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第四章电磁振荡与电磁波+第五章传感器章末复习
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放
电
放
电
充
电
充
电
+
-
电磁振荡的产生
如果在空间某域中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产生周期性变化的磁场，这个变化的磁场又在它周围空间产生新的周期性变化的电场……。变化的电场和变化的磁场是相互联系的，形成一个不可分离的统一体，这就是电磁场。变化的电场和变化的磁场交替产生，由近及远地传播。这种变化的电磁场在空间以一定的速度传播的过程叫做电磁波。
B
B
E
E
E
E
无线电波的发射
有效发射电磁波的条件和方法：
第一：要有足够高的振荡频率。振荡电路向外界辐射能量的本领，与振荡频率密切相关。频率越高，发射电磁波的本领就越大。
第二：振荡电路的电场和磁场必须分散到尽可能大的空间，这样才能有效地把能量辐射出去。
由闭合电路变成开放电路
电磁波谱
电磁波谱：各种电磁波按照波长大小或频率高低的顺序排列成谱。
传感器
指这样一类元件或装置：它能够感知诸如力、温度、光、声、磁场、化学成分等非电学量，并把它们按照一定的规律转化成电压、电流等电学量，或转化为电路的通断。
作用：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。
光敏电阻
1. 特点：光照越强，电阻越小。
2. 电阻变化的原因：
光敏电阻的构成物质为硫化镉是半导体材料，无光照时，载流子极少，导电性能不好；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。
4. 应用：如：光电计数装置
与热敏电阻相比，金属热电阻的化学稳定性好，测温范围大，但灵敏度较差。
温度
电阻
金属热电阻和热敏电阻
温度传感器
金属热电阻和热敏电阻
电阻应变片
电阻应变片
1. 电阻应变效应：金属导体在外力作用下发生机械形变（伸长或缩短）时，其电阻随着它所受机械形变的变化而发生变化的现象，称为金属的电阻应变效应。
2. 电阻应变片：金属电阻应变片就是利用电阻应变效应原理制成的。电阻应变片能够把物体形变这个力学量转换成为电阻这个电学量。
实验1 门窗防盗报警装置
当门窗紧闭时，蜂鸣器不响，指示灯亮；
当门窗被打开时，蜂鸣器发出声音警报，指示灯灭。
靠近，蜂鸣器不响，指示灯亮；
远离，蜂鸣器发出声音警报，指示灯灭。
干簧管
实验电路图及工作原理
当门窗紧闭时，磁体M靠近干簧管SA，干簧管两个簧片被磁化相吸而接通继电器线圈K，使继电器工作。继电器的动触点c与常开触点a接通，发光二极管LED发光，显示电路处于正常工作状态。
当门窗开启时，磁体离开干簧管，干簧管失磁断开，继电器被断电。继电器的动触点c与常闭触点b接通，蜂鸣器H发声报警。
闭合电路开关S，系统处于防盗状态。
实验2 光控开关
在天色暗到一定程度时让路灯自动开启，而在天明时自动熄灭。
光照弱，路灯开启
光照强，路灯熄灭
光敏电阻
晶体三极管
电路工作原理
当环境光比较强时，光敏电阻RG的阻值很小，三极管不导通，发光二极管或继电器所在的回路相当于断路，即发光二极管不工作；继电器处于常开状态，小灯泡L不亮。
当环境光比较弱时，光敏电阻RG的阻值变大，三极管导通，且获得足够的基极电流，产生较大的集电极电流，点亮发光二极管或驱动继电器吸合而点亮小灯泡L。
1. 下列说法中正确的是（ ）
A. 在电磁波谱中，最容易发生明显衍射现象的是γ射线
B. 电磁波在真空中传播时的电场强度与磁感应强度B互相平行
C. 在电磁波发射技术中，使载波随各种信号而改变的技术叫作调制
D. 在真空中无线电波、红外线、可见光、紫外线的波长依次变短，速度依次变小
C
2. 关于传感器及其应用，下列说法中正确的是（ ）
A. 霍尔元件是把磁感应强度这个磁学量转换成电压这个电学量
B. 干簧管是根据热胀冷缩的原理制成的，在电路中能起到开关的作用
C. 热敏电阻能够把 温度这个热学量转换为电阻这个电学量，但是金属热电阻不能
D. 金属电阻应变片是利用金属的电阻应变效应制成的，即金属丝受拉力时电阻变小，受压力时电阻变大
A
3.如图为电容式传感器的原理图，其中的某个量的变化，能够引起电容的变化，通过测定电容就可以确定上述物理量的变化。下列说法正确的是（ ）
A. 传感器是通过电容的变化确定液面高度的变化
B. 传感器是通过电容的变化确定电介质厚度的变化
C. 液面升高，则电容器电介质的相对介电常数变大
D. 液面升高，则电容器的正对面积变小
A
4.关于以下三个传感器元件，下列说法正确的是（ ）
A. 图甲，被测物体向左移，则电容器的电容变小
B. 图乙，物体1连接软铁芯2，软铁芯2插在空心线图3中，当物体1向右发生微小位移时， 线圈自感系数变大
C. 图丙，霍尔元件左右移动时，发生了电磁感应从而产生霍尔电压
D. 三个都是位移传感器，即将位移量转换为电学量
D
5.如图，把线圈(内阻不计)电容器、电源、电阻和单刀双掷开关连成图示电路。把电压传感器(图中未画出)的两端分别连在电容器的两个极板M、N上。先把开关置于a侧，
一段时间后再把开关置于b侧，从此刻开始计时，
电压随时间t变化的图像正确的是（ ）
C
6.如图甲，条形码扫描笔的原理是扫描笔头在条形码上匀速移动时，遇到黑色线条，发光二极管发出的光线将被吸收，光敏三极管接收不到反射光，呈高阻抗；遇到白色间隔，光线被反射到光敏三极管，光敏三极管呈低阻抗。光敏三极管将条形码变成一个个电脉冲信号，信号经信号处理系统处理，即完成对条形码信息的识别，等效电路图如图乙，其中R为光敏三极管的等效电阻，R0为定值电阻，下列判断正确的是（ ）
A. 当扫描笔头在黑色线条上移动时，信号处理系统获得高电压
B. 当扫描笔头在白色间隔上移动时，信号处理系统获得高电压
C. 扫描速度对信号处理系统接收到的电压信号无影响
D. 扫描笔头外壳出现破损时仍然能正常工作
B
7.压敏电阻的阻值随所受压力的增大而减小，可以利用压敏电阻设计一个电路来判断升降机的运动情况，其工作原理图如图甲。将压敏电阻固定在升降机底板上，其上放置一个绝缘物块。0~t1时间内升降机匀速下降，从0时刻开始，电流表中电流随时间变化的情况如图乙，下列说法中正确的是（ ）
A. t1~t2时间内，升降机加速度的大小可能先减小后增大
B. t2~t3时间内，升降机处于静止状态
C. t3~t4时间内，升降机可能处于失重状态
D. t3~t4时间内，升降机可能一直减速下降
D
8.一理想变压器原、副线圈的匝数比为10:1，原线圈输人电压的变化规律如图甲，副线圈所接电路如图乙，R为定值电阻，R1为光敏电阻(其电阻随光照强度增大而减小)，下列说法正确的是（ ）
A. 副线圈输出电压为31.1V
B. 副线圈输出电压的频率为5Hz
C. 光照强度减小时，原线圈的电流增大
D. 光照强度增大时，变压器的输入功率增大
D
9.（多选）5G 通信即将推广普及，我国自主研发设计的5G 通信技术走在了世界的前列。5G信号所使用的电磁波按照频率划分可以分为两种，一种是频率在6 GHz以下的电磁波，这和我们目前的 2/3/4G差别不算太大，还有一种是频率在 24 GHz以上的电磁波。对于电磁波，下面说法正确的有（ ）
A. 频率为 24GHz的电磁波的波长大约为0.1cm
B. 波长越短，准直性越好,绕射能力越弱
C. 频率越高，可能加载的信息密度也越高
D. 频率越高的电磁波传播速度越大
BC
10.（多选）关于电磁波的发射、传播及接收过程，下列说法正确的是（ ）
A. 信号源发射出的电磁波是由自由电子周期运动而产生的
B. 电磁波发射装置主要由振荡器和开放电路两部分组成，振荡器的作用是产生高频振荡电流和对开放电路供给能量
C. 短波应用于移动通信、电视、雷达等
D. 调节频道主要是在调节LC振荡电路中的电容C，改变其固有频率而产生“电谐振”现象
ABD
11.（多选）如图为苹果自动分拣装置示意图，该装置可以把质量不同的苹果自动分拣后分别进人两通道。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，当电磁铁磁力达到某一阈值时，便可吸动分拣开关的衔铁，分拣板可绕0点转动，使苹果落入下通道，不计线圈导线的电阻。则下列说法正确的是（ ）
A. 经过分拣，质量小的苹果落入下通道
B. 为了分拣出质量更大的苹果，
可以减小电源的输出电压
C. 为了分拣出质量更大的苹果，
可以减少缠绕电磁铁线圈匝数
D. 为了分拣出质量更大的苹果，可以减小电阻R2的阻值
BC
12.（多选）如图，R0为热敏电阻(温度降低，电阻增大)，D为理想二极管(正向电阻为零，反向电阻无穷大)，C为平行板电容器，C中央有一带电液滴刚好静止，M点接地，开关K闭合。下列各项单独操作可能使带电液滴向上运动的是（ ）
A. 滑动变阻器R的滑片P向上移动
B. 将热敏电阻R0加热
C. 开关K断开
D. 电容器C的上极板向上移动
AD
13.某实验小组设计了一个声、光灯光控制系统。声、光控制开关需要同时满足光线较暗、有活动声音时才接通电路的工作要求。其示意图如图甲。
(1)声、光控制开关中的声控继电器与光控继电器是 （填“并联” 或 “串联” )关系。
(2)其中光控继电器的电路结构如图乙。已知环境亮度越大，光敏元件阻值越小，当电路电流小于某阈值几时，继电器开始工作。在设定的光照度条件下调节滑动变阻器，使继电器恰好开始工作，此时电流表示数如图丙，此时
(3)为了节约用电，需要降低光照度阈值，应该把滑动变阻器阻值调 。
（1）串联 （2）0.42 （3）小
14.现要组装一个酒精测试仪，它利用一种二氧化锡半导体型酒精气体传感器，此传感器的电阻R随酒精气体浓度的变化而变化，人呼出的气体中的酒精气体浓度与人血液中酒精含量有关，因此得出此传感器电阻R与人的血液酒精含量的对应关系，如图甲。目前国际公认的酒驾标准是“”，醉驾标准是“血液酒精含量≥0.8mg/mL”。提供的器材有:
A. 二氧化锡半导体型酒精气体传感器R
B. 直流电源(电动势为4V，内阻不计)
C. 电压表(量程为0~3V，内阻非常大，作为酒精含量表使用)
D. 电阻箱(最大阻值为 999.9Ω)
E. 定值电阻 R1(阻值为 50 Ω)
F. 定值电阻R2(阻值为10Ω)
G. 单刀双掷开关一个，导线若干
(1)图乙是酒精测试仪电路图,电路中R应选用定值电阻 (填“R1”或“R2”);
(2)为便于识别，按照下列步骤调节此测试仪:
①电路接通前，先将电阻箱调为 30.0Ω，
然后开关向 (填“a 或 “b”)端闭合，
将电压表此时指针对应的刻度线标记为 mg/mL;
②逐步减小电阻箱的阻值，电压表的示数不断变大，
按照甲图数据将电压表上“电压”刻度线标为“酒精含量”，
此表的刻度线上对应的酒精含量值是 (填“均匀”或“非均匀”)变化的:
③将开关向另一端闭合，测试仪即可正常使用。
(3)某同学将调试好的酒精测试仪靠近酒精瓶口，发现电压表示数为2V，则此电压值对应的酒精含量 (填 “有” 或 “没有” )达到醉驾标准。
（1）R2 （2）a 0.2 非均匀（3）有
15.图甲虚线框所示是电子秤测量部分的原理图，压力传感器的电阻R随压力F的变化如图乙。开关闭合后，测量部分两端的电压恒为 6.0V。电流表的量程为0~0.6A。电流表的内阻、踏板和压杆的质量可以忽略不计。求:
(1)空载时，电流表的示数;
(2)可以称量物体的最大值:
(3)试写出电流表示数I与压力F的变化关系式。
（1）0.02A （2）1450N （3）
16.某同学制作恒温室，室温保持在45℃左右。他设计了如图的控温装置，通过电磁继电器的电流达到一定值时，电磁继电器将把衔铁吸下，触点CD断开，结合水银温度计可以控制室温。
(1)为实现温度高于45 ℃时，电热丝停止加热，温度低于45 ℃时，电热丝开始加热，请连接电路图。
(2)E1内阻不计，当滑动变阻器的滑片调至最左端、时，电接点水银温度计达到45℃，电磁继电器达到工作电流值；当滑动变阻器调至、时，电接点水银温度计达到45℃，电磁继电器达到工作电流值，求水银温度计达到45℃时的等效电阻的阻值。
(3)当电源、内阻r2=2Ω时，为使电热丝的发热功率最大，应将电热丝的电阻调到多大 最大功率是多少
（1）如图 （2）60Ω （3）2Ω 72W
17.某物理兴趣小组找到了一个热敏电阻 R，想利用热敏电阻的阻值随温度升高而减小的特点来制作一个简易的温度计。该小组查到了该热敏电阻的阻值随温度变化的一些信息如图甲。他们准备的实验器材如下：干电池(电动势为1.5V，内阻不计)毫安表(量程为0~10mA，内阻RA为400Ω)，滑动变阻器R1，开关、导线若干。
(1)若直接将干电池、开关、毫安表、热敏电阻R串接成一个电路作为测温装置，求该电路能测得的最高温度。
(2)现在该兴趣小组想让测温范围大一些，使该电路能测得的最高度为 100℃，他们又设计了如图乙的电路图。
a.将该热敏电阻R做防水处理后放入100℃的沸水中，一段时间后闭合开关，调节滑动变阻器使毫安表指针满偏，此时滑动变阻器R1接入电路的阳值是多少
b.保持滑动变阻器R1接人电路的电阳不变，他们在实验室中找来了一瓶水，把热敏电阻R水平放人水中，一段时间后闭合开关，发现毫安表的示数为8.0mA，则测得水的温度是多少
c. 写出毫安表的电流值I(单位:mA)和温度单位:℃)的关系式。
（1）80℃ （2）10Ω （3）25℃

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