新教材人教版高中物理選擇性必修第二冊(cè) 4.3無(wú)線電波的發(fā)射和接收 教學(xué)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(wú)線電波的發(fā)射和接收【素養(yǎng)目標(biāo)】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(hào)要對(duì)電磁波進(jìn)行調(diào)制，調(diào)制方法有兩種：調(diào)幅和調(diào)頻。知道什么是調(diào)制、什么是調(diào)幅和調(diào)頻。3知道接收需要的電磁波要進(jìn)行調(diào)諧，知道還原信號(hào)還要進(jìn)行解調(diào)，了解什么是調(diào)諧和解調(diào)?！颈貍渲R(shí)】知識(shí)點(diǎn)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(gè)特點(diǎn)：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(lǐng)越大。第二，應(yīng)采用開(kāi)放電路，振蕩電路的電場(chǎng)和磁場(chǎng)必須分散到足夠大的空間。(2)開(kāi)放電路：實(shí)際的開(kāi)放電路，線圈的一端用導(dǎo)

2、線與大地相連，這條導(dǎo)線叫做地線，線圈的另一端高高地架在空中，叫做天線。(3)無(wú)線電技術(shù)：使電磁波隨各種信號(hào)而改變的技術(shù)叫做調(diào)制。調(diào)制的方法有兩種，一是調(diào)幅，使高頻電磁波的振幅隨信號(hào)的強(qiáng)弱而改變；另一種叫調(diào)頻，使高頻電磁波的頻率隨信號(hào)的強(qiáng)弱而改變。知識(shí)點(diǎn)二、無(wú)線電波的接收(1)接收原理：電磁波能使導(dǎo)體中產(chǎn)生感應(yīng)電流，所以導(dǎo)體可用來(lái)接收電磁波，這個(gè)導(dǎo)體就是接收天線。(2)電諧振：當(dāng)接收電路的固有頻率跟接收到的電磁波的頻率相等時(shí)，接收電路里產(chǎn)生的振蕩電流最強(qiáng)，這種現(xiàn)象叫做電諧振。(3)調(diào)諧：使電路中產(chǎn)生電諧振的過(guò)程叫做調(diào)諧。(4)解調(diào)：使聲音或圖像信號(hào)從接收到的高頻電流中還原出來(lái)，這個(gè)過(guò)程是調(diào)制的逆

3、過(guò)程，叫做解調(diào)。(5)無(wú)線電波：波長(zhǎng)大于1 mm(頻率低于300 GHz)的電磁波稱作無(wú)線電波，并按波長(zhǎng)分成若干個(gè)波段，像長(zhǎng)波、中波、短波、微波等。不同波段所用的設(shè)備和技術(shù)不同，因此有不同的用途?！局仉y點(diǎn)探究】一、有效地發(fā)射電磁波的兩個(gè)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(lǐng)就越大，所以采用高頻電路。2開(kāi)放電路：振蕩電路中的電場(chǎng)和磁場(chǎng)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(shí)際的開(kāi)放電路由天線、線圈和地線組成，天線相當(dāng)于電容器的一個(gè)極板，大地是另一個(gè)極板，這樣做有兩個(gè)好處，一是滿足開(kāi)放的條件，讓電場(chǎng)和磁場(chǎng)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(chǎn)生高頻率。二、對(duì)電諧振及其作用的理解世界上有許許多多的無(wú)線電臺(tái)、電視臺(tái)及各種無(wú)線電信號(hào)，如果不加選擇全部接收下來(lái)，那必然是一片混亂，分辨不清。因此接收信號(hào)時(shí)，首先要從各種電磁波中把我們需要的選出來(lái)，通常叫選臺(tái)。在無(wú)線電技術(shù)中利用電諧振(類似于機(jī)械振動(dòng)中的共振)達(dá)到目的。使接收電路中產(chǎn)生電諧振的過(guò)程叫調(diào)諧，能夠調(diào)諧的接收電路叫調(diào)諧電路。如圖所示，調(diào)節(jié)電容器的電容，當(dāng)該LC振蕩電路的固有頻率與某電臺(tái)的頻率相同時(shí)，這個(gè)電臺(tái)的電磁波在電路中激起的感應(yīng)電流最強(qiáng)，這樣就選出了這個(gè)電臺(tái)。收音機(jī)一般是通過(guò)改變電容來(lái)調(diào)諧，而電視機(jī)一般通過(guò)改變電感來(lái)調(diào)諧。三、無(wú)線電波的分類

5、1 mm的電磁波叫無(wú)線電波。無(wú)線電波可以分成若干波段。波段波長(zhǎng)/m頻率/MHz傳播方式主要用途長(zhǎng)波30 0003 0000.010.1地波調(diào)幅(AM)廣播、導(dǎo)航中波3 0002000.11.5地波和天波調(diào)幅(AM)廣播、電報(bào)、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(diào)頻(FM)廣播、電視、導(dǎo)航分米波(UHF)10.13003 000直線傳播電視、雷達(dá)、導(dǎo)航厘米波0.10.013 00030 000毫米波0.01000130 000300 000【課堂檢測(cè)】1.曉君學(xué)習(xí)了“電磁波的發(fā)射和接收”一節(jié)后，發(fā)現(xiàn)有三個(gè)名詞“調(diào)制”、“調(diào)諧”、“解調(diào)

6、”經(jīng)?；煜?，為此他設(shè)計(jì)了一個(gè)方框圖來(lái)明確它們的關(guān)系。下列設(shè)計(jì)中正確的是（ ） A.B.C.D.【答案】 A 【解析】要將信號(hào)發(fā)射出去，首先要調(diào)制在傳播，接收電路要經(jīng)過(guò)接收、調(diào)諧，選出需要的信號(hào)，再經(jīng)過(guò)解調(diào)將信號(hào)還原出來(lái)，A符合題意，BCD不符合題意。 故答案為：A。【分析】要將信號(hào)發(fā)生出去，要經(jīng)過(guò)調(diào)制、傳播、接收、調(diào)諧、解調(diào)等過(guò)程。2.在電磁波發(fā)射技術(shù)中，使電磁波隨各種信號(hào)而改變的技術(shù)叫調(diào)制，調(diào)制分調(diào)幅和調(diào)頻兩種如圖所示有A、B兩幅圖在收音機(jī)電路中天線接收下來(lái)的電信號(hào)既有高頻成分又有低頻成分，經(jīng)放大后送到下一級(jí)，需要把高頻成分和低頻成分分開(kāi)，只讓低頻成分輸入下一級(jí)，如果采用如練圖所示的電路，圖

7、中虛線框a和b內(nèi)只用一個(gè)電容器或電感器以下關(guān)于電磁波的發(fā)射和接收的說(shuō)法中，正確的是（） A.在電磁波的發(fā)射技術(shù)中，圖中A是調(diào)幅波B.在電磁波的發(fā)射技術(shù)中，圖中B是調(diào)幅波C.圖中a是電容器，用來(lái)通高頻阻低頻，b是電感器，用來(lái)阻高頻通低頻D.圖中a是電感器，用來(lái)阻交流通直流，b是電容器，用來(lái)阻高頻通低頻【答案】 C 【解析】AB、調(diào)幅，即通過(guò)改變電磁波的振幅來(lái)實(shí)現(xiàn)信號(hào)加載，故AB中A為調(diào)幅波，B為調(diào)頻波；故A、B錯(cuò)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(hào)通過(guò)，阻止低頻信號(hào)通過(guò)，故元件a是電容較小的電容器元；元件b要讓低頻信號(hào)通過(guò)，阻止高頻信號(hào)

8、通過(guò)，故元件b是高頻扼流圈故C正確，D錯(cuò)誤；故選：C【分析】 調(diào)幅，即通過(guò)改變電磁波的振幅來(lái)實(shí)現(xiàn)信號(hào)加載調(diào)頻是通過(guò)改變頻率來(lái)實(shí)現(xiàn)信號(hào)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(yīng)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(gè)高頻扼流圈，其自感系數(shù)應(yīng)該較小【素養(yǎng)作業(yè)】1.由核反應(yīng)產(chǎn)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(yīng)產(chǎn)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(yīng)產(chǎn)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(hào)而改變的

9、過(guò)程叫做（ ） A.調(diào)諧B.檢波C.調(diào)制D.解調(diào)【答案】 C 【解析】使電磁波隨各種信號(hào)而改變的技術(shù)，叫做調(diào)制；將聲音信號(hào)從電磁波上分離開(kāi)來(lái)叫做解調(diào)； 故答案為：C.【分析】為了使電磁波能傳輸信息，需要對(duì)電磁波進(jìn)行調(diào)制，把信息加入。3.某電路中電場(chǎng)隨時(shí)間變化的圖象如下圖所示，能發(fā)射電磁波的電場(chǎng)是哪一種？（ ）A.B.C.D.【答案】 D 【解析】解：A、圖A是穩(wěn)定的電場(chǎng)，不能產(chǎn)生磁場(chǎng)故A錯(cuò)誤B、C、圖B與圖C是均勻變化的電場(chǎng)，產(chǎn)生恒定不變的磁場(chǎng)，也不能形成電磁波故B錯(cuò)誤，C錯(cuò)誤D、圖D是按正弦函數(shù)規(guī)律周期性變化的電場(chǎng)，會(huì)產(chǎn)生同頻率的周期性變化的磁場(chǎng)，能形成電磁場(chǎng)，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(chǎng)理論，周期性變化的電場(chǎng)會(huì)產(chǎn)生周期性變化的磁場(chǎng)，周期性變化的磁場(chǎng)會(huì)產(chǎn)生周期性變化的電場(chǎng)，周期性變化的磁場(chǎng)與電場(chǎng)不斷的相互激發(fā)，會(huì)使電磁場(chǎng)由近及遠(yuǎn)的傳播，形成電磁波4.1927年，英國(guó)發(fā)明家貝爾德在倫敦第一次用電傳遞了活動(dòng)的圖象，標(biāo)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(guò)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(hào)的高頻電流產(chǎn)生電磁波并發(fā)射出去，故選項(xiàng)D正確，選項(xiàng)ABC錯(cuò)誤； 故選：D【分析】電視節(jié)目是通過(guò)電磁波傳播的，它由電視臺(tái)發(fā)射塔發(fā)射，由電視機(jī)天

11、線接收，再通過(guò)選臺(tái)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(gè)廣播電臺(tái)的頻率為90.0MHz ， 這個(gè)臺(tái)發(fā)射的電磁波的波長(zhǎng)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(zhǎng)速度的關(guān)系是C=f ， 所以= = =3.33m ， 故C正確故選：C6.用于通信的無(wú)線電波能繞過(guò)建筑墻體從而保證手機(jī)能正常接收信號(hào)，而光波卻不能繞過(guò)墻體實(shí)現(xiàn)正常照明功能，這是因?yàn)椋ǎ?A.無(wú)線電波是橫波，光波是縱波B.無(wú)線電波的波速小于光波的波速C.無(wú)線電波的振幅大于光波的振幅D.無(wú)線電波的波長(zhǎng)大于光波的波長(zhǎng)【

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(zhǎng)相比差不多或比波長(zhǎng)更短由于無(wú)線電波的波長(zhǎng)比較大和樓房的高度相近，遠(yuǎn)大于光波的波長(zhǎng)；故無(wú)線電波可以發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象，而可見(jiàn)光的波長(zhǎng)很小，無(wú)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(guò)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(zhǎng)相比差不多或比波長(zhǎng)更短7.當(dāng)用手機(jī)A撥打手機(jī)B時(shí)，能聽(tīng)見(jiàn)B發(fā)出響聲并且看見(jiàn)B上顯示A的號(hào)碼若將手機(jī)A置于透明真空罩中，再用手機(jī)B撥打手機(jī)A，則（ ） A.能聽(tīng)見(jiàn)A發(fā)出響聲，但看不到A上顯示B的號(hào)碼B.能聽(tīng)見(jiàn)A發(fā)出響聲，也能看到A上顯示B的號(hào)碼C.既不能聽(tīng)見(jiàn)A發(fā)出響聲，也看不到A上顯示B的號(hào)碼D.不能聽(tīng)見(jiàn)A發(fā)出響聲，但能看到A上顯示B的號(hào)碼【答案】 D 【解析】聲音不能在真空中傳播，因此不能聽(tīng)到手機(jī)發(fā)出響聲；手機(jī)接收的是電磁波信號(hào)，能在真空中傳播，真空罩中的手機(jī)能接收到信號(hào)，光能在真空中傳播，所以能看到A上顯示的B的號(hào)碼，但不能聽(tīng)見(jiàn)A發(fā)出響聲。 故答案為：D?！痉治觥柯曇舨荒茉谡婵罩袀鞑?，其光可以在真空中傳播。8.實(shí)際發(fā)射無(wú)線電波的過(guò)程如圖所示，高頻振蕩器產(chǎn)生高頻等幅振蕩如圖甲所示，人對(duì)著話筒說(shuō)話時(shí)產(chǎn)生低頻信號(hào)如圖