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第3講　電磁振蕩　電磁波
課 程 標 準 素 養 目 標
1.初步了解麥克斯韋電磁場理論的基本思想，了解磁場的統一性與多樣性，體會物理學對統一性的追求． 2.了解電磁振蕩，知道電磁波的發射、傳播和接收． 3.認識電磁波譜，知道各個波段的電磁波的名稱、特征和典型應用． 物理觀念：(1)理解振蕩電流、振蕩電路及LC電路、調制、調幅、調頻、調諧、解調等概念． (2)了解電磁振蕩的周期與頻率． (3)了解麥克斯韋電磁場理論的基本內容． (4)能說出電磁波發射、傳播和接收的過程． 科學思維：(1)了解LC回路中振蕩電流的產生過程，會求LC電路的周期與頻率． (2)知道各個波段的電磁波的名稱、特征和典型應用．
考點一　電磁振蕩過程分析
【必備知識·自主落實】
1．振蕩電流：大小和方向都做______迅速變化的電流．
2．振蕩電路：能產生________的電路．
3．振蕩過程：包括充電過程和________過程．如圖所示：
4．電磁振蕩的周期與頻率
(1)周期：電磁振蕩完成一次周期性變化需要的________．
(2)頻率：電磁振蕩完成周期性變化的________與所用時間之比．振蕩電路里發生無阻尼振蕩時的周期和頻率分別叫作________周期、________頻率．
(3)周期和頻率公式：T＝________，f＝________．
【關鍵能力·思維進階】
1．如圖所示是由線圈L和電容器C組成的最簡單的LC振蕩電路．先給電容器充滿電．t＝0時如圖(a)所示，電容器兩板間的電勢差最大，電容器開始放電．t＝0.005 s時如圖(b)所示，LC回路中線圈上的電流第一次達到最大值，則(　　)
A.此LC振蕩電路的周期T＝0.01 s
B．t＝0.025 s時，回路電流方向與圖(b)中所示電流方向相反
C．t＝0.035 s時，線圈中的磁場能最大
D．t＝0.040 s至t＝0.045 s時，線圈中的電流逐漸減小
2．圖甲為車輛智能道閘系統的簡化原理圖：預埋在地面下的地感線圈L和電容器C構成LC振蕩電路，當車輛靠近地感線圈時，線圈自感系數變大，使得振蕩電流頻率發生變化，檢測器將該信號發送至車牌識別器，從而向閘機發送起桿或落桿指令．某段時間振蕩電路中的電流如圖乙，則下列有關說法正確的是(　　)
A．t1時刻，電容器間的電場強度為最大值
B．t1～t2時間內，電容器處于放電過程
C．汽車靠近線圈時，振蕩電流頻率變大
D．從圖乙波形可判斷汽車正遠離地感線圈
思維提升
1.振蕩電流、極板帶電荷量隨時間的變化圖像
2.LC振蕩電路充、放電過程的判斷方法
(1)根據電流流向判斷：當電流流向帶正電的極板時，電容器的電荷量增加，磁場能向電場能轉化，處于充電過程；反之，當電流流出帶正電的極板時，電荷量減少，電場能向磁場能轉化，處于放電過程．
(2)根據物理量的變化趨勢判斷：當電容器的帶電荷量q(電壓U、場強E)增大或電流i(磁場B)減小時，處于充電過程；反之，處于放電過程．
(3)根據能量判斷：電場能增加時充電，磁場能增加時放電．
考點二　電磁波和電磁波譜
【必備知識·自主落實】
1．電磁場
(1)________的磁場產生電場．
(2)________的電場產生磁場．
2．電磁波
(1)電磁波的產生
變化的電場和變化的磁場交替產生，由近及遠地向周圍傳播，形成________．電磁波傳播不需要介質
(2)電磁波是橫波．
(3)真空中，電磁波的速度等于________．
3．電磁波的發射
(1)發射電磁波的振蕩電路的特點
(2)電磁波的調制
調制 在電磁波發射技術中，使載波隨各種信號而改變的技術
分類 調幅(AM) 使高頻電磁波的________隨信號的強弱而變的調制技術
調頻(FM) 使高頻電磁波的________隨信號的強弱而變的調制技術
4.電磁波的接收
(1)原理：電磁波在傳播過程中如果遇到導體，會使導體中產生________，因此，空中的導體可以用來接收電磁波．
(2)電諧振與調諧
電諧振：當接收電路的________跟收到的電磁波的________相同時，接收電路中產生的振蕩電流最強的現象．
5．電磁波譜
(1)按照電磁波的________或________大小的順序把它們排列成譜叫作電磁波譜．
(2)按波長由長到短排列的電磁波譜：無線電波、紅外線、________、紫外線、X射線、γ射線等．
【關鍵能力·思維進階】
1．對麥克斯韋電磁場理論的理解
2．電磁波的發射示意圖(如圖所示)
3．電磁波接收的方法
(1)利用調諧產生電諧振，使接收電路的感應電流最強．
(2)利用解調把接收電路中的有用信號分離出來．
(3)調諧和解調的區別：調諧就是一個選臺的過程，即選攜帶有用信號的高頻振蕩電流，在接收電路中產生最強的感應電流的過程；解調是將高頻電流中攜帶的有用信號分離出來的過程．
4．電磁波的共性
(1)它們在本質上都是電磁波，它們的行為服從相同的規律，各波段之間的區別并沒有絕對的意義．
(2)都遵守公式v＝λf，它們在真空中的傳播速度都是c＝3.0×108 m/s.
(3)它們的傳播都不需要介質．
(4)它們都具有反射、折射、衍射和干涉的特性．
例 1 [2024·濟南模擬]關于電磁波譜，下列說法正確的是(　　)
A．紅外體溫計的工作原理是人的體溫越高，發射的紅外線越強，有時物體溫度較低，不發射紅外線，導致無法使用
B．紫外線的頻率比可見光低，醫學中常用于殺菌消毒，長時間照射人體可能損害健康
C．X射線、γ射線頻率越高，波動性較強，粒子性較弱，較難使金屬發生光電效應
D．手機通信使用的是無線電波，其波長較長，更容易觀察到衍射現象
例 2 (多選)現在的手機是“數碼通信”，也就是我們講話的聲音(連續的類比信號)先由手機轉換成不連續的0與1兩種數碼信號，再經由數碼調變轉換成電磁波(類比信號載著數碼信號)，最后從天線傳送出去，原理如圖所示．下面的說法中正確的是(　　)
A．電磁波可以傳遞信息，聲波也能傳遞信息
B．手機在通話時發射出去的是電磁波
C．數碼信號加載到高頻振動信號上是解調
D．基地臺接收到的電磁波頻率很高，穿透能力強
例 3 (多選)[2024·廣東佛山模擬]隨著科技的進步，越來越多的人使用藍牙耳機，手機與基站及耳機的通信如下圖所示．若基站與耳機、手機與耳機之間通信的電磁波分別為甲波和乙波，則下列說法正確的是(　　)
A．甲、乙波的頻率都比可見光的頻率小
B．真空中甲波的傳播速度比乙波慢
C．真空中甲波比乙波更容易繞過障礙物
D．甲波與乙波有可能發生干涉
考點三　常見的傳感器
【必備知識·自主落實】
1．傳感器的組成
(1)敏感元件：能直接感受或響應外界被測________的部分．
(2)轉換元件：能將敏感元件輸出的信號直接轉換成________的部分．
2．傳感器的應用模式
一般模式可以用如下方框圖表示．
3．常見敏感元件
(1)光敏電阻
①特點：光照越強，電阻________．
②原因：光敏電阻的構成物質為半導體材料，無光照時，載流子極少，導電性能________；隨著光照的________，載流子增多，導電性________．
③作用：把________這個光學量轉換為________這個電學量．
(2) 熱敏電阻和金屬熱電阻
①熱敏電阻：熱敏電阻一般由半導體材料制成，其電阻隨溫度的變化明顯，溫度升高電阻________，如圖甲所示為某一熱敏電阻的阻值隨溫度變化的特性曲線．
②金屬熱電阻：有些金屬的電阻率隨溫度的升高而________，這樣的電阻也可以制作溫度傳感器，稱為熱電阻，如圖乙所示為某金屬導線電阻的溫度特性曲線．
③作用：熱敏電阻和金屬熱電阻都能夠把溫度這個熱學量轉換為電阻這個電學量．
(3)電阻應變片
①電阻應變片的作用：電阻應變片能夠把物體________這個力學量轉換為________這個電學量．
②電子秤的組成及敏感元件：由________和電阻________組成，敏感元件是________．
③電子秤的工作原理
●———【關鍵能力·思維進階】———●
3．物理學中用照度描述光的強弱，光越強照度越大，照度的單位為lx.某實驗室采用光敏電阻制作光控開關來控制照明系統，光敏電阻在不同照度下的阻值如下表．控制電路原理如圖所示，電路中的電阻R1和R2，其中一個是定值電阻，另一個是光敏電阻，已知直流電源電動勢E＝3 V，內阻不計，實驗室某日的光照強度隨時間變化曲線如圖，當控制開關兩端電壓U≥2 V時，控制開關自動啟動照明系統．則下列說法正確的是(　　)
照度/lx 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2
電阻/kΩ 75 40 24 20 18 15
A.R1為定值電阻，R2為光敏電阻
B.照度越大，該電路控制開關兩端的電壓越大
C.若將定值電阻的阻值變為20 kΩ，該天6：00后照明系統即可工作
D.該電路中定值電阻阻值越大，該天的照明系統工作的時間越短
4．(多選)傳感器的功能與人的視覺、聽覺、觸覺、嗅覺等功能相似．不只在科研領域，在人們的日常生活中，也會用到傳感器以實現某種功能．關于圖中應用傳感器的實際情景，下列說法正確的是(　　)
　　
A.甲圖傳感器用來測量位移的微小變化，是位移傳感器
B.乙圖光電計數器用到了光敏電阻這個傳感元件，是光傳感器
C.丙圖利用霍爾元件可以測量微小位移，是位移傳感器
D.丁圖干簧管是利用電磁感應的原理控制電路的通斷的
5.
如圖甲所示是電飯鍋的電路圖，S1是一個限溫開關，其內部結構如圖乙所示，按下此開關按鈕，兩觸點閉合，當溫度達到居里點(103 ℃)時此開關會自動斷開．S2是一個自動溫控開關，當溫度低于70 ℃時會自動閉合，溫度高于80 ℃時會自動斷開，R1是限流電阻，R2是加熱電阻．下列說法正確的是(　　)
A.當感溫磁體的溫度達到居里點(103 ℃)時，由于感溫磁體失去了磁性，不能被永磁體吸引，在彈簧和磁體重力的作用下，兩觸點斷開
B.開始煮飯時，若不按下限溫開關S1一樣可以把飯煮熟
C.電飯鍋的飯煮熟后可以長時間保持米飯的溫度在70 ℃到103 ℃之間
D.用電飯鍋燒水，當水沸騰后限溫開關S1也會自動斷開
第3講　電磁振蕩　電磁波
考點一
必備知識·自主落實
1．周期性
2．振蕩電流
3．放電
4．（1）時間　（2）次數　固有　固有　（3）　
關鍵能力·思維進階
1．解析：從開始放電到第一次放電完畢需要T，可知此LC振蕩電路的周期為T＝0.02 s，選項A錯誤；因為T＝1T，所以t＝0.025 s時，回路電流方向與圖(b)中所示電流方向相同，選項B錯誤；因為T＝1T，此時電容器反向放電完畢，線圈中電流最大，磁場能也最大，選項C正確；t＝0.040 s至t＝0.045 s時，即2T～2T，電容器正向放電，線圈中的電流逐漸增大，選項D錯誤．
答案：C
2．解析：t1時刻電流最大，磁場能最大，電容器間的電場強度為最小值，故A錯誤；t1～t2時間內，電流減小，電容器處于充電過程，故B錯誤；當車輛靠近地感線圈時，線圈自感系數變大，根據T＝2π，周期增大，頻率減小，故C錯誤；從題圖乙波形可知頻率越來越大，汽車正遠離地感線圈，故D正確．
答案：D
考點二
必備知識·自主落實
1．（1）變化　（2）變化
2．（1）電磁波　（3）光速
3．（2）振幅　頻率
4．（1）感應電流　（2）固有頻率　頻率
5．（1）波長　頻率　（2）可見光
關鍵能力·思維進階
例1　解析：一切物體都會發射紅外線，A錯誤；紫外線的頻率比可見光高，醫學中常用于殺菌消毒，長時間照射人體可能損害健康，B錯誤；X射線、γ射線頻率較高，波動性較弱，粒子性較強，較易使金屬發生光電效應，C錯誤；手機通信使用的是無線電波，其波長較長，更容易觀察到衍射現象，D正確．
答案：D
例2　解析：電磁波可以傳遞信息，如電視信號；聲波也可以傳遞信息，如人說話，故A正確；手機用電磁波傳遞信息，故B正確；數碼信號加載到高頻振動信號上是調制，故C錯誤；手機通信利用的電磁波是無線電波，無線電流的穿透能力很差，D錯誤．
答案：AB
例3　解析：由圖示可知，甲、乙波的波長大于可見光，根據波長與頻率成反比可知，甲、乙波的頻率都比可見光的頻率小，A正確；真空中所有電磁波的傳播速度都是光速，B錯誤；由于甲波的波長大于乙，所以真空中甲波比乙波更容易繞過障礙物，C正確；由于甲乙兩波波長不同，不能夠產生穩定的干涉，D錯誤．
答案：AC
考點三
必備知識·自主落實
1．（1）非電學量　（2）電信號
3．（1）①越小　②差　增強　變好　③光照強弱　電阻　（2）①減小　②增大　（3）①形變　電阻　②金屬梁　應變片　應變片
關鍵能力·思維進階
3．解析：當控制開關兩端電壓U≥2 V時，控制開關自動啟動照明系統，可知光照小時，控制開關兩端電壓大；根據表格數據可知光照強度小時，光敏電阻阻值大，則R1為光敏電阻，R2為定值電阻；照度越大，光敏電阻R1阻值越小，該電路控制開關兩端的電壓越小，故A、B錯誤；若將定值電阻的阻值變為20 kΩ，則控制開關自動啟動時光敏電阻為40 kΩ，此時對應照度為0.4 lx，根據圖乙可知該天系統工作時間段為0～6：00、18：00～24：00，故C錯誤；該電路中定值電阻阻值越大，控制開關自動啟動時光敏電阻越大，此時對應照度越小，該天的照明系統工作的時間越短，故D正確．故選D.
答案：D
4．解析：甲圖中，當被測物體在左、右方向發生位移時，電介質板隨之在電容器兩極板之間移動．如果測出了電容的變化，就能知道物體位置的變化，所以甲圖傳感器是位移傳感器，A正確；乙圖中，A是發光儀器，B是接收光信號的儀器，B中的主要元件是由光敏電阻組成的光電傳感器．當傳送帶上沒有物品擋住由A射向B的光信號時，光敏電阻的阻值較小，供給信號處理系統的電壓變低；當傳送帶上有物品擋住由A射向B的光信號時，光敏電阻的阻值變大，供給信號處理系統的電壓變高．這種高低交替變化的信號經過處理，就會轉化為相應的數字，實現自動計數的功能，B正確；丙圖中，在兩塊磁感應強度相同、同極相對的放置的磁體縫隙中放入霍爾元件，當霍爾元件處于中間位置時，磁感應強度B為0，霍爾電壓為0，可將該點作為位移的零點．當霍爾元件沿著z軸正、負方向移動時，則有霍爾電壓輸出，且電壓大小與位移大小成正比，從而能夠實現微小位移的測量，C正確；丁圖干簧管利用磁場控制電路的通斷，不是利用電磁感應原理工作的，D錯誤．故選ABC.
答案：ABC
5．解析：當感溫磁體的溫度達到居里點(103 ℃)時，由于感溫磁體失去了磁性，不能被永磁體吸引，在彈簧和磁體重力的作用下，使得兩觸點斷開，故A正確；如果開始煮飯時不按下限溫開關S1，由于S2的作用，當鍋內溫度低于70 ℃時S2會自動閉合，從而對鍋加熱，但當溫度高于80 ℃時S2會自動斷開，使電飯鍋處于保溫狀態，因此鍋內的溫度會控制在70 ℃到80 ℃之間，而無法將飯煮熟，故B、C錯誤；用電飯鍋燒水，水沸騰后水的溫度會保持100 ℃不變，鍋底溫度不能達到居里點(103 ℃)，因此限溫開關S1不會自動斷開，故D錯誤．故選A.
答案：A(共39張PPT)
第3講　電磁振蕩　電磁波
課 程 標 準 素 養 目 標
1.初步了解麥克斯韋電磁場理論的基本思想，了解磁場的統一性與多樣性，體會物理學對統一性的追求． 2.了解電磁振蕩，知道電磁波的發射、傳播和接收． 3.認識電磁波譜，知道各個波段的電磁波的名稱、特征和典型應用． 物理觀念：(1)理解振蕩電流、振蕩電路及LC電路、調制、調幅、調頻、調諧、解調等概念．
(2)了解電磁振蕩的周期與頻率．
(3)了解麥克斯韋電磁場理論的基本內容．
(4)能說出電磁波發射、傳播和接收的過程．
科學思維：(1)了解LC回路中振蕩電流的產生過程，會求LC電路的周期與頻率．
(2)知道各個波段的電磁波的名稱、特征和典型應用．
考點一
考點二
考點三
考點一
考點一　電磁振蕩過程分析
【必備知識·自主落實】
1．振蕩電流：大小和方向都做______迅速變化的電流．
2．振蕩電路：能產生________的電路．
3．振蕩過程：包括充電過程和________過程．如圖所示：
周期性
振蕩電流
放電
4．電磁振蕩的周期與頻率
(1)周期：電磁振蕩完成一次周期性變化需要的________．
(2)頻率：電磁振蕩完成周期性變化的________與所用時間之比．振蕩電路里發生無阻尼振蕩時的周期和頻率分別叫作________周期、________頻率．
(3)周期和頻率公式：T＝________，f＝________．
時間
次數
固有
固有
　
【關鍵能力·思維進階】
1．如圖所示是由線圈L和電容器C組成的最簡單的LC振蕩電路．先給電容器充滿電．t＝0時如圖(a)所示，電容器兩板間的電勢差最大，電容器開始放電．t＝0.005 s時如圖(b)所示，LC回路中線圈上的電流第一次達到最大值，則(　　)
A. 此LC振蕩電路的周期T＝0.01 s
B．t＝0.025 s時，回路電流方向與圖(b)中所示電流方向相反
C．t＝0.035 s時，線圈中的磁場能最大
D．t＝0.040 s至t＝0.045 s時，線圈中的電流逐漸減小
答案：C
解析：從開始放電到第一次放電完畢需要T，可知此LC振蕩電路的周期為T＝0.02 s，選項A錯誤；因為T＝1T，所以t＝0.025 s時，回路電流方向與圖(b)中所示電流方向相同，選項B錯誤；因為T＝1T，此時電容器反向放電完畢，線圈中電流最大，磁場能也最大，選項C正確；t＝0.040 s至t＝0.045 s時，即2T～2T，電容器正向放電，線圈中的電流逐漸增大，選項D錯誤．
2．圖甲為車輛智能道閘系統的簡化原理圖：預埋在地面下的地感線圈L和電容器C構成LC振蕩電路，當車輛靠近地感線圈時，線圈自感系數變大，使得振蕩電流頻率發生變化，檢測器將該信號發送至車牌識別器，從而向閘機發送起桿或落桿指令．某段時間振蕩電路中的電流如圖乙，則下列有關說法正確的是(　　)
A．t1時刻，電容器間的電場強度為最大值
B．t1～t2時間內，電容器處于放電過程
C．汽車靠近線圈時，振蕩電流頻率變大
D．從圖乙波形可判斷汽車正遠離地感線圈
答案：D
解析：t1時刻電流最大，磁場能最大，電容器間的電場強度為最小值，故A錯誤；t1～t2時間內，電流減小，電容器處于充電過程，故B錯誤；當車輛靠近地感線圈時，線圈自感系數變大，根據T＝2π，周期增大，頻率減小，故C錯誤；從題圖乙波形可知頻率越來越大，汽車正遠離地感線圈，故D正確．
思維提升
1.振蕩電流、極板帶電荷量隨時間的變化圖像
2.LC振蕩電路充、放電過程的判斷方法
(1)根據電流流向判斷：當電流流向帶正電的極板時，電容器的電荷量增加，磁場能向電場能轉化，處于充電過程；反之，當電流流出帶正電的極板時，電荷量減少，電場能向磁場能轉化，處于放電過程．
(2)根據物理量的變化趨勢判斷：當電容器的帶電荷量q(電壓U、場強E)增大或電流i(磁場B)減小時，處于充電過程；反之，處于放電過程．
(3)根據能量判斷：電場能增加時充電，磁場能增加時放電．
考點二
考點二　電磁波和電磁波譜
【必備知識·自主落實】
1．電磁場
(1)________的磁場產生電場．
(2)________的電場產生磁場．
2．電磁波
(1)電磁波的產生
變化的電場和變化的磁場交替產生，由近及遠地向周圍傳播，形成________． 電磁波傳播不需要介質
(2)電磁波是橫波．
(3)真空中，電磁波的速度等于________．
變化
變化
電磁波
光速
3．電磁波的發射
(1)發射電磁波的振蕩電路的特點
(2)電磁波的調制
調制 在電磁波發射技術中，使載波隨各種信號而改變的技術
分類 調幅(AM) 使高頻電磁波的________隨信號的強弱而變的調制技術
調頻(FM) 使高頻電磁波的________隨信號的強弱而變的調制技術
振幅
頻率
4.電磁波的接收
(1)原理：電磁波在傳播過程中如果遇到導體，會使導體中產生________，因此，空中的導體可以用來接收電磁波．
(2)電諧振與調諧
電諧振：當接收電路的________跟收到的電磁波的________相同時，接收電路中產生的振蕩電流最強的現象．
5．電磁波譜
(1)按照電磁波的________或________大小的順序把它們排列成譜叫作電磁波譜．
(2)按波長由長到短排列的電磁波譜：無線電波、紅外線、________、紫外線、X射線、γ射線等．
感應電流
固有頻率
頻率
波長
頻率
可見光
【關鍵能力·思維進階】
1．對麥克斯韋電磁場理論的理解
2．電磁波的發射示意圖(如圖所示)
3．電磁波接收的方法
(1)利用調諧產生電諧振，使接收電路的感應電流最強．
(2)利用解調把接收電路中的有用信號分離出來．
(3)調諧和解調的區別：調諧就是一個選臺的過程，即選攜帶有用信號的高頻振蕩電流，在接收電路中產生最強的感應電流的過程；解調是將高頻電流中攜帶的有用信號分離出來的過程．
4．電磁波的共性
(1)它們在本質上都是電磁波，它們的行為服從相同的規律，各波段之間的區別并沒有絕對的意義．
(2)都遵守公式v＝λf，它們在真空中的傳播速度都是c＝3.0×108 m/s.
(3)它們的傳播都不需要介質．
(4)它們都具有反射、折射、衍射和干涉的特性．
例 1 [2024·濟南模擬]關于電磁波譜，下列說法正確的是(　　)
A．紅外體溫計的工作原理是人的體溫越高，發射的紅外線越強，有時物體溫度較低，不發射紅外線，導致無法使用
B．紫外線的頻率比可見光低，醫學中常用于殺菌消毒，長時間照射人體可能損害健康
C．X射線、γ射線頻率越高，波動性較強，粒子性較弱，較難使金屬發生光電效應
D．手機通信使用的是無線電波，其波長較長，更容易觀察到衍射現象
答案：D
解析：一切物體都會發射紅外線，A錯誤；紫外線的頻率比可見光高，醫學中常用于殺菌消毒，長時間照射人體可能損害健康，B錯誤；X射線、γ射線頻率較高，波動性較弱，粒子性較強，較易使金屬發生光電效應，C錯誤；手機通信使用的是無線電波，其波長較長，更容易觀察到衍射現象，D正確．
例 2 (多選)現在的手機是“數碼通信”，也就是我們講話的聲音(連續的類比信號)先由手機轉換成不連續的0與1兩種數碼信號，再經由數碼調變轉換成電磁波(類比信號載著數碼信號)，最后從天線傳送出去，原理如圖所示．下面的說法中正確的是(　　)
A．電磁波可以傳遞信息，聲波也能傳遞信息
B．手機在通話時發射出去的是電磁波
C．數碼信號加載到高頻振動信號上是解調
D．基地臺接收到的電磁波頻率很高，穿透能力強
答案：AB
解析：電磁波可以傳遞信息，如電視信號；聲波也可以傳遞信息，如人說話，故A正確；手機用電磁波傳遞信息，故B正確；數碼信號加載到高頻振動信號上是調制，故C錯誤；手機通信利用的電磁波是無線電波，無線電流的穿透能力很差，D錯誤．
例 3 (多選)[2024·廣東佛山模擬]隨著科技的進步，越來越多的人使用藍牙耳機，手機與基站及耳機的通信如下圖所示．若基站與耳機、手機與耳機之間通信的電磁波分別為甲波和乙波，則下列說法正確的是(　　)
A．甲、乙波的頻率都比可見光的頻率小
B．真空中甲波的傳播速度比乙波慢
C．真空中甲波比乙波更容易繞過障礙物
D．甲波與乙波有可能發生干涉
答案：AC
解析：由圖示可知，甲、乙波的波長大于可見光，根據波長與頻率成反比可知，甲、乙波的頻率都比可見光的頻率小，A正確；真空中所有電磁波的傳播速度都是光速，B錯誤；由于甲波的波長大于乙，所以真空中甲波比乙波更容易繞過障礙物，C正確；由于甲乙兩波波長不同，不能夠產生穩定的干涉，D錯誤．
考點三
考點三　常見的傳感器
【必備知識·自主落實】
1．傳感器的組成
(1)敏感元件：能直接感受或響應外界被測________的部分．
(2)轉換元件：能將敏感元件輸出的信號直接轉換成________的部分．
2．傳感器的應用模式
一般模式可以用如下方框圖表示．
非電學量
電信號
3．常見敏感元件
(1)光敏電阻
①特點：光照越強，電阻________．
②原因：光敏電阻的構成物質為半導體材料，無光照時，載流子極少，導電性能________；隨著光照的________，載流子增多，導電性________．
③作用：把________這個光學量轉換為________這個電學量．
越小
差
增強
變好
光照強弱
電阻
(2) 熱敏電阻和金屬熱電阻
①熱敏電阻：熱敏電阻一般由半導體材料制成，其電阻隨溫度的變化明顯，溫度升高電阻________，如圖甲所示為某一熱敏電阻的阻值隨溫度變化的特性曲線．
②金屬熱電阻：有些金屬的電阻率隨溫度的升高而________，這樣的電阻也可以制作溫度傳感器，稱為熱電阻，如圖乙所示為某金屬導線電阻的溫度特性曲線．
③作用：熱敏電阻和金屬熱電阻都能夠把溫度這個熱學量轉換為電阻這個電學量．
減小
增大
(3)電阻應變片
①電阻應變片的作用：電阻應變片能夠把物體________這個力學量轉換為________這個電學量．
②電子秤的組成及敏感元件：由________和電阻________組成，敏感元件是________．
③電子秤的工作原理
形變
電阻
金屬梁
應變片
應變片
【關鍵能力·思維進階】
3．物理學中用照度描述光的強弱，光越強照度越大，照度的單位為lx.某實驗室采用光敏電阻制作光控開關來控制照明系統，光敏電阻在不同照度下的阻值如下表．控制電路原理如圖所示，電路中的電阻R1和R2，其中一個是定值電阻，另一個是光敏電阻，已知直流電源電動勢E＝3 V，內阻不計，實驗室某日的光照強度隨時間變化曲線如圖，當控制開關兩端電壓U≥2 V時，控制開關自動啟動照明系統．
照度/lx 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2
電阻/kΩ 75 40 24 20 18 15
則下列說法正確的是(　　)
A.R1為定值電阻，R2為光敏電阻
B.照度越大，該電路控制開關兩端的電壓越大
C.若將定值電阻的阻值變為20 kΩ，該天6：00后照明系統即可工作
D.該電路中定值電阻阻值越大，該天的照明系統工作的時間越短
答案：D
解析：當控制開關兩端電壓U≥2 V時，控制開關自動啟動照明系統，可知光照小時，控制開關兩端電壓大；根據表格數據可知光照強度小時，光敏電阻阻值大，則R1為光敏電阻，R2為定值電阻；照度越大，光敏電阻R1阻值越小，該電路控制開關兩端的電壓越小，故A、B錯誤；若將定值電阻的阻值變為20 kΩ，則控制開關自動啟動時光敏電阻為40 kΩ，此時對應照度為0.4 lx，根據圖乙可知該天系統工作時間段為0～6：00、18：00～24：00，故C錯誤；該電路中定值電阻阻值越大，控制開關自動啟動時光敏電阻越大，此時對應照度越小，該天的照明系統工作的時間越短，故D正確．故選D.
4．(多選)傳感器的功能與人的視覺、聽覺、觸覺、嗅覺等功能相似．不只在科研領域，在人們的日常生活中，也會用到傳感器以實現某種功能．關于圖中應用傳感器的實際情景，下列說法正確的是(　　)
　　
A.甲圖傳感器用來測量位移的微小變化，是位移傳感器
B.乙圖光電計數器用到了光敏電阻這個傳感元件，是光傳感器
C.丙圖利用霍爾元件可以測量微小位移，是位移傳感器
D.丁圖干簧管是利用電磁感應的原理控制電路的通斷的
答案：ABC
解析：甲圖中，當被測物體在左、右方向發生位移時，電介質板隨之在電容器兩極板之間移動．如果測出了電容的變化，就能知道物體位置的變化，所以甲圖傳感器是位移傳感器，A正確；乙圖中，A是發光儀器，B是接收光信號的儀器，B中的主要元件是由光敏電阻組成的光電傳感器．當傳送帶上沒有物品擋住由A射向B的光信號時，光敏電阻的阻值較小，供給信號處理系統的電壓變低；當傳送帶上有物品擋住由A射向B的光信號時，光敏電阻的阻值變大，供給信號處理系統的電壓變高．這種高低交替變化的信號經過處理，就會轉化為相應的數字，實現自動計數的功能，B正確；丙圖中，在兩塊磁感應強度相同、同極相對的放置的磁體縫隙中放入霍爾元件，當霍爾元件處于中間位置時，磁感應強度B為0，霍爾電壓為0，可將該點作為位移的零點．當霍爾元件沿著z軸正、負方向移動時，則有霍爾電壓輸出，且電壓大小與位移大小成正比，從而能夠實現微小位移的測量，C正確；丁圖干簧管利用磁場控制電路的通斷，不是利用電磁感應原理工作的，D錯誤．故選ABC.
5.如圖甲所示是電飯鍋的電路圖，S1是一個限溫開關，其內部結構如圖乙所示，按下此開關按鈕，兩觸點閉合，當溫度達到居里點(103 ℃)時此開關會自動斷開．S2是一個自動溫控開關，當溫度低于70 ℃時會自動閉合，溫度高于80 ℃時會自動斷開，R1是限流電阻，R2是加熱電阻．
下列說法正確的是(　　)
A.當感溫磁體的溫度達到居里點(103 ℃)時，由于感溫磁體失去了磁性，不能被永磁體吸引，在彈簧和磁體重力的作用下，兩觸點斷開
B.開始煮飯時，若不按下限溫開關S1一樣可以把飯煮熟
C.電飯鍋的飯煮熟后可以長時間保持米飯的溫度在70 ℃到103 ℃之間
D.用電飯鍋燒水，當水沸騰后限溫開關S1也會自動斷開
答案：A
解析：當感溫磁體的溫度達到居里點(103 ℃)時，由于感溫磁體失去了磁性，不能被永磁體吸引，在彈簧和磁體重力的作用下，使得兩觸點斷開，故A正確；如果開始煮飯時不按下限溫開關S1，由于S2的作用，當鍋內溫度低于70 ℃時S2會自動閉合，從而對鍋加熱，但當溫度高于80 ℃時S2會自動斷開，使電飯鍋處于保溫狀態，因此鍋內的溫度會控制在70 ℃到80 ℃之間，而無法將飯煮熟，故B、C錯誤；用電飯鍋燒水，水沸騰后水的溫度會保持100 ℃不變，鍋底溫度不能達到居里點(103 ℃)，因此限溫開關S1不會自動斷開，故D錯誤．故選A.

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