資源簡介

物理
第講　電磁振蕩與電磁波　傳感器
(對應人教版必修第三冊、選擇性必修第二冊相關內容及問題)
　選擇性必修第二冊第四章第1節[練習與應用]T1；T2。
提示：
T1：
T2：～和～T電場能在增大，電場能最大時電流為零，電壓最大；0～和～磁場能在增大，磁場能最大時電流最大，電壓為零。
　選擇性必修第二冊第四章第1節[練習與應用]T3。
提示：由f＝解得C＝，所以＝＝＝。
　選擇性必修第二冊第四章，閱讀“2　電磁場與電磁波”這一節內容，理解麥克斯韋電磁場、電磁波理論，以及電磁波的性質。
　選擇性必修第二冊第四章第3節，閱讀“無線電波的發射”“無線電波的接收”這兩部分內容，理解調制、調幅、調頻、調諧、解調的含義及其在無線電波的發射和接收過程中的順序。
　必修第三冊第十三章第4節，閱讀圖13．4 4，熟悉電磁波譜及其應用。
　選擇性必修第二冊第四章，閱讀“4　電磁波譜”這一節內容，熟悉各種電磁波及其應用。
　選擇性必修第二冊第五章閱讀“1　認識傳感器”這一節內容。
　選擇性必修第二冊第五章第2節，閱讀“金屬熱電阻和熱敏電阻”這一部分內容，說一說金屬熱電阻阻值隨溫度變化的特點與熱敏電阻的不同。
提示：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。
　選擇性必修第二冊第五章第2節閱讀[拓展學習]“霍爾元件”這一部分內容。
　選擇性必修第二冊第五章閱讀“3　利用傳感器制作簡單的自動控制裝置”這一節內容。
　選擇性必修第二冊第五章第3節[練習與應用]T1。
提示：P端電勢低于Q端，指針向零點左側偏轉。
　選擇性必修第二冊第五章[復習與提高]A組T3。
提示：電路原理圖如圖所示：
　選擇性必修第二冊第五章[復習與提高]B組T4；T5。
提示：T4：U＝。
T5：(1)用左手定則分析電子所受洛倫茲力時，注意電子帶負電，運動方向與電流方向相反，下側面A′電勢高。
(2)由·e＝Bev，
I＝nevhd
聯立可得：UH＝。
(3)有影響，應使磁感線平行A、A′面，且與電流I的方向垂直；
設k為放大顯示的倍數，由U＝kUH，UH＝，得U＝，則k、I、n、e、d一定時，U與B成正比，即磁傳感器的示數與被測磁感應強度有線性關系。
考點一　電磁振蕩
1．振蕩電流：大小和方向都做周期性迅速變化的電流。
2．振蕩電路：產生振蕩電流的電路。由電感線圈L和電容C組成的電路，就是最簡單的振蕩電路，稱為LC振蕩電路。
3．電磁振蕩：在LC振蕩電路中，電容器不斷地充電和放電，電路中的電流i、電容器極板上的電荷量q、電容器里的電場強度E、線圈里的磁感應強度B，都在周期性地變化著。這種現象就是電磁振蕩。
4．電磁振蕩中的能量變化：電容器放電過程，電場能逐漸轉化為磁場能；電容器充
電過程，磁場能逐漸轉化為電場能。在電磁振蕩的過程中，電場能和磁場能會發生周期性的轉化。
5．電磁振蕩的周期和頻率
周期：T＝2π；
頻率：f＝。
(其中L指線圈的自感系數即電感，C指電容器的電容)
1．在LC振蕩電路中，電容器放電完畢的時刻，回路中磁場能最小。(　　) 2．同時改變電容器的電容和線圈的電感，振蕩電路的周期一定會改變。(　　)
1．振蕩電流、極板所帶電荷量隨時間的變化圖像
電磁振蕩中各物理量的變化
過程 電荷量 電場強度 電場能 電流 磁感應強度 磁場能
放電過程 變小 變小 變小 變大 變大 變大
放電完畢 0 0 0 最大 最大 最大
充電過程 變大 變大 變大 變小 變小 變小
充電完畢 最大 最大 最大 0 0 0
從上表可總結出如下兩類關系：
(1)同步同變關系
在LC振蕩電路發生電磁振蕩的過程中，電容器相關的物理量：電荷量q、電場強度E、電場能EE是同步變化的，即：
q↓→E↓→EE↓(或q↑→E↑→EE↑)。
線圈相關的物理量：振蕩電流i、磁感應強度B、磁場能EB也是同步變化的，即：
i↓→B↓→EB↓(或i↑→B↑→EB↑)。
(2)同步異變關系
在LC振蕩過程中，電容器相關的三個物理量q、E、EE與線圈相關的三個物理量i、B、EB是同步異向變化的，即q、E、EE同時減小時，i、B、EB同時增大，且它們的變化是同步的。
2．LC振蕩電路充、放電過程的判斷方法
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，電容器的電荷量減少，電場能向磁場能轉化，處于放電過程
根據物理量的變化趨勢判斷 當電容器的電荷量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
根據能量判斷 電場能增加時充電，磁場能增加時放電
例1　如圖所示，表示LC振蕩電路某時刻的情況，以下說法正確的是(　　)
A．電容器正在充電
B．電感線圈中的磁場能正在減小
C．電感線圈中的電流正在減小
D．此時自感電動勢正在阻礙電流的增大
例2　在如圖甲所示的LC振蕩電路中，通過P點的電流i隨時間t變化的圖線如圖乙所示，規定通過P點的電流方向向右為正方向。下列說法正確的是(　　)
A．0至0．5 ms內，電容器C正在充電
B．0．5 ms至1 ms內，電容器上極板帶正電
C．1 ms至1．5 ms內，Q點的電勢比P點的電勢高
D．若電容器的電容C加倍，則電流的周期將變為4 ms
考點二　電磁波的產生、傳播及電磁波譜
1．麥克斯韋電磁場理論：變化的磁場產生電場，變化的電場產生磁場。
2．電磁場：變化的電場和磁場總是相互聯系的，形成一個不可分割的統一的電磁場。
3．電磁波
(1)產生：變化的電場和磁場由近及遠地向周圍傳播，形成了電磁波。
(2)電磁波是橫波，在空間傳播不需要介質。
(3)電磁波的波速：真空中電磁波的波速與光速相同，c＝3．0×108 m/s。
(4)v＝λf對電磁波同樣適用。
(5)電磁波能產生反射、折射、干涉、偏振和衍射等現象。
(6)赫茲在人類歷史上首先捕捉到了電磁波，并證實了麥克斯韋的電磁場理論。
4．無線電波的發射
(1)發射電磁波的條件
①要有足夠高的振蕩頻率；
②必須是開放電路，使振蕩電路的電場和磁場分散到盡可能大的空間。
(2)信號的調制：為了利用電磁波傳遞信號，就要對電磁波調制。有調幅和調頻兩種調制方法。
①調幅(AM)：使高頻電磁波的振幅隨信號的強弱而變。
②調頻(FM)：使高頻電磁波的頻率隨信號的強弱而變。
5．無線電波的接收
(1)當接收電路的固有頻率跟收到的電磁波的頻率相同時，接收電路中產生的振蕩電流最強，這種現象叫作電諧振。
(2)使接收電路產生電諧振的過程叫作調諧。
(3)從經過調制的高頻振蕩電流中還原出原來的信號的過程叫作解調，它是調制的逆過程。調幅波的解調也叫檢波。
6．電磁波譜的定義
按電磁波的波長大小或頻率高低的順序把它們排列成譜，叫作電磁波譜。
將電磁波按波長從長到短排列順序是無線電波、紅外線、可見光、紫外線、X射線和γ射線。
7．電磁波譜的特性、應用
電磁波譜 頻率/Hz 真空中波長/m 特性 應用 遞變規律
無線電波 <3×1011 >10－3 波動性強，易發生衍射 無線電技術
紅外線 3×1011～1015 10－7～10－3 溫度越高，紅外輻射越強 紅外線遙感
可見光 1015 10－7 引起視覺 照明、攝影
紫外線 1015～1017 10－9～10－7 化學效應、熒光效應、能殺菌 醫用消毒、防偽
X射線 1016～1020 10－12～10－8 穿透能力強 檢查、醫用透視
γ射線 >1019 <10－11 穿透能力更強 工業探傷、醫用治療
1．振蕩電路的頻率越高，發射電磁波的本領越大。(　　) 2．要將傳遞的聲音信號向遠距離發射，必須以高頻電磁波作為載波。(　　) 3．電磁波的傳播需要介質。(　　) 4．電場周圍一定存在磁場，磁場周圍一定存在電場。(　　) 5．無線電波不能發生干涉和衍射現象。(　　) 6．波長不同的電磁波在本質上完全相同。(　　) 7．可利用紅外線的熒光效應辨別人民幣的真偽。(　　)
1．對麥克斯韋電磁場理論的理解
2．對電磁波的理解
(1)電磁波是橫波，電磁波的電場、磁場、傳播方向三者兩兩垂直，如圖所示。
(2)根據電磁場理論，電磁場的轉換就是電場能量和磁場能量的轉換，因而電磁波的發射過程就是輻射能量的過程，傳播過程就是能量傳播的過程。
能量是電磁場的物質性最有說服力的證據之一。
由此，人們認識到物質存在兩種形式，一種是由原子和分子構成的實物，另一種則是以電磁場為代表的場。
3．對電磁波發射、接收過程的理解
(1)區分調制和解調
聲音、圖像等信號頻率相對較低，不能轉化為電信號直接發射出去，將這些低頻信號加載到高頻電磁波信號上，就能有效發射。在電磁波發射技術中，將聲音、圖像信號加載到高頻電磁波上的過程就是調制。而將聲音、圖像信號從高頻信號中還原出來的過程就是解調。
(2)區分調諧和解調
調諧就是使接收電路產生電諧振的過程，即選擇攜帶有用信號的高頻振蕩電流，使其在接收電路中產生的感應電流最強的過程；解調是將高頻電流中攜帶的有用信號分離出來的過程。
例3　關于電磁波，下列說法正確的是(　　)
A．只要空間某處的電場或磁場發生變化，就會在其周圍產生電磁波
B．電磁波在真空中自由傳播時，其傳播方向與電場強度、磁感應強度均垂直
C．利用電磁波傳遞信號可以實現無線通信，但電磁波不能通過電纜、光纜傳輸
D．電磁波可以由電磁振蕩產生，若波源的電磁振蕩停止，空間的電磁波隨即消失
例4　電磁波在生活中有著廣泛的應用，下列說法正確的是(　　)
A．雷達是利用無線電波中的長波來測定物體位置的
B．太陽輻射在黃綠光附近輻射最強，人眼對黃綠光最敏感
C．在電磁波的發射技術中，使載波隨各種信號而改變的技術叫調諧
D．紫外線的波長比可見光的波長更長，具有較高的能量，可以用來滅菌消毒
對電磁波譜的幾點說明 (1)波長不同的電磁波，表現出不同的特性。其中波長較長的無線電波和紅外線，易發生干涉、衍射現象；波長較短的X射線、γ射線，穿透能力較強。 (2)電磁波譜中，相鄰兩波段的電磁波的波長并沒有很明顯的界線，如紫外線和X射線、X射線和γ射線都有重疊。 (3)不同的電磁波，產生的機理不同，無線電波是振蕩電路中自由電子的周期性運動產生的；紅外線、可見光、紫外線是原子的外層電子受到激發后產生的；X射線是原子的內層電子受到激發后產生的；γ射線是原子核受到激發后產生的。
考點三　傳感器
一、傳感器及其工作原理
1．傳感器的工作原理：能夠感受諸如力、溫度、光、聲、化學成分等被測量，并能把它們按照一定的規律轉換為便于傳送和處理的可用信號輸出。通常轉換成的可用信號是電壓、電流等電學量，或轉換為電路的通斷。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。
傳感器應用的一般模式如圖所示：
2．傳感器的核心元件
(1)敏感元件：能直接感受或響應外界被測非電學量的部分。
(2)轉換元件：能將敏感元件輸出的信號直接轉換成電信號的部分。
(3)信號調整與轉換電路：能把輸出的微弱的電信號放大的部分。
3．傳感器的分類
工作原理 舉例
物理傳感器 利用物質的物理特性或物理效應制成 力傳感器、磁傳感器、聲傳感器等
化學傳感器 利用電化學反應原理，把無機或有機化學物質的成分、濃度轉換為電信號 離子傳感器、氣體傳感器等
生物傳感器 利用生物活性物質的選擇性來識別和測定生物化學物質 酶傳感器、微生物傳感器、細胞傳感器等
二、常見敏感元件
1．光敏電阻
(1)特點：光照越強，電阻越小。
(2)原理：光敏電阻的構成物質為半導體材料，無光照時，載流子極少，導電性能差；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。
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。如圖甲所示為一種熱敏電阻的阻值隨溫度變化的特性曲線，溫度升高時，其電阻減小。
(2)金屬熱電阻：有些金屬的電阻率隨溫度的升高而增大，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。
注意：在工作溫度范圍內，電阻值隨溫度上升而增加的是正溫度系數(PTC)熱敏電阻器；電阻值隨溫度上升而減小的是負溫度系數(NTC)熱敏電阻器。
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形變這個力學量轉換為電阻這個電學量。
(2)應變式電子秤的組成及敏感元件：由金屬梁和電阻應變片組成，敏感元件是應變片。
(3)應變式電子秤的工作原理
4．霍爾元件
霍爾元件是根據霍爾效應原理制成的一種磁敏元件。一般用于電機中測定轉子的轉速，如錄像機的磁鼓、電腦中的散熱風扇等。
(1)霍爾元件的工作原理：如圖所示，E、F間通入恒定的電流I，同時外加與薄片垂直的磁感應強度為B的磁場時，薄片中的載流子就在洛倫茲力作用下，向著與電流和磁場都垂直的方向漂移，使M、N間出現電壓。
(2)霍爾元件在電流、電壓穩定時，載流子所受靜電力和洛倫茲力二力平衡。
(3)霍爾電壓：UH＝k(d為薄片的厚度，k為霍爾系數)。其中UH與B成正比，所以霍爾元件能夠把磁感應強度這個磁學量轉換為電壓這個電學量。
1．傳感器是把非電學量轉換為電學量的元件。(　　) 2．傳感器只能感受溫度和光兩個物理量。(　　) 3．隨著光照的增強，光敏電阻的電阻值逐漸增大。(　　) 4．應變式電子秤所使用的測力裝置是力傳感器，它是把力信號轉換為電阻信號。(　　)
例5　(2025·遼寧省大連市高三上月考)(多選)根據光敏電阻特性設計的自動計數器的電路圖如圖所示，其中R1為光敏電阻，R2為定值電阻，電源電動勢和內阻恒定，信號處理系統會實時監測R2兩端的電壓，每獲得一次低電壓就記數一次。下列說法正確的是(　　)
A．有光照射時R1的阻值比無光照射時的小
B．有光照射時R1兩端的電壓比無光照射時的大
C．有光照射時電源兩端的電壓比無光照射時的小
D．有光照射時R2消耗的電功率比無光照射時的小
例6　(2023·浙江1月選考)某興趣小組設計的測量大電流的裝置如圖所示，通有電流I的螺繞環在霍爾元件處產生的磁場B＝k1I，通有待測電流I′的直導線ab垂直穿過螺繞環中心，在霍爾元件處產生的磁場B′＝k2I′。調節電阻R，當電流表示數為I0時，元件輸出霍爾電壓UH為零，則待測電流I′的方向和大小分別為(　　)
A．a→b，I0 B．a→b，I0
C．b→a，I0 D．b→a，I0
例7　如圖所示為電容式位移傳感器的示意圖，物體沿左右方向運動時，電容將發生變化。如果實驗測量出電容器的電容變大，那么被測物體向________運動(選填“左”或“右”)；如果把圖中的電介質板換成相對介電常數更大的材料，當物體沿左右方向運動時，傳感器的靈敏度________(選填“變大”“不變”或“變小”，靈敏度定義為電容器電容變化量的大小與物體位置坐標變化量大小之比)。
課時作業
[A組　基礎鞏固練]
1．(多選)根據麥克斯韋電磁場理論，下列說法中正確的是(　　)
A．變化的電場一定產生變化的磁場
B．均勻變化的電場一定產生均勻變化的磁場
C．周期性變化的電場一定產生同頻率的周期性變化的磁場
D．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
2．(粵教版選擇性必修第二冊·第四章第四節圖4 4 1改編)電磁波包括無線電波、紅外線、可見光、紫外線、X射線、γ射線等，電磁波譜如圖所示，下列說法正確的是(　　)
A．只有高溫物體才輻射紅外線
B．過量的紫外線會對人體皮膚造成傷害
C．無線電波的頻率比γ射線的頻率大
D．紅光的波長比X射線小
3．(2025·河南省新鄉市高三月考)某LC電路的振蕩頻率為520 kHz，為能提高到1040 kHz，以下說法正確的是(　　)
A．調節可變電容，使電容增大為原來的4倍
B．調節可變電容，使電容減小為原來的
C．調節電感線圈，使線圈電感增大為原來的4倍
D．調節電感線圈，使線圈電感減小為原來的
4．如圖所示，q t圖像表示LC振蕩電路中電容器下極板電荷量隨時間變化的圖像，下列說法正確的是(　　)
A．Oa時間段，線圈中磁場能在減小
B．b、d兩時刻電路中電流最大
C．b、d兩時刻電容器中電場能最大
D．該電路可以有效地把電磁波發射出去
5．雪深雷達是2020珠峰高程測量主力設備之一，該系統主要利用天線發射和接收高頻電磁波來探測珠峰峰頂冰雪層厚度，如圖所示。下列說法正確的是(　　)
A．雷達利用電磁波的干涉特性工作
B．電磁波發射時需要進行調諧和解調
C．電磁波從空氣進入雪地，頻率減小，波長增大
D．在電磁波中，電場和磁場隨時間和空間做周期性變化
6．圖甲表示某金屬絲的電阻R隨攝氏溫度t變化的情況。把這段金屬絲與電池、電流表串聯起來(圖乙)，用這段金屬絲做測溫探頭，把電流表的刻度改為相應的溫度刻度，就得到了一個簡易溫度計。下列說法正確的是(　　)
A．tA應標在電流較大的刻度上，且溫度與電流是線性關系
B．tA應標在電流較大的刻度上，且溫度與電流是非線性關系
C．tB應標在電流較大的刻度上，且溫度與電流是線性關系
D．tB應標在電流較大的刻度上，且溫度與電流是非線性關系
7．(魯科版選擇性必修第二冊·第5章第3節圖5 18改編)一種指紋識別器是通過電容傳感器來識別指紋的。如圖所示，該傳感器上有大量面積相同的小極板，當手指貼在傳感器上時，這些小極板和正對的皮膚表面部分形成大量的小電容器，傳感器給所有電容器充電后使所有電容器達到某一特定的電壓值，由于指紋的凸起和凹下處與小極板的距離不同，識別器中不同位置的電容器的電容值也不相同，根據電容器放電快慢的不同，就可以探測指紋信息，從而形成指紋圖像數據。下列說法正確的是(　　)
A．用指紋的照片蒙在該傳感器上，也可以實現手機解鎖功能
B．指紋凹下處電容器的電容較大
C．充電后指紋凸起處電容器所帶電荷量較大
D．潮濕的手指對指紋識別沒有影響
[B組　綜合提升練]
8．(2024·天津市東麗區高三上開學測試)2019年被稱為5G元年，這一年全球很多國家開通了5G網絡。5G網絡使用的無線電波通信頻率是在3．0 GHz以上的超高頻段和極高頻段，比目前4G通信頻率在0．3 GHz～3．0 GHz間的特高頻段網絡擁有更大的帶寬和更快的傳輸速率。下列說法正確的是(　　)
A．4G信號是橫波，5G信號是縱波
B．4G信號和5G信號相遇能產生干涉現象
C．5G信號比4G信號波長更長，相同時間傳遞的信息量更大
D．5G信號比4G信號更不容易繞過障礙物，所以5G通信需要搭建更密集的基站
9．如圖所示，單刀雙擲開關S先打到a端讓電容器充滿電。t＝0時開關S打到b端，t＝0．02 s時LC回路中電容器下極板帶正電荷且電荷量第一次達到最大值。則(　　)
A．LC回路的周期為0．02 s
B．LC回路的電流最大時電容器中電場能最大
C．t＝1．01 s時線圈中磁場能最大
D．t＝1．01 s時回路中電流沿順時針方向
10．電熨斗在達到設定溫度后就不再升溫，當溫度降低時又會繼續加熱，使它與設定溫度差不多，在熨燙不同織物時，通過如圖所示雙金屬片溫度傳感器控制電路的通斷，從而自動調節溫度，雙金屬片上層金屬的熱膨脹系數大于下層金屬。下列說法正確的是(　　)
A．溫度升高時，雙金屬片會向上彎曲
B．調節“調溫旋鈕”，使螺絲微微上升，可以使設定溫度降低
C．調節“調溫旋鈕”，使螺絲微微上升，可以使設定溫度升高
D．適當增加輸入電壓，可以使設定溫度升高
11．(粵教版選擇性必修第二冊·第五章第二節圖5 2 1改編)如圖所示為一種呼氣酒精測試儀的原理圖，其中酒精氣體傳感器的電阻值R′的倒數與酒精氣體的濃度c成正比，R、R0、r、E值恒定，電壓表為理想電表。電壓表示數為U，則下列說法正確的是(　　)
A．c與U成反比
B．U越大，表示酒精濃度c越小
C．酒精氣體傳感器把電信息轉化成非電信息
D．當醉酒人員對傳感器呼氣時，U變大
12．(多選)圖甲為某種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小值
B．t1～t2時間內，電容器處于充電過程
C．汽車靠近線圈時，振蕩電流頻率變小
D．從圖乙波形可判斷汽車正靠近地感線圈
13．(人教版選擇性必修第二冊·課題研究圖研 4改編)(多選)用如圖所示的裝置自動分揀同一品種的蘋果，該裝置把大小不同的蘋果按一定質量標準自動分揀為大蘋果和小蘋果。R1為壓力傳感器，R2為可調電阻，R2兩端電壓越大，電磁鐵對分揀開關的銜鐵吸引力越強，假設同品種蘋果的密度相同，下列說法正確的是(　　)
A．壓力越大R1越大
B．壓力越大R1越小
C．調節R2的大小不能改變蘋果篩選的標準
D．調節R2的大小可以改變蘋果篩選的標準
[C組　拔尖培優練]
14．(2021·浙江6月選考)大功率微波對人和其他生物有一定的殺傷作用。實驗表明，當人體單位面積接收的微波功率達到250 W/m2時會引起神經混亂，達到1000 W/m2時會引起心肺功能衰竭。現有一微波武器，其發射功率P＝3×107 W。若發射的微波可視為球面波，則引起神經混亂和心肺功能衰竭的有效攻擊的最遠距離約為(　　)
A．100 m　25 m B．100 m　50 m
C．200 m　100 m D．200 m　50 m
(答案及解析)
1．在LC振蕩電路中，電容器放電完畢的時刻，回路中磁場能最小。(　　) 2．同時改變電容器的電容和線圈的電感，振蕩電路的周期一定會改變。(　　) 答案：1．×　2．×
例1　如圖所示，表示LC振蕩電路某時刻的情況，以下說法正確的是(　　)
A．電容器正在充電
B．電感線圈中的磁場能正在減小
C．電感線圈中的電流正在減小
D．此時自感電動勢正在阻礙電流的增大
[答案]　D
[解析]　根據磁感線的方向，由右手螺旋定則可以判斷，電路中電流方向是逆時針，再根據電容器極板上帶電的性質可以判斷電容器在放電，A錯誤；電容器在放電，所以電流在增大，磁場能在增大，自感電動勢正在阻礙電流的增大，B、C錯誤，D正確。
例2　在如圖甲所示的LC振蕩電路中，通過P點的電流i隨時間t變化的圖線如圖乙所示，規定通過P點的電流方向向右為正方向。下列說法正確的是(　　)
A．0至0．5 ms內，電容器C正在充電
B．0．5 ms至1 ms內，電容器上極板帶正電
C．1 ms至1．5 ms內，Q點的電勢比P點的電勢高
D．若電容器的電容C加倍，則電流的周期將變為4 ms
[答案]　C
[解析]　由題圖乙可知，0至0．5 ms內，通過P點的電流向右且逐漸增大，則電容器正在放電，故A錯誤；0．5 ms至1 ms內，通過P點的電流向右且逐漸減小，則電容器正在反向充電，電容器下極板帶正電，故B錯誤；1 ms至1．5 ms內，通過P點的電流向左且逐漸增大，則電容器正在反向放電，電容器下極板帶正電，上極板帶負電，可知Q點的電勢比P點的電勢高，故C正確；由題圖乙可知，電流的周期T＝2 ms，若電容器的電容C加倍，根據T＝2π，則電流的周期將變為T′＝T＝2 ms，故D錯誤。
考點二　電磁波的產生、傳播及電磁波譜
1．麥克斯韋電磁場理論：變化的磁場產生電場，變化的電場產生磁場。
2．電磁場：變化的電場和磁場總是相互聯系的，形成一個不可分割的統一的電磁場。
3．電磁波
(1)產生：變化的電場和磁場由近及遠地向周圍傳播，形成了電磁波。
(2)電磁波是橫波，在空間傳播不需要介質。
(3)電磁波的波速：真空中電磁波的波速與光速相同，c＝3．0×108 m/s。
(4)v＝λf對電磁波同樣適用。
(5)電磁波能產生反射、折射、干涉、偏振和衍射等現象。
(6)赫茲在人類歷史上首先捕捉到了電磁波，并證實了麥克斯韋的電磁場理論。
4．無線電波的發射
(1)發射電磁波的條件
①要有足夠高的振蕩頻率；
②必須是開放電路，使振蕩電路的電場和磁場分散到盡可能大的空間。
(2)信號的調制：為了利用電磁波傳遞信號，就要對電磁波調制。有調幅和調頻兩種調制方法。
①調幅(AM)：使高頻電磁波的振幅隨信號的強弱而變。
②調頻(FM)：使高頻電磁波的頻率隨信號的強弱而變。
5．無線電波的接收
(1)當接收電路的固有頻率跟收到的電磁波的頻率相同時，接收電路中產生的振蕩電流最強，這種現象叫作電諧振。
(2)使接收電路產生電諧振的過程叫作調諧。
(3)從經過調制的高頻振蕩電流中還原出原來的信號的過程叫作解調，它是調制的逆過程。調幅波的解調也叫檢波。
6．電磁波譜的定義
按電磁波的波長大小或頻率高低的順序把它們排列成譜，叫作電磁波譜。
將電磁波按波長從長到短排列順序是無線電波、紅外線、可見光、紫外線、X射線和γ射線。
7．電磁波譜的特性、應用
電磁波譜 頻率/Hz 真空中波長/m 特性 應用 遞變規律
無線電波 <3×1011 >10－3 波動性強，易發生衍射 無線電技術
紅外線 3×1011～1015 10－7～10－3 溫度越高，紅外輻射越強 紅外線遙感
可見光 1015 10－7 引起視覺 照明、攝影
紫外線 1015～1017 10－9～10－7 化學效應、熒光效應、能殺菌 醫用消毒、防偽
X射線 1016～1020 10－12～10－8 穿透能力強 檢查、醫用透視
γ射線 >1019 <10－11 穿透能力更強 工業探傷、醫用治療
1．振蕩電路的頻率越高，發射電磁波的本領越大。(　　) 2．要將傳遞的聲音信號向遠距離發射，必須以高頻電磁波作為載波。(　　) 3．電磁波的傳播需要介質。(　　) 4．電場周圍一定存在磁場，磁場周圍一定存在電場。(　　) 5．無線電波不能發生干涉和衍射現象。(　　) 6．波長不同的電磁波在本質上完全相同。(　　) 7．可利用紅外線的熒光效應辨別人民幣的真偽。(　　) 答案：1．√　2．√　3．×　4．×　5．×　6．√　7．×
例3　關于電磁波，下列說法正確的是(　　)
A．只要空間某處的電場或磁場發生變化，就會在其周圍產生電磁波
B．電磁波在真空中自由傳播時，其傳播方向與電場強度、磁感應強度均垂直
C．利用電磁波傳遞信號可以實現無線通信，但電磁波不能通過電纜、光纜傳輸
D．電磁波可以由電磁振蕩產生，若波源的電磁振蕩停止，空間的電磁波隨即消失
[答案]　B
[解析]　均勻變化的電(磁)場產生恒定的磁(電)場，恒定的磁(電)場不會產生電(磁)場，也就不會產生電磁波，A錯誤；變化的電場和磁場相互激發，且相互垂直，形成的電磁波的傳播方向與電場和磁場均垂直，B正確；電磁波可以通過電纜、光纜傳播，C錯誤；電磁振蕩停止后，電磁波可以在空間繼續傳播，直到能量消耗完為止，D錯誤。
例4　電磁波在生活中有著廣泛的應用，下列說法正確的是(　　)
A．雷達是利用無線電波中的長波來測定物體位置的
B．太陽輻射在黃綠光附近輻射最強，人眼對黃綠光最敏感
C．在電磁波的發射技術中，使載波隨各種信號而改變的技術叫調諧
D．紫外線的波長比可見光的波長更長，具有較高的能量，可以用來滅菌消毒
[答案]　B
[解析]　微波波長較短，直線傳播性能好，雷達
是利用微波來測定物體位置的，故A錯誤；太陽輻射在黃綠光附近輻射最強，而人眼也對黃綠光最敏感，故B正確；在電磁波的發射技術中，使載波隨各種信號而改變的技術叫調制，故C錯誤；紫外線的波長比可見光的波長更短，頻率更高，具有較高的能量，可以用來滅菌消毒，故D錯誤。
1．傳感器是把非電學量轉換為電學量的元件。(　　) 2．傳感器只能感受溫度和光兩個物理量。(　　) 3．隨著光照的增強，光敏電阻的電阻值逐漸增大。(　　) 4．應變式電子秤所使用的測力裝置是力傳感器，它是把力信號轉換為電阻信號。(　　) 答案：1．√　2．×　3．×　4．√
例5　(2025·遼寧省大連市高三上月考)(多選)根據光敏電阻特性設計的自動計數器的電路圖如圖所示，其中R1為光敏電阻，R2為定值電阻，電源電動勢和內阻恒定，信號處理系統會實時監測R2兩端的電壓，每獲得一次低電壓就記數一次。下列說法正確的是(　　)
A．有光照射時R1的阻值比無光照射時的小
B．有光照射時R1兩端的電壓比無光照射時的大
C．有光照射時電源兩端的電壓比無光照射時的小
D．有光照射時R2消耗的電功率比無光照射時的小
[答案]　AC
[解析]　由圖可知，每當光照被擋住時，信號處理系統就獲得一次低電壓并記數一次，說明有光照射時定值電阻R2兩端的電壓比無光照射時的高，由P＝可知有光照射時R2消耗的電功率比無光照射時的大，D錯誤；由歐姆定律可知有光照射時回路中的電流I更大，設電源的電動勢為E，內阻為r，由閉合電路歐姆定律有E＝I(R1＋R2＋r)，則R1＝－R2－r，可知有光照射時R1的阻值比無光照射時的小，A正確；R1兩端的電壓U1＝E－I(R2＋r)，電源兩端的電壓U＝E－Ir，可知有光照射時R1兩端的電壓和電源兩端的電壓均比無光照射時的小，B錯誤，C正確。
例6　(2023·浙江1月選考)某興趣小組設計的測量大電流的裝置如圖所示，通有電流I的螺繞環在霍爾元件處產生的磁場B＝k1I，通有待測電流I′的直導線ab垂直穿過螺繞環中心，在霍爾元件處產生的磁場B′＝k2I′。調節電阻R，當電流表示數為I0時，元件輸出霍爾電壓UH為零，則待測電流I′的方向和大小分別為(　　)
A．a→b，I0 B．a→b，I0
C．b→a，I0 D．b→a，I0
[答案]　D
[解析]　要使元件輸出霍爾電壓UH為零，即霍爾元件中的載流子不受前后表面間的電場力作用，也就不受前后表面間的磁場力作用，則霍爾元件處合磁感應強度為0。根據安培定則可知，螺繞環在霍爾元件處產生的磁場方向向下，根據磁場的疊加原理可知，直導線ab在霍爾元件處產生的磁場方向應向上，根據安培定則可知，待測電流I′的方向應該是b→a。磁場B和B′的合磁感應強度為0，則應有k1I0＝k2I′，解得I′＝I0。故選D。
例7　如圖所示為電容式位移傳感器的示意圖，物體沿左右方向運動時，電容將發生變化。如果實驗測量出電容器的電容變大，那么被測物體向________運動(選填“左”或“右”)；如果把圖中的電介質板換成相對介電常數更大的材料，當物體沿左右方向運動時，傳感器的靈敏度________(選填“變大”“不變”或“變小”，靈敏度定義為電容器電容變化量的大小與物體位置坐標變化量大小之比)。
[答案]　左　變大
[解析]　根據平行板電容器電容的決定式C＝，若電容器的電容變大，一定是插入的電介質板的長度變長，所以被測物體向左移動。如果把圖中的電介質板換成相對介電常數更大的材料，當物體沿左右方向運動相同距離時，電容器電容的變化量變大，即傳感器的靈敏度變大。
課時作業
[A組　基礎鞏固練]
1．(多選)根據麥克斯韋電磁場理論，下列說法中正確的是(　　)
A．變化的電場一定產生變化的磁場
B．均勻變化的電場一定產生均勻變化的磁場
C．周期性變化的電場一定產生同頻率的周期性變化的磁場
D．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
答案：CD
解析：均勻變化的電場產生恒定的磁場，A、B錯誤；由麥克斯韋電磁場理論可知，周期性變化的電場一定產生同頻率的周期性變化的磁場，C正確；由麥克斯韋電磁場理論可知，D正確。
2．(粵教版選擇性必修第二冊·第四章第四節圖4 4 1改編)電磁波包括無線電波、紅外線、可見光、紫外線、X射線、γ射線等，電磁波譜如圖所示，下列說法正確的是(　　)
A．只有高溫物體才輻射紅外線
B．過量的紫外線會對人體皮膚造成傷害
C．無線電波的頻率比γ射線的頻率大
D．紅光的波長比X射線小
答案：B
解析：所有的物體都在向外輻射紅外線，故A錯誤；紫外線具有較高的能量，過量的紫外線會傷害人的眼睛和皮膚，故B正確；無線電波的波長比γ射線的波長大，由c＝λf可知無線電波的頻率比γ射線的頻率小，故C錯誤；紅光是可見光，波長比X射線大，故D錯誤。
3．(2025·河南省新鄉市高三月考)某LC電路的振蕩頻率為520 kHz，為能提高到1040 kHz，以下說法正確的是(　　)
A．調節可變電容，使電容增大為原來的4倍
B．調節可變電容，使電容減小為原來的
C．調節電感線圈，使線圈電感增大為原來的4倍
D．調節電感線圈，使線圈電感減小為原來的
答案：B
解析：由LC振蕩電路的頻率公式f＝可知，要使頻率提高到原來的2倍，可以使電容減小為原來的，或使電感減小為原來的，故B正確，A、C、D錯誤。
4．如圖所示，q t圖像表示LC振蕩電路中電容器下極板電荷量隨時間變化的圖像，下列說法正確的是(　　)
A．Oa時間段，線圈中磁場能在減小
B．b、d兩時刻電路中電流最大
C．b、d兩時刻電容器中電場能最大
D．該電路可以有效地把電磁波發射出去
答案：C
解析：由q t圖像可知，Oa時間段，電容器的電荷量在減小，故電容器的電場能在減小，線圈中的磁場能在增大，A錯誤；從q t圖像可知，b、d兩時刻電容器的電荷量最大，故電容器中電場能最大，電路中電流為0，B錯誤，C正確；有效地發射電磁波，需要有足夠高的振蕩頻率和開放電路，此電路不是開放電路，不能有效地發射電磁波，D錯誤。
5．雪深雷達是2020珠峰高程測量主力設備之一，該系統主要利用天線發射和接收高頻電磁波來探測珠峰峰頂冰雪層厚度，如圖所示。下列說法正確的是(　　)
A．雷達利用電磁波的干涉特性工作
B．電磁波發射時需要進行調諧和解調
C．電磁波從空氣進入雪地，頻率減小，波長增大
D．在電磁波中，電場和磁場隨時間和空間做周期性變化
答案：D
解析：電磁波同聲波一樣，遇到障礙物會發生反射，雷達利用電磁波的反射特性工作，故A錯誤；電磁波發射時需要調制，接收時需要調諧和解調，故B錯誤；電磁波的頻率由波源決定，故頻率不變，由v＝λf知，波長減小，故C錯誤；在電磁波中，電場和磁場隨時間和空間做周期性變化，故D正確。
6．圖甲表示某金屬絲的電阻R隨攝氏溫度t變化的情況。把這段金屬絲與電池、電流表串聯起來(圖乙)，用這段金屬絲做測溫探頭，把電流表的刻度改為相應的溫度刻度，就得到了一個簡易溫度計。下列說法正確的是(　　)
A．tA應標在電流較大的刻度上，且溫度與電流是線性關系
B．tA應標在電流較大的刻度上，且溫度與電流是非線性關系
C．tB應標在電流較大的刻度上，且溫度與電流是線性關系
D．tB應標在電流較大的刻度上，且溫度與電流是非線性關系
答案：B
解析：由圖甲可知，tA對應的電阻阻值較小，由閉合電路歐姆定律知對應電路中的電流較大，故tA應標在電流較大的刻度上，而tB應標在電流較小的刻度上；由圖甲得R＝R0＋kt，其中R0為圖線的縱截距，由閉合電路歐姆定律得I＝，聯立解得I＝，可知溫度t與電流I是非線性關系。故B正確，A、C、D錯誤。
7．(魯科版選擇性必修第二冊·第5章第3節圖5 18改編)一種指紋識別器是通過電容傳感器來識別指紋的。如圖所示，該傳感器上有大量面積相同的小極板，當手指貼在傳感器上時，這些小極板和正對的皮膚表面部分形成大量的小電容器，傳感器給所有電容器充電后使所有電容器達到某一特定的電壓值，由于指紋的凸起和凹下處與小極板的距離不同，識別器中不同位置的電容器的電容值也不相同，根據電容器放電快慢的不同，就可以探測指紋信息，從而形成指紋圖像數據。下列說法正確的是(　　)
A．用指紋的照片蒙在該傳感器上，也可以實現手機解鎖功能
B．指紋凹下處電容器的電容較大
C．充電后指紋凸起處電容器所帶電荷量較大
D．潮濕的手指對指紋識別沒有影響
答案：C
解析：用指紋的照片蒙在該傳感器上，由于沒有指紋的凸起和凹下皮膚與小極板形成小電容器，因此不能實現手機解鎖功能，A錯誤；指紋凹下處電容器兩極板間距離較大，由C＝可知，該處電容器的電容較小，同理，指紋凸起處的電容器電容較大，由題意知充電完畢時所有小電容器兩極板間電壓相等，再結合Q＝CU可知，充電后指紋凸起處電容器所帶電荷量較大，B錯誤，C正確；潮濕的手指指紋之間可能被水填充，被水填充部分的電容會發生變化，所以可能會對指紋識別有影響，D錯誤。
[B組　綜合提升練]
8．(2024·天津市東麗區高三上開學測試)2019年被稱為5G元年，這一年全球很多國家開通了5G網絡。5G網絡使用的無線電波通信頻率是在3．0 GHz以上的超高頻段和極高頻段，比目前4G通信頻率在0．3 GHz～3．0 GHz間的特高頻段網絡擁有更大的帶寬和更快的傳輸速率。下列說法正確的是(　　)
A．4G信號是橫波，5G信號是縱波
B．4G信號和5G信號相遇能產生干涉現象
C．5G信號比4G信號波長更長，相同時間傳遞的信息量更大
D．5G信號比4G信號更不容易繞過障礙物，所以5G通信需要搭建更密集的基站
答案：D
解析：4G信號和5G信號均為電磁波，均是橫波，A錯誤；4G信號和5G信號的頻率不同，相遇時不能發生干涉現象，B錯誤；5G信號比4G信號頻率高、波長小，5G信號擁有更大的帶寬和更快的傳輸速率，可知相同時間傳遞的信息量更大，C錯誤；因5G信號的波長比4G信號的波長小，則5G信號比4G信號更不容易發生衍射，即更不容易繞過障礙物，所以5G通信需要搭建更密集的基站，D正確。
9．如圖所示，單刀雙擲開關S先打到a端讓電容器充滿電。t＝0時開關S打到b端，t＝0．02 s時LC回路中電容器下極板帶正電荷且電荷量第一次達到最大值。則(　　)
A．LC回路的周期為0．02 s
B．LC回路的電流最大時電容器中電場能最大
C．t＝1．01 s時線圈中磁場能最大
D．t＝1．01 s時回路中電流沿順時針方向
答案：C
解析：由題圖可知，t＝0時電容器上極板帶正電荷且電荷量最大，開始放電，而t＝0．02 s時電容器下極板帶正電荷且電荷量第一次達到最大值，即第一次反向充電完畢，可知LC回路的周期T＝2×0．02 s＝0．04 s，A錯誤；LC回路的電流最大時，電容器放電完畢，電容器中電場能最小，B錯誤；t＝1．01 s時，經過·T＝25T，此時電容器放電完畢，回路中電流沿逆時針方向，線圈中磁場能最大，C正確，D錯誤。
10．電熨斗在達到設定溫度后就不再升溫，當溫度降低時又會繼續加熱，使它與設定溫度差不多，在熨燙不同織物時，通過如圖所示雙金屬片溫度傳感器控制電路的通斷，從而自動調節溫度，雙金屬片上層金屬的熱膨脹系數大于下層金屬。下列說法正確的是(　　)
A．溫度升高時，雙金屬片會向上彎曲
B．調節“調溫旋鈕”，使螺絲微微上升，可以使設定溫度降低
C．調節“調溫旋鈕”，使螺絲微微上升，可以使設定溫度升高
D．適當增加輸入電壓，可以使設定溫度升高
答案：B
解析：當溫度升高時，金屬片向膨脹系數小的下層金屬片一側發生彎曲，故A錯誤；調節“調溫旋鈕”，使螺絲上升并拉動彈性銅片上移，就能使觸點斷開時雙金屬片向下彎曲的程度更小一些，使斷開時的溫度即設定溫度更低一些，故B正確，C錯誤；電壓不影響設定溫度，故D錯誤。
11．(粵教版選擇性必修第二冊·第五章第二節圖5 2 1改編)如圖所示為一種呼氣酒精測試儀的原理圖，其中酒精氣體傳感器的電阻值R′的倒數與酒精氣體的濃度c成正比，R、R0、r、E值恒定，電壓表為理想電表。電壓表示數為U，則下列說法正確的是(　　)
A．c與U成反比
B．U越大，表示酒精濃度c越小
C．酒精氣體傳感器把電信息轉化成非電信息
D．當醉酒人員對傳感器呼氣時，U變大
答案：D
解析：由題意可知，酒精氣體傳感器的電阻R′與酒精氣體的濃度c之間的關系為R′＝，其中k為常量，由閉合電路的歐姆定律得，電路中的電流I＝，又U＝IR0，聯立得U＝，則c與U不成反比，A錯誤；由U的表達式知，酒精濃度c越大，U越大，B錯誤，D正確；酒精氣體傳感器把非電信息(酒精氣體濃度)轉化成電信息(電阻)，C錯誤。
12．(多選)圖甲為某種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小值
B．t1～t2時間內，電容器處于充電過程
C．汽車靠近線圈時，振蕩電流頻率變小
D．從圖乙波形可判斷汽車正靠近地感線圈
答案：ABC
解析：由題圖乙可知，t1時刻電流最大，則電容器所帶電荷量為0，電容器間的電場強度為最小值，故A正確；t1～t2時間內，電流逐漸減小，則電容器處于充電過程，故B正確；當車輛靠近地感線圈時，線圈自感系數變大，根據T＝2π可知，振蕩電流周期變大，頻率變小，故C正確；從圖乙波形可知，振蕩電流周期越來越小，根據T＝2π可知，線圈自感系數越來越小，可判斷汽車正遠離地感線圈，故D錯誤。
13．(人教版選擇性必修第二冊·課題研究圖研 4改編)(多選)用如圖所示的裝置自動分揀同一品種的蘋果，該裝置把大小不同的蘋果按一定質量標準自動分揀為大蘋果和小蘋果。R1為壓力傳感器，R2為可調電阻，R2兩端電壓越大，電磁鐵對分揀開關的銜鐵吸引力越強，假設同品種蘋果的密度相同，下列說法正確的是(　　)
A．壓力越大R1越大
B．壓力越大R1越小
C．調節R2的大小不能改變蘋果篩選的標準
D．調節R2的大小可以改變蘋果篩選的標準
答案：BD
解析：大蘋果對托盤秤的壓力較大，由題圖可知，大蘋果通過托盤秤時，電磁鐵對分揀開關銜鐵吸引力較強，則R2兩端電壓較大，R1較小，所以壓力越大，R1越小，故A錯誤，B正確；由題意可知，只有R2兩端電壓達到或超過某一數值U0時，下面的通道才會打開，通過調節R2的大小，可以改變R2的兩端電壓為U0時，R1所對應的阻值，即可改變打開下面通道的蘋果的最小質量，從而改變蘋果篩選的標準，故C錯誤，D正確。
[C組　拔尖培優練]
14．(2021·浙江6月選考)大功率微波對人和其他生物有一定的殺傷作用。實驗表明，當人體單位面積接收的微波功率達到250 W/m2時會引起神經混亂，達到1000 W/m2時會引起心肺功能衰竭。現有一微波武器，其發射功率P＝3×107 W。若發射的微波可視為球面波，則引起神經混亂和心肺功能衰竭的有效攻擊的最遠距離約為(　　)
A．100 m　25 m B．100 m　50 m
C．200 m　100 m D．200 m　50 m
答案：B
解析：設有效攻擊的最遠距離為r，人體單位面積接收的微波功率的臨界值為P′，則P′＝＝，解得r＝。則引起神經混亂的有效攻擊的最遠距離為r1＝＝ m≈100 m，引起心肺功能衰竭的有效攻擊的最遠距離為r2＝＝ m≈50 m。故B正確。
20(共85張PPT)
第十二章　交變電流　
電磁振蕩與電磁波　傳感器
第3講　電磁振蕩與電磁波　
傳感器
目錄
1
2
3
教材閱讀指導
考點一　電磁振蕩
考點二　電磁波的產生、傳播及電磁波譜
考點三 傳感器
課時作業
4
5
教材閱讀指導
(對應人教版必修第三冊、選擇性必修第二冊相關內容及問題)
選擇性必修第二冊第四章第1節[練習與應用]T1；T2。
選擇性必修第二冊第四章第1節[練習與應用]T3。
選擇性必修第二冊第四章，閱讀“2　電磁場與電磁波”這一節內容，理解麥克斯韋電磁場、電磁波理論，以及電磁波的性質。
選擇性必修第二冊第四章第3節，閱讀“無線電波的發射”“無線電波的接收”這兩部分內容，理解調制、調幅、調頻、調諧、解調的含義及其在無線電波的發射和接收過程中的順序。
必修第三冊第十三章第4節，閱讀圖13．4 4，熟悉電磁波譜及其應用。
選擇性必修第二冊第四章，閱讀“4　電磁波譜”這一節內容，熟悉各種電磁波及其應用。
選擇性必修第二冊第五章閱讀“1　認識傳感器”這一節內容。
　 選擇性必修第二冊第五章第2節，閱讀“金屬熱電阻和熱敏電阻”這一部分內容，說一說金屬熱電阻阻值隨溫度變化的特點與熱敏電阻的不同。
提示：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。
選擇性必修第二冊第五章第2節閱讀[拓展學習]“霍爾元件”這一部分內容。
選擇性必修第二冊第五章閱讀“3　利用傳感器制作簡單的自動控制裝置”這一節內容。
選擇性必修第二冊第五章第3節[練習與應用]T1。
提示：P端電勢低于Q端，指針向零點左側偏轉。
選擇性必修第二冊第五章[復習與提高]A組T3。
提示：電路原理圖如圖所示：
選擇性必修第二冊第五章[復習與提高]B組T4；T5。
考點一　電磁振蕩
1．振蕩電流：______和______都做周期性迅速變化的電流。
2．振蕩電路：產生__________的電路。由電感線圈L和電容C組成的電路，就是最簡單的振蕩電路，稱為________電路。
3．電磁振蕩：在LC振蕩電路中，電容器不斷地充電和放電，電路中的電流i、電容器極板上的電荷量q、電容器里的電場強度E、線圈里的磁感應強度B，都在_______地變化著。這種現象就是電磁振蕩。
大小
方向
振蕩電流
LC振蕩
周期性
4．電磁振蕩中的能量變化：電容器放電過程，_______能逐漸轉化為_______能；電容器充電過程，_______能逐漸轉化為_______能。在電磁振蕩的過程中，電場能和磁場能會發生_________的轉化。
電場
磁場
磁場
電場
周期性
1．在LC振蕩電路中，電容器放電完畢的時刻，回路中磁場能最小。(　　)
2．同時改變電容器的電容和線圈的電感，振蕩電路的周期一定會改變。(　　)
×
×
1．振蕩電流、極板所帶電荷量隨時間的變化圖像
電磁振蕩中各物理量的變化
過程 電荷量 電場強度 電場能 電流 磁感應強度 磁場能
放電過程 變小 變小 變小 變大 變大 變大
放電完畢 0 0 0 最大 最大 最大
充電過程 變大 變大 變大 變小 變小 變小
充電完畢 最大 最大 最大 0 0 0
從上表可總結出如下兩類關系：
(1)同步同變關系
在LC振蕩電路發生電磁振蕩的過程中，電容器相關的物理量：電荷量q、電場強度E、電場能EE是同步變化的，即：
q↓→E↓→EE↓(或q↑→E↑→EE↑)。
線圈相關的物理量：振蕩電流i、磁感應強度B、磁場能EB也是同步變化的，即：
i↓→B↓→EB↓(或i↑→B↑→EB↑)。
(2)同步異變關系
在LC振蕩過程中，電容器相關的三個物理量q、E、EE與線圈相關的三個物理量i、B、EB是同步異向變化的，即q、E、EE同時減小時，i、B、EB同時增大，且它們的變化是同步的。
2．LC振蕩電路充、放電過程的判斷方法
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，電容器的電荷量減少，電場能向磁場能轉化，處于放電過程
根據物理量的變化趨勢判斷 當電容器的電荷量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
根據能量判斷 電場能增加時充電，磁場能增加時放電
例1　如圖所示，表示LC振蕩電路某時刻的情況，以下說法正確的是(　　)
A．電容器正在充電
B．電感線圈中的磁場能正在減小
C．電感線圈中的電流正在減小
D．此時自感電動勢正在阻礙電流的增大
解析　根據磁感線的方向，由右手螺旋定則可以判斷，電路中電流方向是逆時針，再根據電容器極板上帶電的性質可以判斷電容器在放電，A錯誤；電容器在放電，所以電流在增大，磁場能在增大，自感電動勢正在阻礙電流的增大，B、C錯誤，D正確。
例2　在如圖甲所示的LC振蕩電路中，通過P點的電流i隨時間t變化的圖線如圖乙所示，規定通過P點的電流方向向右為正方向。下列說法正確的是(　　)
A．0至0．5 ms內，電容器C正在充電
B．0．5 ms至1 ms內，電容器上極板帶正電
C．1 ms至1．5 ms內，Q點的電勢比P點的電勢高
D．若電容器的電容C加倍，則電流的周期將變為4 ms
考點二　電磁波的產生、傳播及電磁波譜
1．麥克斯韋電磁場理論：________的磁場產生電場，________的電場產生磁場。
2．電磁場：變化的電場和磁場總是相互聯系的，形成一個_______________ _________電磁場。
變化
不可分割的
統一的
變化
3．電磁波
(1)產生：變化的電場和磁場由近及遠地向周圍傳播，形成了電磁波。
(2)電磁波是橫波，在空間傳播_________介質。
(3)電磁波的波速：真空中電磁波的波速與光速相同，c＝___________ m/s。
(4)v＝λf對電磁波_________。
(5)電磁波能產生反射、折射、______、偏振和衍射等現象。
(6)_______在人類歷史上首先捕捉到了電磁波，并證實了麥克斯韋的電磁場理論。
不需要
3．0×108
同樣適用
干涉
赫茲
4．無線電波的發射
(1)發射電磁波的條件
①要有足夠高的__________；
②必須是______電路，使振蕩電路的電場和磁場分散到盡可能大的空間。
(2)信號的調制：為了利用電磁波傳遞信號，就要對電磁波調制。有______和_______兩種調制方法。
①______(AM)：使高頻電磁波的振幅隨信號的強弱而變。
②______(FM)：使高頻電磁波的頻率隨信號的強弱而變。
振蕩頻率
開放
調幅
調頻
調幅
調頻
5．無線電波的接收
(1)當接收電路的固有頻率跟收到的電磁波的頻率______時，接收電路中產生的振蕩電流_______，這種現象叫作電諧振。
(2)使接收電路產生電諧振的過程叫作______。
(3)從經過調制的高頻振蕩電流中還原出原來的信號的過程叫作______，它是______的逆過程。調幅波的解調也叫_______。
相同
最強
調諧
解調
調制
檢波
6．電磁波譜的定義
按電磁波的波長大小或頻率高低的順序把它們排列成譜，叫作電磁波譜。
將電磁波按波長從長到短排列順序是__________、紅外線、可見光、紫外線、X射線和γ射線。
無線電波
電磁波譜 頻率/Hz 真空中波長/m 特性 應用 遞變規律
無線電波 <3×1011 >10－3 波動性強，易發生衍射 無線電技術
紅外線 3×1011～1015 10－7～10－3 溫度______，紅外輻射越強 紅外線遙感
可見光 1015 10－7 引起視覺 照明、攝影
紫外線 1015～1017 10－9～10－7 化學效應、______、能殺菌 醫用消毒、防偽
X射線 1016～1020 10－12～10－8 穿透能力強 檢查、醫用透視
γ射線 >1019 <10－11 穿透能力更強 工業探傷、醫用治療
7．電磁波譜的特性、應用
越高
熒光效應
1．振蕩電路的頻率越高，發射電磁波的本領越大。(　　)
2．要將傳遞的聲音信號向遠距離發射，必須以高頻電磁波作為載波。(　　)
3．電磁波的傳播需要介質。(　　)
4．電場周圍一定存在磁場，磁場周圍一定存在電場。(　　)
5．無線電波不能發生干涉和衍射現象。(　　)
6．波長不同的電磁波在本質上完全相同。(　　)
7．可利用紅外線的熒光效應辨別人民幣的真偽。(　　)
×
×
√
√
×
√
×
1．對麥克斯韋電磁場理論的理解
2．對電磁波的理解
(1)電磁波是橫波，電磁波的電場、磁場、傳播方向
三者兩兩垂直，如圖所示。
(2)根據電磁場理論，電磁場的轉換就是電場能量和
磁場能量的轉換，因而電磁波的發射過程就是輻射能量
的過程，傳播過程就是能量傳播的過程。
能量是電磁場的物質性最有說服力的證據之一。
由此，人們認識到物質存在兩種形式，一種是由原子和分子構成的實物，另一種則是以電磁場為代表的場。
3．對電磁波發射、接收過程的理解
(1)區分調制和解調
聲音、圖像等信號頻率相對較低，不能轉化為電信號直接發射出去，將這些低頻信號加載到高頻電磁波信號上，就能有效發射。在電磁波發射技術中，將聲音、圖像信號加載到高頻電磁波上的過程就是調制。而將聲音、圖像信號從高頻信號中還原出來的過程就是解調。
(2)區分調諧和解調
調諧就是使接收電路產生電諧振的過程，即選擇攜帶有用信號的高頻振蕩電流，使其在接收電路中產生的感應電流最強的過程；解調是將高頻電流中攜帶的有用信號分離出來的過程。
例3　關于電磁波，下列說法正確的是(　　)
A．只要空間某處的電場或磁場發生變化，就會在其周圍產生電磁波
B．電磁波在真空中自由傳播時，其傳播方向與電場強度、磁感應強度均垂直
C．利用電磁波傳遞信號可以實現無線通信，但電磁波不能通過電纜、光纜傳輸
D．電磁波可以由電磁振蕩產生，若波源的電磁振蕩停止，空間的電磁波隨即消失
解析　均勻變化的電(磁)場產生恒定的磁(電)場，恒定的磁(電)場不會產生電(磁)場，也就不會產生電磁波，A錯誤；變化的電場和磁場相互激發，且相互垂直，形成的電磁波的傳播方向與電場和磁場均垂直，B正確；電磁波可以通過電纜、光纜傳播，C錯誤；電磁振蕩停止后，電磁波可以在空間繼續傳播，直到能量消耗完為止，D錯誤。
例4　電磁波在生活中有著廣泛的應用，下列說法正確的是(　　)
A．雷達是利用無線電波中的長波來測定物體位置的
B．太陽輻射在黃綠光附近輻射最強，人眼對黃綠光最敏感
C．在電磁波的發射技術中，使載波隨各種信號而改變的技術叫調諧
D．紫外線的波長比可見光的波長更長，具有較高的能量，可以用來滅菌消毒
解析　微波波長較短，直線傳播性能好，雷達是利用微波來測定物體位置的，故A錯誤；太陽輻射在黃綠光附近輻射最強，而人眼也對黃綠光最敏感，故B正確；在電磁波的發射技術中，使載波隨各種信號而改變的技術叫調制，故C錯誤；紫外線的波長比可見光的波長更短，頻率更高，具有較高的能量，可以用來滅菌消毒，故D錯誤。
對電磁波譜的幾點說明
(1)波長不同的電磁波，表現出不同的特性。其中波長較長的無線電波和紅外線，易發生干涉、衍射現象；波長較短的X射線、γ射線，穿透能力較強。
(2)電磁波譜中，相鄰兩波段的電磁波的波長并沒有很明顯的界線，如紫外線和X射線、X射線和γ射線都有重疊。
(3)不同的電磁波，產生的機理不同，無線電波是振蕩電路中自由電子的周期性運動產生的；紅外線、可見光、紫外線是原子的外層電子受到激發后產生的；X射線是原子的內層電子受到激發后產生的；γ射線是原子核受到激發后產生的。
考點三　傳感器
一、傳感器及其工作原理
1．傳感器的工作原理：能夠感受諸如力、溫度、光、聲、化學成分等被測量，并能把它們按照一定的規律轉換為便于傳送和處理的可用信號輸出。通常轉換成的可用信號是電壓、電流等______量，或轉換為電路的______。把非電學量轉換為電學量，可以很方便地進行測量、______、處理和______。
傳感器應用的一般模式如圖所示：
電學
通斷
傳輸
控制
2．傳感器的核心元件
(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。
(3)信號調整與轉換電路：能把輸出的微弱的電信號放大的部分。
非電學量
電信號
3．傳感器的分類
工作原理 舉例
物理傳感器 利用物質的物理特性或物理效應制成 力傳感器、磁傳感器、聲傳感器等
化學傳感器 利用電化學反應原理，把無機或有機化學物質的成分、濃度轉換為電信號 離子傳感器、氣體傳感器等
生物傳感器 利用生物活性物質的選擇性來識別和測定生物化學物質 酶傳感器、微生物傳感器、細胞傳感器等
二、常見敏感元件
1．光敏電阻
(1)特點：光照越強，電阻_____。
(2)原理：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，導電性變好。
(3)作用：把__________這個光學量轉換為______這個電學量。
越小
差
增強
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。如圖甲所示為一種熱敏電阻的阻值隨溫度變化的特性曲線，溫度升高時，其電阻_______。
減小
(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。
注意：在工作溫度范圍內，電阻值隨溫度上升而增加的是正溫度系數(PTC)熱敏電阻器；電阻值隨溫度上升而減小的是負溫度系數(NTC)熱敏電阻器。
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)應變式電子秤的組成及敏感元件：由金屬梁和電阻_______組成，敏感元件是________。
(3)應變式電子秤的工作原理
形變
電阻
應變片
應變片
4．霍爾元件
霍爾元件是根據霍爾效應原理制成的一種磁敏元件。一般用于電機中測定轉子的轉速，如錄像機的磁鼓、電腦中的散熱風扇等。
(1)霍爾元件的工作原理：如圖所示，E、F間通入恒定的
電流I，同時外加與薄片垂直的磁感應強度為B的磁場時，薄片
中的載流子就在洛倫茲力作用下，向著與電流和磁場都垂直的
方向漂移，使M、N間出現電壓。
1．傳感器是把非電學量轉換為電學量的元件。(　　)
2．傳感器只能感受溫度和光兩個物理量。(　　)
3．隨著光照的增強，光敏電阻的電阻值逐漸增大。(　　)
4．應變式電子秤所使用的測力裝置是力傳感器，它是把力信號轉換為電阻信號。(　　)
×
×
√
√
例5　(2025·遼寧省大連市高三上月考)(多選)根據光敏電阻特性設計的自動計數器的電路圖如圖所示，其中R1為光敏電阻，R2為定值電阻，電源電動勢和內阻恒定，信號處理系統會實時監測R2兩端的電壓，每獲得一次低電壓就記數一次。下列說法正確的是(　　)
A．有光照射時R1的阻值比無光照射時的小
B．有光照射時R1兩端的電壓比無光照射時的大
C．有光照射時電源兩端的電壓比無光照射時的小
D．有光照射時R2消耗的電功率比無光照射時的小
例7　如圖所示為電容式位移傳感器的示意圖，物體沿左右方向運動時，電容將發生變化。如果實驗測量出電容器的電容變大，那么被測物體向_____運動(選填“左”或“右”)；如果把圖中的電介質板換成相對介電常數更大的材料，當物體沿左右方向運動時，傳感器的靈敏度_______(選填“變大”“不變”或“變小”，靈敏度定義為電容器電容變化量的大小與物體位置坐標變化量大小之比)。
左
變大
課時作業
1．(多選)根據麥克斯韋電磁場理論，下列說法中正確的是(　　)
A．變化的電場一定產生變化的磁場
B．均勻變化的電場一定產生均勻變化的磁場
C．周期性變化的電場一定產生同頻率的周期性變化的磁場
D．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
解析：均勻變化的電場產生恒定的磁場，A、B錯誤；由麥克斯韋電磁場理論可知，周期性變化的電場一定產生同頻率的周期性變化的磁場，C正確；由麥克斯韋電磁場理論可知，D正確。
［A組　基礎鞏固練］
2．(粵教版選擇性必修第二冊·第四章第四節圖4 4 1改編)電磁波包括無線電波、紅外線、可見光、紫外線、X射線、γ射線等，電磁波譜如圖所示，下列說法正確的是(　　)
A．只有高溫物體才輻射紅外線
B．過量的紫外線會對人體皮膚造成傷害
C．無線電波的頻率比γ射線的頻率大
D．紅光的波長比X射線小
解析：所有的物體都在向外輻射紅外線，故A錯誤；紫外線具有較高的能量，過量的紫外線會傷害人的眼睛和皮膚，故B正確；無線電波的波長比γ射線的波長大，由c＝λf可知無線電波的頻率比γ射線的頻率小，故C錯誤；紅光是可見光，波長比X射線大，故D錯誤。
4．如圖所示，q t圖像表示LC振蕩電路中電容器下極板電荷量隨時間變化的圖像，下列說法正確的是(　　)
A．Oa時間段，線圈中磁場能在減小
B．b、d兩時刻電路中電流最大
C．b、d兩時刻電容器中電場能最大
D．該電路可以有效地把電磁波發射出去
解析：由q t圖像可知，Oa時間段，電容器的電荷量在減小，故電容器的電場能在減小，線圈中的磁場能在增大，A錯誤；從q t圖像可知，b、d兩時刻電容器的電荷量最大，故電容器中電場能最大，電路中電流為0，B錯誤，C正確；有效地發射電磁波，需要有足夠高的振蕩頻率和開放電路，此電路不是開放電路，不能有效地發射電磁波，D錯誤。
5．雪深雷達是2020珠峰高程測量主力設備之一，該系統主要利用天線發射和接收高頻電磁波來探測珠峰峰頂冰雪層厚度，如圖所示。下列說法正確的是(　　)
A．雷達利用電磁波的干涉特性工作
B．電磁波發射時需要進行調諧和解調
C．電磁波從空氣進入雪地，頻率減小，波長增大
D．在電磁波中，電場和磁場隨時間和空間做周期性變化
解析：電磁波同聲波一樣，遇到障礙物會發生反射，
雷達利用電磁波的反射特性工作，故A錯誤；電磁波發射
時需要調制，接收時需要調諧和解調，故B錯誤；電磁波
的頻率由波源決定，故頻率不變，由v＝λf知，波長減小，
故C錯誤；在電磁波中，電場和磁場隨時間和空間做周期性變化，故D正確。
6．圖甲表示某金屬絲的電阻R隨攝氏溫度t
變化的情況。把這段金屬絲與電池、電流表串聯
起來(圖乙)，用這段金屬絲做測溫探頭，把電流
表的刻度改為相應的溫度刻度，就得到了一個
簡易溫度計。下列說法正確的是(　　)
A．tA應標在電流較大的刻度上，且溫度與電流是線性關系
B．tA應標在電流較大的刻度上，且溫度與電流是非線性關系
C．tB應標在電流較大的刻度上，且溫度與電流是線性關系
D．tB應標在電流較大的刻度上，且溫度與電流是非線性關系
7．(魯科版選擇性必修第二冊·第5章第3節圖5 18改編)一種
指紋識別器是通過電容傳感器來識別指紋的。如圖所示，該傳感器
上有大量面積相同的小極板，當手指貼在傳感器上時，這些小極板
和正對的皮膚表面部分形成大量的小電容器，傳感器給所有電容器
充電后使所有電容器達到某一特定的電壓值，由于指紋的凸起和凹
下處與小極板的距離不同，識別器中不同位置的電容器的電容值也
不相同，根據電容器放電快慢的不同，就可以探測指紋信息，從而形成指紋圖像數據。下列說法正確的是(　　)
A．用指紋的照片蒙在該傳感器上，也可以實現手機解鎖功能
B．指紋凹下處電容器的電容較大
C．充電后指紋凸起處電容器所帶電荷量較大
D．潮濕的手指對指紋識別沒有影響
8．(2024·天津市東麗區高三上開學測試)2019年被稱為5G元年，這一年全球很多國家開通了5G網絡。5G網絡使用的無線電波通信頻率是在3．0 GHz以上的超高頻段和極高頻段，比目前4G通信頻率在0．3 GHz～3．0 GHz間的特高頻段網絡擁有更大的帶寬和更快的傳輸速率。下列說法正確的是(　　)
A．4G信號是橫波，5G信號是縱波
B．4G信號和5G信號相遇能產生干涉現象
C．5G信號比4G信號波長更長，相同時間傳遞的信息量更大
D．5G信號比4G信號更不容易繞過障礙物，所以5G通信需要搭建更密集的基站
［B組　綜合提升練］
解析：4G信號和5G信號均為電磁波，均是橫波，A錯誤；4G信號和5G信號的頻率不同，相遇時不能發生干涉現象，B錯誤；5G信號比4G信號頻率高、波長小，5G信號擁有更大的帶寬和更快的傳輸速率，可知相同時間傳遞的信息量更大，C錯誤；因5G信號的波長比4G信號的波長小，則5G信號比4G信號更不容易發生衍射，即更不容易繞過障礙物，所以5G通信需要搭建更密集的基站，D正確。
9．如圖所示，單刀雙擲開關S先打到a端讓電容器充滿電。t＝0時開關S打到b端，t＝0．02 s時LC回路中電容器下極板帶正電荷且電荷量第一次達到最大值。則(　　)
A．LC回路的周期為0．02 s
B．LC回路的電流最大時電容器中電場能最大
C．t＝1．01 s時線圈中磁場能最大
D．t＝1．01 s時回路中電流沿順時針方向
10．電熨斗在達到設定溫度后就不再升溫，當溫度降低時又會繼續加熱，使它與設定溫度差不多，在熨燙不同織物時，通過如圖所示雙金屬片溫度傳感器控制電路的通斷，從而自動調節溫度，雙金屬片上層
金屬的熱膨脹系數大于下層金屬。下列說法正確的
是(　　)
A．溫度升高時，雙金屬片會向上彎曲
B．調節“調溫旋鈕”，使螺絲微微上升，可以使設定溫度降低
C．調節“調溫旋鈕”，使螺絲微微上升，可以使設定溫度升高
D．適當增加輸入電壓，可以使設定溫度升高
解析：當溫度升高時，金屬片向膨脹系數小的下層金屬片一側發生彎曲，故A錯誤；調節“調溫旋鈕”，使螺絲上升并拉動彈性銅片上移，就能使觸點斷開時雙金屬片向下彎曲的程度更小一些，使斷開時的溫度即設定溫度更低一些，故B正確，C錯誤；電壓不影響設定溫度，故D錯誤。
11．(粵教版選擇性必修第二冊·第五章第二節圖5 2 1改編)如圖所示為一種呼氣酒精測試儀的原理圖，其中酒精氣體傳感器的電阻值R′的倒數與酒精氣體的濃度c成正比，R、R0、r、E值恒定，電壓表為理想電表。電壓表示數為U，則下列說法正確的是(　　)
A．c與U成反比
B．U越大，表示酒精濃度c越小
C．酒精氣體傳感器把電信息轉化成非電信息
D．當醉酒人員對傳感器呼氣時，U變大
12．(多選)圖甲為某種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小值
B．t1～t2時間內，電容器處于充電過程
C．汽車靠近線圈時，振蕩電流頻率變小
D．從圖乙波形可判斷汽車正靠近地感線圈
13．(人教版選擇性必修第二冊·課題研究圖研 4改編)(多選)用如圖所示的裝置自動分揀同一品種的蘋果，該裝置把大小不同的蘋果按一定質量標準自動分揀為大蘋果和小蘋果。R1為壓力傳感器，R2為可調電阻，R2兩端電壓越大，電磁鐵對分揀開關的銜鐵吸引力越強，假設同品種蘋果的密度相同，下列說法正確的是(　　)
A．壓力越大R1越大
B．壓力越大R1越小
C．調節R2的大小不能改變蘋果篩選的標準
D．調節R2的大小可以改變蘋果篩選的標準
解析：大蘋果對托盤秤的壓力較大，由題圖可知，大蘋果通過托盤秤時，電磁鐵對分揀開關銜鐵吸引力較強，則R2兩端電壓較大，R1較小，所以壓力越大，R1越小，故A錯誤，B正確；由題意可知，只有R2兩端電壓達到或超過某一數值U0時，下面的通道才會打開，通過調節R2的大小，可以改變R2的兩端電壓為U0時，R1所對應的阻值，即可改變打開下面通道的蘋果的最小質量，從而改變蘋果篩選的標準，故C錯誤，D正確。
14．(2021·浙江6月選考)大功率微波對人和其他生物有一定的殺傷作用。實驗表明，當人體單位面積接收的微波功率達到250 W/m2時會引起神經混亂，達到1000 W/m2時會引起心肺功能衰竭。現有一微波武器，其發射功率P＝3×107 W。若發射的微波可視為球面波，則引起神經混亂和心肺功能衰竭的有效攻擊的最遠距離約為(　　)
A．100 m　25 m B．100 m　50 m
C．200 m　100 m D．200 m　50 m
［C組　拔尖培優練］

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