64大綱版物理2012步步高大一輪復習講義第十三章第3課時

二、無線電波的發(fā)射和接收1．無線電波的發(fā)射要向外發(fā)射無線電波，振蕩電路必須具有如下特點：第一，要有足夠高的振蕩頻率；第二，采用開放電路，使電場和磁場分散到盡可能大的空間．利用無線電波傳遞信號，要求發(fā)射的電磁波隨信號而改變．使電磁波隨各種信號而改變的技術(shù)叫調(diào)制

．常用的調(diào)制方式有調(diào)幅和調(diào)頻兩種．使高頻電流或電壓的

振幅

隨信號改變叫調(diào)幅，經(jīng)過調(diào)幅以后發(fā)射出去的無線電波叫調(diào)幅波．使高頻電流或電壓的

頻率

隨信號改變的調(diào)制方式叫調(diào)頻，經(jīng)過調(diào)頻以后發(fā)射出去的無線電波叫調(diào)頻波．在無線電波的發(fā)送中必須有振蕩器、調(diào)制器、天線和地線，還要用到放大器．無線電波的接收當接收電路的固有頻率跟接收到的無線電波的頻率相同時，激起的振蕩電流最強，這就是電諧振現(xiàn)象．(2)使接收電路產(chǎn)生電諧振的過程叫做調(diào)諧．能夠調(diào)諧的接收電路叫做調(diào)諧電路，收音機的調(diào)諧電路，是通過調(diào)節(jié)可變電容器的電容來改變電路的頻率而實現(xiàn)調(diào)諧的．(3)從經(jīng)過調(diào)制的高頻振蕩電流中“檢”出調(diào)制信號的過程，叫做檢波．檢波是調(diào)制的逆過程，也叫解調(diào)．

(4)簡單的收音機通常包括調(diào)諧、高頻放大、檢波、低頻放大四個主要部分．3．電磁波的應用：電視機和

．考點一

對1．對考點突破電磁場理論與電磁波的理解電磁場理論的理解2．對電磁波的理解

(1)電磁波的不需要介質(zhì)，可在真空中 ，在真空中不同頻率的電磁波 速度是相同的(都等于光速)．不同頻率的電磁波，在同一介質(zhì)中 ，其速度是不同的，頻率越高，速度越?。畍＝λf，f是電磁波的頻率，即為發(fā)射電磁波的LC振蕩電路的頻率f＝

1

，改變L或C即可改變f，從而2π

LC改變電磁波的波長λ.特別提醒

1.恒定的電場和磁場都是的，但電磁場一定是運動的，沒有 的電磁場．2．電磁場一定是周期性變化的．考點二 電磁波與機械波的 特點1．電磁波與機械波的相同點

(1)都具有周期性．(2)都具備波的特性，如反射、折射、和衍射．(3)波長、波速、頻率關(guān)系式相同，即v＝λf.2．電磁波與機械波的區(qū)別區(qū)別電磁波機械波研究對象電磁現(xiàn)象力學現(xiàn)象產(chǎn)生由周期性變化的電場、磁場產(chǎn)生由質(zhì)點(波源)的振動產(chǎn)生縱、橫波橫波縱波或橫波波速①在真空中等于光速(很大)②在透明介質(zhì)中速度比真空中小，且頻率越大，波速越?、僭诳諝庵休^小(如聲波為340

m/s)②在固體、液體中速度比在空氣中大，與頻率無關(guān)特點不需要介質(zhì)(在真空中仍可

)必須有介質(zhì)(真空中不能)能量電磁能機械能特別提醒

1.電磁場理論通常結(jié)合電磁感應現(xiàn)象考查；利用電磁波的反射測定距離是高

經(jīng)常考查的問題；電磁波不需要介質(zhì)，且在透明介質(zhì)中的 速度比真空中小，波速與頻率有關(guān)，是非常重要的特點，高

經(jīng)?？疾椋}型互動探究題型一 電磁場理論及波長、波速的關(guān)系應用例1

(1)某空間出現(xiàn)了如圖1所示的一組閉合的電場線，這可能是(A．沿AB方向磁場在迅速減弱

B．沿AB方向磁場在迅速增強

C．沿BA方向磁場在迅速增強

D．沿BA方向磁場在迅速減弱)圖1(2)目前 發(fā)射的電磁波頻率多在200

MHz至1

000

MHz的范圍內(nèi)．請回答下列關(guān)于 和電磁波的有關(guān)問題．①

發(fā)射電磁波的波長范圍是多少？②能否根據(jù) 發(fā)出的電磁波確定 和目標間的距離？解析(1)根據(jù)電磁感應理論，閉合回路中磁通量變化時，使閉合回路中產(chǎn)生感應電流，該電流可用楞次定律判斷，其中感應電流的方向和電場線方向一致，根據(jù)

電磁場理論，這是因為閉合回路中電荷受到電場力的作用，而變化的磁場產(chǎn)生電場，與是否有閉合回路無關(guān)，故空間中磁場變化產(chǎn)生的電場方向，仍可用楞次定律判斷．故正確答案為A、C.c3.0×108(2)①由c＝λf可得：λ1＝f1＝

200×106m＝1.5

m，2cf2λ

＝

＝3.0×1081

000×106m＝0.3

m.②電磁波測距的原理就是通過發(fā)射和接收的時間間隔來確定距離，所以可根據(jù)s＝vt確定 和目標間的距離．答案

(1)AC (2)①0.3

m～1.5

m

②見解析理論相結(jié)合來判斷電探究所得

1.將楞次定律和磁場的大小及方向．2．v＝λf不只適用于機械波，也適用于電磁波．即學即練1

某電路中電場隨時間變化的圖象如下圖所示，能產(chǎn)生電磁波的電場是

(

D

)解析

由

電磁場理論知，當空間出現(xiàn)恒定的電場時(如A圖)，由于其不激發(fā)磁場，故無電磁波產(chǎn)生；當出現(xiàn)均勻變化的電場(如B圖、C圖)，會激發(fā)出磁場，但磁場恒定，不會再在較遠處激發(fā)起電場，故也不會產(chǎn)生電磁波；只有周期性變化的電場(如D圖)，才會激發(fā)出周期性變化的磁場，其又激發(fā)出周期性變化的電場……，如此不斷激發(fā)，便會形成電磁波．題型二 電磁波的應用例2

某工作時，發(fā)射電磁波的波長為λ＝20 cm，每秒脈沖數(shù)n＝5

000，每個脈沖持續(xù)時間t＝0.02

μs，求：(1)電磁波的頻率為多少？(2)最大的偵察距離是多少？析

(1)

工作時，電磁波在空氣中

， 速度認為等于光速c＝3.0×108

m/s，因此c＝λ＝3×10820×10－2Hz＝1.5×109

Hz.2)

工作時發(fā)射電磁脈沖，每個電磁脈沖持續(xù)時間t＝.02 μs，在兩個脈沖時間間隔內(nèi)， 必須接收到反射回的電磁脈沖，否則會與后面的電磁脈沖 而影響測量．設(shè)最大偵察距離為s，則2·s＝c·Δt，而Δt＝15

000s＝2×10－4

s>0.02

μs(故脈沖持續(xù)時間可以略去c·Δt不計)，所以s＝

2

＝3×104

m.答案

(1)1.5×109

Hz (2)3×104

m即學即練2

如圖2所示為某 的熒光屏，屏上標尺的最小刻度對應的時間為2×10－4

s． 天線朝東方時，屏上的波形如圖甲； 天線朝西方時，屏上的波形如圖乙．問：雷達在何方發(fā)現(xiàn)了目標？目標與 相距多遠？圖2解析

向東方發(fā)射電磁波時，沒有反射回來的信號，向西方發(fā)射時，有反射回來的信號，所以目標在西方．目ct標到 的距離d＝

2

＝3×108×2×10－4×92m＝270

km.答案

西方 270km隨堂鞏固訓練．對于機械波和電磁波的比較，下列說法中正確的是()A．它們都能發(fā)生反射、折射、和衍射現(xiàn)象

B．它們在本質(zhì)上是相同的，只是頻率不同而已

C．它們可能是橫波，也可能是縱波D．機械波的速度只取決于介質(zhì)，跟頻率無關(guān)；電磁波的速度與介質(zhì)無關(guān)，只跟頻率有關(guān)解析

機械波與電磁波都具有波的一切特性，故

A

正確；機械波是機械振動在介質(zhì)中的波，電磁波是電磁場在空間的同，B、C

錯誤；機械波的，可以是橫波，也可以是縱，是橫波，二者的本質(zhì)不速度由介質(zhì)唯一決定，電磁時速度與介質(zhì)有關(guān)，波的 不需要介質(zhì)，但在介質(zhì)中也與頻率有關(guān)，故

D

錯誤．答案

A解析

根據(jù) 電磁場理論，如果電場(或磁場)的變化是均勻的，則產(chǎn)生的磁場(或電場)是穩(wěn)定的；如果電場(或磁場)的變化是不均勻的，那么產(chǎn)生的磁場(或電場)就會是變化的，因而B、D是正確的，題目要求選出不正確的，故A、C符合題意．2．關(guān)于電磁場理論下列說法中不正確的是

(

AC

)A．變化的電場周圍產(chǎn)生的磁場一定是變化的B．變化的電場周圍產(chǎn)生的磁場不一定是變化的

C．均勻變化的磁場周圍產(chǎn)生的電場也是均勻變化的

D．振蕩電場周圍產(chǎn)生的磁場也是振蕩的3．如圖3所示，一個帶正電的離子在垂直于勻強磁場的平面內(nèi)做勻速圓周運動，當磁場的磁感應強度均勻增大時，有關(guān)離子某些情況的變化描述，正確的內(nèi)容是

(

)圖3A．動能不變B．動能增大

C．動能減小D．動能的變化不確定解析根據(jù)

電磁場理論，磁感應強度均勻增大時，在空間會產(chǎn)生穩(wěn)定的電場，由法拉第電磁感應定律判斷出所產(chǎn)生的電場方向沿逆時針方向，與離子的運動方向一致，由于離子帶正電，所以激發(fā)電場的電場力對離子做正功，離子的動能增大．答案B4．1864年，英國科學家在總結(jié)前人研究電磁現(xiàn)象的基礎(chǔ)上，建立了完整的電磁波理論，他斷定電磁波的存在，推導出電磁波與光具有同樣的速度.1887國物理學家 用實驗證實了電磁波的存在．下列有關(guān)電磁波 過程的敘述中正確的是

(

)A．電磁波在真空中的 速度等于真空中的光速B．電磁波和機械波一樣依賴于介質(zhì)C．電磁波中每一處電場強度方向和磁感應強度方向總是相互垂直，并且與波的 方向也垂直D．只要空間中某個區(qū)域有變化的電場或變化的磁場，就一定能產(chǎn)生電磁波解析

電磁波是電磁場由近及遠在空間形成的，電磁速度等于波可以不依賴介質(zhì)而獨立

，在真空中的真空中的光速，A正確、B錯誤；電磁波是橫波， 過程中電場強度和磁感應強度總是相互垂直的，且與波的方向垂直，C正確；均勻變化的電場或磁場不能產(chǎn)生電磁波，D錯誤．答案

ACA．4.51

kWC．15.7

kWB．3.14

kWD．0.78

kW5．過強的電磁輻射對統(tǒng),使人心悸、失眠、白細胞減少、免疫功能下降等．按照有關(guān)規(guī)定，工作場所的電磁輻射強度(單位時間內(nèi)垂直通過單位面