人教版(新教材)高中物理選擇性必修2學(xué)案2：4 2-4 3電磁場(chǎng)與電磁波 無(wú)線電波的發(fā)射和接收

人教版(新教材)高中物理選擇性必修第二冊(cè)PAGEPAGE14.2-4.3電磁場(chǎng)與電磁波無(wú)線電波的發(fā)射和接收學(xué)習(xí)目標(biāo)1、了解電磁波的基本特點(diǎn)及其發(fā)現(xiàn)過(guò)程，通過(guò)電磁波體會(huì)電磁場(chǎng)的物質(zhì)性.2、了解麥克斯韋的電磁場(chǎng)理論，實(shí)現(xiàn)了從經(jīng)典物理學(xué)向現(xiàn)代物理學(xué)的重大轉(zhuǎn)折3、能說(shuō)出電磁波的發(fā)射、傳播和接收的過(guò)程。知道無(wú)線電通信的基本原理。4、能正確區(qū)分調(diào)制、調(diào)幅、調(diào)頻、調(diào)諧、解調(diào)等概念。5、能結(jié)合生活實(shí)際，說(shuō)出無(wú)線電通信在生活中的應(yīng)用。自主學(xué)習(xí)一、電磁場(chǎng)1.麥克斯韋兩個(gè)觀點(diǎn)（1）變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生________(如圖甲所示)．（2）變化的電場(chǎng)產(chǎn)生________(如圖乙所示)．甲乙2.電磁場(chǎng)：變化的電場(chǎng)和磁場(chǎng)總是相互聯(lián)系著，形成不可分割的統(tǒng)一的__________.二、電磁波1.電磁波的產(chǎn)生：________的電場(chǎng)和磁場(chǎng)在較遠(yuǎn)的空間引起新的________的電場(chǎng)和磁場(chǎng)，這樣________的電場(chǎng)和磁場(chǎng)由近及遠(yuǎn)向周圍傳播，形成了電磁波．2.電磁波的特點(diǎn)：（1）電磁波在空間傳播不需要________，電磁波的速度________光速c.（2）電磁波的電場(chǎng)強(qiáng)度E與磁感應(yīng)強(qiáng)度B相互________.3.電磁波能產(chǎn)生反射、________、干涉和________等現(xiàn)象．4.赫茲的實(shí)驗(yàn)（1）赫茲實(shí)驗(yàn)裝置(如圖所示)．（2）實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：當(dāng)感應(yīng)圈兩個(gè)金屬球間有火花跳過(guò)時(shí)，導(dǎo)線環(huán)兩個(gè)小球間也跳過(guò)火花．（3）現(xiàn)象分析：當(dāng)感應(yīng)圈使得與它相連的兩個(gè)金屬球間產(chǎn)生電火花時(shí)，周圍空間出現(xiàn)了迅速變化的__________.這種變化的電磁場(chǎng)以__________的形式在空間傳播．當(dāng)電磁波到達(dá)導(dǎo)線環(huán)時(shí)，它在導(dǎo)線環(huán)中激發(fā)出______________，使得導(dǎo)線環(huán)的空隙中也產(chǎn)生了火花．（4）實(shí)驗(yàn)結(jié)論：赫茲證實(shí)了__________的存在．三、無(wú)線電波的發(fā)射1．發(fā)射電磁波的振蕩電路的特點(diǎn)(1)要有的振蕩頻率：頻率，發(fā)射電磁波的本領(lǐng)越大。(2)振蕩電路的電場(chǎng)和磁場(chǎng)必須分散到盡可能大的空間，因此采用電路。2．電磁波的調(diào)制調(diào)制在電磁波發(fā)射技術(shù)中，使載波隨各種信號(hào)而改變的技術(shù)分類調(diào)幅(AM)使高頻電磁波的隨信號(hào)的強(qiáng)弱而變的調(diào)制技術(shù)調(diào)頻(FM)使高頻電磁波的隨信號(hào)的強(qiáng)弱而變的調(diào)制技術(shù)四、無(wú)線電波的接收1．原理電磁波在傳播過(guò)程中如果遇到導(dǎo)體，會(huì)使導(dǎo)體中產(chǎn)生，因此，空中的導(dǎo)體可以用來(lái)接收電磁波。2．電諧振與調(diào)諧(1)電諧振：當(dāng)接收電路的跟收到的電磁波的相同時(shí)，接收電路中產(chǎn)生的振蕩電流最強(qiáng)的現(xiàn)象。(2)調(diào)諧：使接收電路產(chǎn)生的過(guò)程。五、電視廣播的發(fā)射和接收過(guò)程攝像管：攝取景物的圖像并將其轉(zhuǎn)換為?eq\x(調(diào)制和發(fā)射)?eq\x(天線接收高頻信號(hào)，調(diào)諧，)?eq\x(顯像管：還原出與攝像管屏上相同的圖像)合作探究探究一、麥克斯韋電磁場(chǎng)理論（一）電磁場(chǎng)理論1．麥克斯韋假設(shè)的兩大觀點(diǎn)(1)變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生電場(chǎng)如圖所示，在變化的磁場(chǎng)中放一個(gè)閉合電路，電路里會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，其實(shí)質(zhì)是變化的磁場(chǎng)在它周圍產(chǎn)生了電場(chǎng)，電路中的自由電荷在電場(chǎng)力作用下做定向運(yùn)動(dòng)，形成了感應(yīng)電流，即使在變化的磁場(chǎng)周圍沒(méi)有閉合電路同樣可以產(chǎn)生電場(chǎng)。(2)變化的電場(chǎng)產(chǎn)生磁場(chǎng)麥克斯韋認(rèn)為：由電現(xiàn)象和磁現(xiàn)象的相似性和變化的磁場(chǎng)能產(chǎn)生電場(chǎng)的觀點(diǎn)猜想變化的電場(chǎng)就像導(dǎo)線中的電流一樣，會(huì)在空間產(chǎn)生磁場(chǎng)。根據(jù)麥克斯韋理論，在給電容器充電的時(shí)候，不僅導(dǎo)體中的電流要產(chǎn)生磁場(chǎng)，而且在電容器兩極板間變化著的電場(chǎng)周圍也要產(chǎn)生磁場(chǎng)。(如圖所示)2．對(duì)麥克斯韋電磁場(chǎng)理論的理解(1)恒定的電場(chǎng)不產(chǎn)生磁場(chǎng)。(2)恒定的磁場(chǎng)不產(chǎn)生電場(chǎng)。(3)均勻變化的磁場(chǎng)在周圍空間產(chǎn)生恒定的電場(chǎng)。(4)均勻變化的電場(chǎng)在周圍空間產(chǎn)生恒定的磁場(chǎng)。(5)周期性變化的電場(chǎng)產(chǎn)生同頻率的周期性變化的磁場(chǎng)。(6)周期性變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生同頻率的周期性變化的電場(chǎng)。如果在空間某區(qū)域中有周期性變化的電場(chǎng)，那么這個(gè)變化的電場(chǎng)就在它周圍空間產(chǎn)生周期性變化的磁場(chǎng)；這個(gè)變化的磁場(chǎng)又在它周圍空間產(chǎn)生新的周期性變化的電場(chǎng)……變化的電場(chǎng)和變化的磁場(chǎng)是相互聯(lián)系著的，形成不可分割的統(tǒng)一體，這就是電磁波。例1.根據(jù)麥克斯韋電磁場(chǎng)理論，下列說(shuō)法正確的是()A．有電場(chǎng)的空間一定存在磁場(chǎng)，有磁場(chǎng)的空間也一定能產(chǎn)生電場(chǎng)B．在變化的電場(chǎng)周圍一定產(chǎn)生變化的磁場(chǎng)，在變化的磁場(chǎng)周圍一定產(chǎn)生變化的電場(chǎng)C．均勻變化的電場(chǎng)周圍一定產(chǎn)生均勻變化的磁場(chǎng)D．周期性變化的磁場(chǎng)周圍空間一定產(chǎn)生周期性變化的電場(chǎng)探究二、電磁波1．電磁波的產(chǎn)生變化的電場(chǎng)和變化的磁場(chǎng)總是交替產(chǎn)生，并且由發(fā)生的區(qū)域向周圍空間傳播，電磁場(chǎng)由發(fā)生區(qū)域向遠(yuǎn)處的傳播就是電磁波。2．電磁波的特點(diǎn)(1)電磁波是橫波，即E與B彼此垂直且與傳播方向垂直。(2)電磁波的傳播不需要介質(zhì)，在真空中電磁波的傳播速度跟光速相同，即c＝3.0×108m/s。(3)電磁波具有波的共性，能產(chǎn)生干涉、衍射等現(xiàn)象。電磁波與物質(zhì)相互作用時(shí)，能發(fā)生反射、吸收、折射等現(xiàn)象。3．電磁波的波速、波長(zhǎng)與頻率的關(guān)系c＝λf。4．電磁波與機(jī)械波的異同點(diǎn)(1)電磁波與機(jī)械波的相同點(diǎn)①電磁波與機(jī)械波一樣，能發(fā)生反射、折射、衍射、干涉等現(xiàn)象。②電磁波與機(jī)械波一樣，是傳播能量的一種形式，能傳遞信息。③電磁波的波長(zhǎng)、頻率、周期、波速關(guān)系與機(jī)械波一樣滿足v＝λf，T＝eq\f(1,f)，且傳播過(guò)程中頻率不變。(2)電磁波與機(jī)械波的不同點(diǎn)①產(chǎn)生的機(jī)理不同：電磁波是電磁運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的，是變化的電磁場(chǎng)在空間的傳播；機(jī)械波是機(jī)械運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的，是機(jī)械振動(dòng)這一運(yùn)動(dòng)形式在介質(zhì)中的傳播。②電磁波傳播不需要介質(zhì)，機(jī)械波必須有介質(zhì)才能傳播。電磁場(chǎng)本身是一種物質(zhì)，電磁波是物質(zhì)傳播的形式，是靠電和磁的相互“感應(yīng)”而傳播的，可以脫離電荷而獨(dú)立存在，故它的傳播不需要介質(zhì)，真空中也能傳播。③電磁波是橫波，電場(chǎng)方向和磁場(chǎng)方向互相垂直且都與波的傳播方向垂直；機(jī)械波有橫波也有縱波。④電磁波波速比機(jī)械波波速大得多，任何頻率的電磁波在真空中的傳播速度都等于光在真空中的速度，即c＝3.0×108m/s，電磁波傳播雖然不需要介質(zhì)，但在其他介質(zhì)中的速度都比在真空中的小。例2.(多選)關(guān)于電磁波與聲波的說(shuō)法，下列正確的是()A．電磁波是由電磁場(chǎng)發(fā)生的區(qū)域向遠(yuǎn)處傳播，聲波是聲源的振動(dòng)向遠(yuǎn)處傳播B．電磁波的傳播不需要介質(zhì)，聲波的傳播有時(shí)也不需要介質(zhì)C．由空氣進(jìn)入水中傳播時(shí)，電磁波的傳播速度變小，聲波的傳播速度變大D．由空氣進(jìn)入水中傳播時(shí)，電磁波的波長(zhǎng)不變，聲波的波長(zhǎng)變小探究三、電磁波的發(fā)射古代人們有哪些傳遞信息的方式？現(xiàn)在我們有哪些傳遞信息的方式？這兩種傳遞方式有什么不同？1．發(fā)射電磁波的條件(1)要有足夠高的振蕩頻率。理論研究表明，振蕩電路向外輻射能量的本領(lǐng)，即單位時(shí)間內(nèi)輻射出去的能量，與振蕩頻率密切相關(guān)，頻率越高，發(fā)射電磁波的本領(lǐng)越大。(2)開(kāi)放電路，要使振蕩電路的電場(chǎng)和磁場(chǎng)分散到盡可能大的空間。2．電磁波的發(fā)射示意圖(如圖所示)〖例3〗(多選)為了增大無(wú)線電臺(tái)向空間發(fā)射無(wú)線電波的能力，對(duì)LC振蕩電路的結(jié)構(gòu)可采用下列哪些措施()A．減小電容器極板的正對(duì)面積 B．增大電容器極板的間距C．增大自感線圈的匝數(shù) D．向外抽出鐵芯探究四、電磁波的接收如圖，我們調(diào)節(jié)旋鈕調(diào)改變的是什么？調(diào)節(jié)的目的又是什么？1．原理利用電磁感應(yīng)在接收電路產(chǎn)生和電磁波同頻率的電流。2．方法(1)利用調(diào)諧產(chǎn)生電諧振，使接收電路的感應(yīng)電流最強(qiáng)。(2)利用解調(diào)把接收電路中的有用信號(hào)分離出來(lái)。(3)調(diào)諧和解調(diào)的區(qū)別：調(diào)諧就是一個(gè)選臺(tái)的過(guò)程，即選攜帶有用信號(hào)的高頻振蕩電流，在接收電路中產(chǎn)生最強(qiáng)的感應(yīng)電流的過(guò)程；解調(diào)是將高頻電流中攜帶的有用信號(hào)分離出來(lái)的過(guò)程?！祭?〗(多選)下列說(shuō)法正確的是()A．當(dāng)處于電諧振時(shí)，所有的電磁波仍能在接收電路中產(chǎn)生感應(yīng)電流B．當(dāng)處于電諧振時(shí)，只有被接收的電磁波才能在接收電路中產(chǎn)生感應(yīng)電流C．由調(diào)諧電路接收的感應(yīng)電流，再經(jīng)過(guò)耳機(jī)就可以聽(tīng)到聲音了D．由調(diào)諧電路接收的感應(yīng)電流，再經(jīng)過(guò)檢波、放大，通過(guò)耳機(jī)才可以聽(tīng)到聲音隨堂訓(xùn)練1.下列關(guān)于電場(chǎng)與磁場(chǎng)的產(chǎn)生的理解正確的是()2.(多選)以下關(guān)于機(jī)械波與電磁波的說(shuō)法中，正確的是()A．機(jī)械波與電磁波本質(zhì)上是一致的B．機(jī)械波的波速只與介質(zhì)有關(guān)，而電磁波在介質(zhì)中的波速，不僅與介質(zhì)有關(guān)，而且與電磁波的頻率有關(guān)C．機(jī)械波可能是縱波，而電磁波必定是橫波D．它們都能發(fā)生反射、折射、干涉和衍射現(xiàn)象3．簡(jiǎn)單的、比較有效的電磁波的發(fā)射裝置，至少應(yīng)具備以下電路中的()①調(diào)諧電路；②調(diào)制電路；③高頻振蕩電路；④開(kāi)放振蕩電路A．①②③ B．②③④C．①④ D．①②④4．如圖所示為電視接收過(guò)程示意圖，其工作過(guò)程順序正確的是()A．解調(diào)——放大——調(diào)諧——顯示B．調(diào)諧——放大——解調(diào)——顯示C．調(diào)諧——解調(diào)——放大——顯示D．放大——調(diào)諧——解調(diào)——顯示5．關(guān)于電磁波的發(fā)射與接收，下列說(shuō)法中正確的是()A．調(diào)頻與調(diào)幅都是用高頻載波發(fā)送信號(hào)，原理相同，無(wú)本質(zhì)區(qū)別B．解調(diào)是將低頻信號(hào)加載到高頻電磁波上進(jìn)行發(fā)射傳送的過(guò)程C．手持移動(dòng)電話與其他用戶通話時(shí)，要靠較大的固定的無(wú)線電臺(tái)轉(zhuǎn)送D．調(diào)諧就是將接收電路的振幅調(diào)至與電磁載波的振幅相同6．手機(jī)A的號(hào)碼手機(jī)B的號(hào)碼當(dāng)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上來(lái)電顯示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)．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130222222227．(多選)下列對(duì)無(wú)線電廣播要對(duì)電磁波進(jìn)行調(diào)制的原因的說(shuō)法正確的是()A．經(jīng)過(guò)調(diào)制后的高頻電磁波向外輻射能量的本領(lǐng)更強(qiáng)B．經(jīng)過(guò)調(diào)制后的電磁波在空間傳播得更快C．經(jīng)過(guò)調(diào)制后的電磁波在空間傳播波長(zhǎng)才能不變D．經(jīng)過(guò)調(diào)制后的高頻電磁波才能把我們要告知對(duì)方的信號(hào)有效地傳遞出去

▁▃▅▇█參*考*答*案█▇▅▃▁自主學(xué)習(xí)一、1.（1）電場(chǎng)（2）磁場(chǎng)2.電磁場(chǎng)二、1.變化變化變化2.（1）介質(zhì)等于（2）垂直3.折射衍射4.（3）電磁場(chǎng)電磁波感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)（4）電磁波三、1．(1)足夠高越高(2)開(kāi)放2．振幅頻率四、1．感應(yīng)電流2．(1)固有頻率頻率(2)電諧振五、電信號(hào)解調(diào)合作探究例1：D〖解析〗根據(jù)麥克斯韋電磁場(chǎng)理論，只有變化的電場(chǎng)才能產(chǎn)生磁場(chǎng)，均勻變化的電場(chǎng)產(chǎn)生恒定的磁場(chǎng)，非均勻變化的電場(chǎng)產(chǎn)生變化的磁場(chǎng)，只有D正確。例2.AC〖解析〗由電磁波和聲波的概念可知A正確。因?yàn)殡姶挪梢栽谡婵罩袀鞑?，而聲波屬于機(jī)械波，它的傳播需要介質(zhì)，在真空中不能傳播，故B錯(cuò)誤。電磁波在空氣中的傳播速度近似等于真空中的速度，大于在水中的傳播速度；聲波在水中的傳播速度大于在空氣中的傳播速度，故C正確。無(wú)論是電磁波還是聲波，從一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)時(shí)頻率都不變，所以由波長(zhǎng)λ＝eq\f(v,f)及它們?cè)诓煌橘|(zhì)中的傳播速度可知，由空氣進(jìn)入水中時(shí)，電磁波的波長(zhǎng)變短，聲波的波長(zhǎng)變長(zhǎng)，故D錯(cuò)誤。探究三、〖提*示〗：烽火臺(tái)，鴿子，驛站，郵差等；廣播，電視，電話，手機(jī)，互聯(lián)網(wǎng)；古代通過(guò)的是人〖例3〗ABD要增大無(wú)線電臺(tái)向空間發(fā)射電磁波的能力，必須提高其振蕩頻率，由f＝eq\f(1,2π\(zhòng)r(LC))知，減小L和C可以提高f。要減小L可采取減少線圈匝數(shù)、向外抽出鐵芯的辦法，要減小C可采取增大極板間距、減小極板正對(duì)面積、減小介電常數(shù)的辦法。故選A、B、D。探究四、〖提*示〗：調(diào)節(jié)旋鈕調(diào)改變的是可變電容器的電容，可以改變調(diào)諧電路的頻率，使它跟要接收的電臺(tái)發(fā)出的電磁波的頻率相同，這個(gè)頻率的電磁波在調(diào)諧電路里激起較強(qiáng)的感應(yīng)電流，這樣就選出了這個(gè)電臺(tái)?！祭?〗AD當(dāng)處于電諧振時(shí)，所有的電磁波仍能在接收電路中產(chǎn)生感應(yīng)電流，只不過(guò)頻率跟諧振電路固有頻率相等的電磁波，在接收電路中激發(fā)的感應(yīng)電流最強(qiáng)。由調(diào)諧電路接收的感應(yīng)電流，要再經(jīng)過(guò)檢波(也就是調(diào)制的逆過(guò)程)、放大，通過(guò)耳機(jī)才可以聽(tīng)到聲音，故正確〖答案〗為A、D。隨堂訓(xùn)練1.C〖解析〗題中A、B選項(xiàng)所描述的磁場(chǎng)是穩(wěn)定的，由麥克斯韋電磁場(chǎng)理論可知其周圍空間不會(huì)產(chǎn)生電場(chǎng)，A錯(cuò)誤，B錯(cuò)誤；題中C選項(xiàng)描述的是周期性變化的磁場(chǎng)，它能產(chǎn)生同頻率周期性變化的電場(chǎng)，且磁通量的變化率最大時(shí)電場(chǎng)強(qiáng)度最強(qiáng)，其相位差為eq\f(π,2)，C正確；題中D所描述的是周期性變化的電場(chǎng)，在其周圍空間產(chǎn)生周期性變化的磁場(chǎng)，其相位差為π，D錯(cuò)誤。2.AC〖解析〗機(jī)械波由機(jī)械振動(dòng)產(chǎn)生，電磁波由周期性變化的電場(chǎng)(或磁場(chǎng))產(chǎn)生，機(jī)械波是質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的傳播，傳播需要介質(zhì)，速度由介質(zhì)決定；電磁波是物質(zhì)波，傳播不需要介質(zhì)。電磁波的波速由介質(zhì)和本身頻率共同決定，機(jī)械波有橫波，也有縱波，而電磁波一定是橫波，故B、C、D正確，A錯(cuò)誤。3．B比較有效的發(fā)射電磁波的裝置應(yīng)該有調(diào)制電路、高頻振蕩電路和開(kāi)放振蕩電路。調(diào)制電路是把需要發(fā)射的信號(hào)裝載在高頻電磁波上才能發(fā)射出去，高頻振蕩電路能產(chǎn)生高頻電磁波，開(kāi)放振蕩電路能把電磁波發(fā)送的更遠(yuǎn)。而調(diào)諧電路是在接收端需要的電路。4．C電磁波的接收過(guò)程是調(diào)諧——解調(diào)——放大——顯示，故C正確。5．C調(diào)頻與調(diào)幅都是用高頻載波發(fā)送信號(hào)，但是原理不同，故A錯(cuò)誤；解調(diào)是接收電磁波過(guò)程中的步驟，是將低頻信號(hào)從高頻載波信號(hào)中分離出來(lái)的過(guò)程，故B錯(cuò)誤；手持移動(dòng)電話與其他用戶通話時(shí)，要靠較大的固定的無(wú)線電臺(tái)轉(zhuǎn)送，故C正確；調(diào)諧是將接收電路的頻率調(diào)至與電磁波的頻率相同，故D錯(cuò)誤。6．D聲音不能在真空中傳播，撥打真空罩中手機(jī)不能聽(tīng)到手機(jī)鈴聲；手機(jī)接收的是電磁波信號(hào)，電磁波能在真空中傳播，真空罩中的手機(jī)能接收到呼叫信號(hào)。故能看到A上顯示的B的號(hào)碼，故D正確，A、B、C錯(cuò)誤。故選D。7．AD調(diào)制是把低頻信號(hào)加到高頻電磁波上增強(qiáng)發(fā)射能力，頻率變大；即輻射本領(lǐng)變強(qiáng)，符合題意；電磁波的波速接近光速，傳播速度不變，不符合題意；根據(jù)v＝λ·f可知，速度不變的情況下，頻率改變，則波長(zhǎng)必然改變，不符合題意；要把電磁波有效發(fā)射出去，必須有足夠高的頻率，經(jīng)過(guò)調(diào)制之后的波具有較高頻率，從而把我們要告知對(duì)方的信息有效傳遞出去，符合題意。4.2-4.3電磁場(chǎng)與電磁波無(wú)線電波的發(fā)射和接收學(xué)習(xí)目標(biāo)1、了解電磁波的基本特點(diǎn)及其發(fā)現(xiàn)過(guò)程，通過(guò)電磁波體會(huì)電磁場(chǎng)的物質(zhì)性.2、了解麥克斯韋的電磁場(chǎng)理論，實(shí)現(xiàn)了從經(jīng)典物理學(xué)向現(xiàn)代物理學(xué)的重大轉(zhuǎn)折3、能說(shuō)出電磁波的發(fā)射、傳播和接收的過(guò)程。知道無(wú)線電通信的基本原理。4、能正確區(qū)分調(diào)制、調(diào)幅、調(diào)頻、調(diào)諧、解調(diào)等概念。5、能結(jié)合生活實(shí)際，說(shuō)出無(wú)線電通信在生活中的應(yīng)用。自主學(xué)習(xí)一、電磁場(chǎng)1.麥克斯韋兩個(gè)觀點(diǎn)（1）變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生________(如圖甲所示)．（2）變化的電場(chǎng)產(chǎn)生________(如圖乙所示)．甲乙2.電磁場(chǎng)：變化的電場(chǎng)和磁場(chǎng)總是相互聯(lián)系著，形成不可分割的統(tǒng)一的__________.二、電磁波1.電磁波的產(chǎn)生：________的電場(chǎng)和磁場(chǎng)在較遠(yuǎn)的空間引起新的________的電場(chǎng)和磁場(chǎng)，這樣________的電場(chǎng)和磁場(chǎng)由近及遠(yuǎn)向周圍傳播，形成了電磁波．2.電磁波的特點(diǎn)：（1）電磁波在空間傳播不需要________，電磁波的速度________光速c.（2）電磁波的電場(chǎng)強(qiáng)度E與磁感應(yīng)強(qiáng)度B相互________.3.電磁波能產(chǎn)生反射、________、干涉和________等現(xiàn)象．4.赫茲的實(shí)驗(yàn)（1）赫茲實(shí)驗(yàn)裝置(如圖所示)．（2）實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：當(dāng)感應(yīng)圈兩個(gè)金屬球間有火花跳過(guò)時(shí)，導(dǎo)線環(huán)兩個(gè)小球間也跳過(guò)火花．（3）現(xiàn)象分析：當(dāng)感應(yīng)圈使得與它相連的兩個(gè)金屬球間產(chǎn)生電火花時(shí)，周圍空間出現(xiàn)了迅速變化的__________.這種變化的電磁場(chǎng)以__________的形式在空間傳播．當(dāng)電磁波到達(dá)導(dǎo)線環(huán)時(shí)，它在導(dǎo)線環(huán)中激發(fā)出______________，使得導(dǎo)線環(huán)的空隙中也產(chǎn)生了火花．（4）實(shí)驗(yàn)結(jié)論：赫茲證實(shí)了__________的存在．三、無(wú)線電波的發(fā)射1．發(fā)射電磁波的振蕩電路的特點(diǎn)(1)要有的振蕩頻率：頻率，發(fā)射電磁波的本領(lǐng)越大。(2)振蕩電路的電場(chǎng)和磁場(chǎng)必須分散到盡可能大的空間，因此采用電路。2．電磁波的調(diào)制調(diào)制在電磁波發(fā)射技術(shù)中，使載波隨各種信號(hào)而改變的技術(shù)分類調(diào)幅(AM)使高頻電磁波的隨信號(hào)的強(qiáng)弱而變的調(diào)制技術(shù)調(diào)頻(FM)使高頻電磁波的隨信號(hào)的強(qiáng)弱而變的調(diào)制技術(shù)四、無(wú)線電波的接收1．原理電磁波在傳播過(guò)程中如果遇到導(dǎo)體，會(huì)使導(dǎo)體中產(chǎn)生，因此，空中的導(dǎo)體可以用來(lái)接收電磁波。2．電諧振與調(diào)諧(1)電諧振：當(dāng)接收電路的跟收到的電磁波的相同時(shí)，接收電路中產(chǎn)生的振蕩電流最強(qiáng)的現(xiàn)象。(2)調(diào)諧：使接收電路產(chǎn)生的過(guò)程。五、電視廣播的發(fā)射和接收過(guò)程攝像管：攝取景物的圖像并將其轉(zhuǎn)換為?eq\x(調(diào)制和發(fā)射)?eq\x(天線接收高頻信號(hào)，調(diào)諧，)?eq\x(顯像管：還原出與攝像管屏上相同的圖像)合作探究探究一、麥克斯韋電磁場(chǎng)理論（一）電磁場(chǎng)理論1．麥克斯韋假設(shè)的兩大觀點(diǎn)(1)變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生電場(chǎng)如圖所示，在變化的磁場(chǎng)中放一個(gè)閉合電路，電路里會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，其實(shí)質(zhì)是變化的磁場(chǎng)在它周圍產(chǎn)生了電場(chǎng)，電路中的自由電荷在電場(chǎng)力作用下做定向運(yùn)動(dòng)，形成了感應(yīng)電流，即使在變化的磁場(chǎng)周圍沒(méi)有閉合電路同樣可以產(chǎn)生電場(chǎng)。(2)變化的電場(chǎng)產(chǎn)生磁場(chǎng)麥克斯韋認(rèn)為：由電現(xiàn)象和磁現(xiàn)象的相似性和變化的磁場(chǎng)能產(chǎn)生電場(chǎng)的觀點(diǎn)猜想變化的電場(chǎng)就像導(dǎo)線中的電流一樣，會(huì)在空間產(chǎn)生磁場(chǎng)。根據(jù)麥克斯韋理論，在給電容器充電的時(shí)候，不僅導(dǎo)體中的電流要產(chǎn)生磁場(chǎng)，而且在電容器兩極板間變化著的電場(chǎng)周圍也要產(chǎn)生磁場(chǎng)。(如圖所示)2．對(duì)麥克斯韋電磁場(chǎng)理論的理解(1)恒定的電場(chǎng)不產(chǎn)生磁場(chǎng)。(2)恒定的磁場(chǎng)不產(chǎn)生電場(chǎng)。(3)均勻變化的磁場(chǎng)在周圍空間產(chǎn)生恒定的電場(chǎng)。(4)均勻變化的電場(chǎng)在周圍空間產(chǎn)生恒定的磁場(chǎng)。(5)周期性變化的電場(chǎng)產(chǎn)生同頻率的周期性變化的磁場(chǎng)。(6)周期性變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生同頻率的周期性變化的電場(chǎng)。如果在空間某區(qū)域中有周期性變化的電場(chǎng)，那么這個(gè)變化的電場(chǎng)就在它周圍空間產(chǎn)生周期性變化的磁場(chǎng)；這個(gè)變化的磁場(chǎng)又在它周圍空間產(chǎn)生新的周期性變化的電場(chǎng)……變化的電場(chǎng)和變化的磁場(chǎng)是相互聯(lián)系著的，形成不可分割的統(tǒng)一體，這就是電磁波。例1.根據(jù)麥克斯韋電磁場(chǎng)理論，下列說(shuō)法正確的是()A．有電場(chǎng)的空間一定存在磁場(chǎng)，有磁場(chǎng)的空間也一定能產(chǎn)生電場(chǎng)B．在變化的電場(chǎng)周圍一定產(chǎn)生變化的磁場(chǎng)，在變化的磁場(chǎng)周圍一定產(chǎn)生變化的電場(chǎng)C．均勻變化的電場(chǎng)周圍一定產(chǎn)生均勻變化的磁場(chǎng)D．周期性變化的磁場(chǎng)周圍空間一定產(chǎn)生周期性變化的電場(chǎng)探究二、電磁波1．電磁波的產(chǎn)生變化的電場(chǎng)和變化的磁場(chǎng)總是交替產(chǎn)生，并且由發(fā)生的區(qū)域向周圍空間傳播，電磁場(chǎng)由發(fā)生區(qū)域向遠(yuǎn)處的傳播就是電磁波。2．電磁波的特點(diǎn)(1)電磁波是橫波，即E與B彼此垂直且與傳播方向垂直。(2)電磁波的傳播不需要介質(zhì)，在真空中電磁波的傳播速度跟光速相同，即c＝3.0×108m/s。(3)電磁波具有波的共性，能產(chǎn)生干涉、衍射等現(xiàn)象。電磁波與物質(zhì)相互作用時(shí)，能發(fā)生反射、吸收、折射等現(xiàn)象。3．電磁波的波速、波長(zhǎng)與頻率的關(guān)系c＝λf。4．電磁波與機(jī)械波的異同點(diǎn)(1)電磁波與機(jī)械波的相同點(diǎn)①電磁波與機(jī)械波一樣，能發(fā)生反射、折射、衍射、干涉等現(xiàn)象。②電磁波與機(jī)械波一樣，是傳播能量的一種形式，能傳遞信息。③電磁波的波長(zhǎng)、頻率、周期、波速關(guān)系與機(jī)械波一樣滿足v＝λf，T＝eq\f(1,f)，且傳播過(guò)程中頻率不變。(2)電磁波與機(jī)械波的不同點(diǎn)①產(chǎn)生的機(jī)理不同：電磁波是電磁運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的，是變化的電磁場(chǎng)在空間的傳播；機(jī)械波是機(jī)械運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的，是機(jī)械振動(dòng)這一運(yùn)動(dòng)形式在介質(zhì)中的傳播。②電磁波傳播不需要介質(zhì)，機(jī)械波必須有介質(zhì)才能傳播。電磁場(chǎng)本身是一種物質(zhì)，電磁波是物質(zhì)傳播的形式，是靠電和磁的相互“感應(yīng)”而傳播的，可以脫離電荷而獨(dú)立存在，故它的傳播不需要介質(zhì)，真空中也能傳播。③電磁波是橫波，電場(chǎng)方向和磁場(chǎng)方向互相垂直且都與波的傳播方向垂直；機(jī)械波有橫波也有縱波。④電磁波波速比機(jī)械波波速大得多，任何頻率的電磁波在真空中的傳播速度都等于光在真空中的速度，即c＝3.0×108m/s，電磁波傳播雖然不需要介質(zhì)，但在其他介質(zhì)中的速度都比在真空中的小。例2.(多選)關(guān)于電磁波與聲波的說(shuō)法，下列正確的是()A．電磁波是由電磁場(chǎng)發(fā)生的區(qū)域向遠(yuǎn)處傳播，聲波是聲源的振動(dòng)向遠(yuǎn)處傳播B．電磁波的傳播不需要介質(zhì)，聲波的傳播有時(shí)也不需要介質(zhì)C．由空氣進(jìn)入水中傳播時(shí)，電磁波的傳播速度變小，聲波的傳播速度變大D．由空氣進(jìn)入水中傳播時(shí)，電磁波的波長(zhǎng)不變，聲波的波長(zhǎng)變小探究三、電磁波的發(fā)射古代人們有哪些傳遞信息的方式？現(xiàn)在我們有哪些傳遞信息的方式？這兩種傳遞方式有什么不同？1．發(fā)射電磁波的條件(1)要有足夠高的振蕩頻率。理論研究表明，振蕩電路向外輻射能量的本領(lǐng)，即單位時(shí)間內(nèi)輻射出去的能量，與振蕩頻率密切相關(guān)，頻率越高，發(fā)射電磁波的本領(lǐng)越大。(2)開(kāi)放電路，要使振蕩電路的電場(chǎng)和磁場(chǎng)分散到盡可能大的空間。2．電磁波的發(fā)射示意圖(如圖所示)〖例3〗(多選)為了增大無(wú)線電臺(tái)向空間發(fā)射無(wú)線電波的能力，對(duì)LC振蕩電路的結(jié)構(gòu)可采用下列哪些措施()A．減小電容器極板的正對(duì)面積 B．增大電容器極板的間距C．增大自感線圈的匝數(shù) D．向外抽出鐵芯探究四、電磁波的接收如圖，我們調(diào)節(jié)旋鈕調(diào)改變的是什么？調(diào)節(jié)的目的又是什么？1．原理利用電磁感應(yīng)在接收電路產(chǎn)生和電磁波同頻率的電流。2．方法(1)利用調(diào)諧產(chǎn)生電諧振，使接收電路的感應(yīng)電流最強(qiáng)。(2)利用解調(diào)把接收電路中的有用信號(hào)分離出來(lái)。(3)調(diào)諧和解調(diào)的區(qū)別：調(diào)諧就是一個(gè)選臺(tái)的過(guò)程，即選攜帶有用信號(hào)的高頻振蕩電流，在接收電路中產(chǎn)生最強(qiáng)的感應(yīng)電流的過(guò)程；解調(diào)是將高頻電流中攜帶的有用信號(hào)分離出來(lái)的過(guò)程。〖例4〗(多選)下列說(shuō)法正確的是()A．當(dāng)處于電諧振時(shí)，所有的電磁波仍能在接收電路中產(chǎn)生感應(yīng)電流B．當(dāng)處于電諧振時(shí)，只有被接收的電磁波才能在接收電路中產(chǎn)生感應(yīng)電流C．由調(diào)諧電路接收的感應(yīng)電流，再經(jīng)過(guò)耳機(jī)就可以聽(tīng)到聲音了D．由調(diào)諧電路接收的感應(yīng)電流，再經(jīng)過(guò)檢波、放大，通過(guò)耳機(jī)才可以聽(tīng)到聲音隨堂訓(xùn)練1.下列關(guān)于電場(chǎng)與磁場(chǎng)的產(chǎn)生的理解正確的是()2.(多選)以下關(guān)于機(jī)械波與電磁波的說(shuō)法中，正確的是()A．機(jī)械波與電磁波本質(zhì)上是一致的B．機(jī)械波的波速只與介質(zhì)有關(guān)，而電磁波在介質(zhì)中的波速，不僅與介質(zhì)有關(guān)，而且與電磁波的頻率有關(guān)C．機(jī)械波可能是縱波，而電磁波必定是橫波D．它們都能發(fā)生反射、折射、干涉和衍射現(xiàn)象3．簡(jiǎn)單的、比較有效的電磁波的發(fā)射裝置，至少應(yīng)具備以下電路中的()①調(diào)諧電路；②調(diào)制電路；③高頻振蕩電路；④開(kāi)放振蕩電路A．①②③ B．②③④C．①④ D．①②④4．如圖所示為電視接收過(guò)程示意圖，其工作過(guò)程順序正確的是()A．解調(diào)——放大——調(diào)諧——顯示B．調(diào)諧——放大——解調(diào)——顯示C．調(diào)諧——解調(diào)——放大——顯示D．放大——調(diào)諧——解調(diào)——顯示5．關(guān)于電磁波的發(fā)射與接收，下列說(shuō)法中正確的是()A．調(diào)頻與調(diào)幅都是用高頻載波發(fā)送信號(hào)，原理相同，無(wú)本質(zhì)區(qū)別B．解調(diào)是將低頻信號(hào)加載到高頻電磁波上進(jìn)行發(fā)射傳送的過(guò)程C．手持移動(dòng)電話與其他用戶通話時(shí)，要靠較大的固定的無(wú)線電臺(tái)轉(zhuǎn)送D．調(diào)諧就是將接收電路的振幅調(diào)至與電磁載波的振幅相同6．手機(jī)A的號(hào)碼手機(jī)B的號(hào)碼當(dāng)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上來(lái)電顯示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)．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130222222227．(多選)下列對(duì)無(wú)線電廣播要對(duì)電磁波進(jìn)行調(diào)制的原因的說(shuō)法正確的是()A．經(jīng)過(guò)調(diào)制后的高頻電磁波向外輻射能量的本領(lǐng)更強(qiáng)B．經(jīng)過(guò)調(diào)制后的電磁波在空間傳播得更快C．經(jīng)過(guò)調(diào)制后的電磁波在空間傳播波長(zhǎng)才能不變D．經(jīng)過(guò)調(diào)制后的高頻電磁波才能把我們要告知對(duì)方的信號(hào)有效地傳遞出去

▁▃▅▇█參*考*答*案█▇▅▃▁自主學(xué)習(xí)一、1.（1）電場(chǎng)（2）磁場(chǎng)2.電磁場(chǎng)二、1.變化變化變化2.（1）介質(zhì)等于（2）垂直3.折射衍射4.（3）電磁場(chǎng)電磁波感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)（4）電磁波三、1．(1)足夠高越高(2)開(kāi)放2．振幅頻率四、1．感應(yīng)電流2．(1)固有頻率頻率(2)電諧振五、電信號(hào)解調(diào)合作探究例1：D〖解析〗根據(jù)麥克斯韋電磁場(chǎng)理論，只有變化的電場(chǎng)才能產(chǎn)生磁場(chǎng)，均勻變化的電場(chǎng)產(chǎn)生恒定的磁場(chǎng)，非均勻變化的電場(chǎng)產(chǎn)生變化的磁場(chǎng)，只有D正確。例2.AC〖解析〗由電磁波和聲波的概念可知A正確。因?yàn)殡姶挪梢栽谡婵罩袀鞑?，而聲波屬于機(jī)械波，它的傳播需要介質(zhì)，在真空中不能傳播，故B錯(cuò)誤。電磁波在空氣中的傳播速度近似等于真空中的速度，大于在水中的傳播速度；聲波在水中的傳播速度大于在空氣中的傳播速度，故C正確。無(wú)論是電磁波還是聲波，從一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)時(shí)頻率都不變，所以由波長(zhǎng)λ＝eq\f(v,f)及它們?cè)诓煌橘|(zhì)中的傳播速度可知，由空氣進(jìn)入水中時(shí)，電磁波的波長(zhǎng)變短，聲波的波長(zhǎng)變長(zhǎng)，故D錯(cuò)誤。探究三、〖提*示〗：烽火臺(tái)，鴿子，驛站，郵差等；廣播，電視，電話，手機(jī)，互聯(lián)網(wǎng)；古代通過(guò)的是人〖例3〗ABD要增大無(wú)線電臺(tái)向空間發(fā)射電磁波的能力，必須提高其振