时，调节滑片向右滑动，则灯泡亮度变暗 B．在进行调试时，调节滑片向左滑动，则灯泡可能变亮 C．当测量过程中，发现灯泡突然熄灭了，反映被测人情绪变得平静 D．在测量过程中，若下一个被测人排汗量特别少，则需重新调试再重新测量 25．实验小组先用如图甲所示的电路来探究某种热敏电阻随温度变化的规律，然后用此热敏电阻设计了如图乙所示的温控电路。甲图中，热敏电阻与理想电压表并联，电阻为定值电阻，电流表也为理想电流表；实验过程中，调节滑动变阻器保持电流表的电流始终为，改变热敏电阻的温度，读出电压表相对应的示数，作出关系图像如图丙所示。乙图中，电源电动势，内阻为0，定值电阻，合上开关，当的电流等于或小于时，控制开关自动打开，系统开启加热状态，当温度等于或高于时，控制开关自动关闭，系统停止加热。回答下列问题： （1）热敏电阻的阻值与温度__________（填“成”或“不成”）线性关系，若作出函数关系图像，其斜率为__________，纵截距为__________。 （2）对乙图，当的温度等于或低于__________，控制开关打开，系统自动开启加热；当温度等于时，电源输出的功率为__________。 （3）将这种热敏电阻和一个定值电阻两种元件分别接入如图丁所示电路中的、两点后，将电阻置入热水中与不置入热水中相比，欧姆表的示数变化较大，则这只元件一定是__________。 26．某同学设计了一个加速度计，将其固定在待测物体上，能通过电路中电压表的示数反映物体的加速度a，其原理图如图（a）所示。其中，质量m=1kg的滑块2可以在光滑的框架1中左右平移，滑块两侧各连接一根劲度系数k=2.0×102N/m的弹簧3（弹簧始终处于弹性限度内）。4是固定在滑块2上的金属滑动片，与电压表的一端用导线相连，并与一阻值均匀的电阻AB相接触，滑动片4与电阻间的摩擦忽略不计。已知物体加速度为0时，两侧弹簧3均处于原长，滑动片4位于AB中点，AB全长L=15cm：直流电源电动势E=15V（内阻忽略不计）。现有一量程0~3V、内阻RV=3kΩ的电压表（RV>>RAB），其表盘如图（b）所示；另有开关、导线若干。 （1）为使滑动片4位于B点时电压表满偏，需要将电压表量程改为0~15V，则电压表应___________（选填 “串联”或“并联”）一个阻值为___________kΩ的电阻，并将电压表的刻度按新量程做好修改。 （2）将改装后的电压表接入图（a）的电路中，此装置可测量加速度的最大值为___________m/s2。 （3）请在图（c）中画出a-U图像（规定加速度向左为正方向，U为改装后电压表的示数）。 （4）若要增大加速度的测量范围，可采用的方法有：___________（答出一条合理措施即可）。 27．某智能护目镜可根据外界光照强度自动调节镜片透光率，其核心结构如图甲所示：两片平行放置的偏振片M、N之间夹有电控液晶层，光敏电阻将探测到的照度信息反馈给控制电路，驱动电路可调节两偏振片透振方向的夹角，实现对护目镜照度的自动控制。（照度是反映光线明暗程度的物理量，国际单位Lux）控制电路如图乙所示，其中电源电动势，内阻不计，当时启动电机调节透光率。光敏电阻阻值随照度变化关系如表1所示。 表1  光敏电阻阻值与照度对应表 照度/Lux 2196 1370 948 690 535 420 340 300 253 215 0.40 0.50 0.60 0.70 0.80 0.90 1.0 1.10 1.20 1.30 （1）当外界光照增强时，光敏电阻阻值_________（选填“增大”或“减小”），光敏电阻两端电压_________（选填“增大”或“减小”）。 （2）若初始时两偏振片透振方向夹角在0~90度之间，想要使镜片透光率降低（减小进入眼睛的光强），两偏振片透振方向间的夹角应_________（选填“增大”或“减小”）。 （3）若设定当照度超过1370Lux时护目镜开始启动调节，则电阻箱阻值为_________。 28．某小组开展了如下实验探究： （1）在室内自然光照射下，将一个光敏电阻接到多用电表的两端，经规范操作，所选欧姆挡倍率及指针位置分别如图甲、乙所示，则阻值为_________。挡位不变，随着光照强度增加，观察到指针向右偏转，则光敏电阻阻值______（选填“增大”、“减小”或“不变”）。用伏安法测量该光敏电阻，得到三种不同光照强度下的图像（、、）如图丙所示。则在某一特定光照强度下，电压升高，电阻______（选填“增大”、“减小”或“不变”）。 （2）如下图所示为利用光电二极管（有光照时导通，无光照时截止）设计的光控继电器电路，用于控制右侧电路马达的运行。在闭合状态下，则当从无光照变化到有光照时，马达______（选填“开始”或“停止”）工作。 （3）采用如图甲电路进行电容器充放电实验，将电压信号接入电容器两端，同时用示波器检测得到如图乙所示的输出波形。则最可能的电压输入信号为 。 A．B．C． 能力进阶 1．两块平行金属板构成的电容置于储罐内不导电液体中，通过开关与电感或电源相连，现把开关从拨到，下列说法正确的是（     ） A．振荡的前周期内，电容器极板间的电场强度增大 B．振荡的前周期内，线圈中的自感电动势逐渐减小 C．降低液体高度，回路的振荡频率减小 D．电场能变化周期与电流变化周期相同 2．如图甲所示，电容器的上极板带正电，两极板间有一带电尘埃处于静止状态。闭合开关后开始计时，振荡电路的电流随时间变化如图乙所示。若尘埃始终未接触极板，已知重力加速度为g，则（     ） A．在时间里，回路的磁场能在增大 B．尘埃带正电 C．在时刻，尘埃的加速度为g D．在时间里，线圈两端自感电动势在减小 3．在如图甲所示的LC电路中，电容C=4×10-7F，电感L=10-3H。已充电的平行板电容器两极板水平放置。开关S断开时，极板间有一带正电的灰尘恰好静止。t=0时刻，将开关S闭合，回路中电流随时间的变化如图乙所示，灰尘始终在电容器两极板间运动，g取10m/s2，则（　　） A．t=π×10-5s时，回路中的磁场能最大 B．t=2π×10-5s时，电容器下极板带正电 C．t=3π×10-5s时，灰尘所受的合力为0 D．t=4π×10-5s时，灰尘的加速度为20m/s2 4．控制无人机的无线电信号来自于振荡电路。图甲所示为振荡电路，图乙为电容器的电荷量随时间变化的图像，时刻电容器的板带正电。下列关于电磁振荡电路的说法中正确的是（　　） A．时间内，线圈中的磁场方向向下 B．时间内，线圈的磁场能不断减小 C．时间内，线圈的自感电动势在变大 D．时间内，电容器板带正电，电容器正在充电 5．如图所示，图甲为热敏电阻的图像，图乙为用此热敏电阻R和继电器组成的一个简单恒温箱温控电路，继电器线圈的电阻为100Ω。当线圈的电流大于或等于20mA时，继电器的衔铁被吸合。为继电器线圈供电的电池的电动势，内阻可以不计。图中的“电源”是恒温箱加热器的电源。如果要使恒温箱内的温度保持在100℃，则（　　） A．应该把恒温箱内的加热器接在A、B端，的阻值为200Ω B．应该把恒温箱内的加热器接在C、D端，的阻值为300Ω C．的滑片向右移一点可以提高恒温箱内的温度 D．增大为继电器线圈供电的电池的电动势，可以提高恒温箱内的温度 6．货梯设置了超载自动报警系统，其简化电路如图所示，货梯箱底层装有压敏电阻，为滑动变阻器，K为动触点，A、B为静触点。当出现超载情况时，电铃将发出报警声，以下说法正确的是（　　） A．电磁铁的上端为N极 B．压敏电阻的阻值随压力的增大而增大 C．压敏电阻的阻值增大，电磁铁的磁性增强 D．如果要使货梯设定的超载质量变大，那么滑动变阻器的滑片P向右滑动 7．（多选）如图所示，电路中，电容为，电感为。已充电的平行板电容器两极板水平放置。开关断开时，极板间有一带电灰尘恰好处于静止状态。当开关闭合时，灰尘开始在电容器内运动（设灰尘未与极板相碰），此时开始计时，在一个振荡周期内，下列说法正确的是（     ） A．时，回路中电流变化最慢 B．时，灰尘的速度最大 C．时，线圈中磁场能最小 D．时，灰尘的加速度最大 8．某同学利用热敏电阻的阻值随温度变化的特性，制作了一个简易的汽车低油位报警装置。 （1）该同学首先利用多用电表电阻“”挡粗测该热敏电阻的阻值。示数如图甲所示，则此时热敏电阻的阻值______。 （2）该同学为了进一步探究该热敏电阻阻值随温度变化的关系，设计了如图乙所示的实验电路，已知热敏电阻的长度为，直径为，定值电阻，改变滑动变阻器的滑片，记录毫安表的示数为，的示数为，两电表可视为理想电表，则热敏电阻的电阻率的表达式为______（用、、、、等表示） （3）经过多次测量，该同学得到长度的热敏电阻阻值随温度变化的关系图像如图丙所示。热敏电阻分为正温度系数PTC（温度越高，阻值越大）和负温度系数NTC（温度越高，阻值越小）两类，则该热敏电阻是______（填“PTC”或“NTC”）。 （4）该同学利用此热敏电阻设计的汽车低油位报警装置如图丁所示，其中电源电动势，定值电阻，长度的热敏电阻下端紧靠在油箱底部，不计报警器和电源的内阻。已知流过报警器的电流时报警器开始报警，若测得报警器报警时油液（热敏电阻）的温度为，油液外热敏电阻的温度为，由此可知油液的警戒液面到油箱底部的距离约为______。 9．纯电动汽车的蓄电池的安全性，主要体现在对其温度的控制上，当电池温度过高时，必须立即启动制冷系统进行降温。如图甲是小明设计的模拟控温装置示意图，电磁继电器与热敏电阻、滑动变阻器串联接电动势为5V的电源（不计内阻）两端。当电磁铁线圈（电阻不计）中的电流大于或等于25mA时，衔铁被吸合，热敏电阻置于温度监测区域，其阻值与温度t的关系如图乙所示，滑动变阻器的最大阻值为150。则： （1）图甲中应将端与______（选填“”或“”）端相连。 （2）若设置电池温度为时启动制冷系统，由题图乙可知，当温度为时，的阻值为______，此时滑动变阻器对应阻值应为______。 （3）为了能监测更低的温度就启动制冷系统，在电路其他部分不变的情况下，应将滑动变阻器的阻值调至________（选填“更大”或“更小” ）。 （4）该电路可设置启动制冷系统的最高温度是______℃。 10．某同学设计了一个加速度计，如图，较重的滑块2可以在光滑的框架1中平移，滑块两侧用弹簧3拉着。R为滑动变阻器，4是滑动片，它与电阻器任一端间的电阻值都与它到这端的距离成正比，这个装置实际上是一个加速度传感器。工作时将框架固定在被测物体上，使弹簧及电阻R均与物体的运动方向平行。当被测物体加速运动时，滑块将在弹簧的作用下，以同样的加速度运动。通过电路中仪表的读数，可以得知加速度的大小。已知两个电池E的电动势相同，均为，内阻可以忽略不计。滑块的质量为，两弹簧的劲度系数均为，变阻器的全长，被测物体可能达到的最大加速度为（此时弹簧仍为弹性形变），电压表为指针式直流电压表（可视为理想电压表），零刻度在表盘中央（即可显示正负电压），当P端的电势高于Q端时，指针向零点右侧偏转。当被测物体的加速度为零时，电压表的示数为零；当被测物体的加速度达到最大时，电压表的示数为满偏量程。 （1）当加速度为零时，应将滑动片调到距电阻器左端_______cm处（结果保留两位有效数字）； （2）当物体具有图示方向的加速度a时，电压表的指针将向零点_______（填“左”、“右”）侧偏转； （3）所给电压表量程为_______V。 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 $ 第41讲 电磁振荡 电磁波 传感器（培优复习讲义） 内容导航 夯实基础·突破重难·分层提能 考情・分析解读（课标要求 考情解读 备考策略） 基础・知识梳理（专题线索 知识导图 知识梳理） 知识01 电磁振荡 知识02 电磁波　电磁波谱 知识03 传感器 重难・核心突破（技法点拨 典例突破 变式研析） 重难01 电磁波 重难02 传感器 拔高・分层集训（基础演练 能力进阶 真题实战） 考情·分析解读 课标要求 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。 考题统计 核心考点 2026年 2025年 2024年 考点01 电磁波 （5年8考） 重庆卷T2、上海卷T10、1月浙江T1 浙江卷T5、河北卷T12、黑吉辽蒙卷T8、江苏卷T5 1月浙江T14C 考点02 传感器 （5年19考） 福建卷T13、甘肃卷T12、四川卷T12、河北卷T12、湖南卷T12 海南卷T7、江西卷T12、河北卷T11、河南卷T11、云南卷T12 贵州卷T12、北京卷T12、河北卷T13、1月浙江T18 考情解读 1．考查频次：高考低频考点，大多单独设置选择题，难度较低，侧重识记辨析，轮换考查。 2．考查要点：LC电磁振荡电路充放电过程中电流、电荷量、电场能与磁场能的变化规律；电磁波的产生、传播特点、电磁波谱及各波段应用；传感器的基本原理，光敏、热敏、压力等常见传感器的信号转换。 3．命题情境：5G通信、遥感探测、红外测温、智能家居、无线充电、雷达探测等现代科技情境。 备考策略 1．吃透振荡：梳理 LC 振荡四个阶段，理清电流、电荷、能量变化的对应关系。 2．对比识记：区分电磁波与机械波，熟记电磁波谱排布和不同波段用途。 3．把握转化：抓住传感器“非电学量转化为电学量”核心，识别典型传感器。 基础・知识梳理 知识导图 核心梳理 知识1 电磁振荡 1．振荡电路：产生大小和方向都做　周期性　迅速变化的电流（即　振荡电流　）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　LC　振荡电路。 2．电磁振荡：在LC振荡电路中，电容器不断地　充电　和　放电　，就会使电容器极板上的电荷量q、电路中的　电流i　、电容器内的电场强度E、线圈内的　磁感应强度B　发生周期性的变化，这种现象就是电磁振荡。 3．电磁振荡中的能量变化 （1）放电过程中电容器储存的　电场　能逐渐转化为线圈的　磁场　能。 （2）充电过程中线圈中的　磁场　能逐渐转化为电容器的　电场　能。 （3）在电磁振荡过程中，电场能和磁场能会发生　周期性　的转化。 4．电磁振荡的周期和频率 （1）周期：T＝　2π　 。 （2）频率：。 5．振荡电流、极板带电荷量随时间的变化图像 知识2 电磁波　 电磁波谱 1．麦克斯韦电磁场理论：变化的磁场能够在周围空间产生　电场　，变化的电场能够在周围空间产生　磁场　。 2．电磁波及其传播 （1）　电磁场　在空间由近及远的传播，形成电磁波。电磁波是　横　波。 （2）电磁波的传播不需要　介质　，在真空中不同频率的电磁波的传播速度都等于　光速　。但在同一介质中，不同频率的电磁波的传播速度是　不同　的，频率越高，波速　越小　。 （3）波速公式：v＝　λf　，f是电磁波的频率。 3．电磁波的发射与接收 （1）发射电磁波需要开放的高频振荡电路，并对电磁波根据信号的强弱进行　调制　（两种方式：调幅、调频）。 （2）接收电磁波需要能够产生电谐振的调谐电路，再把信号从高频电流中　解调　出来。调幅波的解调也叫　检波　。 4．电磁波谱 （1）按照电磁波的　频率　或　波长　的大小顺序把它们排列成的谱。按波长由长到短排列的电磁波谱为：无线电波、红外线、　可见光　、紫外线、X射线、γ射线。 （2）电磁波谱分析及应用 电磁波谱 递变规律 特性 应用 产生机理 无线电波 波动性强，易发生衍射 无线电技术 振荡电路中电子周期性运动产生 红外线 热效应 红外遥感 原子的外层电子受激发后产生 可见光 引起视觉 照明、摄影 紫外线 化学效应、荧光效应、灭菌消毒 医用消毒、防伪 X射线 穿透本领强 检查、医用透视 原子的内层电子受激发后产生 γ射线 穿透本领更强 工业探伤、医用治疗 原子核受激发后产生 5．对电磁波的两点说明 （1）不同电磁波的频率或波长不同，表现出不同的特性，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。 （2）同频率的电磁波在不同介质中传播速度不同，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。 知识3 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　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．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　差　；随着光照的　增强　，载流子增多，导电性　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，温度升高电阻　减小　，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　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　形变　这个力学量转换为　电阻　这个电学量。 ②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　。 ③电子秤的工作原理 重难・核心突破 重难01 电磁波 【典例突破】（2026·重庆·高考真题）5G通信技术使用了厘米波段和毫米波段的电磁波，我国在此领域位于世界前列。厘米波波长在数量级，毫米波波长在数量级，则（     ） A．厘米波的频率比毫米波的低 B．厘米波的光子能量比毫米波的大 C．厘米波在真空中的波速比毫米波的大 D．厘米波在真空中的波速比在介质中的小 【答案】A 【解析】电磁波在真空中传播速度均为光速，满足关系，光子能量（为普朗克常量），在介质中传播速度（为介质折射率，）。 A．由可知，频率与波长成反比，厘米波波长大于毫米波波长，因此厘米波频率更低，故A正确； B．光子能量，厘米波频率更低，因此光子能量更小，故B错误； C．所有电磁波在真空中的波速均为光速，与波长无关，二者波速相等，故C错误； D．由，可得介质中波速，即厘米波在真空中波速比介质中大，故D错误。 故选A。 【变式研析】 1．（2025·浙江·高考真题）如图所示的LC振荡电路，能减小其电磁振荡周期的措施是（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【解析】A．线圈中插入铁芯，增大了自感系数，由电磁振荡的周期，可知周期变大，故A错误； B．线圈的匝数增多，自感系数变大，由可知周期变大，故B错误； C．电容器极板间插入电介质，即增大，由可知电容变大，由可知周期变大，故C错误； D．电容器极板间距增大，由可知电容变小，由可知周期变小，故D正确。 故选D。 2．（2026·河北沧州·三模）回旋加速器中的磁感应强度为，被加速的粒子的电荷量为，质量为用振荡器作为带电粒子加速的交流高频电源，则电感和电容的数值应该满足（     ） A． B． C． D． 【答案】C 【解析】粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力 结合周期定义 可得粒子圆周运动周期 LC振荡电路的固有周期为 由工作条件，代入得 约去后两边平方，得 故选C。 3．（2026·四川成都·模拟预测）关于电磁振荡和电磁波，下列说法正确的是（     ） A．只要空间中某区域有变化的电场或变化的磁场就一定能产生电磁波 B．电磁波是传递信息的重要载体，其可在真空中传播 C．医学上用X射线透视人体利用了X射线的衍射能力很强 D．振荡电路中，在电容器的放电过程中，振荡电流逐渐减小 【答案】B 【解析】A．只有周期性交替变化的电场和磁场才能互相激发，形成可传播的电磁波；均匀变化的电场只能产生恒定磁场，恒定磁场无法继续激发电场，不能形成电磁波，故A错误； B．电磁波传播不需要介质，可在真空中传播，且能够搭载信号，是传递信息的重要载体，故B正确； C．X射线透视人体利用的是X射线较强的穿透能力，X射线波长极短，衍射能力很弱，故C错误； D．振荡电路放电过程中，电场能转化为磁场能，振荡电流逐渐增大，放电完毕时电流达到最大值，故D错误。 故选B。 重难02 传感器 【典例突破】（2025·海南·高考真题）某同学设计了如图光控电路，电源电动势为（内阻不计），、为光敏电阻或定值电阻，光敏电阻阻值随光照度变化如表所示，光照度增加至时，1、2两端电压降至，此时控制电路打开电器开关，则（    ） 光照度 0.6 0.8 1 1.2 … 阻值 2.8 2.3 2 1.8 … A．是光敏电阻，是定值电阻 B．是光敏电阻，是定值电阻 C．是光敏电阻，是定值电阻 D．是光敏电阻，是定值电阻 【答案】A 【解析】根据题表可知随着光照强度增大，光敏电阻的阻值减小，根据串联电路分压特点可知，光敏电阻两端的电压减小，即是光敏电阻，是定值电阻，光照度为时，光敏电阻的阻值为 根据串联电压分压特点 其中， 可得 故选A。 【变式研析】 1．（2026·海南·模拟预测）如图1所示为一低温报警器的电路原理图，M、N分别为热敏电阻或定值电阻。当温度降至时，M两端电压升至，报警器工作。已知电源电动势为，内阻为。热敏电阻的阻值随温度变化的关系图像如图2所示，则（　　） A．M为热敏电阻，N为的定值电阻 B．M为热敏电阻，N为的定值电阻 C．N为热敏电阻，M为的定值电阻 D．N为热敏电阻，M为的定值电阻 【答案】B 【解析】由图2可知，热敏电阻的阻值随温度的升高而减小，结合题意可知，温度降低时，电路总电阻增大，总电流减小，N两端电压减小，由 知M两端的电压升高，故M为热敏电阻，N为定值电阻；由图2可知，当时，，由分压原理可得 解得 故选B。 2．（2026·福建莆田·二模）某热敏电阻的阻值随温度t的变化如图（a）所示，图（b）是某研究小组利用此热敏电阻作为传感器制作温度报警器的电路图。当线圈的电流达到一定值时，衔铁被吸合，报警器铃响。 （1）为了使温度过高时报警器铃响，c应接在____________（填“a”或“b”）端。 （2）若要使启动报警的温度降低些，应将滑动变阻器的滑片P____________（填“向左”或“向右”）移动。 （3）该研究小组在调试报警温度时，发现将报警器放在预定报警温度的环境时，无论如何调节滑动变阻器，报警器都一直报警。请你提出一种合理的解决方案：____________。 【答案】（1）a （2）向右 （3）方案一：更换电动势较小的电源，方案二：更换最大阻值较大的滑动变阻器，方案三：更换线圈匝数较少的电磁铁 【解析】（1）根据图a可以得出，热敏电阻的阻值随着温度的升高而减小，当温度过高时，热敏电阻阻值变小，电路中电流变大电磁铁吸引力变大，衔铁被吸引向a端，要使此时报警铃响，则开关c应该接在a处。 （2）要使报警的温度降低一些，应该减小电路中总电阻，则滑动变阻器滑片应将向右端滑动。 （3）发现将报警器放在预定报警温度的环境时，无论如何调节滑动变阻器，报警器都一直报警，说明电流都过大或电磁铁太灵敏，故有以下可行方案： 方案一：更换电动势较小的电源，方案二：更换最大阻值较大的滑动变阻器，方案三：更换线圈匝数较少的电磁铁。 3．（2026·安徽合肥·模拟预测）某智能护目镜可根据外界光照强度自动调节镜片透光率，其核心结构如图甲所示：两片平行放置的偏振片M、N之间夹有电控液晶层，光敏电阻将探测到的照度信息反馈给控制电路，驱动电路可调节两偏振片透振方向的夹角，实现对护目镜照度的自动控制。（照度是反映光线明暗程度的物理量，国际单位Lux）控制电路如图乙所示，其中电源电动势，内阻不计，当时启动电机调节透光率。光敏电阻阻值随照度变化关系如表1所示。 表1  光敏电阻阻值与照度对应表 照度/Lux 2196 1370 948 690 535 420 340 300 253 215 0.40 0.50 0.60 0.70 0.80 0.90 1.0 1.10 1.20 1.30 （1）当外界光照增强时，光敏电阻阻值_________（选填“增大”或“减小”），光敏电阻两端电压_________（选填“增大”或“减小”）。 （2）若初始时两偏振片透振方向夹角在0~90度之间，想要使镜片透光率降低（减小进入眼睛的光强），两偏振片透振方向间的夹角应_________（选填“增大”或“减小”）。 （3）若设定当照度超过1370Lux时护目镜开始启动调节，则电阻箱阻值为_________。 【答案】（1）减小 减小 （2）增大 （3） 【解析】（1）[1][2]由表格中的规律可知，当外界光照增强时，光敏电阻阻值减小，电路的总电阻减小，总电流增大，则电阻箱分压变大，所以光敏电阻两端电压减小。 （2）根据光的偏振原理可知，两偏振片透振方向间的夹角越大，透过光强越小，则想要使镜片透光率降低，需增大偏振片透振方向间的夹角。 （3）由表格数据可知，当照度为1370Lux时，光敏电阻的阻值为，由欧姆定律可得 解得 拔高・分层集训 基础演练 1．关于电磁波，下列说法中正确的是（     ） A．电磁波是横波 B．均匀变化的电场激发磁场形成电磁波 C．电磁波波长越长，能量越大 D．电磁波是一种特殊的物质，只能在真空中传播 【答案】A 【解析】A．根据横波的特征，传播方向与振动方向相互垂直，而电磁场方向都垂直于波的传播方向，且B垂直于E，所以电磁波是横波，故A正确； B．均匀变化的电场产生恒定的磁场，均匀变化的磁场产生恒定的电场，故B错误； C．根据电磁波波长、频率以及在真空中传播的速度，结合 可知波长越长，频率越低，能量越小，故C错误； D．电磁波既能在真空中传播，也能在介质（空气、水、玻璃等）中传播，故D错误。 故选A。 2．华为mate60系列手机是全球第一款能实现双卫星通信的民用手机。卫星通信是通过电磁波的传输来实现的。下列相关说法正确的是（　　） A．只有通过真空才能传播电磁波 B．电磁波是与实物粒子相同的一种物质 C．电磁波既可以传递信息，也能传输能量 D．电磁波是可在真空中传播的恒定的电磁场 【答案】C 【解析】A．电磁波既能在真空中传播，也能在介质中传播，A错误； B．电磁波是以电磁场形式存在的物质，与实物粒子的物质形态不同，B错误； C．电磁波既可以传递信息，也能传输能量，C正确； D．电磁波是传播着的电磁场，其中的电场和磁场随时间变化，并非恒定的电磁场，D错误。 故选C。 3．电视机的天线能接收空间中的电磁波并转化为电信号接收下来，是因为（　　） A．天线处在变化的电磁场中，天线中产生感应电流，相当于电源，通过馈线输送给LC电路 B．天线只处于变化的磁场中，天线中产生感应电流，相当于电源，通过馈线输送给LC电路 C．天线只是有选择地接收某电台信号，而其他电视台信号不接收 D．天线将电磁波直接传输到电视机的显示设备 【答案】A 【解析】A．电磁波是变化的电场与变化的磁场交替产生并向远处传播形成的，天线处于变化的电磁场中时，会因电磁感应产生包含各电台信号的感应电流，相当于电源，通过馈线输送给LC电路，A正确； B．天线同时处于电磁波产生的变化电场和变化磁场中，并非只处于变化的磁场中，B错误； C．天线会接收空间中所有频率的电磁波信号，选择特定电台信号是后续LC调谐电路的功能，天线本身没有选择接收的功能，C错误； D．天线的作用是将电磁波感应转化为电信号，并非直接将电磁波传输到电视机显示设备，D错误。 故选A。 4．实际发射无线电波的电路示意图如图甲所示；高频振荡器产生的高频等幅振荡信号如图乙所示；人对着话筒说话产生的低频振荡信号如图丙所示。发射出去的电磁波图像应是图丁中的（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【解析】高频等幅振荡信号是载波，低频声音信号是调制信号。调幅时载波的频率保持不变，振幅随低频声音信号的变化而变化；调制后的高频电流仍正、负交替，正、负包络关于时间轴对称。 故选B。 5．下列关于无线电广播要对电磁波进行调制的原因的说法正确的是（    ） A．经过调制后的高频电磁波向外辐射能量的本领更强 B．经过调制后的电磁波在空间传播得更快 C．经过调制后的电磁波在空间传播波长不变 D．以上说法都不正确 【答案】A 【解析】A．无线电广播把低频音频信号加载到高频载波上进行调制。高频电磁波更容易由天线向外辐射能量，故A正确； B．调制不会改变电磁波在空间中的传播速度，电磁波在真空中的传播速度均为光速，故B错误； C．经过调制后的电磁波在空间的传播速度不变，频率变大，由可知，波长变小，故C错误； D．上述说法中存在正确项，故D错误。 故选A。 6．随着通信技术的更新换代，无线通信使用的电磁波频率更高，频率资源更丰富，在相同时间内能够传输的信息量更大。第5代移动通信技术（简称5G）意味着更快的网速和更大的网络容载能力，“4G改变生活，5G改变社会”。与4G相比，5G使用的电磁波（     ） A．频率更低 B．波长更长 C．同种介质中传播速度更小 D．衍射更明显 【答案】C 【解析】A．由题干“无线通信使用的电磁波频率更高，第5代移动通信技术（简称5G）”可知，5G使用的电磁波比4G频率更高，故A错误； B．真空中电磁波满足（为光速，是定值），频率越高波长越短，5G频率更高，因此波长更短，故B错误； C．电磁波在介质中的传播速度满足，其中为介质对该电磁波的折射率，同种介质中电磁波频率越高，折射率越大，因此5G电磁波在同种介质中传播速度更小，故C正确； D．发生明显衍射的条件是障碍物（或孔）的尺寸与波长相近甚至更小，波长越短衍射越难发生，5G波长更短，因此衍射更不明显，故D错误。 故选C。 7．越来越多的手机用户选择使用蓝牙耳机，手机与基站及耳机间的通信过程如图所示。若基站与手机、手机与耳机之间通信的电磁波分别为甲波、乙波，以下说法正确的是（　　） A．甲波的频率比乙波的频率高 B．乙波的频率比紫外线的频率高 C．甲波比乙波更容易发生衍射 D．真空中甲波的传播速度比乙波的传播速度慢 【答案】C 【解析】A．由甲、乙波的波长大小关系为，根据可知，波长越大频率越小，所以甲、乙波的频率关系为，故A错误； B．乙波波长大于紫外线波长，根据可知，乙波的频率比紫外线的频率低，故B错误； C．波长越长，波动性越显著，越容易发生明显的衍射现象。因为 ，所以甲波比乙波更容易发生衍射，故C正确； D．所有电磁波在真空中的传播速度都等于光速c，所以真空中甲波的传播速度等于乙波的传播速度，故D错误。 故选C。 8．如图所示为理想LC振荡电路，已充电平行板电容器两极板水平放置，两板间距为d，电压为U。开关断开时，极板间有一质量为m的带电灰尘恰好静止。不计灰尘对电路的影响，灰尘运动时间远大于振荡电路的周期，下列说法正确的是（     ） A．灰尘带负电，电荷量大小为 B．仅闭合，灰尘在两极间做往复运动 C．闭合后，在电流为0瞬间突然闭合，回路周期变大，电容器上电压的最大值不变 D．闭合后，在电流为0瞬间突然闭合，回路周期变小，电流的最大值变大 【答案】D 【解析】A．当开关断开时，灰尘静止，则有 解得电荷量大小 灰尘所受静电力方向竖直向上，但由于两极板间电场强度方向未知，所以电荷的正负无法确定，故A错误； B．仅闭合，极板间电场强度先减小后反向增加，则灰尘会向下极板运动，当电场反向增加到最大时，静电力竖直向下，灰尘此时的加速度为2g。根据板间电场大小和方向周期性变化特点，可知灰尘的加速度不可能向上，灰尘的加速度大于等于0，且一直向下，所以灰尘不会在两极板间做往复运动，故B错误； C．闭合后，在电流为0瞬间，电容器电量最大，此时板间电压仍然为U，突然闭合，则电感线圈的L变小，根据可知回路的频率变大，周期变小，电容器上电压的最大值不变仍为U，故C错误； D．振荡回路的图像与x轴所围图形的面积表示充、放电过程的电量，由于振荡回路周期变小，所以电流最大值变大，故D正确。 故选D。 9．如图所示，已知在LC振荡电路中，某时刻电流的方向由b流向a，且电流强度正在增强，则（     ） A．线圈的磁场能在增大 B．电容器两极板间的电场强度正在加强 C．该时刻电容器下极板带正电荷 D．线圈的自感电动势在增大 【答案】A 【解析】某时刻电流的方向由b流向a，且电流强度正在增强，则线圈的磁场能在增大，电场能正在减小，即电容器带电量正在减小，两极板间的电场强度正在减弱，电容器正在放电，即该时刻电容器上极板带正电荷，电流的变化率正在减小，则线圈的自感电动势在减小。 故选A。 10．如图所示，图甲为振荡电路，通过点的电流如图乙所示，规定通过点向左的电流方向为正方向，下列说法正确的是（　　） A．在第末，线圈中的磁场能最大 B．在第末，电容器的电场能最大 C．电容器正在充电，上极板带正电 D．电容器正在放电，上极板带负电 【答案】D 【解析】A．由图乙可知，第末电流为0，磁场能最小，说明充电完毕，此时电容器的电场能最大，故A错误； B．末电流绝对值最大，此时磁场能最大，说明电容器放电完毕，电容器的电场能最小，故B错误； C．电流增大，磁场能增大，电容器的电场能减小，是放电过程；电流减小，磁场能减小，电容器的电场能增大，为充电过程。第末磁场能最大，电容器放电完毕，不带电，电流为正值，说明通过点的电流方向向左，正电荷向下极板移动，下极板开始带上正电，上极板带负电，故C错误； D．电流增大，磁场能增大，电容器的电场能减小，电容器正在放电；因上极板带上负电，且时上极板所带负电荷最多，故上极板仍带负电，所带电量逐渐减少，故D正确。 故选D。 11．学校食堂刷卡原理参考如图所示的LC振荡电路，此时电容器正在充电。下列说法正确的是（　　） A．此时线圈中的磁场正在减弱 B．此时电场能正在向磁场能转化 C．此时电路中电流正在增大 D．若仅增大电容器两板距离，LC振荡频率减小 【答案】A 【解析】ABC．LC振荡电路充电过程的特点：电流逐渐减小，磁场能逐渐转化为电场能。线圈磁场强弱和电流大小正相关，电流减小因此线圈磁场减弱，充电过程两极板电荷量增加，电场能增大，磁场能逐渐转化为电场能，故A正确，B、C错误； D．LC振荡电路的频率公式为 ，平行板电容的决定式为 ： 仅增大极板间距，电容减小，代入频率公式可得振荡频率增大，故D错误。 故选 A。 12．某智能停车位通过预埋在车位地面下方的LC振荡电路获取车辆驶入驶出信息。如图甲所示，当车辆驶入车位时，相当于在线圈中插入铁芯，使其自感系数变大，引起LC电路中的振荡电流频率发生变化，计时器根据振荡电流的变化进行计时。某次振荡电路中的电流随时间变化如图乙所示，下列说法正确的是（　　） A．由图乙可判断汽车正驶离智能停车位 B．时刻，线圈的磁场能为零 C．时刻，电容器的电场能为零 D．过程，电容器带电量逐渐增加 【答案】A 【解析】A．由图乙可知，振荡电路的周期越来越小，则根据可知，线圈的自感系数变得越来越小，所以汽车正驶离智能停车位，故A正确； B．时刻电路中的电流最大，说明此时电容器C中的电荷量为零，所以此时电容器的电场能最小，线圈的磁场能最大，故B错误； C．时刻电路中的电流为零，说明此时电容器C中的电荷量最大，所以此时电容器的电场能最大，线圈的磁场能为零，故C错误； D．过程，电路中的电流逐渐增大，电场能逐渐转化为磁场能，所以电容器C处于放电过程，其带电量逐渐减小，故D错误。 故选A。 13．电磁波包括无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线等，电磁波谱如图所示，下列说法正确的是（     ） A．只有高温物体才辐射红外线 B．过量的紫外线会对人体皮肤造成伤害 C．无线电波的频率比γ射线的频率大 D．红光的波长比X射线小 【答案】B 【解析】A．所有的物体都在向外辐射红外线，故A错误； B．紫外线具有较高的能量，过量的紫外线会伤害人的眼睛和皮肤，故B正确； C．无线电波的波长比γ射线的波长大，由c＝λf可知无线电波的频率比γ射线的频率小，故C错误； D．红光是可见光，波长比X射线大，故D错误。 故选B。 14．现代家用电饭锅的部分结构如图所示，其中温度传感器的主要元件是感温铁氧体，常温下感温铁氧体具有铁磁性，能够被磁体吸引，但是温度上升到约103℃时，就失去了铁磁性，不能被磁体吸引，开关按钮自动弹起。煮一定质量的米，下列说法正确的是（     ） A．无论加水多少，开关按钮自动弹起时，饭一定煮熟了 B．开关按钮自动弹起后，随着温度降低，感温铁氧体会恢复磁性，再次自动吸起永磁体使电热板通电发热 C．如果水量偏多，需更长时间开关按钮才能自动弹起 D．如果水量偏少，在开关按钮弹起时锅底会结锅巴 【答案】C 【解析】A．若加水极多，水沸腾时温度保持在，即使米还没煮熟，只要水没有完全烧干，温度就达不到，开关不会弹起；反过来如果水加得极少，水很快烧干温度到弹起时，饭未必完全煮熟，故A错误； B．开关按钮弹起后，即使温度降低感温铁氧体恢复磁性，永磁体和感温铁氧体之间的距离已经被弹簧弹开的机械结构拉大，吸引力不足以克服杠杆的弹力自动吸合触点，不会自动重新通电，故B错误； C．如果水量偏多，需更长时间将水烧干，温度达到时，开关按钮才能自动弹起，故C正确； D．如果水量偏少，将水烧干的时间更短，温度达到时，开关按钮才能自动弹起，在锅底不会结锅巴，故D错误。 故选C。 15．如图所示，是光敏电阻，当光照强度增大时，它的阻值减小，当外界的光照强度减弱时，下列说法正确的是（     ） A．电流表的示数增大 B．电压表的示数增大 C．电源的效率减小 D．电源内部的热功率增大 【答案】B 【解析】AB．当外界的光照强度减弱时，光敏电阻阻值增大，总电阻增大，电流表示数减小，电压表示数增大，故A错误，B正确； C．电源的效率，光敏电阻阻值增大，增大，效率增大，故C错误； D．电源内部的热功率，因总电阻增大，总电流减小，电源内部的热功率减小，故D错误。 故选B。 16．一些汽车的低油位报警装置采用热敏电阻来检测油箱的警戒液位。若给热敏电阻通以一定的电流，热敏电阻会发热。图1中，液面高于热敏电阻的高度时，热敏电阻发出的热量会被液体带走，温度基本不变，指示灯不亮；图2中，当液体减少、热敏电阻露出液面时，发热导致它的温度上升，指示灯亮。该报警装置采用的热敏电阻（     ） A．可能是金属，其电阻随温度升高而减少 B．可能是金属，其电阻随温度升高而增加 C．可能是半导体，其电阻随温度升高而减少 D．可能是半导体，其电阻随温度升高而增加 【答案】C 【解析】A. 金属导体的电阻率通常随温度升高而增加，即电阻随温度升高而增加，故A错误； B. 若热敏电阻是金属，图2中温度升高，电阻增大，根据闭合电路欧姆定律 可知电路中电流减小，指示灯应变暗或不亮，与题意“指示灯亮”不符，故B错误； C. 半导体热敏电阻（NTC）的电阻率随温度升高而减小，图2中热敏电阻露出液面，温度升高，电阻减小，电路中总电阻减小，电流增大，指示灯变亮，符合题意，故C正确；   D. 若半导体热敏电阻随温度升高而增加（PTC），则图2中温度升高电阻增大，电流减小，指示灯不亮，与题意不符，故D错误。   故选C。 17．温度传感器广泛应用于家用电器中，它是利用热敏电阻的阻值随温度变化的特性来工作的．如图甲所示为某装置中的传感器工作原理图，已知电源的电动势，内阻不计，G为灵敏电流表，其内阻保持不变，R为热敏电阻，其阻值随温度的变化关系如图乙所示，闭合开关S，当R的温度等于时，电流表示数；当电流表的示数时，热敏电阻的温度为（     ） A． B． C． D． 【答案】D 【解析】由题图乙可知，当R的温度等于时，热敏电阻的阻值，由 可得 当时，由 可得 结合题图乙可知，此时热敏电阻的温度为。 故选D。 18．传感器在现代生活中有着广泛的应用。利用光敏电阻制作的光传感器，可以记录传送带上工件的输送情况。如图甲所示为某工厂成品包装车间的光传感记录器，光传感器N能接收到发光元件M发出的光，每当工件挡住M发出的光时，光传感器输出一个电信号，并在屏幕上显示出电信号与时间的关系，如图乙所示。若传送带始终匀速运动，相邻两个工件间的距离为0.9m，则传送带运动的速度大小和该传送带每分钟输送工件的个数分别是（　　） A．0.1m/s，20个 B．0.1m/s，40个 C．0.3m/s，20个 D．0.3m/s，40个 【答案】C 【解析】根据题意结合图像知，相邻工件的时间为t0＝3s 由于相邻位移为0.9m，由速度公式可得 传送带每分钟输送工件个数 故选C。 19．如图是拍摄机动车闯红灯的工作原理示意图。光控开关接收到红灯发出的光会自动闭合，压力开关受到机动车的压力会闭合，摄像系统在电路接通时可自动拍摄违章车辆。下列有关说法正确的是（     ） A．只要光控开关接收到红光，摄像系统就会自动拍摄 B．机动车只要驶过埋有压力开关的路口，摄像系统就会自动拍摄 C．只有光控开关和压力开关都闭合时，摄像系统才会自动拍摄 D．若将光控开关和压力开关并联，也能起到相同的作用 【答案】C 【解析】A．若只要光控开关接收到红光，此时仅光控开关闭合，若没有机动车经过导致压力开关处于断开状态，整个控制电路仍为断路，电磁铁不产生磁性不能吸引衔铁，摄像系统不会自动拍摄，故A错误； B．若机动车驶过埋有压力开关的路口，此时仅压力开关闭合，若未亮红灯导致光控开关处于断开状态，整个控制电路仍为断路状态，电磁铁不能吸引衔铁，摄像系统不会自动拍摄，故B错误； C．只有当光控开关和压力开关都闭合时，即红灯亮起且有机动车违章越线经过时，控制电路被接通，电磁铁产生磁性吸引衔铁，摄像系统的工作电路接通，摄像系统才会自动拍摄，故C正确； D．若将光控开关和压力开关并联接入控制电路，则只要红灯亮起（无论是否有车辆通过）或者有车辆经过（无论红绿灯处于何种状态），控制电路都会被接通，这会导致绿灯正常行驶的车辆被误拍，或者在无车时也持续拍摄，不能起到准确抓拍违章的作用，故D错误。 故选C。 20．如图1所示为一低温报警器的电路原理图，M、N分别为热敏电阻或定值电阻R0。当温度降至时，M两端电压升至，报警器工作。已知电源电动势，内阻。热敏电阻的阻值随温度变化的关系图像如图2所示，则（     ） A．M为热敏电阻，N为的定值电阻 B．M为热敏电阻，N为 的定值电阻 C．N为热敏电阻，M为的定值电阻 D．N为热敏电阻，M为 的定值电阻 【答案】B 【解析】图2给出了热敏电阻阻值随温度变化的关系，曲线显示降温时阻值增大，虚线交点表明在时阻值为。将报警器视为电压检测装置，忽略其取电电流。设和的阻值分别为和，电路电流为，两端的电压为。由图1可知，两电阻与电源内阻串联，由闭合电路欧姆定律和部分电路欧姆定律分别有， 联立得 若为热敏电阻，降温时增大，上式分母减小，增大；若为热敏电阻，降温时增大，上式分母增大，减小。因此，要使降温时两端电压升高，应为热敏电阻，应为定值电阻。报警时温度为，热敏电阻阻值为，其两端电压为，由前述关系得电路电流 将报警时的电流及电压代入闭合电路方程，得定值电阻 故选B。 21．（多选）太赫兹（THZ）波是指频率在0.1~10 THZ（波长为3000~30 μm）范围内的电磁波，利用该频段可以加深和拓展人类对物理学、化学、天文学、信息学和生命科学中一些基本科学问题的认识，通过和电磁波谱对比，下列说法正确的是（　　） A．太赫兹波比红光波长更长 B．太赫兹波比短波频率更小 C．太赫兹波可以用于传输信息 D．太赫兹波可以用于工业探伤 【答案】AC 【解析】已知太赫兹波的频率范围为，波长范围为，电磁波在真空中满足 A．红光波长约为，太赫兹波的最短波长仍大于红光波长，因此太赫兹波比红光波长更长，故A正确； B．短波的频率约为，太赫兹波的最低频率为，因此太赫兹波的频率比短波频率大，故B错误； C．太赫兹波属于电磁波，可以通过调制振幅、频率或相位来携带并传输信息，故C正确； D．太赫兹波穿透能力较弱，因此不可以用于工业探伤，故D错误。 故选AC。 22．（多选）如图是某振荡电路，其中为自感线圈，为电容器。则下列说法正确的是（     ） A．电容器带电量最大时，自感线圈储存的磁场能最小 B．电容器带电量最大时，电路回路中产生的磁场能最大 C．若仅增大电容器的电容，则振荡周期将增大 D．若仅增大自感线圈的自感系数，则振荡频率将增大 【答案】AC 【解析】AB．电容器带电量最大时，电容器两板间电势差最大，电场强度最大，自感线圈储存的磁场能最小；此时电流为零，回路中产生的磁场能最小，故A正确，B错误； C．LC振荡电路的周期为，可知若仅增大电容器的电容，则振荡周期将变大，故C正确； D．若仅增大自感线圈的自感系数，周期变大，根据可得振荡频率将减小，故D错误。 故选AC。 23．（多选）电容式加速度传感器的原理如图所示，质量块左、右两侧分别连接电介质和轻质弹簧，弹簧与电容器固定在外框上，质量块可带动电介质左右移动，改变电容。则（　　） A．电介质插入极板间越深，电容器所带电荷量增大 B．当电路中有恒定电流时，传感器做匀变速运动 C．当传感器向左加速运动时，电容器电容增大 D．当传感器由静止突然向右加速时，电路中有顺时针方向的电流 【答案】AD 【解析】A．电容器与电源相连，电压保持不变。设电容为、两极板间的电压为、电容器所带电荷量为，有 电介质插入极板间越深，电容越大，电容器所带电荷量越大，A正确； B．设质量块的质量为，弹簧的劲度系数为、形变量大小为。若传感器做匀变速运动，在质量块相对外框稳定后，质量块与外框具有相同的加速度，设其大小为，由牛顿第二定律得 加速度恒定，则弹簧形变量恒定，电介质插入极板间的深度不变，电容及所带电荷量均不变，电路中没有持续电流。因此，持续的非零恒定电流不能对应传感器做匀变速运动，B错误； C．传感器向左加速时，质量块相对外框向右偏移，弹簧伸长，对质量块提供向左的弹力；电介质插入极板间的深度减小，电容减小，C错误； D．传感器由静止突然向右加速时，质量块由于惯性相对外框向左移动，电介质插入极板间的深度增大，电容增大，电容器充电。图中电源上端为正极，充电电流由电源正极流向上极板，并由下极板经计算机流回电源负极，电路中的电流方向为顺时针，D正确。 故选AD。 24．（多选）汗液中含有大量的导电离子，人处于激动状态时排汗量增加，人们皮肤表面的电阻也会发生相应的变化，这种现象称为皮电反应。如图是小威同学利用该原理制作的情绪测量装置电路图能根据灯泡是点亮、熄灭情况判断人的情绪情况，在使用前先进行调节和，使得装置正常工作，然后再进行测量，忽略环境因素对人的影响，则下列说法正确的是（　　） A．在进行调试时，调节滑片向右滑动，则灯泡亮度变暗 B．在进行调试时，调节滑片向左滑动，则灯泡可能变亮 C．当测量过程中，发现灯泡突然熄灭了，反映被测人情绪变得平静 D．在测量过程中，若下一个被测人排汗量特别少，则需重新调试再重新测量 【答案】BCD 【解析】A．根据电路可知处于控制电路，在进行调试时，调节滑片向左或向右滑动，灯泡亮度并不会随着发生变化，故A错误； B．在进行调试时，调节滑片向左滑动，接入电路的电阻减小，其它条件不变时，灯泡可能变亮，故B正确； C．当测量过程中，发现灯泡突然熄灭了，说明继电器衔铁断开，即表征螺线管中电流减小了，说明人手的电阻变大了，故反映被测人情绪变得平静，故 C正确； D．若下一个被测人排汗量特别少，其皮肤电阻较大，导致控制电路电流较小，可能无法吸合衔铁。故需重新调试（减小阻值）以增大电流，使衔铁能闭合，再重新测量，故D正确。 故选BCD。 25．实验小组先用如图甲所示的电路来探究某种热敏电阻随温度变化的规律，然后用此热敏电阻设计了如图乙所示的温控电路。甲图中，热敏电阻与理想电压表并联，电阻为定值电阻，电流表也为理想电流表；实验过程中，调节滑动变阻器保持电流表的电流始终为，改变热敏电阻的温度，读出电压表相对应的示数，作出关系图像如图丙所示。乙图中，电源电动势，内阻为0，定值电阻，合上开关，当的电流等于或小于时，控制开关自动打开，系统开启加热状态，当温度等于或高于时，控制开关自动关闭，系统停止加热。回答下列问题： （1）热敏电阻的阻值与温度__________（填“成”或“不成”）线性关系，若作出函数关系图像，其斜率为__________，纵截距为__________。 （2）对乙图，当的温度等于或低于__________，控制开关打开，系统自动开启加热；当温度等于时，电源输出的功率为__________。 （3）将这种热敏电阻和一个定值电阻两种元件分别接入如图丁所示电路中的、两点后，将电阻置入热水中与不置入热水中相比，欧姆表的示数变化较大，则这只元件一定是__________。 【答案】（1）成 －2.5 300 （2）20 4.5 （3）热敏电阻 【解析】（1）由题意可知题图甲实验中，由题图丙可知U-t关系图像是倾斜直线，则Rt-t关系图像也是倾斜直线，则热敏电阻的阻值Rt与温度t成线性关系；题图丙的斜率为 纵截距为300V，由于数值上U与Rt相等，所以Rt-t函数关系图像的斜率为 纵截距为。 （2）对题图乙，闭合开关S，当通过Rt的电流等于0.1A时，控制开关打开，则有 解得 由题图丙可知，对应的温度为20°C，即当Rt的温度等于20°C时，控制开关打开，自动开启加热；当温度等于60°C时，由题图丙可知 电源输出的功率 （3）热敏电阻阻值随温度变化明显，定值电阻随温度变化不明显，将电阻置入热水中与不置入热水中相比，欧姆表的示数变化较大，说明这只元件一定是热敏电阻。 26．某同学设计了一个加速度计，将其固定在待测物体上，能通过电路中电压表的示数反映物体的加速度a，其原理图如图（a）所示。其中，质量m=1kg的滑块2可以在光滑的框架1中左右平移，滑块两侧各连接一根劲度系数k=2.0×102N/m的弹簧3（弹簧始终处于弹性限度内）。4是固定在滑块2上的金属滑动片，与电压表的一端用导线相连，并与一阻值均匀的电阻AB相接触，滑动片4与电阻间的摩擦忽略不计。已知物体加速度为0时，两侧弹簧3均处于原长，滑动片4位于AB中点，AB全长L=15cm：直流电源电动势E=15V（内阻忽略不计）。现有一量程0~3V、内阻RV=3kΩ的电压表（RV>>RAB），其表盘如图（b）所示；另有开关、导线若干。 （1）为使滑动片4位于B点时电压表满偏，需要将电压表量程改为0~15V，则电压表应___________（选填 “串联”或“并联”）一个阻值为___________kΩ的电阻，并将电压表的刻度按新量程做好修改。 （2）将改装后的电压表接入图（a）的电路中，此装置可测量加速度的最大值为___________m/s2。 （3）请在图（c）中画出a-U图像（规定加速度向左为正方向，U为改装后电压表的示数）。 （4）若要增大加速度的测量范围，可采用的方法有：___________（答出一条合理措施即可）。 【答案】（1）串联 12 （2）30 （3） （4）更换两根劲度系数更大的弹簧，换质量更小的滑块 【解析】（1）要扩大电压表的量程，需要串联一个电阻，根据 解得R=12kΩ （2）当滑块处于AB中点时，加速度为零，当滑块处于端点A或B时，加速度最大，根据牛顿第二定律 解得a=30m/s2 （3）根据可知加速度a与x成线性关系，根据串联电路分压规律可知电压表示数U与x也成线性关系，可知加速度a与电压表示数U是线性关系，当滑块处于AB中点时，电压表示数为7.5V，当加速度向右时，滑块在AB中点的左边，当加速度向 左时，滑块在AB中点的右边，所以a-U图像如图所示。 （4）滑块所受到的合力最大值由弹簧决定与电压无关，劲度系数越大，加速度的测量范围越大；最大的合力一定的情况下，根据牛顿第二定律可知可以减小滑块的质量增大加速度的测量范围。 27．某智能护目镜可根据外界光照强度自动调节镜片透光率，其核心结构如图甲所示：两片平行放置的偏振片M、N之间夹有电控液晶层，光敏电阻将探测到的照度信息反馈给控制电路，驱动电路可调节两偏振片透振方向的夹角，实现对护目镜照度的自动控制。（照度是反映光线明暗程度的物理量，国际单位Lux）控制电路如图乙所示，其中电源电动势，内阻不计，当时启动电机调节透光率。光敏电阻阻值随照度变化关系如表1所示。 表1  光敏电阻阻值与照度对应表 照度/Lux 2196 1370 948 690 535 420 340 300 253 215 0.40 0.50 0.60 0.70 0.80 0.90 1.0 1.10 1.20 1.30 （1）当外界光照增强时，光敏电阻阻值_________（选填“增大”或“减小”），光敏电阻两端电压_________（选填“增大”或“减小”）。 （2）若初始时两偏振片透振方向夹角在0~90度之间，想要使镜片透光率降低（减小进入眼睛的光强），两偏振片透振方向间的夹角应_________（选填“增大”或“减小”）。 （3）若设定当照度超过1370Lux时护目镜开始启动调节，则电阻箱阻值为_________。 【答案】（1）减小 减小 （2）增大 （3） 【解析】（1）[1][2]由表格中的规律可知，当外界光照增强时，光敏电阻阻值减小，电路的总电阻减小，总电流增大，则电阻箱分压变大，所以光敏电阻两端电压减小。 （2）根据光的偏振原理可知，两偏振片透振方向间的夹角越大，透过光强越小，则想要使镜片透光率降低，需增大偏振片透振方向间的夹角。 （3）由表格数据可知，当照度为1370Lux时，光敏电阻的阻值为，由欧姆定律可得 解得 28．某小组开展了如下实验探究： （1）在室内自然光照射下，将一个光敏电阻接到多用电表的两端，经规范操作，所选欧姆挡倍率及指针位置分别如图甲、乙所示，则阻值为______。挡位不变，随着光照强度增加，观察到指针向右偏转，则光敏电阻阻值______（选填“增大”、“减小”或“不变”）。用伏安法测量该光敏电阻，得到三种不同光照强度下的图像（、、）如图丙所示。则在某一特定光照强度下，电压升高，电阻______（选填“增大”、“减小”或“不变”）。 （2）如下图所示为利用光电二极管（有光照时导通，无光照时截止）设计的光控继电器电路，用于控制右侧电路马达的运行。在闭合状态下，则当从无光照变化到有光照时，马达______（选填“开始”或“停止”）工作。 （3）采用如图甲电路进行电容器充放电实验，将电压信号接入电容器两端，同时用示波器检测得到如图乙所示的输出波形。则最可能的电压输入信号为 。 A．B．C． 【答案】（1）// 减小 不变 （2）开始 （3）B 【解析】（1）[1]图甲选择的是倍率，图乙欧姆挡刻度指针指向，因此阻值为 [2] 由题意知，随着光照强度增加，指针向右偏转，说明测得的阻值变小，说明光敏电阻阻值减小。 [3] 图线上某点与原点连线的斜率为 在某一特定光照强度下，电压升高时，连线斜率保持不变，说明电阻大小不变。 （2）无光照时光电二极管截止，相当于断路，右侧继电器线圈中无电流，衔铁未被吸合，马达所在的电路被断开，马达不工作。当从无光照变化到有光照时，光电二极管导通，继电器线圈通电，衔铁被吸合，马达所在的电路被闭合，马达开始工作。 （3）由图乙的输出波形可知，电容器两端电压先快速上升到某值后保持稳定，再快速下降至另一数值保持稳定，该过程不断重复，说明电压输入信号存在快速跳变，之后维持一小段时间保持不变，再继续跳变到某一值维持一小段时间保持不变的特征，因此输入信号符合方波特征波形。 故选B。 能力进阶 1．两块平行金属板构成的电容置于储罐内不导电液体中，通过开关与电感或电源相连，现把开关从拨到，下列说法正确的是（     ） A．振荡的前周期内，电容器极板间的电场强度增大 B．振荡的前周期内，线圈中的自感电动势逐渐减小 C．降低液体高度，回路的振荡频率减小 D．电场能变化周期与电流变化周期相同 【答案】B 【解析】AB．当S接a时电容器充电，则当开关S由a接b时，电容器开始放电，则振荡的前周期内，电容器带电量从最大减为零，可知极板间的电场强度减小，振荡电流逐渐变大，电流的变化率逐渐减小，即线圈中的自感电动势逐渐减小，A错误，B正确； C．降低液体高度，根据可知介电常数ε减小，则电容器的电容C减小，根据可知，回路的振荡频率增大，C错误； D．电场能变化周期等于电流变化周期的一半，D错误。 故选B。 2．如图甲所示，电容器的上极板带正电，两极板间有一带电尘埃处于静止状态。闭合开关后开始计时，振荡电路的电流随时间变化如图乙所示。若尘埃始终未接触极板，已知重力加速度为g，则（     ） A．在时间里，回路的磁场能在增大 B．尘埃带正电 C．在时刻，尘埃的加速度为g D．在时间里，线圈两端自感电动势在减小 【答案】A 【解析】A．在时间里，回路电流在增大，电容器放电，电场能减小，根据能量守恒定律可知回路的磁场能在增大，故A正确； B．在时刻，电容器上极板带正电，电场强度的方向向下，尘埃处于静止状态，受力平衡，重力向下，则电场力必须向上，电场力方向与场强方向相反，所以尘埃带负电，故B错误； C．在时刻，尘埃处于静止状态，其受电场力与重力平衡，；在时刻，电路经历了半个振荡周期，电容器反向充电完毕，上极板带负电，板间场强大小不变但方向变为向上，此时尘埃受到的电场力方向向下，大小仍为。根据牛顿第二定律有，可得尘埃的加速度，故C错误； D．在时间里，线圈电流减小，且电流的变化率逐渐变大，根据自感电动势公式，可知线圈两端自感电动势在增大，故D错误。 故选A。 3．在如图甲所示的LC电路中，电容C=4×10-7F，电感L=10-3H。已充电的平行板电容器两极板水平放置。开关S断开时，极板间有一带正电的灰尘恰好静止。t=0时刻，将开关S闭合，回路中电流随时间的变化如图乙所示，灰尘始终在电容器两极板间运动，g取10m/s2，则（　　） A．t=π×10-5s时，回路中的磁场能最大 B．t=2π×10-5s时，电容器下极板带正电 C．t=3π×10-5s时，灰尘所受的合力为0 D．t=4π×10-5s时，灰尘的加速度为20m/s2 【答案】A 【解析】A．根据公式可知，电磁振荡的周期为 根据图乙可知，开关闭合时电流为顺时针且逐渐增大，则此时磁场能增大，电场能减小，在时电流最大，所以磁场能最大，故A正确； B．在t=0时刻带正电的灰尘能够静止，说明电容器上极板带负电。开关S闭合后电容器放电，根据振荡电路的特点可知在时，电容器放电完成，接下来电容器反向充电，在时充电完成，此时上极板带正电，故B错误； C．在时，电容器再次放电完毕，灰尘只受重力，合力不为0，故C错误； D．在时，电流大小为0，所以磁场能为0，电场能最大，此时电容器下极板带正电，灰尘的加速度为0，与t=0时刻灰尘的状态相同，故D错误。 故选A。 4．控制无人机的无线电信号来自于振荡电路。图甲所示为振荡电路，图乙为电容器的电荷量随时间变化的图像，时刻电容器的板带正电。下列关于电磁振荡电路的说法中正确的是（　　） A．时间内，线圈中的磁场方向向下 B．时间内，线圈的磁场能不断减小 C．时间内，线圈的自感电动势在变大 D．时间内，电容器板带正电，电容器正在充电 【答案】C 【解析】A．内，电容器放电，电路电流为逆时针方向，由右手定则可知线圈中的磁场方向向上，故A错误； B．电流为图的斜率，由图可知内图的斜率增大，电流增大，线圈中产生的磁场增大，线圈的磁场能不断增大，故B错误； C．时间内，图（余弦函数关系）的斜率减小，由（电流时间为正弦函数关系）可知线圈中电流减小，电流变化率（余弦函数关系）随电流减小而增大，自感电动势增大，故C正确； D．电容器不带电，时间内，线圈产生的感应电流对电容器反向充电，所以电容器极板带正电，电容器充电，故D错误。 故选C。 5．如图所示，图甲为热敏电阻的图像，图乙为用此热敏电阻R和继电器组成的一个简单恒温箱温控电路，继电器线圈的电阻为100Ω。当线圈的电流大于或等于20mA时，继电器的衔铁被吸合。为继电器线圈供电的电池的电动势，内阻可以不计。图中的“电源”是恒温箱加热器的电源。如果要使恒温箱内的温度保持在100℃，则（　　） A．应该把恒温箱内的加热器接在A、B端，的阻值为200Ω B．应该把恒温箱内的加热器接在C、D端，的阻值为300Ω C．的滑片向右移一点可以提高恒温箱内的温度 D．增大为继电器线圈供电的电池的电动势，可以提高恒温箱内的温度 【答案】C 【解析】AB．由题可知，此装置的控制效果是温度过高时，控制电路中电阻最小，电流有最大值。此时衔铁吸合，外电路停止工作。因此正常工作时衔铁未被吸合，此时导通，因此加热器应该连在、端。由欧姆定律知，此时电路总电阻 时，热敏电阻的阻值为，线圈的电阻为，由串联定律知，A错误，B错误； C．滑片右移后，衔铁吸合时的总电阻不变，接入的电阻增大。因此热敏电阻的阻值减小，对应的温度更高，C正确； D．增大供电电池的电动势后，衔铁吸合时的电流仍不变，因此此时电路的总电阻会变大。接入的电阻不变，热敏电阻的阻值增大，对应温度更低，恒温箱内温度会降低，D错误。 故选C。 6．货梯设置了超载自动报警系统，其简化电路如图所示，货梯箱底层装有压敏电阻，为滑动变阻器，K为动触点，A、B为静触点。当出现超载情况时，电铃将发出报警声，以下说法正确的是（　　） A．电磁铁的上端为N极 B．压敏电阻的阻值随压力的增大而增大 C．压敏电阻的阻值增大，电磁铁的磁性增强 D．如果要使货梯设定的超载质量变大，那么滑动变阻器的滑片P向右滑动 【答案】D 【解析】A．由安培定则可知，电梯工作时电磁铁的上端为S极，选项A错误； B．当出现超载情况时，电铃将发出警报声，此时K触点被吸引下来，说明当出现超载情况时，电磁铁所在电路电流增大，压敏电阻的阻值应减小，所以电梯超载时报警说明压敏电阻的阻值随压力增大而减小，选项B错误； C．压敏电阻的阻值增大，电磁铁所在电路电流减小，电磁铁的磁性减弱，选项C错误； D．如果要使货梯设定的超载质量变大，电磁铁所在电路中的电流应减小，那么滑动变阻器的电阻要增大，即滑片P向右滑动，选项D正确。 故选D。 7．（多选）如图所示，电路中，电容为，电感为。已充电的平行板电容器两极板水平放置。开关断开时，极板间有一带电灰尘恰好处于静止状态。当开关闭合时，灰尘开始在电容器内运动（设灰尘未与极板相碰），此时开始计时，在一个振荡周期内，下列说法正确的是（     ） A．时，回路中电流变化最慢 B．时，灰尘的速度最大 C．时，线圈中磁场能最小 D．时，灰尘的加速度最大 【答案】ACD 【解析】回路周期 ， A．时，，电流变化率，即电流变化最慢（变化率为零），故A正确； B．灰尘加速度，当时，，此后加速度方向仍向下，灰尘继续加速运动，故速度并非在时最大，故B错误； C．时电流为零，线圈中磁场能，磁场能最小，故C正确； D．时，加速度大小最大，故D正确。 故选ACD。 8．某同学利用热敏电阻的阻值随温度变化的特性，制作了一个简易的汽车低油位报警装置。 （1）该同学首先利用多用电表电阻“”挡粗测该热敏电阻的阻值。示数如图甲所示，则此时热敏电阻的阻值______。 （2）该同学为了进一步探究该热敏电阻阻值随温度变化的关系，设计了如图乙所示的实验电路，已知热敏电阻的长度为，直径为，定值电阻，改变滑动变阻器的滑片，记录毫安表的示数为，的示数为，两电表可视为理想电表，则热敏电阻的电阻率的表达式为______（用、、、、等表示） （3）经过多次测量，该同学得到长度的热敏电阻阻值随温度变化的关系图像如图丙所示。热敏电阻分为正温度系数PTC（温度越高，阻值越大）和负温度系数NTC（温度越高，阻值越小）两类，则该热敏电阻是______（填“PTC”或“NTC”）。 （4）该同学利用此热敏电阻设计的汽车低油位报警装置如图丁所示，其中电源电动势，定值电阻，长度的热敏电阻下端紧靠在油箱底部，不计报警器和电源的内阻。已知流过报警器的电流时报警器开始报警，若测得报警器报警时油液（热敏电阻）的温度为，油液外热敏电阻的温度为，由此可知油液的警戒液面到油箱底部的距离约为______。 【答案】（1）1900 （2） （3）NTC （4）8 【解析】（1）表盘的指针位置为19，测电阻所用的为“”挡，所以读数结果为 （2）由于和并联，故有 热敏电阻的电阻率满足 联立得 （3）由图丙可知，本实验中用到的热敏电阻阻值随温度升高而减小，则该热敏电阻是NTC （4）设警戒液面到油箱底部的距离为，由图丙可知温度为时热敏电阻的阻值为，则在油液内的热敏电阻的阻值为 同理，可得油液外的热敏电阻的阻值为 其中，由闭合电路欧姆定律有 将，，，代入可得 9．纯电动汽车的蓄电池的安全性，主要体现在对其温度的控制上，当电池温度过高时，必须立即启动制冷系统进行降温。如图甲是小明设计的模拟控温装置示意图，电磁继电器与热敏电阻、滑动变阻器串联接电动势为5V的电源（不计内阻）两端。当电磁铁线圈（电阻不计）中的电流大于或等于25mA时，衔铁被吸合，热敏电阻置于温度监测区域，其阻值与温度t的关系如图乙所示，滑动变阻器的最大阻值为150。则： （1）图甲中应将端与______（选填“”或“”）端相连。 （2）若设置电池温度为时启动制冷系统，由题图乙可知，当温度为时，的阻值为______，此时滑动变阻器对应阻值应为______。 （3）为了能监测更低的温度就启动制冷系统，在电路其他部分不变的情况下，应将滑动变阻器的阻值调至________（选填“更大”或“更小” ）。 （4）该电路可设置启动制冷系统的最高温度是______℃。 【答案】（1）c （2）100 100 （3）更小 （4）74 【解析】（1）由题意可知，当控制电路电流达到时衔铁被吸合，制冷系统工作，所以题图甲中，应将端与端相连。 （2）[1][2]若设置电池温度为50℃启动制冷系统，由题图乙可知，当温度为50℃时，的阻值为，此时控制电路的总电阻 由串联电路的电阻规律，可知滑动变阻器接入的电阻 （3）温度越低，热敏电阻阻值越大，因为控制电路的启动电流不变，即总电阻R不变，此时滑动变阻器阻值应该调到更小。 （4）当滑动变阻器的最大阻值为时，热敏电阻的阻值 由题图乙可知此时对应的温度为74℃ 10．某同学设计了一个加速度计，如图，较重的滑块2可以在光滑的框架1中平移，滑块两侧用弹簧3拉着。R为滑动变阻器，4是滑动片，它与电阻器任一端间的电阻值都与它到这端的距离成正比，这个装置实际上是一个加速度传感器。工作时将框架固定在被测物体上，使弹簧及电阻R均与物体的运动方向平行。当被测物体加速运动时，滑块将在弹簧的作用下，以同样的加速度运动。通过电路中仪表的读数，可以得知加速度的大小。已知两个电池E的电动势相同，均为，内阻可以忽略不计。滑块的质量为，两弹簧的劲度系数均为，变阻器的全长，被测物体可能达到的最大加速度为（此时弹簧仍为弹性形变），电压表为指针式直流电压表（可视为理想电压表），零刻度在表盘中央（即可显示正负电压），当P端的电势高于Q端时，指针向零点右侧偏转。当被测物体的加速度为零时，电压表的示数为零；当被测物体的加速度达到最大时，电压表的示数为满偏量程。 （1）当加速度为零时，应将滑动片调到距电阻器左端_______cm处（结果保留两位有效数字）； （2）当物体具有图示方向的加速度a时，电压表的指针将向零点_______（填“左”、“右”）侧偏转； （3）所给电压表量程为_______V。 【答案】（1）4.0 （2）左 （3）9 【解析】（1）加速度为零时，滑块应处于电阻器的中央，电阻器全长8.0cm，应将滑动片调到距电阻器左端4.0cm处。 （2）当物体具有图示方向的加速度a时，滑块所受的弹簧的拉力的合力向右，滑块向左移动，根据顺着电流方向电势降低，可知P端的电势低于Q端的电势，则电压表的指针将向零点左侧偏转。 （3）设加速度最大时，滑块向左移动的距离为，根据牛顿第二定律得 解得 此时电压表的读数为 故电压表的量程应为9V。 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 $