1、高二物理导学案 第四章第四章 电磁震荡与电磁波电磁震荡与电磁波第三节第三节无线电波的发射和接收无线电波的发射和接收 第四节第四节电磁波谱电磁波谱 第五章第五章 传感器传感器 【学习目标学习目标】 1、知道有效发射电磁波的条件，知道调制的概念及调制的两种方法 2、知道接收需要的电磁波要进行调谐，知道还原信号还要进行解调，了解什么是调谐和解调 3、认识电磁波谱，知道光是电磁波，了解电磁波各波段的特点和主要用途. 4、了解传感器的概念，知道非电学量转换成电学量的技术的意义 5、了解光敏电阻、金属热电阻、热敏电阻、电阻应变片的工作原理 6、了解传感器的常用元件的特征 【教材阅读知识提纲与填空教材阅读知
2、识提纲与填空】 一、无线电波的发射和接收一、无线电波的发射和接收 1无线电波的发射 (1)要有效地发射电磁波，振荡电路必须具有如下特点： 第一，要有足够高的振荡频率频率越高，发射电磁波的本领越大 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 (2)调制 定义：在电磁波发射技术中，使载波随各种信号而改变的技术 分类 调幅AM：使高频电磁波的振幅随信号的强 弱而变的调制技术 调频FM：使高频电磁波的频率随信号的强 弱而变的调制技术 2无线电波的接收 (1)原理：电磁波在传播过程中如果遇到导体，会使导体中产生感应电流，因此，空中的导体可 以用来接收电磁波 (2)电
3、谐振与调谐 电谐振：当接收电路的固有频率跟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，这种现象叫作电谐振 调谐：使接收电路产生电谐振的过程 (3)解调：使声音或图像信号从高频电流中还原出来的过程，它是调制的逆过程 (4)检波：调幅波的解调. 3电视广播的发射和接收 (1)发射：电视广播信号是一种无线电信号现代电视发射系统中，首先将光信号转变为电信号， 再通过载波将信号调制成高频信号再进行传播 (2)传播方式：地面无线电传输、有线网络传输以及卫星传输 (3)接收：电视接收端，接收到高频电磁波信号后，经过解调处理，就可以将得到的信号通过显 示设备转变为图像信息 二、电磁波谱二、电磁波
4、谱 1电磁波种类：无线电波、红外线、可见光、紫外线、X 射线、射线等 2电磁波谱：按电磁波的波长大小或频率高低顺序把各种电磁波排列成的谱 3电磁波特性及用途 (1)无线电波：波长大于 1 mm(频率小于 300 GHz)的电磁波是无线电波，主要用于通信和广播 (2)红外线：它的波长比无线电波短，比可见光长所有物体都会发射红外线，热物体的红外辐 射比冷物体的红外辐射强，主要应用于加热或红外摄影 (3)可见光：能使人的眼睛产生视觉效应的电磁波，可见光的波长在 400 760 nm 之间，分为 红、橙、黄、绿、青、蓝、紫七种颜色不同颜色的光波长(频率)不同. (4)紫外线： 波长范围在 5 370
5、nm 之间， 紫外线具有较高的能量， 足以破坏细胞核中的物质 应 用于灭菌消毒；许多物质在紫外线的照射下会发出荧光，可以设计防伪措施 (5)X 射线和射线 X 射线：波长比紫外线更短，穿透本领较强.用来检查人体内部器官，金属构件内部的缺陷 射线：波长最短的电磁波，具有很高的能量穿透能力很强主要应用：医学上用于摧毁病变细 胞，用来治疗某些癌症，也可用于探测金属构件内部的缺陷 三三、认识传感器、认识传感器 1传感器 (1)定义：能够感受诸如力、温度、光、声、化学成分等被测量，并能把它们按照一定的规律转 换为便于传送和处理的可用电信号(通常是电压、 电流等电学量)输出， 或转换为电路的通断的器件或
6、装置 (2)功能：把非电学量转化为电学量，可以方便地进行测量、传输、处理和控制. 2传感器的种类、组成与应用模式 (1)分类：按传感器的工作原理的不同，把传感器分为物理传感器、化学传感器和生物传感器 (2)组成：传感器主要由敏感元件、转换元件组成 (3)应用模式： 四、常见传感器的工作原理及应用四、常见传感器的工作原理及应用 1光敏电阻 (1)特点：在被光照射时电阻发生变化 (2)原因：光敏电阻的构成物质为半导体材料，无光照时，载流子极少，导电性能差；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 2金属热电阻和热敏电阻 (1)金属热电阻 有些
7、金属的电阻率随温度的升高而增大，这样的电阻也可以制作温度传感器，称为热电阻，如 图所示为某金属导线电阻的温度特性曲线 (2)热敏电阻 热敏电阻由半导体材料制成，其电阻随温度的变化明显，温度升高电阻减小，如图所示为某一 热敏电阻的电阻随温度变化的特性曲线 (3)作用：金属热电阻和热敏电阻把温度这个热学量转换为电阻这个电学量 3电阻应变片 (1)特点：阻值随着所受机械形变的变化而变化 (2)原因：电阻与导体的材料、长度和横截面积有关当金属丝受到拉力时，长度变长、横截面 积变小，导致电阻变大；当金属丝受到压力时，长度变短、横截面积变大，导致电阻变小. (3)作用：把物体形变这个力学量转换为电阻这个电
8、学量 【例题精讲例题精讲】 例 1、(多选)关于电磁波的发射和接收，下列说法中正确的是(BCD) A为了使振荡电路有效地向空间辐射能量，必须是闭合电路 B音频电流的频率比较低，不能直接用来发射电磁波 C当接收电路的固有频率与收到的电磁波的频率相同时，接收电路产生的振荡电流最强 D要使电视机的屏幕上有图像，必须要有检波过程 例 2、关于电磁波的特性和应用，下列说法正确的是(D) A红外线和 X 射线都有很高的穿透本领，常用于医学上透视人体 B过强的紫外线照射有利于人的皮肤健康 C电磁波中频率最大的为射线，最容易发生衍射现象 D紫外线和 X 射线都可以使感光底片感光 例 3、如图是一种测定油箱油量
9、多少或变化多少的装置其中电源电压保持不变， R 是滑动变阻器，它的金属滑片是金属杆的一端在装置中使用了一只电压表(图 中没有画出)，通过观察电压表示数，可以了解油量情况，你认为电压表应该接在 图中的_两点之间，按照你的接法请回答：当油箱中油量减少时，电压表 的示数将_(选填“增大”或“减小”) 答案c、d减小 例 4、(多选)在温控电路中，通过热敏电阻阻值随温度的变化可实现对电路相关物理量的控制如图 所示电路，R1为定值电阻，R2为半导体热敏电阻(温度越高电阻越小)，C 为电容器当环境温度降 低时(AB) A电容器 C 的带电荷量增大 B电压表的读数增大 C电容器 C 两板间的电场强度减小 D
10、R1消耗的功率增大 【练习练习】 1、为了增大无线电台向空间发射无线电波的能力，对 LC 振荡电路的结构可采用下列哪些措施 (B) A增大电容器极板的正对面积B增大电容器极板的间距 C增大自感线圈的匝数D提高供电电压 2、(多选)关于无线电波的接收，下列说法中正确的是(ABC) A当接收电路的固有频率跟接收到的电磁波频率相同时，该电磁波在接收电路中激起的感应 电流最大 B使接收电路中产生电谐振的过程叫作调谐 C收音机的接收电路是 LC 振荡回路 D从接收到的高频率振荡中“检”出所携带的信号，叫作调谐 3、验钞机发出的光能使钞票上的荧光物质发光，电视机、空调的遥控器发出的光能控制电视机、空 调的
11、工作状态对于它们发出的光，以下判断正确的是(D) A它们发出的都是红外线 B它们发出的都是紫外线 C验钞机发出的是红外线，遥控器发出的是紫外线 D验钞机发出的是紫外线，遥控器发出的是红外线 4、关于各种电磁波的性质比较，下列说法中正确的有(C) A由于红外线的波长比可见光长，所以比可见光更难发生干涉、衍射 B由于射线的波长太短了，所以根本无法发生干涉、衍射 C无论哪一种电磁波，在真空中的传播速度都相同 D射线的穿透能力最强，所以最适于用来透视人体，检查骨骼和其他病变情况 5、关于传感器工作的一般流程，下列说法中正确的是(C) A非电学量敏感元件转换电路电学量转换元件 B电学量敏感元件转换电路转
12、换元件非电学量 C非电学量敏感元件转换元件转换电路电学量 D非电学量转换电路转换元件敏感元件电学量 6、很多汽车的车窗有防夹手功能车窗在关闭过程中碰到障碍时会停止并打开实现该功能可能使 用的传感器是(D) A生物传感器B气体传感器 C温度传感器D压力传感器 7、 (多选)如图所示， R1、 R2为定值电阻， L 为小灯泡， R3为光敏电阻， 当照射光强度增大时(ABC) A电压表的示数增大 BR2中电流减小 C小灯泡的功率增大 D电路的路端电压增大 8、(多选)下列关于电子秤中应变式力传感器的说法正确的是(BD) A应变片是由导体材料制成 B当应变片的表面拉伸时，其电阻变大；反之变小 C传感器输出的是应变片上的电压 D外力越大，输出的电压值也越大
