人教版選修34 電磁波與信息化社會(huì) 第1課時(shí) 學(xué)案 (1).doc

14.4電磁波與信息化社會(huì)【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1了解幾種傳感器的應(yīng)用特點(diǎn)。2了解信息傳遞的主要途徑通過(guò)電磁波傳輸。3了解信息的處理和數(shù)字通信，信息記錄等。4了解數(shù)字電視和因特網(wǎng)特點(diǎn)。重點(diǎn)：了解信息傳遞的主要途徑通過(guò)電磁波傳輸。難點(diǎn)：了解數(shù)字電視和因特網(wǎng)特點(diǎn)?！咀灾鲗W(xué)習(xí)】填一填：電視信號(hào)是電視臺(tái)先把影像信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)榭梢园l(fā)射的電信號(hào)，發(fā)射出去的電信號(hào)被接收后通過(guò)電視機(jī)被還原為光的圖象重現(xiàn)熒光屏。點(diǎn)一點(diǎn)：受圖象信號(hào)控制的顯像管電子束在屏幕上掃描的方式和步調(diào)與攝像管的掃描同步，且由于畫(huà)面更換迅速和視覺(jué)暫留效應(yīng)，我們可看到與景物一樣的活動(dòng)的影像。填一填：雷達(dá)是利用無(wú)線電波的反射來(lái)測(cè)定物體位置的無(wú)線電設(shè)備，故波長(zhǎng)越短的波越有利，則雷達(dá)用的是微波。填一填：手機(jī)和因特網(wǎng)各以不同的特點(diǎn)成為人們生活中必不可少的工具。典題熱題知識(shí)點(diǎn)一 無(wú)線電波的發(fā)射例1用一平行板電容器和一個(gè)線圈組成lc振蕩電路，要增大發(fā)射電磁波的波長(zhǎng)，可采用的做法是（ ）a.增大電容器兩極板間的距離b.減小電容器兩極板間的距離c.減小電容器兩極板正對(duì)面積d.在電容器兩極板間加入電介質(zhì)解析：由=c/f知，要增大發(fā)射電磁波的波長(zhǎng)，必須減小振蕩電路的振蕩頻率f=可知，要減小f，就必須增大電容器的電容c或電感l(wèi)，由c=，可判斷b、d兩選項(xiàng)操作滿足要求.答案：bd巧解提示 熟記f=和c=是分析問(wèn)題的基礎(chǔ).例2在lc振蕩電路中，如果c=100 pf，要發(fā)出波長(zhǎng)為30 m的無(wú)線電波，應(yīng)用多大電感的線圈？解析：本題考查應(yīng)用lc振蕩電路的周期公式以及電磁波的速度、周期、波長(zhǎng)關(guān)系進(jìn)行分析、計(jì)算的能力.答案：由公式t=2和v=/t 得l=2/42v2c 式中v=3.0108 m/s,c=10010-12 fl= h=2.5 h.方法歸納 lc振蕩電路是最簡(jiǎn)單的電磁振蕩電路，在多種計(jì)算中廣泛應(yīng)用，須熟記.知識(shí)點(diǎn)二 無(wú)線電波的接收例3調(diào)諧電路的可變電容器的動(dòng)片從完全旋入到完全旋出仍接收不到較高頻率電臺(tái)發(fā)出的電信號(hào)，要收到電信號(hào)，應(yīng)（ ）a.增大調(diào)諧電路中線圈的匝數(shù)b.加大電源電壓c.減小調(diào)諧電路中線圈的匝數(shù)d.將線圈中的鐵芯取走解析：當(dāng)調(diào)諧電路的固有頻率等于電臺(tái)發(fā)出信號(hào)的頻率時(shí)，發(fā)生電諧振才能收聽(tīng)到電臺(tái)信號(hào)，由題意知收不到電信號(hào)的原因是調(diào)諧電路固有頻率低，由f=，可知在c無(wú)法調(diào)節(jié)前提下，可減小電感l(wèi)，即可通過(guò)c、d兩選項(xiàng)的操作升高f.答案：cd知識(shí)點(diǎn)三 電磁波的傳播例4關(guān)于電磁波的傳播，下列敘述正確的是（ ）a.電磁波頻率越高，越易沿地面?zhèn)鞑.電磁波頻率越高，越易直線傳播c.電磁波在各種介質(zhì)中傳播波長(zhǎng)恒定d.只要有三顆同步衛(wèi)星在赤道上空傳遞微波，就可把信號(hào)傳遍全世界解析：由c=f可判定：電磁波頻率越高，波長(zhǎng)越短，衍射性越差，不宜沿地面?zhèn)鞑ィ獾膫鞑ハ嗨?，沿直線傳播，故b選項(xiàng)對(duì)a選項(xiàng)錯(cuò)；電磁波在介質(zhì)中傳播時(shí)，頻率不變，而傳播速度改變，由v=f可判斷波長(zhǎng)改變，c選項(xiàng)錯(cuò)；由于同步衛(wèi)星相對(duì)地面靜止在赤道上空3 600 km高的地方，用它作微波中繼站，只要有三顆，就能覆蓋全球，d選項(xiàng)正確.答案：bd方法歸納 記住波長(zhǎng)越長(zhǎng)衍射能力越強(qiáng)，波在各種介質(zhì)中傳播時(shí)頻率不變，傳播速度公式v=f是解題關(guān)鍵.知識(shí)點(diǎn)四 雷達(dá)例5一個(gè)雷達(dá)向遠(yuǎn)處發(fā)射無(wú)線電波，每次發(fā)射的時(shí)間為1 s，兩次發(fā)射的時(shí)間間隔為100 s，在指示器的熒光屏上現(xiàn)出的尖形波如圖14-3-4所示，已知圖中刻度ab=bc，則障礙物與雷達(dá)之間的距離是_.圖14-3-4解析：圖中a和c處的尖形波是雷達(dá)向目標(biāo)發(fā)射無(wú)線電波時(shí)出現(xiàn)的，b處的尖形波是雷達(dá)收到障礙物反射回來(lái)的無(wú)線電波時(shí)出現(xiàn)的，由ab=bc，可知無(wú)線電波發(fā)射到返回所用時(shí)間為50 s. 設(shè)雷達(dá)離障礙物的距離為s，無(wú)線電波來(lái)回時(shí)間為t，波速為c， 由2s=ct得s= m=7.5103 m.答案：7.5103 m方法歸納 在熒光屏上根據(jù)波幅很容易區(qū)分發(fā)射波和反射波，根據(jù)兩個(gè)尖形波距離，可直接從熒光屏上的刻度讀出障礙物的距離.知識(shí)點(diǎn)五 電磁污染例6科學(xué)技術(shù)是一把雙刃劍.電磁波的應(yīng)用也是這樣.它在使人類的生活發(fā)生日新月異變化的同時(shí)也存在副作用電磁污染.頻率超過(guò)0.1 mhz的電磁波的強(qiáng)度足夠大時(shí)就會(huì)對(duì)人體構(gòu)成威脅.按照有關(guān)規(guī)定，人體所受到的電磁輻射強(qiáng)度（即單位時(shí)間內(nèi)垂直通過(guò)單位面積的電磁波的能量）不得超過(guò)某一規(guī)定值ie.已知某無(wú)線通信設(shè)備發(fā)射電磁波的功率為p，設(shè)該通信設(shè)備向四面八方均勻地發(fā)射電磁波，且電磁波在傳播過(guò)程中無(wú)能量損失.由數(shù)學(xué)知識(shí)可知，球面的面積s=4r2（式中r為球半徑），球半徑與球面總是垂直的.根據(jù)上述資料，可估算出人體到該通信設(shè)備發(fā)射電磁波處的安全距離至少應(yīng)為，這時(shí)人體所受到的電磁輻射強(qiáng)度才不會(huì)超過(guò)規(guī)定值.解析：由題給信息知發(fā)射的電磁波都分布在以天線為中心的球面上， 即：ie， 則：r.答案：r方法歸納 解決本題時(shí)需構(gòu)建物理模型，電磁波發(fā)射出去后，電磁波所有的能量都均勻分布在以天線為中心的球面上，就像太陽(yáng)發(fā)出的光都均勻分布在以太陽(yáng)為中心的球面上一樣.同步練習(xí)1利用雷達(dá)測(cè)云層離我們觀察點(diǎn)的距離時(shí)，電磁波從發(fā)射到吸收共經(jīng)歷1ms時(shí)間，則該云層到觀察點(diǎn)的距離為( )a100km b150kmc200kmd250km2在海灣戰(zhàn)爭(zhēng)中，利用紅外線探測(cè)儀發(fā)現(xiàn)目標(biāo)“飛毛腿”導(dǎo)彈，然后將信號(hào)發(fā)射給通訊衛(wèi)星，再由通訊衛(wèi)星發(fā)射到美國(guó)本部，經(jīng)過(guò)計(jì)算機(jī)處理再發(fā)出指令，由原來(lái)的通道返回戰(zhàn)聲發(fā)射“愛(ài)國(guó)者”，對(duì)導(dǎo)彈進(jìn)行攔截。設(shè)同衛(wèi)星距離地面高度約為3萬(wàn)6千公里，則該信號(hào)在空中傳播所用的時(shí)間約為 ( )a0.1s b0.12sc0.15sd0.24s3關(guān)于電視信號(hào)的發(fā)射，下列說(shuō)法中說(shuō)法的是 ( )a攝像管輸出的電信號(hào)可以直接通過(guò)天線向外發(fā)射b攝像管輸出的電信號(hào)必須加在高頻等幅振蕩電流上，才能向外發(fā)射c伴音信號(hào)和圖像信號(hào)是同步向外發(fā)射的d電視臺(tái)發(fā)射的是帶有信號(hào)的高頻電磁波4.下列說(shuō)法中正確的是：（ ）a攝像機(jī)實(shí)際上是一種將光信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)的裝置b電視機(jī)實(shí)際上是一種將電信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)楣庑盘?hào)的裝置c電視機(jī)接收的畫(huà)面是連續(xù)的，d攝像機(jī)在s內(nèi)要送出張畫(huà)面5關(guān)于雷達(dá)的特點(diǎn)，下列說(shuō)法中正確的是：（ ）a雷達(dá)所用的無(wú)線電波的波長(zhǎng)比短波更短b雷達(dá)只有連續(xù)發(fā)射無(wú)線電波，才能發(fā)現(xiàn)目標(biāo)c雷達(dá)的顯示屏上可以直接讀出障礙物的距離d雷達(dá)在能見(jiàn)度低的黑夜將無(wú)法使用圖16雷達(dá)是利用電磁波來(lái)測(cè)定物體的位置和速度的設(shè)備，它可以向一定方向發(fā)射不連續(xù)的電磁波，當(dāng)遇到障礙物時(shí)要發(fā)生反射雷達(dá)在發(fā)射和接收電磁波時(shí)，在熒光屏上分別呈現(xiàn)出一個(gè)尖形波某型號(hào)防空雷達(dá)發(fā)射相鄰兩次電磁波之間的時(shí)間間隔為5104s現(xiàn)在雷達(dá)正在跟蹤一個(gè)勻速移動(dòng)的目標(biāo)，某時(shí)刻在雷達(dá)監(jiān)視屏上顯示的雷達(dá)波形如圖1甲所示，30s后在同一方向上監(jiān)視屏顯示的雷達(dá)波形如圖1乙所示已知雷達(dá)監(jiān)視屏上相鄰刻線間表示的時(shí)間間隔為104s，電磁波在空氣中的傳播速度3108m/s，則被監(jiān)視目標(biāo)的移動(dòng)速度最接近( )a.1200m/sb.900m/s c.500m/sd.300m/s7“神州五號(hào)”載人飛船成功發(fā)射，如果你想通過(guò)同步衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)的無(wú)線電話與楊利偉通話，則在你講完話后，至少要等 s才能聽(tīng)到對(duì)方的回話（已知地球的質(zhì)量為 m=6.01024kg，地球半徑為r=6.4106m，萬(wàn)有引力恒量g=6.671011nm2/kg2）.8.某雷達(dá)工作站，發(fā)射電磁波的波長(zhǎng)為，每秒脈沖數(shù)，每個(gè)脈沖持續(xù)時(shí)間，問(wèn)電磁波的頻率為多少？最大的偵察距離是多少？4* 電磁波與信息化社會(huì)答案1.b2.d3.bcd 4. abd5. ac6.c7.解析：同步衛(wèi)星是相對(duì)于地面靜止的，它的運(yùn)動(dòng)周期t=360024s，設(shè)衛(wèi)星離地面距離為h，它繞地球轉(zhuǎn)動(dòng)的向心力是它對(duì)地球的萬(wàn)有引力，即，代入，h=3.59107m。最短通信距離是發(fā)話人和聽(tīng)話人均在同步衛(wèi)星的正下方，這時(shí)電磁波傳播的最短距離為s=2h，所以最短時(shí)間為t=22h/c=0.48s。8.解析：由于電磁波的波長(zhǎng).頻率和波速之間滿足關(guān)系，真空中電磁波的傳播速度等于光速，一般在空氣中傳播，電磁波的傳播