電磁波和無線電通信

電磁波和無線電通信一、知識點知識點1電磁波的產生（1）電流的迅速變化會在周圍空間激起電磁波，不變化的電流不能激起電磁波；（2）可以在真空中或者介質中通過變化的電場和磁場相互激發(fā)，形成電磁波．知識點2電磁波的傳播與應用電磁波的傳播不需要介質，電磁波可以在固體、液體、氣體中傳播，也可以在真空中傳播。知識點3波速、波長和頻率的關系波速＝波長×頻率，用符號表示為：c＝λf①c是波速，在真空中是定值，c＝3×108m/s；②λ是波長，相鄰兩個波峰或波谷之間的距離，單位是m；③f是頻率，表示單位時間振動的次數(shù)，單位是Hz，1kHz＝103Hz，1MHz＝106Hz．知識點4音頻、視頻和射頻信號（1）由聲音變成的電信號，它的頻率跟聲音的頻率相同，在幾十赫到幾千赫之間，叫音頻信號．（2）由圖象變成的電信號，它的頻率在幾赫到幾兆赫之間，叫視頻信號．（3）音頻電流和視頻電流在空間激發(fā)電磁波的能力能很差，需要把它們加載到具有更好的發(fā)射能力的電流上，才能發(fā)射到天空中，這種電流的頻率更高，這種更高頻率的電流叫做射頻．知識點5調制、調諧和解調無線電廣播信號發(fā)射時用到調制器；接收時用到調諧器和檢波器．（1）調制器作用：調制，把音頻電信號加載到高頻電流上．（2）調諧器作用：調諧，選出特定頻率的信號，即選臺．檢波器作用：檢波，取出所需要的信號．解調器：比檢波的范圍更廣，中考不必考慮二者區(qū)別．知識點6無線電廣播的發(fā)射和接收無線電廣播的發(fā)射由廣播電臺完成；接收由收音機完成．（1）發(fā)射過程話筒：把播音員的聲音信號轉換成電信號．調制器：把音頻電信號加載到高頻電流上．天線：通過天線發(fā)射到空中（2）接收過程天線：接收到各種各樣的電磁波．調諧器：轉動調諧器的旋鈕，即選臺，可以從中選出特定頻率的信號．檢波器：收音機內的電子電路再把音頻信號從中取出來．揚聲器：把音頻信號轉換成聲音．知識點7移動通信（1）原理：移動電話能將我們的聲音信息用電磁波發(fā)射到空中，同時它也能在空中捕獲電磁波，得到對方講話的信息．（2）特點：體積很小，發(fā)射功率不大；天線簡單，靈敏度不高．必須建立基地臺．（3）無線電話：由主機和手機組成．它們之間通過無線電波溝通，主機接在市話網(wǎng)上，相當于基地臺，手機不能離座機太遠．知識點8網(wǎng)絡通信（1）網(wǎng)絡通信是計算機技術和通信技術相結合而形成的一種新型的通信方式，主要是滿足數(shù)據(jù)通信的需要．（2）目前人們經常使用的網(wǎng)絡通信形式是電子郵件，每個電子郵箱都有自己的“地址”，這樣才能把郵件送到正確的地方，電子信箱地址的格式為：用戶名、符號@、域名．（3）目前網(wǎng)絡通信廣泛應用于購物、查閱資料、遠程教育、遠程醫(yī)療等方面．知識點9光纖通信（1）概念：利用攜帶信息的激光從光導纖維的一端射入，經內壁多次反射，從另一端射出．這樣就把它攜帶的信息傳遞到了遠方．這種通信方式叫做光線通信．（2）光導纖維：是很細的玻璃絲，它有內、外兩層，由于內外層的折射本領不一樣，光在光纖中通過時（如圖所示），發(fā)生全反射，光就不會跑到外層了．知識點10衛(wèi)星中繼通信（1）概念：利用地球同步通信衛(wèi)星作微波中繼站，把地面站送來的信號接收，并進行放大，然后轉發(fā)給另外的地面站，實現(xiàn)信息的傳遞．（2）衛(wèi)星通信系統(tǒng)由通信衛(wèi)星、地面站、和傳輸系統(tǒng)組成，在地球周圍均勻地布置3顆同步衛(wèi)星，就可以實現(xiàn)全球通信．二、精選練習題知識點1電磁波【典例】1．關于電磁波的產生，下列說法正確的是（）A．任何通電導體周圍空間都會產生電磁波 B．照明線路周圍不會產生電磁波 C．直流電在通斷過程中會產生電磁波 D．日光燈啟動不會產生電磁波2．超聲波和電磁波都可以傳遞信息，下列關于它們的說法中正確的是（）A．超聲波和電磁波都是由物體振動產生的 B．超聲波和電磁波都可以在真空中傳播 C．電磁波在空氣中的傳播速度遠比超聲波在空氣中的傳播速度大 D．聲吶和雷達都是利用了電磁波反射的原理【變式訓練】1．下列幾種情況中，會產生電磁波的是（）A．用電鋸鋸鋁材時濺出火花 B．用聲吶探測海底時接收到海底反射回來的波 C．敲擊音叉時，音叉高速振動 D．家庭電路中開燈或關燈的瞬間2．2021年5月15日，我國“天問一號”火星探測器穩(wěn)穩(wěn)降落在火星的烏托邦平原，探測器經過借助火星大氣進行氣動減速等一系列減速措施后，再經過反推發(fā)電機進行動力減速，距離火星表面100m時，進入懸停階段，完成精準避障和緩速下降后抵達火星表面，如圖所示，下列判斷錯誤的是（）A．懸停階段，探測器相對于火星表面是靜止的 B．探測器與地面控制系統(tǒng)間靠超聲波傳遞信息 C．落地后，探測器的影子是光的直線傳播形成的 D．隨探測器一起登錄的“祝融號”火星車質量和地球上一樣3．5G通信技術是指第五代移動通信系統(tǒng)，我國在5G通信技術方面處于世界領先地位。5G網(wǎng)絡比4G網(wǎng)絡有更大的容量和更快的數(shù)據(jù)處理速度，它能夠將目前無線通信技術拓展到人與物無線相連。關于5G與4G的下列說法錯誤的是（）A．5G傳播電磁波的速度比4G的快 B．5G比4G傳輸處理數(shù)據(jù)的容量更大 C．5G比4G處理數(shù)據(jù)的速度更快 D．5G和4G都是利用電磁波進行無線通信4．2020年7月31日，北斗三號全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)建成暨開通儀式在北京舉行。系統(tǒng)開通以來，運行穩(wěn)定、持續(xù)為全球用戶提供優(yōu)質服務，系統(tǒng)服務能力步入世界一流行列。我們利用北斗導航系統(tǒng)接收到的導航信息是通過波傳播的，這種波（選填“能”或“不能”）在真空中傳播。5．打開收音機，轉動選臺的旋鈕，調到一個沒有電臺的地方，使收音機收不到電臺的廣播，然后調大音量。如圖所示，讓電池的負極與一把銼刀良好接觸，正極連接一根導線．拿著導線頭，讓它與銼刀接觸，并在銼面上滑動，這時收音機會發(fā)出“喀喀”的聲音，收音機發(fā)出聲音，說明它接收到，它是由銼刀組成的電路發(fā)出的。知識點2波速、波長和頻率【典例】1．如圖是電磁波家族，真空中各種電磁波的傳播速度相同。藍牙通訊使用的甲頻率是4×109Hz，消毒柜工作時使用的乙頻率是1.4×1015Hz，根據(jù)所給信息可推測（）A．甲的波長比乙的波長短 B．甲與乙都是電磁波 C．乙頻率屬于可見光 D．真空中甲比乙傳播速度大2．圖中是甲、乙兩種不同電磁波的傳播圖像，下列說法正確的是（）A．甲、乙兩種電磁波的振動頻率相同 B．甲電磁波振動的波長較長 C．甲電磁波的傳播速度較快 D．甲電磁波振動的頻率較大【變式訓練】1．電磁波的頻率與波長的大致分布如圖所示，下列說法正確的是（）A．紫外線屬于可見光 B．紅外線的波長比可見光的短 C．X射線的頻率比無線電波的低 D．可見光與γ射線在真空中的傳播速度相等2．心電圖儀通過一系列的傳感手段，將與人心跳對應的生物電流情況記錄在勻速運動的坐標紙上。我們根據(jù)測量相鄰兩波峰的時間間隔，便可計算出1min內心臟跳動的次數(shù)（即心率）。同一臺心電圖儀正常工作時測得待檢者甲、乙的心電圖如圖所示。若甲的心率為60次/min。則我們可得出的結論是（）A．坐標紙的走紙速度為20mm/s B．乙的心率為75次/min C．甲的心率比乙的心率快 D．甲的每次心跳時間間隔為0.8s3．如圖是甲、乙兩種不同電磁波的傳播圖象（甲用實線，乙用虛線表示），它們的頻率分別為f甲、f乙，則f甲f乙．波長λ甲λ乙（以上兩空均選填“＞”“＜”“＝”）。4．如圖所示是收音機的調臺面板，“FM”和“AM”為兩個波段，波段的波長較長；該臺收音機所能接收到的最高頻率的電磁波時，線路中的電流方向每秒鐘變化。5．如圖所示為音叉在空氣中傳播時的波形圖，其中最凸起的點稱為波峰，最凹下的點稱為波谷，相鄰兩個波峰或波谷之間的距離稱為波長（符號）。波長與波速、頻率之間的關系是：波速＝波長×頻率，即v＝λf，聲音在空氣中的傳播速度是340m/s人耳聽到的頻范圍是20Hz﹣200000Hz，那么，人耳聽到聲音的波長范圍是多大？6．閱讀短文，回答問題大家都見過水波，光也是一種波。不同顏色的光的波長不阿。波長和頻率是波的兩個重要參數(shù)，真空中光波的波速為c，它等于波長λ和頻率f的乘積，即c＝λf，公式中頻率的單位是赫茲（Hz），波長的單位是米（m），波速的單位是m/s。人眼可以接收到的光波，其波長大約在380nm至780nm之間，稱為可見光。大氣對光的散射有一個特點：波長較短的光容易被散射，波長較長的光不容易被散射。天空是藍色的，這是因為大氣對陽光中波長較短的藍光散射得較多。傍晚的太陽顏色發(fā)紅，這是因為傍晚的陽光要穿過厚厚的大氣層，藍光、紫光大部分都被款射掉了，剩下波長較長的紅光、橙光透過大氣射入我們的眼睛。（1）（填物理學家名字）在1666年最先利用三棱鏡觀察到光的色散，證明了白光不是單色光。（2）c＝m/s，真空中一束光波的波長為500nm，則這束波的頻率是Hz。（3）色光的三原色是紅、、藍。紅光的頻率比藍光（選填“高”或“低”）。（4）紅外線的波長可能是。A.630nmB.400nmC.700nmD.1μm（5）大霧彌漫時，汽車司機必須開亮霧燈才能保證安全，霧燈的光不容易被空氣散射，有較強的穿透作用，能讓更遠處的人看到。那么，霧燈常用A．藍光B．紫光C．黃光D．白光知識點3無線電【典例】1．如圖是無線電廣播工作過程的簡易圖。話筒把播音員的轉換成信號，調制器把音頻信號加載到電流上發(fā)射到空中，收音機接收到各種電磁波并從中選出特定頻率的信號。通過解調將信號留下，通過把播音員的聲音從收音機播放出來?！咀兪接柧殹?．2017年3月，在北京人民大會堂召開的全國兩會圓滿結束，“開放的大門不關，改革的腳步不?！?，這是今年全國人民兩會上最強的聲音，全國人民通過收聽廣播、觀看電視了解兩會的消息，倍感振奮。關于廣播和電視信號，下列說法正確的是（）A．廣播信號是超聲波 B．廣播信號是次聲波 C．電視信號是電磁波 D．電視信號是聲波2．如圖為老式電話機的原理圖。炭粒話筒相當于一個變阻器，膜片振動把炭粒壓緊和放松時，相當于圖中膜片帶動滑動頭左右移動，使滑動變阻器的電阻發(fā)生周期性變化，引起電路中的電流發(fā)生相應的周期變化。聽筒中有一個電磁鐵，當線圈中的電流周期性變化時，它對旁邊鐵質膜片的引力也隨著改變，使膜片來回運動。設圖示位置話筒膜片。聽筒膜片均靜止。以下說法正確的是（）A．炭粒話筒的作用是通過電磁感應原理把聲音信號轉換成變化的電流 B．聽筒中膜片往返運動的頻率跟話筒中膜片運動的頻率不同 C．鐵膜聽筒的原理相當于發(fā)電機，線圈在磁場中受力運動 D．話筒膜片從圖示位置左移時，對方聽筒膜片應會右移3．5G網(wǎng)絡是第五代移動通信網(wǎng)絡的簡稱，其采用的電磁波頻率比4G網(wǎng)絡更高，網(wǎng)絡下載速度比4G網(wǎng)絡快數(shù)百倍。以下關于5G網(wǎng)絡的說法錯誤的是（）A．5G網(wǎng)絡信號可以在真空中傳播 B．5G網(wǎng)絡在空氣中的傳播速度是340m/s C．5G電磁波的波長比4G更短 D．5G網(wǎng)絡使用微波進行傳遞信息4．閱讀材料，回答問題：光纖光纖是光導纖維的簡寫，是一種由玻璃或塑料制成的纖維，可作為光傳導工具如圖所示，光可以從彎曲的光纖的一端傳到另一端，而不會“溜”出光纖。光在玻璃纖維中每次由光纖內層的玻璃射向外層的分界面時，只會發(fā)生反射，而沒有折射。這是因為光從玻璃斜射入空氣中時，折射角大于入射角。當入射角增加到某一角度時，折射角先達到90°，此時的入射角叫臨界角，入射角再增大時，折射光消失，只剩下反射光，這種現(xiàn)象叫光的全反射。（1）光在光纖中傳播時路線是（填“折線”或“弧線”）。（2）光從玻璃進入空氣，如果臨界角為46°，以下列角度入射的光線中，能發(fā)生全反射的是。A.30°B.42°C.45°D.50°（3）當光從空氣射向玻璃，（填“會”或“