高中物理第四章电磁波与电信息技术优化总结课件教科选修11教科高中选修11物理课件
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在电熨斗中装有双金属片温度传感器，请简要叙述一 下电熨斗如何自动控制温度． [解析] 双金属片的膨胀系数不同，上层金属的膨胀系数大 于下层金属．当温度变化时，由于双金属片的膨胀系数不同 从而控制电路的通断，以达到控制温度的目的． [答案] 见解析
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第六页，共十八页。
了对各种电磁波有个全面的了解，人们按照波长或频率的顺 序把这些电磁波排列起来，这就是电磁波谱．随着科学技术 的发展，各波段都已冲破界限与其他相邻波段重叠起来．目 前在电磁波谱中除了波长极短的一端外，不再留有任何未知 的空白了．在电磁波谱中各种电磁波由于频率或波长不同而 表现出不同的特性．要求要了解它们的特点和应用．同时要 明确电磁波是一种物质，它是客观存在的真实物质，是物质 存在的另一种形式．电磁波具有能量，是以电磁场的形式存 在的能量，也就是说电磁场的能量通过电磁波来传播．
探测器
磁学量
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磁敏电阻、磁敏二极管、磁敏三极管
第十二页，共十八页。
传感器已在生产、生活、科研、军事中得到了广泛的应用， 使人类收集信息的能力得到极大的扩展和延伸． 人体本来无法感知的红外线、超声波、微小位移、微小压力、 微小温差等，现在可以用传感器来检测；人们无法涉足的， 如高温、高压、强辐射等危险的场所，现在可以让传感器进 去工作． 随着微电子技术、材料技术、电子计算机技术的飞速发展， 人们还研制了智能传感器和微型传感器．
第四章 电磁波与电信息技术
本章优化总结
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第一页，共十八页。
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第二页，共十八页。
对麦克斯韦电磁场理论的理解 麦克斯韦总结了人们对电磁规律的研究成果，大胆预言了电 磁场的存在，完整建立了电磁场理论．其理论的根本：变化 的磁场(电场)产生电场(磁场)；均匀变化的磁场(电场)产生恒 定的电场(磁场)；周期性变化的磁场(电场)产生周期性变化的 电场(磁场)．
[解析] 麦克斯韦提出了光的电磁说，赫兹用实验证明了光 的电磁说的正确性．X 射线是原子的内层电子受激发而产生 的，γ射线是原子核受激发而产生的，产生机理确实不同， 但 X 射线和γ射线都有一个较大的频率范围，较高频率的 X 射线与较低频率的γ射线产生了重叠，其他相邻电磁波间也 存在重叠．综上所述，A、D 选项不正确，B 选项与事实一致， C 选项与事实相反．所以只有选项 B 正确． [答案] B
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第十四页，共十八页。
微型传感器是由亚微米至亚毫米范围内的电子元件和机械元 件制成的，将传感、处理、执行诸功能融为一体的微机电系 统．微型传感器尺寸小，集成化程度高，功能强大．它使人 类获取信息并进行相应控制的工作可深入到微米量级的空间 中进行．利用微型传感器制成的无线肠胃检查药丸可以检查 胃肠道，并将病理信息发射到人体外的仪器上，供医生准确 地诊断疾病．
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第七页，共十八页。
下列说法正确的是( ) A．麦克斯韦证明了光的电磁说的正确性 B．红外线的显著作用是热作用，紫外线最显著的作用是化 学作用 C．X 射线的穿透本领比γ射线更强 D．X 射线与γ射线的产生机理不同，因此它们的频率范围 界线分明，不可能重叠
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第五页，共十八页。
对电磁波谱的理解和应用 在空间传播着的交变电磁场，即电磁波．它在真空中的传播 速度为 3×108 m/s.电磁波包括的范围很广．实验证明，无线 电波、红外线、可见光、紫外线、X 射线、γ射线都是电磁 波，它们的区别仅在于频率或波长有很大差别，光波的频率 比无线电波的频率要高很多，光波的波长比无线电波的波长 短很多；而 X 射线和γ射线的频率则更高，波长则更短．为
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第十一页，共十八页。
6．能制成传感器的敏感元件有许多，其中利用了物理性质的
常用敏感元件如下表所示：
被检测量
敏感元件
力学量
半导体压敏电阻、金属应变电阻、驻极式话 筒(俗称“咪头”)
热学量
热敏电阻、双金属片控温件
光敏电阻、光敏二极管、光敏三极管、光电
光学量
探测器、CCD(电荷耦合器件)探测器、红外
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第十三页，共十八页。
智能传感器源于航天器的开发．对于航天飞机来说，它在太 空中的位置、速度、加速度、飞行姿态，以及航天员居住空 间的温度、湿度、空气成分、微量气体等，都需要有各种传 感器去获取信息，并用电子计算机进行处理．于是人们将传 感器与计算机构成一个整体，这就是智能传感器．机器人身 上就大量使用了各种智能传感器．
第十六页，共十八页。
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内容 总结 (nèiróng)
第四章 电磁波与电信息技术
No Image
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第九页，共十八页。
传感器的分类和原理 1．传感器是一种能感知和识别信息的装置，它由敏感元件和 电路组成，能将感知和测量到的非电量转变为电量． 2．对传感器有多种不同的分类方法．根据检测量的不同，可 把传感器分为物理型、化学型和生物型三类．
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3．物理型传感器主要利用被测物理量变化时，敏感元件的电 量(如电阻、电压、电容等)发生明显变化的特性制成的．如 力学传感器，就是利用物体在外力或惯性的作用下产生形变 或位移，从而敏感元件的电阻或电容发生相应变化的原理制 成的． 4．化学型传感器是能通过有关化学效应，把化学物质的成分、 浓度等转换为电量的敏感元件制成的． 5．生物型传感器是利用生物体组织的各种生物、化学与物理 效应制成的，有酶传感器、免疫传感器、抗原体传感器等．
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第三页，共十八页。
有关电磁场理论的下列说法中，正确的是(
)
A．任何变化的磁场都要在空间产生变化的电场
B．任何电场都要在周围空间产生磁场
C．任何变化的电场要在周围空间产生磁场
D．电场和磁场总是相互联系着，形成一个不可分离的统一
体，即电磁场
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[解析] 根据麦克斯韦理论，均匀变化的磁场在周围空间产 生的电场是恒定的，选项 A 错误．同理，并不是任何电场都 会在周围空间产生磁场，选项 B 错误．电场和磁场并不总是 相互联系着的，例如，静止电荷周围只有静电场，静止磁体 周围只有恒定的磁场．只有变化的电场和变化的磁场才能形 成一个不可分离的统一体，即电磁场，选项 D 错误． [答案] C
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了对各种电磁波有个全面的了解，人们按照波长或频率的顺 序把这些电磁波排列起来，这就是电磁波谱．随着科学技术 的发展，各波段都已冲破界限与其他相邻波段重叠起来．目 前在电磁波谱中除了波长极短的一端外，不再留有任何未知 的空白了．在电磁波谱中各种电磁波由于频率或波长不同而 表现出不同的特性．要求要了解它们的特点和应用．同时要 明确电磁波是一种物质，它是客观存在的真实物质，是物质 存在的另一种形式．电磁波具有能量，是以电磁场的形式存 在的能量，也就是说电磁场的能量通过电磁波来传播．
探测器
磁学量
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磁敏电阻、磁敏二极管、磁敏三极管
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传感器已在生产、生活、科研、军事中得到了广泛的应用， 使人类收集信息的能力得到极大的扩展和延伸． 人体本来无法感知的红外线、超声波、微小位移、微小压力、 微小温差等，现在可以用传感器来检测；人们无法涉足的， 如高温、高压、强辐射等危险的场所，现在可以让传感器进 去工作． 随着微电子技术、材料技术、电子计算机技术的飞速发展， 人们还研制了智能传感器和微型传感器．
第四章 电磁波与电信息技术
本章优化总结
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对麦克斯韦电磁场理论的理解 麦克斯韦总结了人们对电磁规律的研究成果，大胆预言了电 磁场的存在，完整建立了电磁场理论．其理论的根本：变化 的磁场(电场)产生电场(磁场)；均匀变化的磁场(电场)产生恒 定的电场(磁场)；周期性变化的磁场(电场)产生周期性变化的 电场(磁场)．
[解析] 麦克斯韦提出了光的电磁说，赫兹用实验证明了光 的电磁说的正确性．X 射线是原子的内层电子受激发而产生 的，γ射线是原子核受激发而产生的，产生机理确实不同， 但 X 射线和γ射线都有一个较大的频率范围，较高频率的 X 射线与较低频率的γ射线产生了重叠，其他相邻电磁波间也 存在重叠．综上所述，A、D 选项不正确，B 选项与事实一致， C 选项与事实相反．所以只有选项 B 正确． [答案] B
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第十四页，共十八页。
微型传感器是由亚微米至亚毫米范围内的电子元件和机械元 件制成的，将传感、处理、执行诸功能融为一体的微机电系 统．微型传感器尺寸小，集成化程度高，功能强大．它使人 类获取信息并进行相应控制的工作可深入到微米量级的空间 中进行．利用微型传感器制成的无线肠胃检查药丸可以检查 胃肠道，并将病理信息发射到人体外的仪器上，供医生准确 地诊断疾病．
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下列说法正确的是( ) A．麦克斯韦证明了光的电磁说的正确性 B．红外线的显著作用是热作用，紫外线最显著的作用是化 学作用 C．X 射线的穿透本领比γ射线更强 D．X 射线与γ射线的产生机理不同，因此它们的频率范围 界线分明，不可能重叠
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对电磁波谱的理解和应用 在空间传播着的交变电磁场，即电磁波．它在真空中的传播 速度为 3×108 m/s.电磁波包括的范围很广．实验证明，无线 电波、红外线、可见光、紫外线、X 射线、γ射线都是电磁 波，它们的区别仅在于频率或波长有很大差别，光波的频率 比无线电波的频率要高很多，光波的波长比无线电波的波长 短很多；而 X 射线和γ射线的频率则更高，波长则更短．为
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第十一页，共十八页。
6．能制成传感器的敏感元件有许多，其中利用了物理性质的
常用敏感元件如下表所示：
被检测量
敏感元件
力学量
半导体压敏电阻、金属应变电阻、驻极式话 筒(俗称“咪头”)
热学量
热敏电阻、双金属片控温件
光敏电阻、光敏二极管、光敏三极管、光电
光学量
探测器、CCD(电荷耦合器件)探测器、红外
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智能传感器源于航天器的开发．对于航天飞机来说，它在太 空中的位置、速度、加速度、飞行姿态，以及航天员居住空 间的温度、湿度、空气成分、微量气体等，都需要有各种传 感器去获取信息，并用电子计算机进行处理．于是人们将传 感器与计算机构成一个整体，这就是智能传感器．机器人身 上就大量使用了各种智能传感器．
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内容 总结 (nèiróng)
第四章 电磁波与电信息技术
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传感器的分类和原理 1．传感器是一种能感知和识别信息的装置，它由敏感元件和 电路组成，能将感知和测量到的非电量转变为电量． 2．对传感器有多种不同的分类方法．根据检测量的不同，可 把传感器分为物理型、化学型和生物型三类．
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3．物理型传感器主要利用被测物理量变化时，敏感元件的电 量(如电阻、电压、电容等)发生明显变化的特性制成的．如 力学传感器，就是利用物体在外力或惯性的作用下产生形变 或位移，从而敏感元件的电阻或电容发生相应变化的原理制 成的． 4．化学型传感器是能通过有关化学效应，把化学物质的成分、 浓度等转换为电量的敏感元件制成的． 5．生物型传感器是利用生物体组织的各种生物、化学与物理 效应制成的，有酶传感器、免疫传感器、抗原体传感器等．
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第三页，共十八页。
有关电磁场理论的下列说法中，正确的是(
)
A．任何变化的磁场都要在空间产生变化的电场
B．任何电场都要在周围空间产生磁场
C．任何变化的电场要在周围空间产生磁场
D．电场和磁场总是相互联系着，形成一个不可分离的统一
体，即电磁场
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[解析] 根据麦克斯韦理论，均匀变化的磁场在周围空间产 生的电场是恒定的，选项 A 错误．同理，并不是任何电场都 会在周围空间产生磁场，选项 B 错误．电场和磁场并不总是 相互联系着的，例如，静止电荷周围只有静电场，静止磁体 周围只有恒定的磁场．只有变化的电场和变化的磁场才能形 成一个不可分离的统一体，即电磁场，选项 D 错误． [答案] C