课时专练(三十二) 电磁振荡 电磁波 传感器
(含实验16 利用传感器制作简单的自动控制装置)
一、单项选择题
1.下列说法正确的是( )
A.电视机遥控器通过发出紫外线脉冲信号来遥控电视机
B.照相机镜头涂有增透膜，各种颜色的可见光几乎能全部透过镜头
C.车站行李安检机采用X射线，X射线穿透能力比紫外线强
D.观看3D电影时，观众戴的偏振眼镜两个镜片的透振方向相平行
2.下列是一些磁场的磁感应强度B随时间变化的图像，其中能在磁场周围产生稳定电场的是( )
3.5G网络开启了万物互联时代，如车联网、物联网、智慧城市、自动驾驶等。5G即第五代移动通信技术，采用3 300~5 000 MHz频段，相比于4G(第四代移动通信技术，1 880~2 635 MHz频段)技术而言，具有极大的带宽、极大的容量和极低的时延。5G信号与4G信号相比下列说法正确的是( )
A.5G信号比4G信号在真空中的传播速度更快
B.5G信号比4G信号更容易被障碍物阻挡
C.5G信号比4G信号需要更少的通信基站
D.5G信号比4G信号更适合长距离传输
4.如图所示电路中，电容器的电容为C，电感线圈的自感系数为L，线圈的电阻忽略不计，原来开关S闭合，现从开关S断开的瞬间开始计时，以下说法正确的是( )
A.t=0时刻，电容器的左板带负电，右板带正电
B.t=时刻，线圈L的感应电动势为零
C.t=π时刻，通过线圈L的电流最大，方向向左
D.t=π时刻，电容器C两极板间电压最大
5.红外线热像仪可以监测人的体温，当被测者从仪器前走过时，便可知道被测者的体温是多少。关于红外线热像仪测体温的原理，下列说法正确的是( )
A.人的体温会影响周围空气温度，仪器通过测量空气温度便可知道人的体温
B.仪器发出的红外线遇人反射，反射情况与被测者的体温有关
C.被测者会辐射红外线，所辐射红外线的强度以及按波长的分布情况与温度有关，温度高时辐射强，且较短波长的辐射强度大
D.被测者会辐射红外线，所辐射红外线的强度以及按波长的分布情况与温度有关，温度高时辐射强，且较长波长的辐射强度大
6.传感器在日常生活中的应用越来越广泛，利用温度传感器制成的温控开关就是其中的一种。烘箱就是利用温控开关来自动控制电路的。常温下，该开关是闭合的；当温度达到某一设定值时，开关自动断开，从而切断整个电路。如图所示的四个电路图中，能够实现自动控温的是( )
7.麦克斯韦电磁场理论提出：变化的电场产生磁场。以平行板电容器为例：圆形平行板电容器在充、放电的过程中，板间电场发生变化，产生的磁场相当于一连接两板的板间直导线通以充、放电电流时所产生的磁场。如图所示，若某时刻连接电容器的导线具有向上的电流，则下列说法正确的是( )
A.电容器正在放电
B.两平行板间的电场强度E在增大
C.该变化电场产生顺时针方向(俯视)的磁场
D.两极板间电场最强时，板间电场产生的磁场达到最大
8.传感器广泛应用在我们的生产生活中，常用的计算机键盘就是一种传感器。如图所示，键盘上每一个键的下面都连一小金属片，与该金属片隔有一定空气间隙的是另一小的固定金属片，这两金属片组成一个小电容器。当键被按下时，此小电容器的电容发生变化，与之相连的电子线路就能够检测出哪个键被按下，从而给出相应的信号。这种计算机键盘使用的是( )
A.温度传感器 B.压力传感器
C.磁传感器 D.光传感器
9.利用光敏电阻制作的光传感器，记录了传送带上工件的输送情况，如图甲所示为某工厂成品包装车间的光传感记录器，光传感器B能接收到发光元件A发出的光，每当工件挡住A发出的光时，光传感器就输出一个电信号，并在屏幕上显示出电信号与时间的关系，如图乙所示。若传送带始终匀速运动，每两个工件间的距离为0.2 m，则下列说法正确的是( )
A.传送带运动的速度是0.1 m/s
B.传送带运动的速度是0.2 m/s
C.该传送带每小时输送1 800个工件
D.该传送带每小时输送7 200个工件
二、多项选择题
10.如图所示是用光敏电阻LDR和灯泡制成的一种简易水污染指示器，下列说法正确的是( )
A.严重污染时，LDR是高电阻
B.轻度污染时，LDR是高电阻
C.无论污染程度如何，LDR的电阻不变，阻值大小由材料本身因素决定
D.该仪器的使用会因为白天和晚上受到影响
11.小明制作一个远距离光传音装置，结构如图所示，用互感器以及激光头组成的电路对音乐信号进行调制，使得激光亮度随音乐发生变化，在远处的接收电路中，被激光照射的敏感元件的电阻值会随激光亮度变化而变化，从而使得定值电阻R0两端电压发生相应的变化，再用扩音器把电信号转化成音乐，下列说法正确的是( )
A.敏感元件可以是光敏电阻
B.激光频率会随音乐的变化而变化
C.流经激光头的电流强度随音乐的变化而变化
D.传音距离“远”是利用了激光的平行度好、亮度高的特点
三、非选择题
12.如图甲是一个压力传感器设计电路，要求从表盘上直接读出压力大小，其中R1=250 Ω是保护电阻，R2是调零电阻(总电阻100 Ω)，理想电流表量程为10 mA，电源电动势E=3 V(内阻不计)，压敏电阻的阻值R与所受压力大小F的对应关系如图乙所示。
(1)根据图乙写出对应R-F函数表达式R=____________。
(2)要对压力传感器进行调零(即压力为0时，使电流表达到满偏)，调零电阻R2应调为________Ω。
(3)现对表盘进行重新赋值，原3 mA刻度线应标注________N。
13.某同学通过实验制作一个简易的温控装置，实验原理电路图如图甲所示，继电器与热敏电阻Rt、滑动变阻器R串联接在电源E两端，当继电器的电流超过15 mA时，衔铁被吸合，加热器停止加热，实现温控。继电器的电阻约20 Ω，热敏电阻的阻值Rt与温度t的关系如下表所示。
t/℃ 30.0 40.0 50.0 60.0 70.0 80.0
Rt/Ω 199.5 145.4 108.1 81.8 62.9 49.1
(1)提供的实验器材有：电源E1(3 V，内阻不计)、电源E2(6 V，内阻不计)、滑动变阻器R1(0~200 Ω)、滑动变阻器R2(0~500 Ω)、热敏电阻Rt、继电器、电阻箱(0~999.9 Ω)、开关S、导线若干。
为使该装置实现对30~80 ℃之间任一温度的控制，电源E应选用________(填“E1”或“E2”)，滑动变阻器R应选用________(填“R1”或“R2”)。
(2)实验发现电路不工作。某同学为排查电路故障，用多用电表测量各接点间的电压，则应将如图乙所示的选择开关旋至________(填“A”“B”“C”或“D”)。
(3)合上开关S，用调节好的多用电表进行排查。在图甲中，若只有b、c间断路，则应发现表笔接入a、b时指针________(填“偏转”或“不偏转”)，接入a、c时指针________(填“偏转”或“不偏转”)。
(4)排除故障后，欲使衔铁在热敏电阻为50 ℃时被吸合，下列操作步骤的正确顺序是__________(填序号)。
①将热敏电阻接入电路
②观察到继电器的衔铁被吸合
③断开开关，将电阻箱从电路中移除
④合上开关，调节滑动变阻器的阻值
⑤断开开关，用电阻箱替换热敏电阻，将阻值调至108.1 Ω
解析版：课时专练(三十二) 电磁振荡 电磁波 传感器
(含实验16 利用传感器制作简单的自动控制装置)
一、单项选择题
1.下列说法正确的是( )
A.电视机遥控器通过发出紫外线脉冲信号来遥控电视机
B.照相机镜头涂有增透膜，各种颜色的可见光几乎能全部透过镜头
C.车站行李安检机采用X射线，X射线穿透能力比紫外线强
D.观看3D电影时，观众戴的偏振眼镜两个镜片的透振方向相平行
解析 电视机遥控器的信号用的是红外线，A项错误；照相机镜头上的增透膜只允许特定波长的光全部透过镜头，B项错误；安检仪使用X射线，是因为X射线的穿透能力强，C项正确；观看3D电影用的偏振镜片的透振方向相互垂直，D项错误。
答案 C
2.下列是一些磁场的磁感应强度B随时间变化的图像，其中能在磁场周围产生稳定电场的是( )
解析 根据麦克斯韦理论可知，只有随时间均匀变化的磁场，在其周围才能产生稳定的电场，由题中图像可知，只有B项符合题意。
答案 B
3.5G网络开启了万物互联时代，如车联网、物联网、智慧城市、自动驾驶等。5G即第五代移动通信技术，采用3 300~5 000 MHz频段，相比于4G(第四代移动通信技术，1 880~2 635 MHz频段)技术而言，具有极大的带宽、极大的容量和极低的时延。5G信号与4G信号相比下列说法正确的是( )
A.5G信号比4G信号在真空中的传播速度更快
B.5G信号比4G信号更容易被障碍物阻挡
C.5G信号比4G信号需要更少的通信基站
D.5G信号比4G信号更适合长距离传输
解析 5G信号和4G信号都是电磁波，在真空中传播速度等于光速，A项错误；根据λ=可知5G信号频率更高，波长更短，4G信号频率更低，波长更长，更容易发生明显衍射，两者相比较，5G信号比4G信号更容易被障碍物阻挡，需要建设更密集的基站，4G信号更适合长距离传输，B项正确，C、D两项错误。
答案 B
4.如图所示电路中，电容器的电容为C，电感线圈的自感系数为L，线圈的电阻忽略不计，原来开关S闭合，现从开关S断开的瞬间开始计时，以下说法正确的是( )
A.t=0时刻，电容器的左板带负电，右板带正电
B.t=时刻，线圈L的感应电动势为零
C.t=π时刻，通过线圈L的电流最大，方向向左
D.t=π时刻，电容器C两极板间电压最大
解析 电路中电流稳定时，线圈相当于导线，故电容器被短路，电压为零，故不带电。当从断开开关S的瞬间开始计时，t=0时刻，线圈左端相当于电源正极，右端相当于电源负极，则电容器正在充电，左板带正电，右板带负电，A项错误；当从断开开关S的瞬间开始计时，t=时刻，即，相当于电源的线圈给电容器充电刚好结束，则线圈L的感应电动势最大，B项错误；当从断开开关S的瞬间开始计时，t=π时刻，即，此时电容器刚好放电结束，通过线圈L的电流最大，方向向右，C项错误；当从断开开关S的瞬间开始计时，t=π时刻，即T，此时电容器刚好充电结束，电容器C两极板间电压最大，D项正确。
答案 D
5.红外线热像仪可以监测人的体温，当被测者从仪器前走过时，便可知道被测者的体温是多少。关于红外线热像仪测体温的原理，下列说法正确的是( )
A.人的体温会影响周围空气温度，仪器通过测量空气温度便可知道人的体温
B.仪器发出的红外线遇人反射，反射情况与被测者的体温有关
C.被测者会辐射红外线，所辐射红外线的强度以及按波长的分布情况与温度有关，温度高时辐射强，且较短波长的辐射强度大
D.被测者会辐射红外线，所辐射红外线的强度以及按波长的分布情况与温度有关，温度高时辐射强，且较长波长的辐射强度大
解析 根据热辐射的实验规律可知，人的体温升高，人体辐射的红外线的频率和强度就会增加，通过监测被测者辐射的红外线的频率和强度，就可以知道该人的体温，故A、B两项错误；被测者会辐射红外线，辐射强度以及按波长的分布情况与温度有关，随着温度的升高，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动，因此热辐射中较短波长的成分越来越多，故C项正确，D项错误。
答案 C
6.传感器在日常生活中的应用越来越广泛，利用温度传感器制成的温控开关就是其中的一种。烘箱就是利用温控开关来自动控制电路的。常温下，该开关是闭合的；当温度达到某一设定值时，开关自动断开，从而切断整个电路。如图所示的四个电路图中，能够实现自动控温的是( )
解析 由于常温下温控开关闭合，当温度达到某一设定值时，温控开关自动断开，切断整个电路，说明温控开关应该处于干路，故题中A图电路能够实现自动控温，A项正确。
答案 A
7.麦克斯韦电磁场理论提出：变化的电场产生磁场。以平行板电容器为例：圆形平行板电容器在充、放电的过程中，板间电场发生变化，产生的磁场相当于一连接两板的板间直导线通以充、放电电流时所产生的磁场。如图所示，若某时刻连接电容器的导线具有向上的电流，则下列说法正确的是( )
A.电容器正在放电
B.两平行板间的电场强度E在增大
C.该变化电场产生顺时针方向(俯视)的磁场
D.两极板间电场最强时，板间电场产生的磁场达到最大
解析 根据电场方向可知，下板带正电荷，上板带负电荷；根据电流方向可知，下板带正电荷并且电流方向向上，则电容器正在充电，两板间电场增强，A项错误，B项正确；根据安培定则可判断，会产生逆时针方向(俯视)的磁场，两极板间电场最强时，电场变化率为零，板间电场产生的磁场为零，C、D两项错误。
答案 B
8.传感器广泛应用在我们的生产生活中，常用的计算机键盘就是一种传感器。如图所示，键盘上每一个键的下面都连一小金属片，与该金属片隔有一定空气间隙的是另一小的固定金属片，这两金属片组成一个小电容器。当键被按下时，此小电容器的电容发生变化，与之相连的电子线路就能够检测出哪个键被按下，从而给出相应的信号。这种计算机键盘使用的是( )
A.温度传感器 B.压力传感器
C.磁传感器 D.光传感器
解析 电容器通过受压后变形从而将压力信号变成了电信号，键盘采用的是压力传感器，B项正确。
答案 B
9.利用光敏电阻制作的光传感器，记录了传送带上工件的输送情况，如图甲所示为某工厂成品包装车间的光传感记录器，光传感器B能接收到发光元件A发出的光，每当工件挡住A发出的光时，光传感器就输出一个电信号，并在屏幕上显示出电信号与时间的关系，如图乙所示。若传送带始终匀速运动，每两个工件间的距离为0.2 m，则下列说法正确的是( )
A.传送带运动的速度是0.1 m/s
B.传送带运动的速度是0.2 m/s
C.该传送带每小时输送1 800个工件
D.该传送带每小时输送7 200个工件
解析 分析题图乙可知，传送带匀速运动，通过相邻工件的时间t0= 1 s，距离s=0.2 m，传送带运动的速度v==0.2 m/s，A项错误，B项正确；传送带每小时输送工件个数n==3 600个，C、D两项错误。
答案 B
二、多项选择题
10.如图所示是用光敏电阻LDR和灯泡制成的一种简易水污染指示器，下列说法正确的是( )
A.严重污染时，LDR是高电阻
B.轻度污染时，LDR是高电阻
C.无论污染程度如何，LDR的电阻不变，阻值大小由材料本身因素决定
D.该仪器的使用会因为白天和晚上受到影响
解析 严重污染时，透过污水照到LDR上的光线较少，LDR电阻较大，A项正确，B项错误；LDR由半导体材料制成，受光照影响电阻会发生变化，C项错误；白天和晚上自然光强弱不同，会影响LDR的电阻，D项正确。
答案 AD
11.小明制作一个远距离光传音装置，结构如图所示，用互感器以及激光头组成的电路对音乐信号进行调制，使得激光亮度随音乐发生变化，在远处的接收电路中，被激光照射的敏感元件的电阻值会随激光亮度变化而变化，从而使得定值电阻R0两端电压发生相应的变化，再用扩音器把电信号转化成音乐，下列说法正确的是( )
A.敏感元件可以是光敏电阻
B.激光频率会随音乐的变化而变化
C.流经激光头的电流强度随音乐的变化而变化
D.传音距离“远”是利用了激光的平行度好、亮度高的特点
解析 因被激光照射的敏感元件的电阻值会随激光亮度变化而变化，则敏感元件可以是光敏电阻，A项正确；激光亮度随音乐发生变化，但是激光频率不随音乐的变化而变化，B项错误；随音乐的变化，互感器上的电流发生变化，则流经激光头的电流强度随音乐的变化而变化，C项正确；传音距离“远”是利用了激光的平行度好、亮度高的特点，D项正确。
答案 ACD
三、非选择题
12.如图甲是一个压力传感器设计电路，要求从表盘上直接读出压力大小，其中R1=250 Ω是保护电阻，R2是调零电阻(总电阻100 Ω)，理想电流表量程为10 mA，电源电动势E=3 V(内阻不计)，压敏电阻的阻值R与所受压力大小F的对应关系如图乙所示。
(1)根据图乙写出对应R-F函数表达式R=____________。
(2)要对压力传感器进行调零(即压力为0时，使电流表达到满偏)，调零电阻R2应调为________Ω。
(3)现对表盘进行重新赋值，原3 mA刻度线应标注________N。
解析 (1)根据题图乙可知对应R-F函数表达式R=F+30(Ω)。
(2)对压力传感器进行调零，因R1=250 Ω，当F=0时R=30 Ω，根据Ig=，解得R2=20 Ω。
(3)当电流为3 mA时，根据I=，解得R=730 Ω。根据R=F+30 (Ω)，可得F=2 800 N。
答案 (1)F+30 (Ω) (2)20 (3)2 800
13.某同学通过实验制作一个简易的温控装置，实验原理电路图如图甲所示，继电器与热敏电阻Rt、滑动变阻器R串联接在电源E两端，当继电器的电流超过15 mA时，衔铁被吸合，加热器停止加热，实现温控。继电器的电阻约20 Ω，热敏电阻的阻值Rt与温度t的关系如下表所示。
t/℃ 30.0 40.0 50.0 60.0 70.0 80.0
Rt/Ω 199.5 145.4 108.1 81.8 62.9 49.1
(1)提供的实验器材有：电源E1(3 V，内阻不计)、电源E2(6 V，内阻不计)、滑动变阻器R1(0~200 Ω)、滑动变阻器R2(0~500 Ω)、热敏电阻Rt、继电器、电阻箱(0~999.9 Ω)、开关S、导线若干。
为使该装置实现对30~80 ℃之间任一温度的控制，电源E应选用________(填“E1”或“E2”)，滑动变阻器R应选用________(填“R1”或“R2”)。
(2)实验发现电路不工作。某同学为排查电路故障，用多用电表测量各接点间的电压，则应将如图乙所示的选择开关旋至________(填“A”“B”“C”或“D”)。
(3)合上开关S，用调节好的多用电表进行排查。在图甲中，若只有b、c间断路，则应发现表笔接入a、b时指针________(填“偏转”或“不偏转”)，接入a、c时指针________(填“偏转”或“不偏转”)。
(4)排除故障后，欲使衔铁在热敏电阻为50 ℃时被吸合，下列操作步骤的正确顺序是__________(填序号)。
①将热敏电阻接入电路
②观察到继电器的衔铁被吸合
③断开开关，将电阻箱从电路中移除
④合上开关，调节滑动变阻器的阻值
⑤断开开关，用电阻箱替换热敏电阻，将阻值调至108.1 Ω
解析 (1)如果电源用E1，则在t=30 ℃时电路中的最大电流Im= A≈13.67 mA<15 mA，故不能实现对此温度的控制，因此电源应选用E<2；为了在t=80 ℃时实现对温度的控制，设滑动变阻器阻值的最大值至少为R'，则=0.015 A，解得R'= 330.9 Ω，因此滑动变阻器应选用R2。
(2)要用多用电表的直流电压挡检测故障，应将选择开关旋至C。
(3)如果只有b、c间断路，说明b点与电源的负极间没有形成通路，a、b间的电压为零，表笔接在a、b间时，指针不偏转；c点与电源的负极间形成通路，a与电源的正极相通，a、c间有电压，因此两表笔接入a、c间时指针发生偏转。
(4)排除故障后，欲使衔铁在热敏电阻为50 ℃时被吸合，应先断开开关，用电阻箱替换热敏电阻，并将阻值调至108.1 Ω，合上开关，调节滑动变阻器的阻值，直至观察到继电器的衔铁被吸合，这时断开开关，将电阻箱从电路中移除，将热敏电阻接入电路，因此操作步骤的正确顺序是⑤④②③①。
答案 (1)E2 R2 (2)C (3)不偏转 偏转 (4)⑤④②③①
