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第四章電磁振蕩與電磁波+第五章傳感器章末復習
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放
電
放
電
充
電
充
電
+
-
電磁振蕩的產生
如果在空間某域中有周期性變化的電場，那么，這個變化的電場就在它周圍空間產生周期性變化的磁場，這個變化的磁場又在它周圍空間產生新的周期性變化的電場……。變化的電場和變化的磁場是相互聯系的，形成一個不可分離的統一體，這就是電磁場。變化的電場和變化的磁場交替產生，由近及遠地傳播。這種變化的電磁場在空間以一定的速度傳播的過程叫做電磁波。
B
B
E
E
E
E
無線電波的發射
有效發射電磁波的條件和方法：
第一：要有足夠高的振蕩頻率。振蕩電路向外界輻射能量的本領，與振蕩頻率密切相關。頻率越高，發射電磁波的本領就越大。
第二：振蕩電路的電場和磁場必須分散到盡可能大的空間，這樣才能有效地把能量輻射出去。
由閉合電路變成開放電路
電磁波譜
電磁波譜：各種電磁波按照波長大小或頻率高低的順序排列成譜。
傳感器
指這樣一類元件或裝置：它能夠感知諸如力、溫度、光、聲、磁場、化學成分等非電學量，并把它們按照一定的規律轉化成電壓、電流等電學量，或轉化為電路的通斷。
作用：把非電學量轉換為電學量，可以很方便地進行測量、傳輸、處理和控制。
光敏電阻
1. 特點：光照越強，電阻越小。
2. 電阻變化的原因：
光敏電阻的構成物質為硫化鎘是半導體材料，無光照時，載流子極少，導電性能不好；隨著光照的增強，載流子增多，導電性變好。
3. 作用：把光照強弱這個光學量轉換為電阻這個電學量。
4. 應用：如：光電計數裝置
與熱敏電阻相比，金屬熱電阻的化學穩定性好，測溫范圍大，但靈敏度較差。
溫度
電阻
金屬熱電阻和熱敏電阻
溫度傳感器
金屬熱電阻和熱敏電阻
電阻應變片
電阻應變片
1. 電阻應變效應：金屬導體在外力作用下發生機械形變（伸長或縮短）時，其電阻隨著它所受機械形變的變化而發生變化的現象，稱為金屬的電阻應變效應。
2. 電阻應變片：金屬電阻應變片就是利用電阻應變效應原理制成的。電阻應變片能夠把物體形變這個力學量轉換成為電阻這個電學量。
實驗1 門窗防盜報警裝置
當門窗緊閉時，蜂鳴器不響，指示燈亮；
當門窗被打開時，蜂鳴器發出聲音警報，指示燈滅。
靠近，蜂鳴器不響，指示燈亮；
遠離，蜂鳴器發出聲音警報，指示燈滅。
干簧管
實驗電路圖及工作原理
當門窗緊閉時，磁體M靠近干簧管SA，干簧管兩個簧片被磁化相吸而接通繼電器線圈K，使繼電器工作。繼電器的動觸點c與常開觸點a接通，發光二極管LED發光，顯示電路處于正常工作狀態。
當門窗開啟時，磁體離開干簧管，干簧管失磁斷開，繼電器被斷電。繼電器的動觸點c與常閉觸點b接通，蜂鳴器H發聲報警。
閉合電路開關S，系統處于防盜狀態。
實驗2 光控開關
在天色暗到一定程度時讓路燈自動開啟，而在天明時自動熄滅。
光照弱，路燈開啟
光照強，路燈熄滅
光敏電阻
晶體三極管
電路工作原理
當環境光比較強時，光敏電阻RG的阻值很小，三極管不導通，發光二極管或繼電器所在的回路相當于斷路，即發光二極管不工作；繼電器處于常開狀態，小燈泡L不亮。
當環境光比較弱時，光敏電阻RG的阻值變大，三極管導通，且獲得足夠的基極電流，產生較大的集電極電流，點亮發光二極管或驅動繼電器吸合而點亮小燈泡L。
1. 下列說法中正確的是（ ）
A. 在電磁波譜中，最容易發生明顯衍射現象的是γ射線
B. 電磁波在真空中傳播時的電場強度與磁感應強度B互相平行
C. 在電磁波發射技術中，使載波隨各種信號而改變的技術叫作調制
D. 在真空中無線電波、紅外線、可見光、紫外線的波長依次變短，速度依次變小
C
2. 關于傳感器及其應用，下列說法中正確的是（ ）
A. 霍爾元件是把磁感應強度這個磁學量轉換成電壓這個電學量
B. 干簧管是根據熱脹冷縮的原理制成的，在電路中能起到開關的作用
C. 熱敏電阻能夠把 溫度這個熱學量轉換為電阻這個電學量，但是金屬熱電阻不能
D. 金屬電阻應變片是利用金屬的電阻應變效應制成的，即金屬絲受拉力時電阻變小，受壓力時電阻變大
A
3.如圖為電容式傳感器的原理圖，其中的某個量的變化，能夠引起電容的變化，通過測定電容就可以確定上述物理量的變化。下列說法正確的是（ ）
A. 傳感器是通過電容的變化確定液面高度的變化
B. 傳感器是通過電容的變化確定電介質厚度的變化
C. 液面升高，則電容器電介質的相對介電常數變大
D. 液面升高，則電容器的正對面積變小
A
4.關于以下三個傳感器元件，下列說法正確的是（ ）
A. 圖甲，被測物體向左移，則電容器的電容變小
B. 圖乙，物體1連接軟鐵芯2，軟鐵芯2插在空心線圖3中，當物體1向右發生微小位移時， 線圈自感系數變大
C. 圖丙，霍爾元件左右移動時，發生了電磁感應從而產生霍爾電壓
D. 三個都是位移傳感器，即將位移量轉換為電學量
D
5.如圖，把線圈(內阻不計)電容器、電源、電阻和單刀雙擲開關連成圖示電路。把電壓傳感器(圖中未畫出)的兩端分別連在電容器的兩個極板M、N上。先把開關置于a側，
一段時間后再把開關置于b側，從此刻開始計時，
電壓隨時間t變化的圖像正確的是（ ）
C
6.如圖甲，條形碼掃描筆的原理是掃描筆頭在條形碼上勻速移動時，遇到黑色線條，發光二極管發出的光線將被吸收，光敏三極管接收不到反射光，呈高阻抗；遇到白色間隔，光線被反射到光敏三極管，光敏三極管呈低阻抗。光敏三極管將條形碼變成一個個電脈沖信號，信號經信號處理系統處理，即完成對條形碼信息的識別，等效電路圖如圖乙，其中R為光敏三極管的等效電阻，R0為定值電阻，下列判斷正確的是（ ）
A. 當掃描筆頭在黑色線條上移動時，信號處理系統獲得高電壓
B. 當掃描筆頭在白色間隔上移動時，信號處理系統獲得高電壓
C. 掃描速度對信號處理系統接收到的電壓信號無影響
D. 掃描筆頭外殼出現破損時仍然能正常工作
B
7.壓敏電阻的阻值隨所受壓力的增大而減小，可以利用壓敏電阻設計一個電路來判斷升降機的運動情況，其工作原理圖如圖甲。將壓敏電阻固定在升降機底板上，其上放置一個絕緣物塊。0~t1時間內升降機勻速下降，從0時刻開始，電流表中電流隨時間變化的情況如圖乙，下列說法中正確的是（ ）
A. t1~t2時間內，升降機加速度的大小可能先減小后增大
B. t2~t3時間內，升降機處于靜止狀態
C. t3~t4時間內，升降機可能處于失重狀態
D. t3~t4時間內，升降機可能一直減速下降
D
8.一理想變壓器原、副線圈的匝數比為10:1，原線圈輸人電壓的變化規律如圖甲，副線圈所接電路如圖乙，R為定值電阻，R1為光敏電阻(其電阻隨光照強度增大而減小)，下列說法正確的是（ ）
A. 副線圈輸出電壓為31.1V
B. 副線圈輸出電壓的頻率為5Hz
C. 光照強度減小時，原線圈的電流增大
D. 光照強度增大時，變壓器的輸入功率增大
D
9.（多選）5G 通信即將推廣普及，我國自主研發設計的5G 通信技術走在了世界的前列。5G信號所使用的電磁波按照頻率劃分可以分為兩種，一種是頻率在6 GHz以下的電磁波，這和我們目前的 2/3/4G差別不算太大，還有一種是頻率在 24 GHz以上的電磁波。對于電磁波，下面說法正確的有（ ）
A. 頻率為 24GHz的電磁波的波長大約為0.1cm
B. 波長越短，準直性越好,繞射能力越弱
C. 頻率越高，可能加載的信息密度也越高
D. 頻率越高的電磁波傳播速度越大
BC
10.（多選）關于電磁波的發射、傳播及接收過程，下列說法正確的是（ ）
A. 信號源發射出的電磁波是由自由電子周期運動而產生的
B. 電磁波發射裝置主要由振蕩器和開放電路兩部分組成，振蕩器的作用是產生高頻振蕩電流和對開放電路供給能量
C. 短波應用于移動通信、電視、雷達等
D. 調節頻道主要是在調節LC振蕩電路中的電容C，改變其固有頻率而產生“電諧振”現象
ABD
11.（多選）如圖為蘋果自動分揀裝置示意圖，該裝置可以把質量不同的蘋果自動分揀后分別進人兩通道。該裝置的托盤秤壓在壓力傳感器R1上，R1所受壓力越大阻值越小，當電磁鐵磁力達到某一閾值時，便可吸動分揀開關的銜鐵，分揀板可繞0點轉動，使蘋果落入下通道，不計線圈導線的電阻。則下列說法正確的是（ ）
A. 經過分揀，質量小的蘋果落入下通道
B. 為了分揀出質量更大的蘋果，
可以減小電源的輸出電壓
C. 為了分揀出質量更大的蘋果，
可以減少纏繞電磁鐵線圈匝數
D. 為了分揀出質量更大的蘋果，可以減小電阻R2的阻值
BC
12.（多選）如圖，R0為熱敏電阻(溫度降低，電阻增大)，D為理想二極管(正向電阻為零，反向電阻無窮大)，C為平行板電容器，C中央有一帶電液滴剛好靜止，M點接地，開關K閉合。下列各項單獨操作可能使帶電液滴向上運動的是（ ）
A. 滑動變阻器R的滑片P向上移動
B. 將熱敏電阻R0加熱
C. 開關K斷開
D. 電容器C的上極板向上移動
AD
13.某實驗小組設計了一個聲、光燈光控制系統。聲、光控制開關需要同時滿足光線較暗、有活動聲音時才接通電路的工作要求。其示意圖如圖甲。
(1)聲、光控制開關中的聲控繼電器與光控繼電器是 （填“并聯” 或 “串聯” )關系。
(2)其中光控繼電器的電路結構如圖乙。已知環境亮度越大，光敏元件阻值越小，當電路電流小于某閾值幾時，繼電器開始工作。在設定的光照度條件下調節滑動變阻器，使繼電器恰好開始工作，此時電流表示數如圖丙，此時
(3)為了節約用電，需要降低光照度閾值，應該把滑動變阻器阻值調 。
（1）串聯 （2）0.42 （3）小
14.現要組裝一個酒精測試儀，它利用一種二氧化錫半導體型酒精氣體傳感器，此傳感器的電阻R隨酒精氣體濃度的變化而變化，人呼出的氣體中的酒精氣體濃度與人血液中酒精含量有關，因此得出此傳感器電阻R與人的血液酒精含量的對應關系，如圖甲。目前國際公認的酒駕標準是“”，醉駕標準是“血液酒精含量≥0.8mg/mL”。提供的器材有:
A. 二氧化錫半導體型酒精氣體傳感器R
B. 直流電源(電動勢為4V，內阻不計)
C. 電壓表(量程為0~3V，內阻非常大，作為酒精含量表使用)
D. 電阻箱(最大阻值為 999.9Ω)
E. 定值電阻 R1(阻值為 50 Ω)
F. 定值電阻R2(阻值為10Ω)
G. 單刀雙擲開關一個，導線若干
(1)圖乙是酒精測試儀電路圖,電路中R應選用定值電阻 (填“R1”或“R2”);
(2)為便于識別，按照下列步驟調節此測試儀:
①電路接通前，先將電阻箱調為 30.0Ω，
然后開關向 (填“a 或 “b”)端閉合，
將電壓表此時指針對應的刻度線標記為 mg/mL;
②逐步減小電阻箱的阻值，電壓表的示數不斷變大，
按照甲圖數據將電壓表上“電壓”刻度線標為“酒精含量”，
此表的刻度線上對應的酒精含量值是 (填“均勻”或“非均勻”)變化的:
③將開關向另一端閉合，測試儀即可正常使用。
(3)某同學將調試好的酒精測試儀靠近酒精瓶口，發現電壓表示數為2V，則此電壓值對應的酒精含量 (填 “有” 或 “沒有” )達到醉駕標準。
（1）R2 （2）a 0.2 非均勻（3）有
15.圖甲虛線框所示是電子秤測量部分的原理圖，壓力傳感器的電阻R隨壓力F的變化如圖乙。開關閉合后，測量部分兩端的電壓恒為 6.0V。電流表的量程為0~0.6A。電流表的內阻、踏板和壓桿的質量可以忽略不計。求:
(1)空載時，電流表的示數;
(2)可以稱量物體的最大值:
(3)試寫出電流表示數I與壓力F的變化關系式。
（1）0.02A （2）1450N （3）
16.某同學制作恒溫室，室溫保持在45℃左右。他設計了如圖的控溫裝置，通過電磁繼電器的電流達到一定值時，電磁繼電器將把銜鐵吸下，觸點CD斷開，結合水銀溫度計可以控制室溫。
(1)為實現溫度高于45 ℃時，電熱絲停止加熱，溫度低于45 ℃時，電熱絲開始加熱，請連接電路圖。
(2)E1內阻不計，當滑動變阻器的滑片調至最左端、時，電接點水銀溫度計達到45℃，電磁繼電器達到工作電流值；當滑動變阻器調至、時，電接點水銀溫度計達到45℃，電磁繼電器達到工作電流值，求水銀溫度計達到45℃時的等效電阻的阻值。
(3)當電源、內阻r2=2Ω時，為使電熱絲的發熱功率最大，應將電熱絲的電阻調到多大 最大功率是多少
（1）如圖 （2）60Ω （3）2Ω 72W
17.某物理興趣小組找到了一個熱敏電阻 R，想利用熱敏電阻的阻值隨溫度升高而減小的特點來制作一個簡易的溫度計。該小組查到了該熱敏電阻的阻值隨溫度變化的一些信息如圖甲。他們準備的實驗器材如下：干電池(電動勢為1.5V，內阻不計)毫安表(量程為0~10mA，內阻RA為400Ω)，滑動變阻器R1，開關、導線若干。
(1)若直接將干電池、開關、毫安表、熱敏電阻R串接成一個電路作為測溫裝置，求該電路能測得的最高溫度。
(2)現在該興趣小組想讓測溫范圍大一些，使該電路能測得的最高度為 100℃，他們又設計了如圖乙的電路圖。
a.將該熱敏電阻R做防水處理后放入100℃的沸水中，一段時間后閉合開關，調節滑動變阻器使毫安表指針滿偏，此時滑動變阻器R1接入電路的陽值是多少
b.保持滑動變阻器R1接人電路的電陽不變，他們在實驗室中找來了一瓶水，把熱敏電阻R水平放人水中，一段時間后閉合開關，發現毫安表的示數為8.0mA，則測得水的溫度是多少
c. 寫出毫安表的電流值I(單位:mA)和溫度單位:℃)的關系式。
（1）80℃ （2）10Ω （3）25℃

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