下载文档原格式
传感器原理与应用复习要点传感器是一种将非电学量转换为电学信号的装置，广泛应用于各个领域。
其原理可以分为物理效应、化学效应和生物效应三类。
下面是传感器原理与应用的复习要点：1.物理效应传感器：-热敏电阻：利用物质的电阻随温度变化的特性，常用于温度测量。
-压电传感器：利用压电材料电荷随机梯度变化的特性，可用于压力、力和加速度的测量。
-光电传感器：利用光的吸收、散射或发射等特性，常用于光强度、颜色和距离的测量。
-磁敏电阻：利用材料的磁阻随磁场变化的特性，可用于磁场的测量。
2.化学效应传感器：-pH传感器：利用溶液中氢离子浓度对电位的影响，用于测量酸碱度。
-气体传感器：利用气体与特定材料发生化学反应，测量气体浓度或类型。
-电化学传感器：利用电化学反应产生的电位差，测量氧气、氢气等的浓度。
3.生物效应传感器：-生物传感器：利用生物体与特定物质相互作用的特性，测量生物学参数，如酶、抗原和抗体等。
-DNA传感器：利用DNA序列的特定识别反应，用于检测和识别DNA的序列。
传感器的应用：1.工业自动化：传感器可用于测量温度、压力、流量、液位等工业参数，实现工业自动化控制。
2.环境监测：用于监测大气污染物质、水质、土壤质量等环境参数。
3.医疗保健：用于测量心率、体温、血压等生物参数，实现远程医疗监护。
4.智能家居：用于检测温度、湿度、光线等，实现智能调控家居环境。
5.汽车工业：应用于测量车速、转向角度、发动机参数，提升安全性和性能。
6.农业领域：用于监测土壤水分、光照强度、气温等农作物生长参数，实现精确农业。
总结起来，传感器的原理涉及物理、化学和生物效应，应用广泛，包括工业自动化、环境监测、医疗保健、智能家居、汽车工业和农业等领域。
对传感器的深入理解和应用有助于提升各个领域的技术水平和生活质量。
传感器复习题与答案传感器原理与应⽤复习题第⼀章传感器概述1．什么是传感器？传感器由哪⼏个部分组成？试述它们的作⽤和相互关系。
（1）传感器定义：⼴义的定义：⼀种能把特定的信息（物理、化学、⽣物）按⼀定的规律转换成某种可⽤信号输出的器件和装置。
⼴义传感器⼀般由信号检出器件和信号处理器件两部分组成；狭义的定义：能把外界⾮电信号转换成电信号输出的器件。
我国国家标准对传感器的定义是：能够感受规定的被测量并按照⼀定规律转换成可⽤输出信号的器件和装置。
以上定义表明传感器有这样三层含义：它是由敏感元件和转换元件构成的⼀种检测装置；能按⼀定规律将被测量转换成电信号输出；传感器的输出与输⼊之间存在确定的关系。
（2）组成部分：传感器由敏感元件，转换元件，转换电路组成。
（3）他们的作⽤和相互关系：敏感元件是直接感受被测量，并输出与被测量成确定关系的物理量；转换元件把敏感元件的输出作为它的输⼊，转换成电路参量；上述电路参数接⼊基本转换电路，便可转换成电量输出。
2．传感器的总体发展趋势是什么？现代传感器有哪些特征，现在的传感器多以什么物理量输出？（1）发展趋势：①发展、利⽤新效应；②开发新材料；③提⾼传感器性能和检测范围；④微型化与微功耗；⑤集成化与多功能化；⑥传感器的智能化；⑦传感器的数字化和⽹络化。
（2）特征：由传统的分⽴式朝着集成化。
数字化、多动能化、微型化、智能化、⽹络化和光机电⼀体化的⽅向发展，具有⾼精度、⾼性能、⾼灵敏度、⾼可靠性、⾼稳定性、长寿命、⾼信噪⽐、宽量程和⽆维护等特点。
（3）输出：电量输出。
3．压⼒、加速度、转速等常见物理量可⽤什么传感器测量？各有什么特点？本⾝发热⼩，缺点是输出⾮线性。
4（1）按传感器检测的量分类，有物理量、化学量，⽣物量；（2）按传感器的输出信号性质分裂，有模拟和数字；（3）按传感器的结构分类，有结构性、物性型、复合型；（4）按传感器功能分类，单功能，多功能，智能；（5）按传感器转换原理分类，有机电、光电、热电、磁电、电化学；（6）按传感器能源分类，有有源和⽆源；根据我国的传感器分类体系表，主要分为物理量传感器、化学量传感器、⽣物量传感器三⼤类。
传感器期末复习题及答案一、填空题1、衡量传感器的静态特性的指标包含、和等（要求至少列出三种）2、____是指传感器在输入量不变的情况下,输出量随时间变化的现象。
3、系统灵敏度越__ __,就越容易受到外界干扰的影响,系统的稳定性就越_ _ 。
4、灵敏度是传感器在稳态下的比值。
5、某位移传感器,当输入量变化5mm时,输出电压变化300mv,其灵敏度为__ __。
6、某测量系统由传感器、放大器和记录仪组成,各环节的灵敏度分别为:S 1=0.2mV/℃、S2=2.0V/mV、S3=5.0mm/V,则系统总的灵敏度为。
7、电阻式传感器是指将被测对象的变化转换成电阻值变化的传感器，主要有、和三大类8、衡量传感器的静态特性的指标包含灵敏度、线性度、、重复性和稳定性等。
9、电阻应变片的配用测量电路采用差动电桥时，不仅可以消除同时还能起到的作用。
10、传感器通常由直接响应于被测量的、产生可用信号输出的转换元件、以及相应的信号调节转换电路组成。
11、根据电容器参数变化的特性，电容式传感器可分为、变面积型、变介电常数型三种。
12、光电传感器的理论基础是光电效应。
通常把光线照射到物体表面后产生的光电效应分为三类。
第一类是利用在光线作用下光电子逸出物体表面的外光电效应,这类元件有；第二类是利用在光线作用下使材料内部电阻率改变的效应，这类元件有光敏电阻；第三类是利用在光线作用下使物体内部产生一定方向电动势的，这类元件有光电池、光敏二极管、光敏三极管。
13、电感式传感器可以分为自感式、互感式、三大类。
14、霍尔传感器的灵敏度与霍尔系数成正比而与成反比。
15、制作霍尔元件应采用的材料是，因为该类材料能使截流子的迁移率与电阻率的乘积最大，而使两个端面出现电势差最大。
16、热电阻通常采用的材料有和。
17、当载流导体或半导体处于与电流相垂直的磁场中时，在其两端将产生电位差，这一现象被称为。
18、热电偶传感器是一种能将变化转换为变化的元件。
传感器期末复习资料《传感器与检测技术复习资料》⼀、选择题1、随着⼈们对各项产品技术含量的要求的不断提⾼，传感器也朝向智能化⽅⾯发展，其中，典型的传感器智能化结构模式是（ B ）。
A. 传感器＋通信技术B. 传感器＋微处理器C. 传感器＋多媒体技术D. 传感器＋计算机2、传感器的主要功能是（A ）。
A. 检测和转换B. 滤波和放⼤C. 调制和解调D. 传输和显⽰3、测量者在处理误差时，下列哪⼀种做法是⽆法实现的（ A ）A．消除随机误差 B．减⼩或消除系统误差C．修正系统误差 D．剔除粗⼤误差4、传感器的下列指标全部属于静态特性的是（ C ）A．线性度、灵敏度、阻尼系数 B．幅频特性、相频特性、稳态误差C．迟滞、重复性、漂移 D．精度、时间常数、重复性5、电阻应变⽚配⽤的测量电路中，为了克服分布电容的影响，多采⽤( C )。
A．直流平衡电桥 B．直流不平衡电桥C．交流平衡电桥 D．交流不平衡电桥6、利⽤相邻双臂桥检测的应变式传感器，为使其灵敏度⾼、⾮线性误差⼩（ C ）。
A．两个桥臂都应当⽤⼤电阻值⼯作应变⽚B．两个桥臂都应当⽤两个⼯作应变⽚串联C．两个桥臂应当分别⽤应变量变化相反的⼯作应变⽚D．两个桥臂应当分别⽤应变量变化相同的⼯作应变⽚7、差动螺线管式电感传感器配⽤的测量电路有( C )。
A．直流电桥 B．变压器式交流电桥C．差动相敏检波电路 D．运算放⼤电路8、下列说法正确的是（ D ）。
A. 差动整流电路可以消除零点残余电压，但不能判断衔铁的位置。
B. 差动整流电路可以判断衔铁的位置，但不能判断运动的⽅向。
C. 相敏检波电路可以判断位移的⼤⼩，但不能判断位移的⽅向。
D. 相敏检波电路可以判断位移的⼤⼩，也可以判断位移的⽅向。
9、下列不属于电容式传感器测量电路的是（ D ）A．调频测量电路 B．运算放⼤器电路C．脉冲宽度调制电路 D．相敏检波电路10、测量范围⼤的电容式位移传感器的类型为（ D ）A．变极板⾯积型 B．变极距型C．变介质型 D．容栅型11、⽯英晶体在沿机械轴y⽅向的⼒作⽤下会（ B ）A．产⽣纵向压电效应 B. 产⽣横向压电效应C．不产⽣压电效应 D. 产⽣逆向压电效应12、关于压电式传感器中压电元件的连接，以下说法正确的是（ A ）A．与单⽚相⽐，并联时电荷量增加1倍、电容量增加1倍、输出电压不变B. 与单⽚相⽐，串联时电荷量增加1倍、电容量增加1倍、输出电压增⼤1倍C．与单⽚相⽐，并联时电荷量不变、电容量减半、输出电压增⼤1倍D. 与单⽚相⽐，串联时电荷量不变、电容量减半、输出电压不变13、磁电式传感器测量电路中引⼊积分电路是为了测量（ A ）A．位移B．速度C．加速度 D．光强14、磁电式传感器测量电路中引⼊微分电路是为了测量（ C ）A．位移B．速度C．加速度 D．磁场强度15、⼯业上应⽤⾦属热电阻传感器进⾏温度测量时，为了消除或减少引线电阻的影响，通常采⽤（ C ）。
传感器及应用复习名词解释：10道第1章传感器的基本知识传感器：传感器就是利用物理效应、化学效应、生物效应，把被侧的物理量、化学量、生物量等非电量转换成电量的器件或装置。
应力：截面积为S的物体受到外力F的作用并处于平衡状态时，在物体单位截面积上引起的内力称为应力。
应变：应变是物体受外力作用时产生的相对变形。
εl：纵向应变，εr：横向应变110-6ε胡克定律与弹性模量：胡克定律：当应力未超过某一限值时，应力与应变成正比；E为弹性模量或杨氏模量，单位为N/m2；G为剪切模量或刚性模量，τ为切应力第2张线性位移传感器及应用应变式传感器由弹性敏感元件、电阻应变片和应变电桥组成。
电感式传感器原理：把可移动的铁心称为衔铁，通过测杆与被侧运动物体接触，就可把运动物体的位移转换成电感或互感的变化。
电涡流式传感器原理：电涡流式传感器是一个绕在骨架上的导线所构成的空心线圈，它与正弦交流电源接通，通过线圈的电流会在线圈的周围空间产生交变磁场。
压电效应：当某些电介质受到一定方向外力作用而变形时，其内部便会产生极化现象，在他们的上下表面会产生符号相反的等量电荷；当外力的方向改变时，其表面产生的电荷极性也随之改变；当外力消失后又恢复不带电状态，这种现象称为压电效应。
霍尔效应：在通有电流的金属板上加一匀强磁场，当电流方向与磁场方向垂直时，在与电流和磁场都垂直的金属板的两表面间出现电势差，这个现象称为霍尔效应。
光电效应：当物质受光照射后，物质的电子吸收了光子的能量所产生的电现象称为光电效应。
①外光电效应：外光电效应即光电子发射效应，在光的作用下使电子逸出物体表面；②内光电效应：内光电效应有光电导效应、光电动势效应及热电效应。
第3章位移传感器在制造业中的应用第4章力与运动学量传感器及应用第5章压力、流量和物位传感器及应用第6章温度传感器及应用热电效应（赛克威尔效应）：将两种不同导体A、B两端连接在一起组成闭合回路，并使两端处于不同温度环境，在回路中会产生热电动势而形成电流，这一现象称为热电效应。
（填空题）1、按照传感机理，可将传感器分为结构型和物性型两种型式。
2、传感器一般由敏感元件、转换元件和 测量电路三部分组成。
3、传感器的灵敏度是指稳态标准条件下，输出变化量与输入变化量的比值。
对线性传感器来说，其灵敏度是理想曲线的斜率4、将导体或半导体置于磁场中并通入电流，若电流方向与磁场方向正交，则在与磁场和电流两者都垂直的方向上会出现一个电势差，这种现象称为霍尔效应5、在应变式传感器的测量电路中为改善传感器的非线性误差和提高输出灵敏度常采用差动半桥或全桥电路。
6、电涡流传感器是基于电涡流效应原理进行工作的，可以进行厚度测量、位移测量、振幅测量、转速测量和涡流探伤等应用。
7、电阻应变片式传感器按制造材料可分为①金属导体材料和② 半导体材料。
它们在受到外力作用时电阻发生变化，其中①的电阻变化主要是由形变形成的，而②的电阻变化主要是由压阻效应造成的，半导体材料传感器的灵敏度较大。
1、传感器一般由敏感元件、转换元件和测量电路三部分组成。
2、温度测量方法有接触式测温和非接触式测温两大类。
3、电涡流传感器是利用电涡流效应进行工作的，主要有低频透射式和高频反射式两种类型。
4、在半导体气敏传感器中，加热是为了有助于氧化反应进程，材料中加入催化剂是为了改善传感器的选择性。
5、光电效应分为内光电效应和外光电效应两大类。
光敏二极管在电路中一般处于反向工作状态，没有光照时，暗电阻很大暗电流很小；当光照射在PN 结上时，形成的电流为光电流。
6、采用差动式结构的自感传感器利用铁心线圈的参数变化带动线圈的自感变化来进行测量；差动变压器是利用线圈间的互感变化进行测量的。
7、常用电容传感器的测量电路有耦合式电感电桥、双T 二极管交流电桥、脉冲调宽电路和运算放大器电路。
1、按照传感机理，可将传感器分为物性型和结构型两种型式。
2、传感器一般由敏感元件、转换元件和测量电路三部分组成。
3、传感器的输入输出特性指标可分为静态和动态指标两大类，线性度和灵敏度是传感器的静态指标，而频率响应特性是传感器的动态指标。
传感器原理复习题及参考答案1.什么是传感器？按照国标定义，“传感器”应该如何说明含义？从广义的角度来说，感知信号检出器件和信号处理部分总称为传感器。
我们对传感器定义是：一种能把特定的信息（物理、化学、生物）按一定规律转换成某种可用信号输出的器件和装置。
从狭义角度对传感器定义是：能把外界非电信息转换成电信号输出的器件。
我国标准（GB7665—87）对传感器（Sensor/transducer）的定义是：“能够感受规定的被测量并按照一定规律转换成可用输出信号的器件和装置”。
定义表明传感器有这样三层含义：它是由敏感元件和转换元件构成的一种检测装置；能按一定规律将被测量转换成电信号输出；传感器的输出与输入之间存在确定的关系。
按使用的场合不同传感器又称为变换器、换能器、探测器。
2.传感器应满足的必要条件？（1）输出信号与被测量之间具有唯一确定的因果关系；（2）输出信号信号处理系统匹配；（3）具有尽可能宽的动态围、良好的响应特性、足够高的分辨率和信号噪声比；（4）对被测量的干扰尽可能小，尽可能不消耗被测系统的能量，不改变被测系统原有的状态；（5）性能稳定可靠，抗干扰能力强；（6）适应性强，具有一定的过载能力；（7）便于加工制造，具有互换性；（8）输成本低，寿命长，使用维护方便。
3.画出传感器组成框图，叙述各部分作用。
（1）敏感元件: 直接感受被测量，并输出与被测量成确定关系的某一物理量的元件，如位移、应变、光强等。
（2）转换元件：把输入转换成适于传输或测量的可用信号，如电阻、电压、电荷等。
（3）信号调理电路：对可以信号进行转换、放大、运算、调制、滤波等。
4.传感器按工作机理分类有哪些类型？（1）物理型：利用敏感元件的物理结构或功能材料的物理特性及效应制成的传感器。
（2）化学型：利用电化学反应原理，将各种化学物质（如电解质、化合物、分子、离子）的状态、成分、浓度等转化成可用信号的传感器。
（3）生物型：利用生物反应（酶反应、微生物反应、免疫学反应等）原理，将生物体的葡萄糖、DNA等转换成可用信号的传感器。
练习一一、选择与填空题：1、变面积式自感传感器，当衔铁移动使磁路中空气缝隙的面积增大时，铁心上线圈的电感量（①增大，②减小，③不变）。
2、在平行极板电容传感器的输入被测量与输出电容值之间的关系中，（①变面积型，②变极距型，③变介电常数型）是线性的关系。
3、变气隙式自感传感器，当街铁移动靠近铁芯时，铁芯上的线圈电感量（①增加②减小③不变）4、电容传感器的输入被测量与输出被测量间的关系，除（①变面积型②变极距型③变介电常数型）外是线性的。
5、传感器是能感受规定的被测量并按照一定规律转换成可用输出信号的器件或装置，传感器通常由直接响应于被测量的敏感元件和产生可用信号输出的转换元件以及相应的信号调节转换电路组成。
5、热电偶所产生的热电势是由两种导体的接触电势和单一导体的温差电势组成。
7、光电传感器的理论基础是光电效应。
通常把光线照射到物体表面后产生的光电效应分为三类。
第一类是利用在光线作用下光电子逸出物体表面的外光电效应,这类元件有光电管、光电倍增管；第二类是利用在光线作用下使材料内部电阻率改变的内光电效应，这类元件有光敏电阻；第三类是利用在光线作用下使物体内部产生一定方向电动势的光生伏特效应，这类元件有光电池。
5.压电式传感器的工作原理是：某些物质在外界机械力作用下使其产生形变，继而形成电荷（场），这种现象称为正压电效应。
相反，某些物质在外界电场的作用下会产生机械变形，这种现象称为负压电效应。
二、简答题：1、简述霍尔电动势产生的原理。
答：一块长为l、宽为d的半导体薄片置于磁感应强度为磁场（磁场方向垂直于薄片）中，当有电流I流过时，在垂直于电流和磁场的方向上将产生电动势Uh。
这种现象称为霍尔效应，也是霍尔电动势的产生原理。
2、简述热电偶的工作原理。
答：热电偶的测温原理基于物理的“热电效应”。
所谓热电效应，就是当不同材料的导体组成一个闭合回路时，若两个结点的温度不同，那么在回路中将会产生电动势的现象。
两点间的温差越大，产生的电动势就越大。
高考物理电磁学知识点之传感器知识点总复习含答案解析(6)一、选择题1．已知磁敏电阻在没有磁场时电阻很小，有磁场时电阻变大，并且磁场越强电阻值越大．为探测有无磁场，利用磁敏电阻作为传感器设计了如右图所示的电路，电源的电动势E和内阻r不变，在没有磁场时调节变阻器R使电灯L正常发光．若探测装置从无磁场区进入强磁场区，则（）A．电灯L亮度不变B．电灯L亮度变亮C．电流表的示数增大D．电源的内耗功率增大2．氧化锡传感器主要用于汽车尾气中一氧化碳浓度的检测，它的电阻随一氧化碳浓度的变化而变化．在如图所示的电路中，不同的一氧化碳浓度对应着传感器的不同电阻，这样显示仪表（电压表）的指针就与一氧化碳浓度有了对应关系，观察仪表指针就能判断一氧化碳浓度是否超标．有一种氧化锡传感器，其技术资料中给出的是传感器电导（即电阻的倒数）与一氧化碳浓度C的关系曲线如右图所示，则电压表示数U0与一氧化碳浓度C之间的对应关系应该是（）A．B．C．D．3．传感器担负着信息采集的任务，通常是把被测的非电信息，按照一定的规律转化成与之对应的电信息的器件或装置。
下列不属于传感器任务的是：A．将力学量(如形变量)转变成电学量B．将热学量转变成电学量C．将光学量转变成电学量D．将电学量转变成力学量4．电子秤使用的是()A．超声波传感器 B．温度传感器C．压力传感器 D．红外线传感器5．下列说法不正确的是（）A．话筒是一种常见的红外线传感器B．电慰斗内一般装有双金属片温度传感器C．电子秤所使用的测力装置是力传感器D．热敏电阻能够把温度大转换为电阻大小6．某温控电路的原理如图所示，是半导体热敏电阻，R是滑动变阻器，某种仪器要求在的环境中工作，当环境温度偏高或偏低时，控制器会自动启动降温或升温设备，下列说法中正确的是（）A．环境温度降低，的阻值减小B．环境温度升高，变大C．滑片P向下移动时，变大D．调节滑片P的位置能改变降温和升温设备启动时的临界温度7．施密特触发器是具有特殊功能的非门,当加在它的输入端A的电压逐渐上升到某个值时,输出端Y会突然从高电平跳到低电平,而当输入端A的电压下降到另一个值时,Y会从低电平跳到高电平.如图是温度报警器电路示意图,RT是半导体热敏电阻,温度升高时电阻减少,下列分析正确的是A．升高温度时,A端电势降低;升高到某一温度时,Y端电势升高,蜂鸣器会发出报警声B．升高温度时,A端电势升高;升高到某一温度时,Y端电势降低,蜂鸣器会发出报警声C．增大R1时,A端电势降低;增大到某一值时,Y端势升高,蜂鸣器会发出报警声D．增大R1时,A端电势升高;增大到某一值时,Y端势降低,蜂鸣器不会发出报警声8．在如图所示的电路中，电源的电动势E恒定，内阻r=1Ω，R1为光敏电阻（其阻值随光照的增强而减小），定值电阻R2=2Ω，R3=5Ω，电表均为理想电表．则下列说法正确的是（）A ．当光照增强时，电源的效率增大B ．当光照增强时，电容器的电荷量减小C ．光照强度变化时，电压表示数的变化量和电流表示数的变化量之比不变D ．若光敏电阻R 1阻值变化范围为2～9Ω，则光照强度变化前后，ab 段电路消耗的电功率可能相同9．某种角速度计，其结构如图所示．当整个装置绕轴OO ′ 转动时，元件A 相对于转轴发生位移并通过滑动变阻器输出电压，电压传感器(传感器内阻无限大)接收相应的电压信号．已知A 的质量为m ，弹簧的劲度系数为k 、自然长度为l ，电源的电动势为E 、内阻不计．滑动变阻器总长也为l ，电阻分布均匀，装置静止时滑片P 在变阻器的最左端B 端，当系统以角速度ω转动时，则( )A ．电路中电流随角速度的增大而增大B ．弹簧的伸长量为2ml x k m ωω=-C ．输出电压U 与ω的函数式为2Em U k m ωω=- D ．此装置能测量的角速度最大不超过2k m10．热敏电阻是传感电路中常用的电子元件，其电阻R t 随温度t 变化的图线如图甲所示．如图乙所示电路中，热敏电阻R t 与其他电阻构成的闭合电路中，水平放置的平行金属板中带电质点P 处于静止状态，不考虑电流表和电压表对电路的影响，当R t 所在处温度升高时，则( )A ．电压表读数减小B ．电流表读数减小C ．质点P 将向上运动D ．R 3上消耗的功率增大 11．某一火警报警系统原理图如图所示，报警器未画出，a b 、接在电压311sin314()u t V =的正弦交流电源上，t R 为半导体热敏材料制成的传感器，t R 的电阻值随温度升高而减小，下列说法正确的是（）A．电压表V的示数为311VB．电容器C电容增大，灯L变暗C．R所在处出现火警时，电流表A的示数增大tD．R所在处出现火警时，变压器输入功率减小t12．如图电路中，电源电动势为E，内阻为r，R G为光敏电阻，R为定值电阻。
电磁场传感器编稿教师：张晓羽审稿：厉璀琳责编: 代洪复习内容：一、麦克斯韦电磁场理论1、变化的磁场产生电场（1）恒定的磁场不产生电场（2）均匀变化的磁场产生恒定的电场（3）周期性变化的磁场产生周期性变化的电场2、变化的电场产生磁场（1）恒定的电场不产生磁场（2）均匀变化的电场产生恒定的磁场（3）周期性变化的电场产生周期性变化的磁场二、电磁波1、变化的电场和磁场从产生的区域由近及远地向周围空间传播开去，就形成了电磁波2、有效发射电磁波的条件是：（1）频率足够高形（2）形成开放电路（把电场和磁场分散到尽可能大的空间离里去）3、电磁波的特点（1）电磁波是横波：E与B的方向彼此垂直，而且都跟波的传播方向垂直（2）电磁波的传播不需要靠别的物质作介质，在真空中也能传播。
（3）真空中的波速为c=3.0×108m/s4、波长、频率和波速的关系：5、电磁波的应用：广播、电视、雷达、无线通信等都是电磁波的具体应用。
6、麦克斯韦预言电磁波的存在。
7、赫兹电火花实验证实了麦克斯韦的预言。
1．某防空雷达发射的电磁波频率为f=3×103MH Z，屏幕上尖形波显示，从发射到接受经历时间Δt=0.4ms，那么被监视的目标到雷达的距离为______km。
该雷达发出的电磁波的波长为______m。
解：由s= cΔt=1.2×105m=120km。
这是电磁波往返的路程，所以目标到雷达的距离为60km。
由c=fλ可得λ= 0.1m三、电磁振荡1、振荡电路在如图所示的电路中，先把开关扳到电池组一边，给电容器充电．稍后再把开关扳到线圈一边，让电容器通过线圈放电．现象：电流表的指针左右摆动。
说明：电路里产生了大小和方向作周期性变化的交变电流．这样产生的交变电流叫做振荡电流．能够产生振荡电流的电路叫做振荡电路图由电感线圈和电容器组成的电路就是一种简单的振荡电路，简称LC回路．2、振荡过程当电容器C被充电后，电容器C上带有电量，能量以电场能的形式储存在电容器中．从此刻开始计时．如图a所示．这好像机械振动弹簧振子处于左侧最大位移处的状态．（1）放电过程：电容器上带有电量q，电压为u．电容器通过线圈L开始放电，电流变化，线圈中产生自感电动势阻碍电流的增大，电路中的电流不能立刻达到最大值，而是由零逐渐增大；电容器上的电量逐渐减小，电压也逐渐减小；在此过程中，电容器中的电场能逐渐减小，逐渐转化成电路中的磁场能．放电完毕电容器上电量为零，电压为零，电路中电流达到最大，如图b所示．这好像机械振动弹簧振子处于平衡位置的状态．（2）反向充电过程：电路中电流要减小，电流的变化使线圈中产生自感电动势阻碍电流的减小，电路中的电流不能立刻减小为零，而是保持原来的方向逐渐减小，并使电容器在反方向上进行充电，电容器两极板上带上相反的电荷，电量不断增加，电压不断增大，电路中的磁场能又逐渐转化成为电场能．充电结束，电流为零，电容器上电量最大，电压最大．如图c所示．这好像机械振动弹簧振子处于右侧最大位移处的状态。
（3）反向放电过程：电容器再次通过线圈反方向放电，电量逐渐减小，电压逐渐减小，反向电流逐渐增大，电场能又逐渐转化为磁场能．当放电结束，电容器电量为零，电压为零，电路中电流达到最大值．如图d所示．这好像机械振动弹簧振子处于平衡位置的状态。
（4）再次充电过程：电路中的电流保持原方向逐渐减小，对电容器进行充电，电量不断增加，电压不断增大，电路中的磁场能不断地转化为电场能．充电结束，电容器上电量最大，电压最大，电路中电流为零。
如图e所示．这好像机械振动弹簧振子又回到左侧最大位移处的状态．此后电容器不断地进行放电、充电、放电、充电，电路中就形成了振荡电流，同时电场能和磁场能不断地发生周期性转化。
3、电路中振荡电流、电容器电压和电量和图象：4、无阻尼振荡和阻尼振荡：（1）振荡电路中，若没有能量损耗，则振荡电流的振幅将保持不变，这种振荡叫做无阻尼振荡(或等幅振荡)，如图所示．（2）在实际振荡电路中，总存在能量损耗，使振荡电流的振幅不断减小，这种振荡叫做阻尼振荡(或减幅振荡)，如图所示。
5、电磁振荡的周期和频率（1）周期：电磁振荡完成一次规律性变化的时间。
电磁振荡的固有周期为（2）频率：单位时间内完成周期性变化的次数，振荡电路的固有频率为其中，L为线圈的自感系数，C为电容器的电容。
2、在LC回路产生电磁振荡的过程中，下列说法正确的是：A．电容器放电完毕时刻，回路中磁场能最小B．回路中电流值最大时刻，回路中磁场能最大C．电容器极板上电荷最多时，电场能最大D．回路中电流值最小时刻，电场能最小解析：LC回路产生电磁振荡的过程中，磁场能的大小看电流的大小，电场能的大小看电容器极板上的电荷的多少即可．结合振荡电流的图象可知A选项是错误的，电容器放电完毕时刻电流值达到最大，磁场能最大．D选项是错误的，回路中电流值最小时，电容器上电荷量值最大，电场能最大．而B、C选项是正确的．3、LC振荡电路中，某时刻的磁场方向如图所示，则：A．若磁场正在减弱，则电容器正在充电电流由b向aB．若磁场正在减弱，则电场能正在增大，电容器上板带负电C．若磁场正在增强，则电场能正在减小，电容器上板带正电D．若磁场正在增强，则电容器正在充电，电流方向由a向b解析：结合LC振荡电路中振荡电流的图象分析．若磁场正在减弱，即回路中电流在减小，电容器处在充电状态，根据磁场方向与电流方向的关系，可知A选项是正确的，此时电容器极板上的电荷增多，且上极板带负电荷，B选项也是正确的。
若磁场正在增强，即电流在增大，电容器处在放电状态，电场能在减小，根据磁场方向，可知电容器上极板带正电荷，电流方向由 b向a．故C选项是正确的，D选项是错误的。
4、LC电路中，可变电容器C的取值范围为10PF～360PF，线圈的电感L＝0.10H．求：此电路能获得的振荡电流的最高频率多大?最低频率又是多少?解析：因为LC振荡电路的固有频率为，当电感L不变时，则有f∝，可知当电容C为最小时(C1=10PF)振荡电流的频率最高，当电容为最大时(C2＝360PF)振荡电流的频率最底，计算时应采用国际单位。
已知 C1＝10PF＝10×10-12F＝1.0×10-11F，C1＝360PF＝360×10-12PF＝3.6×10-10F最高频率最低频率四、电磁波的发射和接收1、发射：调制——把要传递的电信号“加”到高频等幅振荡电流上叫做调制。
常用的调制方法有调幅和调频（1）调幅：是使高频振荡电流的振幅随着调制信号而改变．（2）调频：是使高频振荡电流的频率随着调制信号而改变．2、接收：（1）电谐振：当接收电路的固有频率跟接收到的电磁波的频率相同时，激起的振荡电流最强，这就是电谐振现象。
（2）调谐：调节可变电容器的电容来改变调谐电路的频率，使它跟我们要接收的电台发出的电磁波的频率相同，产生电谐振现象（3）检波：从经过调制的高频振荡电流中取出调制信号的过程，叫做检波．检波是调制的逆过程，也叫做解调。
五、传感器的工作原理及应用（一）传感器:能够感受诸如力、温度、光、声、化学成分等非电学量，并能把它们按照一定的规律转换为电压、电流等电学量，或转换为电路通断的元器件。
（二）传感器的工作原理1、干簧管干簧管由一对磁性材料制成的弹性舌簧组成，密封于玻璃管中，舌簧端面互叠但留有一定间隙。
当磁铁或通电线圈靠近干簧管时，两个舌簧被磁化而互相吸引，两个舌簧接触开关闭合2、光敏电阻有一些物质，例如硫化镉，电阻率与所受光照的强度有关。
把硫化镉涂敷在绝缘板上，在其表面再用银浆涂敷两个互不相连的栅状电极，这样就制成了一个光敏电阻。
硫化镉表面受到的光照强度不同时，两个电极间的电阻也不一样。
光敏电阻把光照强弱这个非电学量转换为电阻这个电学量。
光照强度越大，电阻越小。
3、热敏电阻和金属热电阻（1）金属的电阻率随温度的升高而增大。
用金属丝可以制作温度传感器，称为热电阻（2）与金属不同，温度上升时，有些半导体的导电能力增强（如图线2），因此可以用半导体材料制作热敏电阻4.霍尔元件在一个很小的矩形半导体（如砷化铟）薄片上，制作四个电极E、F、M、N就成为一个霍尔元件。
在E、F间通入恒定的电流，同时外加与薄片垂直的磁场B，则薄片中的载流子就在洛伦兹力的作用下，向着与电流和磁场都垂直的方向漂移，使M、N间出现了电压，称为霍尔电压U H。
可以证明，霍尔元件把磁感应强度转换为电压这个电学量。
5、电容式传感器平行板电容器的电容，以上电容器分别通过改变正对面积S、两板间距离d、介电常数等方法改变电容，从而将角度、压力、深度、位移等物理量转换为电容。
6、电感式传感器物体位置移动，转换成电感线圈自身的变化，从而导致自感系数的变化。
（三）、传感器的应用1、力传感器的应用——电子秤应变片——把物体形变这个力学量转换为电压这个电学量2、声传感器的应用——话筒（1）动圈式话筒（2）电容式话筒3、温度传感器的应用（1）电熨斗电熨斗在达到一定的温度后就不再升温，当温度降低时又会继续加热，使它总与设定的温度相差不多。
在熨烫不同的衣物时可以设定不同的温度。
进行这样的设置，靠的是温度传感器（2）日光灯启动器：把两种不同热膨胀系数的金属片贴合在一起，制成一条双金属片，温度变化时，因为两种金属片伸长不一样而发生弯曲，使电路的开关闭合或断开。
（3）电饭锅——主要元件是感温铁氧体感温铁氧体特点：常温下具有铁磁性，能够被磁体吸引，但是上升到约103℃时，就失去了铁磁性，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”。
传感器应用的一般模式基础练习1．测定压力变化的电容式传感器如图所示，A为固定电极，B为可动电极，组成一个电容大小可变的电容器。
可动电极两端固定，当待测压力施加在可动电极上时，可动电极发生形变，从而改变了电容器的电容。
现将此电容式传感器连接到如图所示的电路中，当待测压力增大时（）A．电容器的电容将减小B．电阻R中没有电流C．电阻R中有从a流向b的电流D．电阻R中有从b流向a的电流2．唱卡拉OK用的话筒，内有传感器。
其中有一种是动圈式的，它的工作原理是在弹性膜片后面粘接一个轻小的金属线圈，线圈处于永磁体的磁场中，当声波使膜片前后振动时，就将声音信号转变为电信号。
下列说法正确的是（）A．该传感器是根据电流的磁效应工作的B．该传感器是根据电磁感应原理工作的C．膜片振动时，穿过金属线圈的磁通量不变D．膜片振动时，金属线圈中不会产生感应电动势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．减小电容器两极板的距离并增加线圈的匝数C．减小电容器两极板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．收音机的调谐回路用改变电容的方式选台。
