人教版高中物理選擇性必修第二冊教案設(shè)計：4.3《無線電波的發(fā)射和接收》

1、第4章電磁振蕩與電磁波第3節(jié)無線電波的發(fā)射和接收本節(jié)主要介紹無線電波的發(fā)射原理和接收原理.它是幫助學生認識電磁波在無線電通訊領(lǐng)域中廣泛應(yīng)用的基礎(chǔ)，學好本節(jié)內(nèi)容，一方面可以加深對本章所學知識的理解，了解物理學的技術(shù)應(yīng)用到生活領(lǐng)域，加深對科學技術(shù)的親近感，激發(fā)學生運用科學知識解決一些實際問題的興趣，另一方面可以幫助學生深入研究無線電理論打下一定的基礎(chǔ). 【物理觀念】讓學生了解無線電波發(fā)射與接收的過程，能看懂無線電波發(fā)射和接收示意圖。【科學思維】學會分析無線電波發(fā)射、接收的工作原理，了解無線電波在無線電通訊領(lǐng)域的的廣泛應(yīng)用。【科學探究】通過在實驗室制作發(fā)射電臺和接收信號來了解無線電波的發(fā)射接收過程，

2、鍛煉學生對實際問題的研討能力?！究茖W態(tài)度與責任】經(jīng)歷用所學過的知識來解決相關(guān)現(xiàn)象、解釋相關(guān)問題。【教學重點】建構(gòu)無線電波調(diào)制、解調(diào)等有關(guān)概念，了解無線電波發(fā)射調(diào)制和接收解調(diào)的過程。【教學難點】用物理技術(shù)的視角解決分析無線電波對生產(chǎn)生活的實際應(yīng)用。1、 【引入新課】想一想：在普通的 LC 振蕩電路中，電場主要集中在電容器的極板之間，磁場主要集中在線圈內(nèi)部。在電磁振蕩的過程中，電場能和磁場能主要是在電路內(nèi)互相轉(zhuǎn)化，輻射出去的能量很少，怎樣才能有效地發(fā)射電磁波呢？2、 【進行新課】探究點一、 無線電波的發(fā)射1.我們?nèi)绾尾拍苡行У南蛲饨绨l(fā)射電磁波呢？第一，要有足夠高的振蕩頻率。頻率越高，發(fā)射電磁波的本

3、領(lǐng)就越大。第二，振蕩電路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。2.我們可以采取些什么措施呢？根據(jù)振蕩頻率公式 ,可知減小自感系數(shù)L或減小電容C，都可增大頻率。故可考慮增大板間距d，減小正對面積S.【思考】：同學們想想還有那些措施呢？ 老師引出： 如圖所示是我們常用的收音機中與調(diào)臺旋鈕相連的一個電子器件，它由兩組鋁片組成，一組鋁片固定，稱為靜片；另一組鋁片可以旋轉(zhuǎn)，稱為動片收音機調(diào)臺時就是通過轉(zhuǎn)動動片，改變動片與靜片的正對面積，從而實現(xiàn)選臺目的。 【說明】: 3.實際應(yīng)用中的開放電路1895年，一位年輕的意大利人馬可尼(公元18741937年)發(fā)明了無線電通信技術(shù)線

4、圈的一端用導(dǎo)線與大地相連，這條導(dǎo)線叫作地線；線圈的另一端與高高地架在空中的天線相連。無線電波就能由這樣的開放電路有效地發(fā)射出去。4.實際的發(fā)射裝置5.如何利用無線電波傳遞各種信號（1）載波: 用來攜帶信號的高頻電磁波。（2）調(diào)制：在電磁波發(fā)射技術(shù)中，使載波隨各種信號而改變的技術(shù)。（3）調(diào)幅：使高頻電磁波的振幅隨信號的強弱而變。（4）調(diào)頻：使高頻電磁波的頻率隨信號的強弱而變。6.無線電波音頻信號的發(fā)射過程探究點二、 無線電波的接收7.發(fā)射的無線電波如何被接收到呢？電磁波在空間傳播時，如果遇到導(dǎo)體，會使導(dǎo)體產(chǎn)生感應(yīng)電流，感應(yīng)電流的頻率跟激起它的電磁波的頻率相同。因此利用放在電磁波傳播空間中的導(dǎo)體，

5、就可以接收到電磁波了。8.如何使我們需要的電磁波在接收天線中激起的感應(yīng)電流最強呢？當接收電路的固有頻率跟接收到的電磁波的頻率相同時，接收電路中產(chǎn)生的振蕩電流最強。（這種現(xiàn)象叫做電諧振） 圖示為收音機的簡單的調(diào)諧電路，通過可變電容改變調(diào)諧電路的固有頻率，使其與接收電臺的電磁波頻率相同，這個頻率的電磁波就在調(diào)諧電路里激起較強的感應(yīng)電流，這樣就選出了電臺。9. 如何如何還原聲音與圖像信號由調(diào)諧電路接收到的感應(yīng)電流，是經(jīng)過調(diào)制的高頻電流，還不是我們需要的聲音或圖像信號，因此還要把聲音或圖像信號從高頻電流中還原出來。這個過程是調(diào)制的逆過程，所以叫作解調(diào)（demodulation）。調(diào)幅波的解調(diào)也叫檢波。

6、 簡單收音機的接收探究點三、電視廣播的發(fā)射和接收 彩塔接收天線 無線電信號發(fā)射塔 電視信號發(fā)射塔上的信號發(fā)射天線電視廣播信號也是一種無線電信號。在現(xiàn)代電視發(fā)射系統(tǒng)中，首先通過攝像機的感光器件將景物的光信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?。這種電信號可以通過線路直接傳輸，但是由于傳輸失真、損耗等原因，很難遠距離傳播。因此，需要通過載波將信號調(diào)制成高頻信號再進行傳播。10. 高頻信號的主要傳播方式(1)地面無線電傳輸(2)有線網(wǎng)絡(luò)傳輸(3)衛(wèi)星傳輸?？茖W漫步不同的傳播方式使用不同頻率范圍的電磁波，采取不同的調(diào)制方式。在電視接收端，接收到高頻電磁波信號以后，經(jīng)過解調(diào)處理，就可以將得到的電信號通過顯示設(shè)備轉(zhuǎn)變?yōu)閳D像信息。

7、接收天線收到的電磁波除了載有圖像信號外，還有伴音信號。伴音信號經(jīng)解調(diào)后送到揚聲器課堂重點知識小結(jié)1.有效發(fā)射電磁波的兩個基本條件2.有效發(fā)射電磁波可采取的措施3.實際應(yīng)用中的開放電路4.實際的發(fā)射裝置5.如何利用無線電波傳遞各種信號6.無線電波音頻信號的發(fā)射過程7.無線電波的接受原理8.如何還原聲音信號與圖像信號9.高頻信號的主要傳播方式隨堂練習例1、（單選）關(guān)為了使需要傳遞的信息(如聲音、圖像等)加載在電磁波上發(fā)射到遠方，必須對振蕩電流進行()A調(diào)諧 B放大C調(diào)制 D檢波【答案】：C【解析】：1.把低頻信號加到高頻電磁波上去的過程叫調(diào)制2調(diào)制有調(diào)幅和調(diào)頻兩種例2、（多選）下圖甲為一個調(diào)諧檢波

8、電路，圖乙、丙、丁為電路中的電流隨時間變化的圖象，則( )Ai1是L1中的電流圖象Bi1是L2中的電流圖象Ci2是L2中的電流圖象Di3是流過耳機的電流圖象【答案】 ACD【解析】L2中由于電磁感應(yīng)，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的圖象是同乙圖相似的，但是由于L2和D串聯(lián)，所以當L2的電壓與D反向時，電路不通，因此這時L2沒有電流，所以L2中的電流應(yīng)選丙圖故應(yīng)選A、C、D.此接收電路是最簡單的一種收音機電路例3、(單選)要提高LC振蕩電路輻射電磁波的本領(lǐng)，應(yīng)該采取的措施是( )A增加輻射波的波長B使振蕩電容的正對面積足夠小C盡可能使電場和磁場分散開D增加回路中的電容和電感【答案】B【解析】理論證明，電磁波發(fā)

9、射本領(lǐng)(功率)與f成正比，電磁場應(yīng)盡可能擴散到周圍空間，形成開放電路f ，C，要使f增大，應(yīng)減小L或C，只有B符合題意例4、(多選)下列說法正確的是( )A.攝像機實際上是將光信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘柕难b置B.電視接收機實際上是一種將電信號轉(zhuǎn)變?yōu)楣庑盘柕难b置C.由于畫面更換迅速和視覺暫留現(xiàn)象使人們看到的是活動的圖像D.電視機接收到的畫面是連續(xù)的【答案】： ABC【解析】：通過攝像機攝到景物的光信號,再通過特殊裝置轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?在1 s內(nèi)傳遞25幅畫面;電視機通過顯像管將接收到的電信號再轉(zhuǎn)變?yōu)楣庑盘?最后還原為圖像和景物,每秒要接收到25幅畫面,由于畫面更換迅速和視覺暫留,我們感覺到的便是活動的圖像,所以A、B、C選項正確。例5、(多選)關(guān)于無線電廣播的接收,下列說法正確的是()A.用調(diào)諧器取出的高頻電流,通過喇叭即可聽到