新教材人教版高中物理選擇性必修第二冊 4.3無線電波的發(fā)射和接收 教學講義

1、精品文檔 精心整理精品文檔 可編輯的精品文檔第四章電磁振蕩與電磁波第3節(jié)無線電波的發(fā)射和接收【素養(yǎng)目標】1知道什么樣的電磁振蕩和電路有利于向外發(fā)射電磁波。2了解利用電磁波傳遞信號要對電磁波進行調制，調制方法有兩種：調幅和調頻。知道什么是調制、什么是調幅和調頻。3知道接收需要的電磁波要進行調諧，知道還原信號還要進行解調，了解什么是調諧和解調?！颈貍渲R】知識點一、電磁波的發(fā)射(1)要有效地發(fā)射電磁波，振蕩電路必須具有兩個特點：第一，要有足夠高的振蕩頻率，頻率越高，發(fā)射電磁波的本領越大。第二，應采用開放電路，振蕩電路的電場和磁場必須分散到足夠大的空間。(2)開放電路：實際的開放電路，線圈的一端用導

2、線與大地相連，這條導線叫做地線，線圈的另一端高高地架在空中，叫做天線。(3)無線電技術：使電磁波隨各種信號而改變的技術叫做調制。調制的方法有兩種，一是調幅，使高頻電磁波的振幅隨信號的強弱而改變；另一種叫調頻，使高頻電磁波的頻率隨信號的強弱而改變。知識點二、無線電波的接收(1)接收原理：電磁波能使導體中產生感應電流，所以導體可用來接收電磁波，這個導體就是接收天線。(2)電諧振：當接收電路的固有頻率跟接收到的電磁波的頻率相等時，接收電路里產生的振蕩電流最強，這種現(xiàn)象叫做電諧振。(3)調諧：使電路中產生電諧振的過程叫做調諧。(4)解調：使聲音或圖像信號從接收到的高頻電流中還原出來，這個過程是調制的逆

3、過程，叫做解調。(5)無線電波：波長大于1 mm(頻率低于300 GHz)的電磁波稱作無線電波，并按波長分成若干個波段，像長波、中波、短波、微波等。不同波段所用的設備和技術不同，因此有不同的用途?！局仉y點探究】一、有效地發(fā)射電磁波的兩個條件1高頻電路：理論研究證明了發(fā)射電磁波的功率與振蕩頻率的四次方成正比，頻率越高，發(fā)射電磁波的本領就越大，所以采用高頻電路。2開放電路：振蕩電路中的電場和磁場必須分散到盡可能大的空間，這樣才能有效地把能量輻射出去。實際的開放電路由天線、線圈和地線組成，天線相當于電容器的一個極板，大地是另一個極板，這樣做有兩個好處，一是滿足開放的條件，讓電場和磁場盡可能地分散到更

4、大的空間，二是電容器的電容非常小，可以產生高頻率。二、對電諧振及其作用的理解世界上有許許多多的無線電臺、電視臺及各種無線電信號，如果不加選擇全部接收下來，那必然是一片混亂，分辨不清。因此接收信號時，首先要從各種電磁波中把我們需要的選出來，通常叫選臺。在無線電技術中利用電諧振(類似于機械振動中的共振)達到目的。使接收電路中產生電諧振的過程叫調諧，能夠調諧的接收電路叫調諧電路。如圖所示，調節(jié)電容器的電容，當該LC振蕩電路的固有頻率與某電臺的頻率相同時，這個電臺的電磁波在電路中激起的感應電流最強，這樣就選出了這個電臺。收音機一般是通過改變電容來調諧，而電視機一般通過改變電感來調諧。三、無線電波的分類

5、1 mm的電磁波叫無線電波。無線電波可以分成若干波段。波段波長/m頻率/MHz傳播方式主要用途長波30 0003 0000.010.1地波調幅(AM)廣播、導航中波3 0002000.11.5地波和天波調幅(AM)廣播、電報、通信中短波200501.56短波5010630天波微波米波(VHF)10130300近似直線傳播調頻(FM)廣播、電視、導航分米波(UHF)10.13003 000直線傳播電視、雷達、導航厘米波0.10.013 00030 000毫米波0.01000130 000300 000【課堂檢測】1.曉君學習了“電磁波的發(fā)射和接收”一節(jié)后，發(fā)現(xiàn)有三個名詞“調制”、“調諧”、“解調

6、”經?；煜?，為此他設計了一個方框圖來明確它們的關系。下列設計中正確的是（ ） A.B.C.D.【答案】 A 【解析】要將信號發(fā)射出去，首先要調制在傳播，接收電路要經過接收、調諧，選出需要的信號，再經過解調將信號還原出來，A符合題意，BCD不符合題意。 故答案為：A?！痉治觥恳獙⑿盘柊l(fā)生出去，要經過調制、傳播、接收、調諧、解調等過程。2.在電磁波發(fā)射技術中，使電磁波隨各種信號而改變的技術叫調制，調制分調幅和調頻兩種如圖所示有A、B兩幅圖在收音機電路中天線接收下來的電信號既有高頻成分又有低頻成分，經放大后送到下一級，需要把高頻成分和低頻成分分開，只讓低頻成分輸入下一級，如果采用如練圖所示的電路，圖

7、中虛線框a和b內只用一個電容器或電感器以下關于電磁波的發(fā)射和接收的說法中，正確的是（） A.在電磁波的發(fā)射技術中，圖中A是調幅波B.在電磁波的發(fā)射技術中，圖中B是調幅波C.圖中a是電容器，用來通高頻阻低頻，b是電感器，用來阻高頻通低頻D.圖中a是電感器，用來阻交流通直流，b是電容器，用來阻高頻通低頻【答案】 C 【解析】AB、調幅，即通過改變電磁波的振幅來實現(xiàn)信號加載，故AB中A為調幅波，B為調頻波；故A、B錯誤； CD、根據(jù)交流電路中電容的通高頻阻低頻和電感線圈的通低頻阻高頻作用可知，元件a要讓高頻信號通過，阻止低頻信號通過，故元件a是電容較小的電容器元；元件b要讓低頻信號通過，阻止高頻信號

8、通過，故元件b是高頻扼流圈故C正確，D錯誤；故選：C【分析】 調幅，即通過改變電磁波的振幅來實現(xiàn)信號加載調頻是通過改變頻率來實現(xiàn)信號加載的；電容器具有通高頻、阻低頻的作用，這樣的電容器電容應較小電感線圈在該電路中要求做到通低頻、阻高頻，所以它是一個高頻扼流圈，其自感系數(shù)應該較小【素養(yǎng)作業(yè)】1.由核反應產生，且屬于電磁波的射線是（ ） A.射線B.射線C.X射線D.陰極射線【答案】 B 【解析】由核反應產生，且屬于電磁波的射線是射線；射線和陰極射線都不是電磁波；X射線是電磁波，但不是由核反應產生； 故答案為：B.【分析】除了射線屬于電磁波之外其他射線都屬于粒子流。2.使載波隨著發(fā)送的信號而改變的

9、過程叫做（ ） A.調諧B.檢波C.調制D.解調【答案】 C 【解析】使電磁波隨各種信號而改變的技術，叫做調制；將聲音信號從電磁波上分離開來叫做解調； 故答案為：C.【分析】為了使電磁波能傳輸信息，需要對電磁波進行調制，把信息加入。3.某電路中電場隨時間變化的圖象如下圖所示，能發(fā)射電磁波的電場是哪一種？（ ）A.B.C.D.【答案】 D 【解析】解：A、圖A是穩(wěn)定的電場，不能產生磁場故A錯誤B、C、圖B與圖C是均勻變化的電場，產生恒定不變的磁場，也不能形成電磁波故B錯誤，C錯誤D、圖D是按正弦函數(shù)規(guī)律周期性變化的電場，會產生同頻率的周期性變化的磁場，能形成電磁場，向外發(fā)射電磁波故D正確故選D【

10、分析】根據(jù)麥克斯韋的電磁場理論，周期性變化的電場會產生周期性變化的磁場，周期性變化的磁場會產生周期性變化的電場，周期性變化的磁場與電場不斷的相互激發(fā)，會使電磁場由近及遠的傳播，形成電磁波4.1927年，英國發(fā)明家貝爾德在倫敦第一次用電傳遞了活動的圖象，標志著電視的誕生電視塔天線發(fā)送的是（） A.電子B.電流C.聲波D.電磁波【答案】 D 【解析】電磁波可以傳遞聲音、圖象等信息，電視節(jié)目和廣播節(jié)目都是通過電磁波傳播的；電視塔上天線的作用是讓載有音頻、視頻信號的高頻電流產生電磁波并發(fā)射出去，故選項D正確，選項ABC錯誤； 故選：D【分析】電視節(jié)目是通過電磁波傳播的，它由電視臺發(fā)射塔發(fā)射，由電視機天

11、線接收，再通過選臺選出特定頻率的電磁波5.電磁波在真空中傳播的速度是3.00108m/s ， 有一個廣播電臺的頻率為90.0MHz ， 這個臺發(fā)射的電磁波的波長為（） A.2.70mB.3.00mC.3.33mD.270m【答案】 C 【解析】解答：解：電磁波的傳播速度是光速，頻率波長速度的關系是C=f ， 所以= = =3.33m ， 故C正確故選：C6.用于通信的無線電波能繞過建筑墻體從而保證手機能正常接收信號，而光波卻不能繞過墻體實現(xiàn)正常照明功能，這是因為（） A.無線電波是橫波，光波是縱波B.無線電波的波速小于光波的波速C.無線電波的振幅大于光波的振幅D.無線電波的波長大于光波的波長【

12、答案】 D 【解析】波發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象的條件是：孔縫的寬度或障礙物尺寸與波長相比差不多或比波長更短由于無線電波的波長比較大和樓房的高度相近，遠大于光波的波長；故無線電波可以發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象，而可見光的波長很小，無法發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象故只有D正確 故選：D【分析】波能否繞過某一建筑物傳播是指波是否發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象，波發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象的條件是：孔縫的寬度或障礙物尺寸與波長相比差不多或比波長更短7.當用手機A撥打手機B時，能聽見B發(fā)出響聲并且看見B上顯示A的號碼若將手機A置于透明真空罩中，再用手機B撥打手機A，則（ ） A.能聽見A發(fā)出響聲，但看不到A上顯示B的號碼B.能聽見A發(fā)出響聲，也能看到A上顯示B的號碼C.既不能聽見A發(fā)出響聲，也看不到A上顯示B的號碼D.不能聽見A發(fā)出響聲，但能看到A上顯示B的號碼【答案】 D 【解析】聲音不能在真空中傳播，因此不能聽到手機發(fā)出響聲；手機接收的是電磁波信號，能在真空中傳播，真空罩中的手機能接收到信號，光能在真空中傳播，所以能看到A上顯示的B的號碼，但不能聽見A發(fā)出響聲。 故答案為：D。【分析】聲音不能在真空中傳播，其光可以在真空中傳播。8.實際發(fā)射無線電波的過程如圖所示，高頻振蕩器產生高頻等幅振蕩如圖甲所示，人對著話筒說話時產生低頻信號如圖