电磁波和传感器
考试要求
框架
知识点1 电磁波的发现 1．电磁波的发现
麦克斯韦从电磁场理论出发，运用了较为深奥的数学工具，得到了描述电磁场特性的规律，并预言了电磁波的存在．10年后，他的学生赫兹用实验方法证实了麦克斯韦的伟大预言，发射并接收了电磁波，从而开创了无线电技术的新时代． 2．麦克斯韦的理论
要点一：变化的磁场产生电场
麦克斯韦认为线圈只不过用来显示电场的存在，线圈不存在时，变化的磁场同样在周围空间产生电场，即这是一种普遍存在的现象，跟闭合电路是否存在无关． 要点二：变化的电场产生磁场
我们知道，电流周围存在着磁场，麦克斯韦研究了电现象和磁现象的相似和联系．经过反复思考提出一个假设，变化的电场产生磁场．
这一点，我们从哲学上知道，事物之间是相互联系的，可以相互转化．
比如根据麦克斯韦的理论，在给电容器充电的时候，不仅导体中电流要产生磁场，而且在电容器两极板间周期性变化着的电场周围也要产生磁场． 3．电磁波的特点：
①是横波；
②是物质波，真空中也能传播，能独立存在（与机械波不同）； ③具有反射、折射、干涉、衍射等波的一切特性；
④波速公式c =λf （c 为真空中速度，电磁波在真空中速度等于光速c =3⨯108m /s ）．
4．电磁波谱
5机械波：机械波属于力学现象，它传播时需要介质，在介质中的传播速度由介质决定，它与机械波的频率无关．机械波不能在真空中传播，机械波在传播的过程中，质点的位移随时间和空间周期性变化．
电磁波：电磁波属于电磁现象，它的传播不需要介质，它本身就是一种物质．电磁波可以在真空中传播，传播速度是光速c =3⨯108．电磁波在传播过程中，其电场、磁场随时间和空间周期性的变化．
机械波与电磁波都有反射、折射、干涉、衍射现象． 6．总结、扩展
麦克斯韦的电磁场理论三点
（1）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）均匀变化的磁场，产生稳定的电场，均匀变化的电场，产生稳定的磁场．这里的“均匀变化”指在相
等时间内磁感应强度（或电场强度）的变化量相等，或者说磁感应强度（或电场强度）对时间变化率一定．
（3）不均匀变化的磁场产生变化的电场，不均匀变化的电场产生变化的磁场
（4）振荡的（即周期性变化的）磁场产生同频率的振荡电场，振荡的电场产生同频率的振荡磁场． （5）变化的电场和变化的磁场总是相互联系着，形成一个不可分离的统一体，这就是电磁场，向周围
空间传播这就是电磁波．
知识点2 电磁振荡
1．大小和方向都做周期性迅速变化的电流，叫做振荡电流，产生振荡电流的电路叫做振荡电路．图中， 当开关置于线圈一侧时，由线圈 和电容器 组成的电路，就是最简单的振荡电路，称为振荡电路． 2．振荡电流的产生
当开关掷向线圈的一瞬间（图甲①），也就是电容器刚要放电的瞬间，电路里没有电流，电容器两极板上的电荷最多．从场的观点来看，此时电
容器里的电场最强，电路里的能量全部储存在电容器的电场中．电容器开始放电后，由于线圈的自感作用，放电电流不能立刻达到最大值，而是由零逐渐增大，同时电容器极板上的电荷逐渐减少．到放电完毕时，电容器极板上没有电荷，放电电流达到最大值（图甲②）．在这个过程中，电容器里的电场逐渐减弱，线圈的磁场逐渐增强，电场能逐渐转化为磁场能．在放电完毕的瞬间，电场能全部转化为磁场能．电容器放电完毕时，由于线圈的自感作用，电流并不会立即减小为零，而要保持原来的方向继续流动，并逐渐减小．由于电流在继续流动，电容器在与原来相反的方向重新充电，电容器两极板带上相反的电荷，并且电荷逐渐增多．到反方向充电完毕的瞬间，电流减小为零，电容器极板上的电荷量达到最大值（图甲③）．在这个过程中，线圈的磁场逐渐减弱，电容器里的电场逐渐增强，磁场能逐渐转化为电场能．到反方向充电完毕的瞬间，磁场能全部转化为电场能．此后电容器再放电、再充电（图甲④⑤）．这样不断地充电和放电，电路中就出现了大小、方向都在变化的电流，即出现了振荡电流．在这个过程中，电容器极板上的电荷量 、电路中的电流 、电容器里的电场场度 、线圈里的磁感应强度 ，都在周期性地变化着．这种现象就是电磁振荡．在电磁振荡的过程中，电场能和磁场能发生周期性的转化．图乙、丙表示电路中的电流i 和电容器极板上的电荷量q 周期性变化的情况．
① ② ③ ④ ⑤
甲 电磁振荡过程
乙 电流的周期性变化（以图甲中顺时针方向电流为正）
① ② ③ ④ ⑤
丙 电容器极板上电荷量的周期性变化（q 为图甲中上面极板的电荷量）
3．无阻尼振荡和阻尼振荡
（1）振荡电路中，若没有能量损耗，则振荡电流的振幅（I m ）将不变，如图所示，叫做无阻尼振荡（或
等幅振荡）
（2）阻尼振荡，任何振荡电路中，总存在能量损耗，使振荡电流i 的振幅逐渐减小，如图所示，这叫做阻
尼振荡（或叫减幅振荡），如果用振荡器周期性地给振荡电路补充能量，就可以保持等幅振荡，这类似于受迫振动．
4．电磁振动的周期和频率
周期公式T =2 频率公式f =
1 T
LC 振荡电路的周期公式，频率公式要理解其物理含义，它只由电路本身的特性（L 、C 值）决定，所
以叫做固有周期和固有频率，应用中，通过改变LC 回路中的电感L 或电容C ，周期和频率也随之改变，满足各种需要．
知识点3 无线电波的发射和接收、电视和雷达 1．无线电波的发射 （1）发射电磁波的条件
第一，要有足够高的频率；第二，电路必须开放，使振荡电路的电场和磁场分散到尽可能大的空间． （2）发射电磁波是利用它传播某种信号，因此必须进行调制．所谓调制，就是要把传播的信号加在电磁
波上的过程，有调幅和调频两种方式． 2．无线电波的接收
无线电波的接收过程是：调谐电路利用电谐振的原理接收所需的电磁波，再通过检波器检波得到电磁波所携带的信号．
（1）当接收电路的固有频率跟接收到的电磁波的频率相同时，接收电路中产生的振荡电流最强，这种现
象叫电谐振．
（2）使接收电路产生电谐振的过程叫调谐．
（3）从接收到的高频电路中“检出”所携带信号的过程叫检波，也叫解调，它是调制的逆过程． 3．电视的基本原理
在电视发射端，由摄像管摄取景物并将反射的光转变为电信号的过程就叫摄像，这个过程由摄像管完成．在电视接收端，由电视接收机的显像管把电信号还原成景物的像，这一过程中要进行调谐、检波等过程．电视信号的传播主要通过无线传播． 4．雷达的基本原理
雷达是用电磁波来判定物体位置的电子设备．雷达向某一方向发射电磁波时，在显示器的荧光屏上呈现发射的尖形波，无线电波遇到障碍物反射回来，被雷达接收，在显示器的荧光屏上出现第二个尖形波，根据两个尖形波的距离，可得到障碍物到雷达的距离，再根据发射电磁波的方向和仰角，便可判定障碍物的位置．利用多普勒效应可测出移动物体的速度．雷达是利用电磁波的微波段工作的．
例题
【例1】 下列关于电磁波的叙述中，正确的是（ ）
A ．电磁波是由电磁场由发生区域向远处传播
B ．电磁波在任何介质中的传播速度均为c =3.0⨯108m/s C ．电磁波由真空进入介质传播时，波长将变短 D ．电磁波不能产生干涉和衍射现象
【例2】 关于机械波和电磁波，下列说法中错误的是（ ）
A ．机械波和电磁波都可以在真空中传播 B ．机械波和电磁波都可以传递能量
C ．波长、频率和波速间的关系，即v =λf 对机械波和电磁波都适用 D ．机械波和电磁波都能发生干涉和衍射现象
【例3】 关于电磁场和电磁波，说法正确的是（ ）
A ．只有不均匀变化的磁场，才能在其周围空间产生电场 B ．电磁波的频率等于激起电磁波的振荡电流的频率 C ．电磁波能脱离电荷而独立存在 D ．电磁波的传播速度一定是3⨯108m/s
【例4】 某电磁波从真空进入介质后，发生变化的物理量有（ ）
A ．频率 B ．波速和频率 C ．波长和波速 D ．频率和能量
【例5】 根据麦克斯韦电磁理论，下述正确的是（ ）
A ．在电场周围一定产生磁场，磁场周围一定产生电场
B ．在变化的电场周围一定产生变化的磁场，变化的磁场周围一定产生变化的电场 C ．均匀变化的电场周围一定产生均匀变化的磁场 D ．振荡的电场一定产生同频率振荡的磁场
【例6】 在如图所示的四个电场与时间的关系图象中，不能产生磁场的是图_______，能产生稳定磁场的
图是________，能产生电磁波的是图__________．
【例7】 关于电磁振荡电磁波，下列说法正确的是（ ）
A ．当LC 电路里有振荡电流时，电路里就产生了电磁振荡 B ．LC 电路里电场能和磁场能的周期性交替变化叫电磁振荡
C ．只要空间某处的电场或磁场发生了变化，就会在其周围空间产生电磁波 D ．电磁场在空间的传播叫电磁波
【例8】 下列说法正确的是（ ）
A ．发射出去的无线电波，可以传播到无限远
B ．无线电波遇到导体，就可在导体中激起同频率的振荡电流 C ．波长越短的无线电波，越接近直线传播 D ．移动电话也是通过无线电进行通讯的
【例9】 实际发射无线电波如图所示．高频振荡器产生高频等幅振荡如图甲中所示，人对着话筒说话低频
振荡如图乙所示．根据以上图象，发射出去的电磁波图象是下图中哪一个（ ）
【例10】 要增大LC 振荡回路的频率，可采取的办法是：（ ）
A ．增大电容器两极板正对面积 C ．在线圈中放入软铁棒做铁芯
B ．减少极板带电荷量 D ．减少线圈匝数
【例11】 当LC 振荡电路中的电流达到最大值时，L 中磁场的磁感应强度B 和电容器C 中电场的场强E 是
（ ）
A ．B 和E 都达到最大值
B ．B 和E 都为零
D ．B 为零而E 达到最大值
C ．B 达到最大值而E 为零
【例12】 在LC 振荡电路中，当电容器上的电量最大（充电完毕）的瞬间，这时（ ）
A ．电场能正在向磁场能转化 B ．磁场能正在向电场能转化 C ．电场能向磁场能转化刚好完毕 D ．磁场能向电场能转化刚好完毕
【例13】 图中是一个LC 振荡电路电流随时间变化图象，下述看法中正确的是（ ）
A ．在t 1时刻电容器两端电压最大 B ．在t 1时刻电容器带的电荷量为零 C ．在t 2时刻电路中只有电场能 D ．在t 2时刻电容器两板间电压最大
【例14】 如图所示为LC 振荡电路中电容器极板上的电荷量q 随时间t 变化的图象，由图可知（ ）
A ．在t 1时刻，电路中的磁场能最小 B ．从t 1到t 2，电路中的电流值不断变小 C ．从t 2到t 3，电容器不断充电 D ．在t 4时刻，电容器的电场能最小
LC 回路中电容器两端的电压U 随时间t 变化的关系如图所示，则（ ） 【例15】
A ．在时刻t 1电路中电流最大 B ．在时刻t 2电路中的磁场能量大 C ．从时刻t 2到时刻t 3，电路中电场能增大 D ．从时刻t 3到t 4，电容的带电量不断增大
【例16】 某LC 振荡电路的电流按图甲所示的规律变化，则图乙所示的瞬间状态对应于图甲中的哪一点（设
逆时针方向电流为正）（ ）
A ．a 点
B ．b 点
C ．c 点
D ．d 点
【例17】 电容为C 的电容器充电到两极板间电压为U ，然后断开电源让它通过自感系数为L 的线圈放电，
在第一次放电完毕的过程中，流过线圈的电荷量为_________，流过电路的平均电流为__________．
【例18】 某雷达工作时，发射电磁波的波长λ=20cm ，每秒脉冲数n =5000，每个脉冲持续时间t =0.02μs ，
求：
（1）电磁波的频率是多少? （2）最大侦察距离是多少?
【例19】 我国中波波段的频率范围是535~1605kHz ，为了收到整个频率范围内各电台的播音，求：
（1）可变电容最大值与最小值之比；
（2）当电容器动片全部旋出时，应能收到的电台讯号频率； （3）若LC 回路中L 不变，而最小电容为40pF ，那么L 多大?
【例20】 在LC 振荡电路中，如已知电容C ，并测得电路的固有周期T ，即可求得电感L ．为了提高精度，
需要多次改变C 值并测得相应的T 值，现将测得的五组数据标示在以C 为横坐标、T 2为纵坐标的坐标纸上，即如图中用“ ”表示的点． （1）T 、L 、C 的关系为．
（2）根据图中给出的数据点做出T 2与C 的关系图线． （3）求得的L 值是多少．
框架
知识点4 传感器的含义
传感器是指这样一类元件：它能够感受诸如位移、速度、力、温度、湿度、流量、声强、温度、光、声、化学成分等等非电学量，并能把它们按照一定的规律转换为电压、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以后，就可以很方便地进行测量、传输、处理和自动控制了．
一般由敏感元件、转换器件、转换电路三个部分组成，通过敏感元件获取外界信息并转换成电信号，通过输出部分输出，然后经控制器分析处理．
非电物理
→敏感元件
→
转换器件
→
转换电路
→
电学量
知识点4 传感器的分类
1．力电传感器 2．热电传感器 3．光电传感器 4．声电传感器 5．电容式传感器 6．磁电传感器 7．超声波传感器 8．气敏传感器等 知识点5 传感器的简单应用 1．力电传感器
力电传感器主要是利用敏感元件和变阻器把力学信号（位移、速度、加速度等）转化为电学信号（电压、电流等）的仪器．力电传感器广泛地应用于社会生产、现代科技中，如安装在导弹、飞机、潜艇和宇宙飞船上的惯性导航系统及ABS 防抱死制动系统等． 2．热电传感器
热电传感器是利用热敏电阻的阻值会随温度的升高减小（与金属热电阻的特性相反）的原理制成的，它能用把温度这个热学量转换为电压这个电学量．如各种家用电器（空调、冰箱、热水器、饮水机等）的温度控制、火警报警器、恒温箱等． 3．温度传感器的应用
温度传感器是将温度这个热学量转化为电流这个电学量的． 4．光电传感器
光电传感器中的主要部件是光敏电阻或光电管．
光敏电阻：光敏电阻的材料是一种半导体，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，导电性能变好，光敏电阻的阻值随光照强度的增大而减小的．光敏电阻能够把光强度这个光学量转换为电阻这个电学量．它就象人的眼睛，可以看到光线的强弱．
自动冲水机、路灯的控制、鼠标器、光电计数器、烟雾报警器等都是利用了光电传感器的原理． 5．磁电传感器——霍尔元件的应用
霍尔元件是将电磁感应这个磁学量转化为电压这个电学量的元件． 霍尔效应
通有电流的导体或半导体薄片置于磁场中，由于受到洛仑兹力的作用，载流子将向薄片侧边积累，则在垂直于电流I 和磁场B 的方向上出现一个电位差U H ，这个现象称为霍尔效应，U H 称为霍尔电压．
U H R H
IB
，式中R H 叫霍尔系数．b 为厚度． b
例题
【例21】 下列说法正确的是（ ）
A ．传感器担负着信息采集的任务 B ．干簧管是一种磁传感器
C ．传感器不是电视遥控接收器的主要元件
D ．传感器是能够将力、温度、光、声、化学成分转换为电信号的主要工具
【例22】 热敏电阻随温度升高而________，光敏电阻在光照射下其电阻显著________．
【例23】 如图所示，是一种测定角度的传感器，当彼此绝缘的金属板构成的动片和定片之间的角度θ发生
变化时，试分析传感器是如何将这种变化转化为电学量的?
【例24】 如图所示是电阻式温度计，一般是利用金属铂做的，已知铂丝的
电阻随温度的变化情况，测出铂丝的电阻就可以知道其温度．这实际上是一个传感器，它是将________转化为________来进行测量的．
【例25】 如图所示是一火警器的一部分电路示意图，其中R 2为半导体热敏材料制成的传感器，电流表为
值班室的显示器，a 、b 之间接报警器．当传感器R 2所在处出现火情时，显示器的电流I 、报警器两端的电压U 的变化情况是（ ）
A ．I 变大，U 变大 B ．I 变小，U 变小 C ．I 变小，U 变大 D ．I 变大，U 变小
【例26】 在自动恒温装置中，某种半导体材料的电阻率与温度的关系如图所示，已
知这种材料具有发热和控温双重功能，下列说法正确的是：
（1）通电前材料的温度低于t 1，通电后，电压保持不变，它们功率是（ ） A ．先增大后减小 B ．先减小后增大
C ．达到某一温度后功率不变 D ．功率一直在变化
（2）其产生的热量与散发的热量相等时，温度保持在（ ） A ．t 1
B ．t 2
C ．t 1到t 2的某个温度上
D ．大于t 2的某个温度上
【例27】 如图所示为光敏电阻自动计数器的示意图，其中A 是发光仪器，B 是传送带上物品，R 1为光敏电
阻，R 2为定值电阻，此光电计数器的基本工作原理是（ ）
A ．当有光照射R 1时，信号处理系统获得高电压
B ．当有光照射R 1时，信号处理系统获得低电压
C ．信号处理系统每获得一次低电压就记数一次
D ．信号处理系统每获得一次高电压就记数一次
【例28】 在如图的电路中，电源两端的电压恒定，L 为小灯泡，R 为
光敏电阻，D 为发光二极管（电流越大，发出的光越强），且R 与D 间距不变，下列说法正确的是（ ）
A ．当滑动触头P 向左移动时，L 消耗的功率增大
B ．当滑动触头P 向左移动时，L 消耗的功率减少
C ．当滑动触头P 向右移时，L 消耗的功率可能不变
D ．无论怎样移动触头P ，L 消耗的功率都不变
【例29】 电容式话筒的保真度比动圈式话筒好，其工作原理如图所示．Q 是绝缘支架，薄金属膜M 和固定
电极N 形成一个电容器，被直流电源充电，当声波使膜片振动时，电容发生变化，电路中形成变化的电流．当膜片向右运动的过程中有（ ）
A ．电容变大
B ．电容变小
C ．导线AB 中有向左的电流
D ．导线AB 中有向右的电流
【例30】 霍尔元件能转换哪两个量（ ）
A ．把温度这个热学量转换为电阻这个电学量
B ．把磁感应强度这个磁学量转换为电压这个电学量
C ．把力转换为电压这个电学量
D ．把光照强弱这个光学量转换为电阻这个电学量
【例31】 如图所示是一个路灯自动控制门电路．天黑了，路灯自动接通，天亮了，路灯自动熄灭．R G 是光
敏电阻（有光照射时，阻值会显著减小），R 是分压电阻，J 是路灯总开关控制继电器（路灯电路未画），虚线框内应安装的门电路是（ ）
信号处理系统
A ．与门电路 B ．非门电路
C ．或门电路 D ．前面三种电路都可以
【例32】 演示位移传感器的工作原理如图所示，物体M 在导轨上平移时，带动滑动变阻器的金属滑杆P ，
通过电压表显示的数据来反映物体位移的大小x ．假设电压表是理想的，则下列说法正确的是（ ）
A ．物体M 运动时，电源内的电流会发生变化
B ．物体M 运动时，电压表的示数会发生变化
C ．物体M 不动时，电路中没有电流
D ．物体M 不动时，电压表没有示数
【例33】 如图所示是测定位移x 的电容式传感器，其工作原理是哪个量的变化，造成其电容的变化（ ）
A ．电介质进入极板的长度 B ．两极板间距
C ．两极板正对面积 D ．极板所带电荷量
【例34】 如图所示，将多用表的选择开关置于“欧姆”挡，再将电表的两支表笔与负温度
系数的热敏电阻 R t （负温度系数热敏电阻是指阻值随温度的升高而减小的热
敏电阻）的两端相连，这时表针恰好指在刻度盘的正中间．若往R t 上擦一些
酒精，表针将向________（填“左”或“右”）移动；若用吹风机将热风吹向电阻，
表针将向________（填“左”或“右”）移动． 【例35】 如图所示，将多用电表的选择开关置于欧姆档，再将电表的两支表笔分别与光敏电阻R t 的两端相
连，这时表针恰好指在刻度盘的正中间．若用不透光的黑纸将R t 包裹起来，表针将向_______（填“左”或“右”）转动；若用手电筒光照射R t ，表针将向_______（填“左”或“右”）转动．
【例36】 利用传感器和计算机可以测量快速变化的力，如图是用这种方法获得弹性绳中拉力F 随时间t 变
化的图线．实验时，把小球举高到绳子的悬点O 处，然后让其自由下落，根据图线所提供的信息可判定（ ）
A ．t 1时刻小球速度最大
B ．t 2时刻绳子最长
C ．t 3时刻小球动能最大
D ．t 3与t 4时刻小球动能相同
【例37】 如图所示为用热敏电阻R 和继电器L 等组成的一个简单的恒温控制电路，其中热敏电阻的阻值会
随温度的升高而减小．电源甲与继电器、热敏电阻等组成控制电路，电源乙与恒温箱加热器（图中未画出）相连接．则（ ）
A ．当温度降低到某一数值，衔铁P 将会被吸下
B ．当温度升高到某一数值，衔铁P 将会被吸下
C ．工作时，应该把恒温箱内的加热器接在C 、D 端
D ．工作时，应该把恒温箱内的加热器接在A 、B 端
【例38】 一种半导体材料称为“霍尔材料”，用它制成的元件称为“霍尔元件”，这种材料有可定向移动的电
荷，称为“载流子”，每个载流子的电荷量大小为1个元电荷，即q ＝1.6×10－19C ，霍尔元件在自动检测、控制领域得到广泛应用，如录像机中用来测量录像磁鼓的转速、电梯中用来检测电梯门是否关闭以及自动控制升降电动机的电源的通断等．在一次实验中，一块霍尔材料制成的薄片宽ab ＝1.0×102m ，长bc ＝4.0×102m 、厚h ＝1×103m ．水平放置在竖直向上的磁感应强度B ＝1.5T －－－
的匀强磁场中，bc 方向通有I ＝3.0A 的电流．如图所示，沿宽度产生1.0×105V 的横向电压．
－
（1）假定载流子是电子，a 、b 两端中哪端电势较高？
（2）薄板中形成电流I 的载流子定向运动的速率多大？
【例39】 如图所示的装置可以测量汽车在水平路面上运动时的加速度．该装置是在矩形箱子的前、后壁上
各安装了一个压力传感器a 和b ．用两根相同的轻弹簧夹着一个质量m =2.0kg的滑块，滑块可无摩擦滑动；两弹簧的另一端分别压在a 、b 上，其压力大小可直接从传感器的液晶显示屏上读出．当弹簧作用在传感器上的力为压力时，示数为正；当弹簧作用在传感器上的力为拉力时，示数为负．现将装置沿运动方向固定在汽车上．汽车静止时，a 、b 的示数均为10N （取g =10m/s2）．
（1）若传感器b 的示数为14N ，a 的示数应该是多少？
（2）当汽车以什么样的加速度运动时，传感器b 的示数为零？
（3）若传感器b 的示数为-5N ，车的加速度大小和方向如何？
v
检测
1、 关于电磁波和声波，下列说法不正确的是（ ）
A ．两种波的传播都是能量传递的过程 B ．两种波从空气进入介质，波的频率均保持不变
C ．两种波的传播都需要介质 D ．两种波都能发生干涉和衍射现象
2、 通信的过程就是把信息尽快地从一处传递到另一处的过程．古代也采用过“无线”通讯的方式，如利用
火光传递信息的烽火台，利用声音传递信号的鼓等．关于声音与光，下列说法正确的是（ ）
A ．声音和光都是机械波
B ．声音和光都是电磁波 D ．声音是电磁波，光是机械波 C ．声音是机械波，光是电磁波
3、 根据麦克斯韦电磁场理论，下列说法正确的是（ ）
A ．电场周围一定产生磁场，磁场周围一定产生电场
B ．变化的电场周围一定产生磁场、变化的磁场周围一定产生电场
C ．变化的电场周围一定产生变化的磁场
D ．电磁波在真空中的传播速度为3.0 108m/s
4、 目前雷达发射的电磁波频率多在200MH z 至1000MHz 的范围内．下列关于雷达和电磁波说法正确的
是（ ）
A ．真空中上述雷达发射的电磁波的波长范围在0.3m 至1.5m 之间
B ．电磁波是由恒定不变的电场或磁场产生的
C ．测出从发射电磁波到接收反射波的时间间隔可以确定雷达和目标的距离
D ．波长越短的电磁波，反射性能越强
5、 某公司制成了一种不需要电池供电的“警示牌”．使用时只要用绝缘丝线将牌子挂到输电线上，如果这
条输电线上有电流流过，牌子上会显示一个分外明亮的英文提示语“ON”．它类似于常见的“小心触电”一类的牌子．这对于防止误触电起到了警示作用．以下说法中正确的是（ ）
A ．没有工作电源，却能够发出一个明亮的“ON”，显然违背了能量的转化与守恒定律，因此这则
报道是虚假的
B ．这种牌子内部必然安放有太阳能电池，否则绝不会发出明亮的“ON”
C ．这种牌子只能挂在有交变电流流过的输电线上，才会发出明亮的“ON”
D ．这种牌子无论挂在有交变电流还是有稳恒电流流过的输电线上，都会发出明亮的“ON”
6、 要想提高某LC 振荡电路发射电磁波的能力，以下措施可行的是（ ）
A ．将电感线圈中的铁芯抽出来
C ．增大电容器的电容
B ．减少电容器两极板的正对面积 D ．增加电感线圈的匝数
7、 家用电热灭蚊器中电热部分的主要部件是PTC 元件，PTC 元件是由酞酸钡等半导体材料制成的电阻
器，其电阻率与温度的关系如图所示，由于这种特性，PTC 元件具有发热、控温两重功能，对此以下说法中正确的是（ ）
A ．通电后其功率先增大后减小
B ．通电后其功率先减小后增大
C ．当其产生的热量与散发的热量相等时，温度保持在t 1至t 2的某一值不变
D ．当其产生的热量与散发的热量相等时，温度保持在t 1或t 2不变
8、 如图所示为检测某传感器的电路图．传感器上标有“3V，0.9W”的字样（传感器可看做一个纯电阻），
滑动变阻器R 0上标有“10Ω，1A”的字样，电流表的量程为0.6A ，电压表的量程为3V ．求：
（1）传感器的电阻和额定电流．
（2）为了确保电路各部分的安全，在a 、b 之间所加的电源电压最大值是多少？
作业
1、 下列说法中错误的是（ ）
A ．电磁波又叫无线电波
B ．电磁波的传播不需要任何介质
C ．电磁波的传播过程，就是电磁场能量的传播过程
D ．电磁波在各种介质中传播速率都相等
2、 有一LC 振荡电路能产生一定波长的电磁波，若要产生波长比原来短的电磁波，应（ ）
A ．增加线圈的匝数
B ．在线圈中插入铁芯
C ．减小电容器两极板的正对面积
D ．减小电容器两极板间的距离
3、 为了增大LC 振荡电路的固有频率，下列办法中可采取的是（ ）
A ．增大电容器两极板的正对面积并在线圈中放入铁芯
B ．减小电容器两极板间的距离并增加线圈的匝数
C ．减小电容器两极板间的距离并在线圈中放入铁芯
D ．减小电容器两极板的正对面积并减少线圈的匝数
4、 用遥控器调换电视机频道的过程，实际上就是传感器把光信号转化为电信号的过程．下列属于这类传
感器的是（ ）
A ．红外报警装置
B ．走廊照明灯的声控开关
C ．自动洗衣机中的压力传感装置
D ．电饭煲中控制加热和保温的温控器
5、 关于光敏电阻，下列说法正确的是（ ）
A ．受到光照越强，电阻越小
B ．受到光照越弱，电阻越小
C ．它的电阻与光照强弱无关
D ．以上说法都不正确
6、 某LC 振荡电路电感L =0.25H ，电容器的电容C =4μF ，在电容器开始放电瞬间（t =0），上板带正
电，下板带负电，则当t =2⨯10-3s 时电容器上板带__________电，电路中能量变化情况是_____________．
7、 电饭锅中的温度传感器主要元件是感温铁氧体，它的特点是：常温下具有铁磁
性，能够被磁铁吸引，但是上升到约103℃时，就失去了磁性，不能被磁体吸引了．这个温度在物理学中称为该材料的“居里温度”或“居里点”．
如图所示是电饭煲的电路图，S 1是一个控温开关，手动闭合后，当此开关温度达到居里点
（103℃）时，会自动断开．S 2是一个自动控温开关，当温度低于70℃时会自动闭合；温度高于80℃时，会自动断开．红灯是加热时的指示灯，黄灯是保温时的指示灯．分流电阻R 1＝R 2＝500Ω，计算加热电阻丝R 3＝50Ω，两灯电阻不计．
（1）计算加热和保温两种状态下，电饭煲消耗的电功率之比．
（2）简要回答，如果不闭合开关S 1，能将饭煮熟吗？
8、 起跳摸高是学生常进行的一项活动，竖直起跳的时间和平均蹬地力的在
大小能够反映学生在起跳摸高中的素质．为了测定竖直起跳的时间和平
顽强蹬地力的大小，老师在地面上安装了一个压力传感器，通过它可以
在计算机上绘出平均压力与时间的关系图象．小亮同学身高1.72m ，站
间时举手达到2.14m ，他弯曲两腿，做好起跳的准备，再用力蹬地竖直
跳起，测得他对传感器的压力F 与时间t 的关系图象如图所示．已知图
中网格间距相等，不计空气阻力，取g=10m/s2．求小亮同学起跳摸高的最大高度约为多少？
电磁波和传感器
考试要求
框架
知识点1 电磁波的发现 1．电磁波的发现
麦克斯韦从电磁场理论出发，运用了较为深奥的数学工具，得到了描述电磁场特性的规律，并预言了电磁波的存在．10年后，他的学生赫兹用实验方法证实了麦克斯韦的伟大预言，发射并接收了电磁波，从而开创了无线电技术的新时代． 2．麦克斯韦的理论
要点一：变化的磁场产生电场
麦克斯韦认为线圈只不过用来显示电场的存在，线圈不存在时，变化的磁场同样在周围空间产生电场，即这是一种普遍存在的现象，跟闭合电路是否存在无关． 要点二：变化的电场产生磁场
我们知道，电流周围存在着磁场，麦克斯韦研究了电现象和磁现象的相似和联系．经过反复思考提出一个假设，变化的电场产生磁场．
这一点，我们从哲学上知道，事物之间是相互联系的，可以相互转化．
比如根据麦克斯韦的理论，在给电容器充电的时候，不仅导体中电流要产生磁场，而且在电容器两极板间周期性变化着的电场周围也要产生磁场． 3．电磁波的特点：
①是横波；
②是物质波，真空中也能传播，能独立存在（与机械波不同）； ③具有反射、折射、干涉、衍射等波的一切特性；
④波速公式c =λf （c 为真空中速度，电磁波在真空中速度等于光速c =3⨯108m /s ）．
4．电磁波谱
5机械波：机械波属于力学现象，它传播时需要介质，在介质中的传播速度由介质决定，它与机械波的频率无关．机械波不能在真空中传播，机械波在传播的过程中，质点的位移随时间和空间周期性变化．
电磁波：电磁波属于电磁现象，它的传播不需要介质，它本身就是一种物质．电磁波可以在真空中传播，传播速度是光速c =3⨯108．电磁波在传播过程中，其电场、磁场随时间和空间周期性的变化．
机械波与电磁波都有反射、折射、干涉、衍射现象． 6．总结、扩展
麦克斯韦的电磁场理论三点
（1）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）均匀变化的磁场，产生稳定的电场，均匀变化的电场，产生稳定的磁场．这里的“均匀变化”指在相
等时间内磁感应强度（或电场强度）的变化量相等，或者说磁感应强度（或电场强度）对时间变化率一定．
（3）不均匀变化的磁场产生变化的电场，不均匀变化的电场产生变化的磁场
（4）振荡的（即周期性变化的）磁场产生同频率的振荡电场，振荡的电场产生同频率的振荡磁场． （5）变化的电场和变化的磁场总是相互联系着，形成一个不可分离的统一体，这就是电磁场，向周围
空间传播这就是电磁波．
知识点2 电磁振荡
1．大小和方向都做周期性迅速变化的电流，叫做振荡电流，产生振荡电流的电路叫做振荡电路．图中， 当开关置于线圈一侧时，由线圈 和电容器 组成的电路，就是最简单的振荡电路，称为振荡电路． 2．振荡电流的产生
当开关掷向线圈的一瞬间（图甲①），也就是电容器刚要放电的瞬间，电路里没有电流，电容器两极板上的电荷最多．从场的观点来看，此时电
容器里的电场最强，电路里的能量全部储存在电容器的电场中．电容器开始放电后，由于线圈的自感作用，放电电流不能立刻达到最大值，而是由零逐渐增大，同时电容器极板上的电荷逐渐减少．到放电完毕时，电容器极板上没有电荷，放电电流达到最大值（图甲②）．在这个过程中，电容器里的电场逐渐减弱，线圈的磁场逐渐增强，电场能逐渐转化为磁场能．在放电完毕的瞬间，电场能全部转化为磁场能．电容器放电完毕时，由于线圈的自感作用，电流并不会立即减小为零，而要保持原来的方向继续流动，并逐渐减小．由于电流在继续流动，电容器在与原来相反的方向重新充电，电容器两极板带上相反的电荷，并且电荷逐渐增多．到反方向充电完毕的瞬间，电流减小为零，电容器极板上的电荷量达到最大值（图甲③）．在这个过程中，线圈的磁场逐渐减弱，电容器里的电场逐渐增强，磁场能逐渐转化为电场能．到反方向充电完毕的瞬间，磁场能全部转化为电场能．此后电容器再放电、再充电（图甲④⑤）．这样不断地充电和放电，电路中就出现了大小、方向都在变化的电流，即出现了振荡电流．在这个过程中，电容器极板上的电荷量 、电路中的电流 、电容器里的电场场度 、线圈里的磁感应强度 ，都在周期性地变化着．这种现象就是电磁振荡．在电磁振荡的过程中，电场能和磁场能发生周期性的转化．图乙、丙表示电路中的电流i 和电容器极板上的电荷量q 周期性变化的情况．
① ② ③ ④ ⑤
甲 电磁振荡过程
乙 电流的周期性变化（以图甲中顺时针方向电流为正）
① ② ③ ④ ⑤
丙 电容器极板上电荷量的周期性变化（q 为图甲中上面极板的电荷量）
3．无阻尼振荡和阻尼振荡
（1）振荡电路中，若没有能量损耗，则振荡电流的振幅（I m ）将不变，如图所示，叫做无阻尼振荡（或
等幅振荡）
（2）阻尼振荡，任何振荡电路中，总存在能量损耗，使振荡电流i 的振幅逐渐减小，如图所示，这叫做阻
尼振荡（或叫减幅振荡），如果用振荡器周期性地给振荡电路补充能量，就可以保持等幅振荡，这类似于受迫振动．
4．电磁振动的周期和频率
周期公式T =2 频率公式f =
1 T
LC 振荡电路的周期公式，频率公式要理解其物理含义，它只由电路本身的特性（L 、C 值）决定，所
以叫做固有周期和固有频率，应用中，通过改变LC 回路中的电感L 或电容C ，周期和频率也随之改变，满足各种需要．
知识点3 无线电波的发射和接收、电视和雷达 1．无线电波的发射 （1）发射电磁波的条件
第一，要有足够高的频率；第二，电路必须开放，使振荡电路的电场和磁场分散到尽可能大的空间． （2）发射电磁波是利用它传播某种信号，因此必须进行调制．所谓调制，就是要把传播的信号加在电磁
波上的过程，有调幅和调频两种方式． 2．无线电波的接收
无线电波的接收过程是：调谐电路利用电谐振的原理接收所需的电磁波，再通过检波器检波得到电磁波所携带的信号．
（1）当接收电路的固有频率跟接收到的电磁波的频率相同时，接收电路中产生的振荡电流最强，这种现
象叫电谐振．
（2）使接收电路产生电谐振的过程叫调谐．
（3）从接收到的高频电路中“检出”所携带信号的过程叫检波，也叫解调，它是调制的逆过程． 3．电视的基本原理
在电视发射端，由摄像管摄取景物并将反射的光转变为电信号的过程就叫摄像，这个过程由摄像管完成．在电视接收端，由电视接收机的显像管把电信号还原成景物的像，这一过程中要进行调谐、检波等过程．电视信号的传播主要通过无线传播． 4．雷达的基本原理
雷达是用电磁波来判定物体位置的电子设备．雷达向某一方向发射电磁波时，在显示器的荧光屏上呈现发射的尖形波，无线电波遇到障碍物反射回来，被雷达接收，在显示器的荧光屏上出现第二个尖形波，根据两个尖形波的距离，可得到障碍物到雷达的距离，再根据发射电磁波的方向和仰角，便可判定障碍物的位置．利用多普勒效应可测出移动物体的速度．雷达是利用电磁波的微波段工作的．
例题
【例1】 下列关于电磁波的叙述中，正确的是（ ）
A ．电磁波是由电磁场由发生区域向远处传播
B ．电磁波在任何介质中的传播速度均为c =3.0⨯108m/s C ．电磁波由真空进入介质传播时，波长将变短 D ．电磁波不能产生干涉和衍射现象
【例2】 关于机械波和电磁波，下列说法中错误的是（ ）
A ．机械波和电磁波都可以在真空中传播 B ．机械波和电磁波都可以传递能量
C ．波长、频率和波速间的关系，即v =λf 对机械波和电磁波都适用 D ．机械波和电磁波都能发生干涉和衍射现象
【例3】 关于电磁场和电磁波，说法正确的是（ ）
A ．只有不均匀变化的磁场，才能在其周围空间产生电场 B ．电磁波的频率等于激起电磁波的振荡电流的频率 C ．电磁波能脱离电荷而独立存在 D ．电磁波的传播速度一定是3⨯108m/s
【例4】 某电磁波从真空进入介质后，发生变化的物理量有（ ）
A ．频率 B ．波速和频率 C ．波长和波速 D ．频率和能量
【例5】 根据麦克斯韦电磁理论，下述正确的是（ ）
A ．在电场周围一定产生磁场，磁场周围一定产生电场
B ．在变化的电场周围一定产生变化的磁场，变化的磁场周围一定产生变化的电场 C ．均匀变化的电场周围一定产生均匀变化的磁场 D ．振荡的电场一定产生同频率振荡的磁场
【例6】 在如图所示的四个电场与时间的关系图象中，不能产生磁场的是图_______，能产生稳定磁场的
图是________，能产生电磁波的是图__________．
【例7】 关于电磁振荡电磁波，下列说法正确的是（ ）
A ．当LC 电路里有振荡电流时，电路里就产生了电磁振荡 B ．LC 电路里电场能和磁场能的周期性交替变化叫电磁振荡
C ．只要空间某处的电场或磁场发生了变化，就会在其周围空间产生电磁波 D ．电磁场在空间的传播叫电磁波
【例8】 下列说法正确的是（ ）
A ．发射出去的无线电波，可以传播到无限远
B ．无线电波遇到导体，就可在导体中激起同频率的振荡电流 C ．波长越短的无线电波，越接近直线传播 D ．移动电话也是通过无线电进行通讯的
【例9】 实际发射无线电波如图所示．高频振荡器产生高频等幅振荡如图甲中所示，人对着话筒说话低频
振荡如图乙所示．根据以上图象，发射出去的电磁波图象是下图中哪一个（ ）
【例10】 要增大LC 振荡回路的频率，可采取的办法是：（ ）
A ．增大电容器两极板正对面积 C ．在线圈中放入软铁棒做铁芯
B ．减少极板带电荷量 D ．减少线圈匝数
【例11】 当LC 振荡电路中的电流达到最大值时，L 中磁场的磁感应强度B 和电容器C 中电场的场强E 是
（ ）
A ．B 和E 都达到最大值
B ．B 和E 都为零
D ．B 为零而E 达到最大值
C ．B 达到最大值而E 为零
【例12】 在LC 振荡电路中，当电容器上的电量最大（充电完毕）的瞬间，这时（ ）
A ．电场能正在向磁场能转化 B ．磁场能正在向电场能转化 C ．电场能向磁场能转化刚好完毕 D ．磁场能向电场能转化刚好完毕
【例13】 图中是一个LC 振荡电路电流随时间变化图象，下述看法中正确的是（ ）
A ．在t 1时刻电容器两端电压最大 B ．在t 1时刻电容器带的电荷量为零 C ．在t 2时刻电路中只有电场能 D ．在t 2时刻电容器两板间电压最大
【例14】 如图所示为LC 振荡电路中电容器极板上的电荷量q 随时间t 变化的图象，由图可知（ ）
A ．在t 1时刻，电路中的磁场能最小 B ．从t 1到t 2，电路中的电流值不断变小 C ．从t 2到t 3，电容器不断充电 D ．在t 4时刻，电容器的电场能最小
LC 回路中电容器两端的电压U 随时间t 变化的关系如图所示，则（ ） 【例15】
A ．在时刻t 1电路中电流最大 B ．在时刻t 2电路中的磁场能量大 C ．从时刻t 2到时刻t 3，电路中电场能增大 D ．从时刻t 3到t 4，电容的带电量不断增大
【例16】 某LC 振荡电路的电流按图甲所示的规律变化，则图乙所示的瞬间状态对应于图甲中的哪一点（设
逆时针方向电流为正）（ ）
A ．a 点
B ．b 点
C ．c 点
D ．d 点
【例17】 电容为C 的电容器充电到两极板间电压为U ，然后断开电源让它通过自感系数为L 的线圈放电，
在第一次放电完毕的过程中，流过线圈的电荷量为_________，流过电路的平均电流为__________．
【例18】 某雷达工作时，发射电磁波的波长λ=20cm ，每秒脉冲数n =5000，每个脉冲持续时间t =0.02μs ，
求：
（1）电磁波的频率是多少? （2）最大侦察距离是多少?
【例19】 我国中波波段的频率范围是535~1605kHz ，为了收到整个频率范围内各电台的播音，求：
（1）可变电容最大值与最小值之比；
（2）当电容器动片全部旋出时，应能收到的电台讯号频率； （3）若LC 回路中L 不变，而最小电容为40pF ，那么L 多大?
【例20】 在LC 振荡电路中，如已知电容C ，并测得电路的固有周期T ，即可求得电感L ．为了提高精度，
需要多次改变C 值并测得相应的T 值，现将测得的五组数据标示在以C 为横坐标、T 2为纵坐标的坐标纸上，即如图中用“ ”表示的点． （1）T 、L 、C 的关系为．
（2）根据图中给出的数据点做出T 2与C 的关系图线． （3）求得的L 值是多少．
框架
知识点4 传感器的含义
传感器是指这样一类元件：它能够感受诸如位移、速度、力、温度、湿度、流量、声强、温度、光、声、化学成分等等非电学量，并能把它们按照一定的规律转换为电压、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以后，就可以很方便地进行测量、传输、处理和自动控制了．
一般由敏感元件、转换器件、转换电路三个部分组成，通过敏感元件获取外界信息并转换成电信号，通过输出部分输出，然后经控制器分析处理．
非电物理
→敏感元件
→
转换器件
→
转换电路
→
电学量
知识点4 传感器的分类
1．力电传感器 2．热电传感器 3．光电传感器 4．声电传感器 5．电容式传感器 6．磁电传感器 7．超声波传感器 8．气敏传感器等 知识点5 传感器的简单应用 1．力电传感器
力电传感器主要是利用敏感元件和变阻器把力学信号（位移、速度、加速度等）转化为电学信号（电压、电流等）的仪器．力电传感器广泛地应用于社会生产、现代科技中，如安装在导弹、飞机、潜艇和宇宙飞船上的惯性导航系统及ABS 防抱死制动系统等． 2．热电传感器
热电传感器是利用热敏电阻的阻值会随温度的升高减小（与金属热电阻的特性相反）的原理制成的，它能用把温度这个热学量转换为电压这个电学量．如各种家用电器（空调、冰箱、热水器、饮水机等）的温度控制、火警报警器、恒温箱等． 3．温度传感器的应用
温度传感器是将温度这个热学量转化为电流这个电学量的． 4．光电传感器
光电传感器中的主要部件是光敏电阻或光电管．
光敏电阻：光敏电阻的材料是一种半导体，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，导电性能变好，光敏电阻的阻值随光照强度的增大而减小的．光敏电阻能够把光强度这个光学量转换为电阻这个电学量．它就象人的眼睛，可以看到光线的强弱．
自动冲水机、路灯的控制、鼠标器、光电计数器、烟雾报警器等都是利用了光电传感器的原理． 5．磁电传感器——霍尔元件的应用
霍尔元件是将电磁感应这个磁学量转化为电压这个电学量的元件． 霍尔效应
通有电流的导体或半导体薄片置于磁场中，由于受到洛仑兹力的作用，载流子将向薄片侧边积累，则在垂直于电流I 和磁场B 的方向上出现一个电位差U H ，这个现象称为霍尔效应，U H 称为霍尔电压．
U H R H
IB
，式中R H 叫霍尔系数．b 为厚度． b
例题
【例21】 下列说法正确的是（ ）
A ．传感器担负着信息采集的任务 B ．干簧管是一种磁传感器
C ．传感器不是电视遥控接收器的主要元件
D ．传感器是能够将力、温度、光、声、化学成分转换为电信号的主要工具
【例22】 热敏电阻随温度升高而________，光敏电阻在光照射下其电阻显著________．
【例23】 如图所示，是一种测定角度的传感器，当彼此绝缘的金属板构成的动片和定片之间的角度θ发生
变化时，试分析传感器是如何将这种变化转化为电学量的?
【例24】 如图所示是电阻式温度计，一般是利用金属铂做的，已知铂丝的
电阻随温度的变化情况，测出铂丝的电阻就可以知道其温度．这实际上是一个传感器，它是将________转化为________来进行测量的．
【例25】 如图所示是一火警器的一部分电路示意图，其中R 2为半导体热敏材料制成的传感器，电流表为
值班室的显示器，a 、b 之间接报警器．当传感器R 2所在处出现火情时，显示器的电流I 、报警器两端的电压U 的变化情况是（ ）
A ．I 变大，U 变大 B ．I 变小，U 变小 C ．I 变小，U 变大 D ．I 变大，U 变小
【例26】 在自动恒温装置中，某种半导体材料的电阻率与温度的关系如图所示，已
知这种材料具有发热和控温双重功能，下列说法正确的是：
（1）通电前材料的温度低于t 1，通电后，电压保持不变，它们功率是（ ） A ．先增大后减小 B ．先减小后增大
C ．达到某一温度后功率不变 D ．功率一直在变化
（2）其产生的热量与散发的热量相等时，温度保持在（ ） A ．t 1
B ．t 2
C ．t 1到t 2的某个温度上
D ．大于t 2的某个温度上
【例27】 如图所示为光敏电阻自动计数器的示意图，其中A 是发光仪器，B 是传送带上物品，R 1为光敏电
阻，R 2为定值电阻，此光电计数器的基本工作原理是（ ）
A ．当有光照射R 1时，信号处理系统获得高电压
B ．当有光照射R 1时，信号处理系统获得低电压
C ．信号处理系统每获得一次低电压就记数一次
D ．信号处理系统每获得一次高电压就记数一次
【例28】 在如图的电路中，电源两端的电压恒定，L 为小灯泡，R 为
光敏电阻，D 为发光二极管（电流越大，发出的光越强），且R 与D 间距不变，下列说法正确的是（ ）
A ．当滑动触头P 向左移动时，L 消耗的功率增大
B ．当滑动触头P 向左移动时，L 消耗的功率减少
C ．当滑动触头P 向右移时，L 消耗的功率可能不变
D ．无论怎样移动触头P ，L 消耗的功率都不变
【例29】 电容式话筒的保真度比动圈式话筒好，其工作原理如图所示．Q 是绝缘支架，薄金属膜M 和固定
电极N 形成一个电容器，被直流电源充电，当声波使膜片振动时，电容发生变化，电路中形成变化的电流．当膜片向右运动的过程中有（ ）
A ．电容变大
B ．电容变小
C ．导线AB 中有向左的电流
D ．导线AB 中有向右的电流
【例30】 霍尔元件能转换哪两个量（ ）
A ．把温度这个热学量转换为电阻这个电学量
B ．把磁感应强度这个磁学量转换为电压这个电学量
C ．把力转换为电压这个电学量
D ．把光照强弱这个光学量转换为电阻这个电学量
【例31】 如图所示是一个路灯自动控制门电路．天黑了，路灯自动接通，天亮了，路灯自动熄灭．R G 是光
敏电阻（有光照射时，阻值会显著减小），R 是分压电阻，J 是路灯总开关控制继电器（路灯电路未画），虚线框内应安装的门电路是（ ）
信号处理系统
A ．与门电路 B ．非门电路
C ．或门电路 D ．前面三种电路都可以
【例32】 演示位移传感器的工作原理如图所示，物体M 在导轨上平移时，带动滑动变阻器的金属滑杆P ，
通过电压表显示的数据来反映物体位移的大小x ．假设电压表是理想的，则下列说法正确的是（ ）
A ．物体M 运动时，电源内的电流会发生变化
B ．物体M 运动时，电压表的示数会发生变化
C ．物体M 不动时，电路中没有电流
D ．物体M 不动时，电压表没有示数
【例33】 如图所示是测定位移x 的电容式传感器，其工作原理是哪个量的变化，造成其电容的变化（ ）
A ．电介质进入极板的长度 B ．两极板间距
C ．两极板正对面积 D ．极板所带电荷量
【例34】 如图所示，将多用表的选择开关置于“欧姆”挡，再将电表的两支表笔与负温度
系数的热敏电阻 R t （负温度系数热敏电阻是指阻值随温度的升高而减小的热
敏电阻）的两端相连，这时表针恰好指在刻度盘的正中间．若往R t 上擦一些
酒精，表针将向________（填“左”或“右”）移动；若用吹风机将热风吹向电阻，
表针将向________（填“左”或“右”）移动． 【例35】 如图所示，将多用电表的选择开关置于欧姆档，再将电表的两支表笔分别与光敏电阻R t 的两端相
连，这时表针恰好指在刻度盘的正中间．若用不透光的黑纸将R t 包裹起来，表针将向_______（填“左”或“右”）转动；若用手电筒光照射R t ，表针将向_______（填“左”或“右”）转动．
【例36】 利用传感器和计算机可以测量快速变化的力，如图是用这种方法获得弹性绳中拉力F 随时间t 变
化的图线．实验时，把小球举高到绳子的悬点O 处，然后让其自由下落，根据图线所提供的信息可判定（ ）
A ．t 1时刻小球速度最大
B ．t 2时刻绳子最长
C ．t 3时刻小球动能最大
D ．t 3与t 4时刻小球动能相同
【例37】 如图所示为用热敏电阻R 和继电器L 等组成的一个简单的恒温控制电路，其中热敏电阻的阻值会
随温度的升高而减小．电源甲与继电器、热敏电阻等组成控制电路，电源乙与恒温箱加热器（图中未画出）相连接．则（ ）
A ．当温度降低到某一数值，衔铁P 将会被吸下
B ．当温度升高到某一数值，衔铁P 将会被吸下
C ．工作时，应该把恒温箱内的加热器接在C 、D 端
D ．工作时，应该把恒温箱内的加热器接在A 、B 端
【例38】 一种半导体材料称为“霍尔材料”，用它制成的元件称为“霍尔元件”，这种材料有可定向移动的电
荷，称为“载流子”，每个载流子的电荷量大小为1个元电荷，即q ＝1.6×10－19C ，霍尔元件在自动检测、控制领域得到广泛应用，如录像机中用来测量录像磁鼓的转速、电梯中用来检测电梯门是否关闭以及自动控制升降电动机的电源的通断等．在一次实验中，一块霍尔材料制成的薄片宽ab ＝1.0×102m ，长bc ＝4.0×102m 、厚h ＝1×103m ．水平放置在竖直向上的磁感应强度B ＝1.5T －－－
的匀强磁场中，bc 方向通有I ＝3.0A 的电流．如图所示，沿宽度产生1.0×105V 的横向电压．
－
（1）假定载流子是电子，a 、b 两端中哪端电势较高？
（2）薄板中形成电流I 的载流子定向运动的速率多大？
【例39】 如图所示的装置可以测量汽车在水平路面上运动时的加速度．该装置是在矩形箱子的前、后壁上
各安装了一个压力传感器a 和b ．用两根相同的轻弹簧夹着一个质量m =2.0kg的滑块，滑块可无摩擦滑动；两弹簧的另一端分别压在a 、b 上，其压力大小可直接从传感器的液晶显示屏上读出．当弹簧作用在传感器上的力为压力时，示数为正；当弹簧作用在传感器上的力为拉力时，示数为负．现将装置沿运动方向固定在汽车上．汽车静止时，a 、b 的示数均为10N （取g =10m/s2）．
（1）若传感器b 的示数为14N ，a 的示数应该是多少？
（2）当汽车以什么样的加速度运动时，传感器b 的示数为零？
（3）若传感器b 的示数为-5N ，车的加速度大小和方向如何？
v
检测
1、 关于电磁波和声波，下列说法不正确的是（ ）
A ．两种波的传播都是能量传递的过程 B ．两种波从空气进入介质，波的频率均保持不变
C ．两种波的传播都需要介质 D ．两种波都能发生干涉和衍射现象
2、 通信的过程就是把信息尽快地从一处传递到另一处的过程．古代也采用过“无线”通讯的方式，如利用
火光传递信息的烽火台，利用声音传递信号的鼓等．关于声音与光，下列说法正确的是（ ）
A ．声音和光都是机械波
B ．声音和光都是电磁波 D ．声音是电磁波，光是机械波 C ．声音是机械波，光是电磁波
3、 根据麦克斯韦电磁场理论，下列说法正确的是（ ）
A ．电场周围一定产生磁场，磁场周围一定产生电场
B ．变化的电场周围一定产生磁场、变化的磁场周围一定产生电场
C ．变化的电场周围一定产生变化的磁场
D ．电磁波在真空中的传播速度为3.0 108m/s
4、 目前雷达发射的电磁波频率多在200MH z 至1000MHz 的范围内．下列关于雷达和电磁波说法正确的
是（ ）
A ．真空中上述雷达发射的电磁波的波长范围在0.3m 至1.5m 之间
B ．电磁波是由恒定不变的电场或磁场产生的
C ．测出从发射电磁波到接收反射波的时间间隔可以确定雷达和目标的距离
D ．波长越短的电磁波，反射性能越强
5、 某公司制成了一种不需要电池供电的“警示牌”．使用时只要用绝缘丝线将牌子挂到输电线上，如果这
条输电线上有电流流过，牌子上会显示一个分外明亮的英文提示语“ON”．它类似于常见的“小心触电”一类的牌子．这对于防止误触电起到了警示作用．以下说法中正确的是（ ）
A ．没有工作电源，却能够发出一个明亮的“ON”，显然违背了能量的转化与守恒定律，因此这则
报道是虚假的
B ．这种牌子内部必然安放有太阳能电池，否则绝不会发出明亮的“ON”
C ．这种牌子只能挂在有交变电流流过的输电线上，才会发出明亮的“ON”
D ．这种牌子无论挂在有交变电流还是有稳恒电流流过的输电线上，都会发出明亮的“ON”
6、 要想提高某LC 振荡电路发射电磁波的能力，以下措施可行的是（ ）
A ．将电感线圈中的铁芯抽出来
C ．增大电容器的电容
B ．减少电容器两极板的正对面积 D ．增加电感线圈的匝数
7、 家用电热灭蚊器中电热部分的主要部件是PTC 元件，PTC 元件是由酞酸钡等半导体材料制成的电阻
器，其电阻率与温度的关系如图所示，由于这种特性，PTC 元件具有发热、控温两重功能，对此以下说法中正确的是（ ）
A ．通电后其功率先增大后减小
B ．通电后其功率先减小后增大
C ．当其产生的热量与散发的热量相等时，温度保持在t 1至t 2的某一值不变
D ．当其产生的热量与散发的热量相等时，温度保持在t 1或t 2不变
8、 如图所示为检测某传感器的电路图．传感器上标有“3V，0.9W”的字样（传感器可看做一个纯电阻），
滑动变阻器R 0上标有“10Ω，1A”的字样，电流表的量程为0.6A ，电压表的量程为3V ．求：
（1）传感器的电阻和额定电流．
（2）为了确保电路各部分的安全，在a 、b 之间所加的电源电压最大值是多少？
作业
1、 下列说法中错误的是（ ）
A ．电磁波又叫无线电波
B ．电磁波的传播不需要任何介质
C ．电磁波的传播过程，就是电磁场能量的传播过程
D ．电磁波在各种介质中传播速率都相等
2、 有一LC 振荡电路能产生一定波长的电磁波，若要产生波长比原来短的电磁波，应（ ）
A ．增加线圈的匝数
B ．在线圈中插入铁芯
C ．减小电容器两极板的正对面积
D ．减小电容器两极板间的距离
3、 为了增大LC 振荡电路的固有频率，下列办法中可采取的是（ ）
A ．增大电容器两极板的正对面积并在线圈中放入铁芯
B ．减小电容器两极板间的距离并增加线圈的匝数
C ．减小电容器两极板间的距离并在线圈中放入铁芯
D ．减小电容器两极板的正对面积并减少线圈的匝数
4、 用遥控器调换电视机频道的过程，实际上就是传感器把光信号转化为电信号的过程．下列属于这类传
感器的是（ ）
A ．红外报警装置
B ．走廊照明灯的声控开关
C ．自动洗衣机中的压力传感装置
D ．电饭煲中控制加热和保温的温控器
5、 关于光敏电阻，下列说法正确的是（ ）
A ．受到光照越强，电阻越小
B ．受到光照越弱，电阻越小
C ．它的电阻与光照强弱无关
D ．以上说法都不正确
6、 某LC 振荡电路电感L =0.25H ，电容器的电容C =4μF ，在电容器开始放电瞬间（t =0），上板带正
电，下板带负电，则当t =2⨯10-3s 时电容器上板带__________电，电路中能量变化情况是_____________．
7、 电饭锅中的温度传感器主要元件是感温铁氧体，它的特点是：常温下具有铁磁
性，能够被磁铁吸引，但是上升到约103℃时，就失去了磁性，不能被磁体吸引了．这个温度在物理学中称为该材料的“居里温度”或“居里点”．
如图所示是电饭煲的电路图，S 1是一个控温开关，手动闭合后，当此开关温度达到居里点
（103℃）时，会自动断开．S 2是一个自动控温开关，当温度低于70℃时会自动闭合；温度高于80℃时，会自动断开．红灯是加热时的指示灯，黄灯是保温时的指示灯．分流电阻R 1＝R 2＝500Ω，计算加热电阻丝R 3＝50Ω，两灯电阻不计．
（1）计算加热和保温两种状态下，电饭煲消耗的电功率之比．
（2）简要回答，如果不闭合开关S 1，能将饭煮熟吗？
8、 起跳摸高是学生常进行的一项活动，竖直起跳的时间和平均蹬地力的在
大小能够反映学生在起跳摸高中的素质．为了测定竖直起跳的时间和平
顽强蹬地力的大小，老师在地面上安装了一个压力传感器，通过它可以
在计算机上绘出平均压力与时间的关系图象．小亮同学身高1.72m ，站
间时举手达到2.14m ，他弯曲两腿，做好起跳的准备，再用力蹬地竖直
跳起，测得他对传感器的压力F 与时间t 的关系图象如图所示．已知图
中网格间距相等，不计空气阻力，取g=10m/s2．求小亮同学起跳摸高的最大高度约为多少？