3　电磁波的发射和接收 (2).doc

选修3-4第十四章电磁波14.2 电磁震荡14.3电磁波的发射和接受【教学目标】1知道什么是LC振荡电路和振荡电流。2知道LC回路中振荡电流的产生过程。3知道LC回路的周期和频率公式。4知道什么样的电磁振荡和电路有利于向外发射电磁波。5了解利用电磁波传递信号要对电磁波进行调制，调制方法有两种：调幅和调频。知道什么是调制、什么是调幅和调频。6知道接收需要的电磁波要进行调谐，知道还原信号还要进行解调，了解什么是调谐和解调。重点：知道什么是调制、什么是调幅和调频。了解什么是调谐和解难点：知道产生电磁振荡过程中，LC振荡电路中的能量转换情况【自主预习】1.大小和方向都做周期性迅速变化的电流，叫做_电流，产生_的电路叫做振荡电路。2由_和_组成的电路，就是最简单的振荡电路，称为LC振荡电路。3在LC振荡电路中，通过电容器不断地_，从而使电路中出现了大小、方向都在变化的电流，即振荡电流。当电容器放电结束时，电路中的_最大，_最小；当电容器充电结束时，电路中的_能最大，_能最小。4.要有效地发射电磁波，振荡电路必须具有如下特点：第一，要有足够高的_。第二，振荡电路的电场和磁场必须分散到_的空间，这样才能有效地把能量辐射出去。5实际应用中的开放电路，线圈的一端用导线与大地相连，这条导线叫做_；线圈的另一端与高高地架在空中的_相连。6在电磁波发射技术中，使电磁波随各种信号而改变的技术叫做_。7一种调制的方法是使高频电磁波的_随信号的强弱而变，这种调制叫做调幅(AM)；另一种调制的方法是使高频电磁波的_随信号的强弱而变，这种调制叫做调频(FM)。8当接收电路的_频率跟收到的电磁波的频率相同时，接收电路中产生的振荡电流最强，这种现象叫做_。使接收电路产生_的过程叫做调谐。9使声音或图像信号从高频电流中还原出来，这个过程是_的逆过程，叫做_。调幅波的_也叫检波。 10. (1)无线电波无线电波：无线电技术中使用的波长大于1 mm的电磁波。无线电波的波长范围从几毫米到几十千米。无线电波按波长(或频率)分成若干个波段，各个波段有其不同的主要用途。(2)有效发射电磁波的条件要有足够高的振荡频率。 采用开放电路 。11. 无线电波的接收(1)电谐振：当接收电路的固有频率跟接收到电磁波的频率相同时，接收电路中产生的振荡电流最强，这种现象叫电谐振。(2)调谐：使接收电路产生电谐振的过程叫调谐。能够调谐的接收电路叫做调谐电路。 调谐的方法一般是改变电路的L或C。 (3) 解调：要使声音或图像信号从高频电流中还原出来，这个过程是调制的逆过程，叫做解调。调幅波的解调也叫检波。【典型例题】 一、无线电波的发射【例1】要提高LC振荡电路辐射电磁波的本领，应该采取的措施是()A增加辐射波的波长B使振荡电容的正对面积足够小C尽可能使电场和磁场分散开D增加回路中的电容和电感【例2】为了增大无线电台向空间辐射无线电波的能力，对LC振荡电路结构可采取下列哪些措施()A增大电容器极板的正对面积B增大电容器极板的间距C增大自感线圈的匝数D提高供电电压二、无线电波的接收【例3】如图所示，为某人收音机接收电路，其电感为L103 mH，为了接收波长为500 m的电磁波，其电容器C应调到多少？【例4】调谐电路的可变电容器的动片从完全旋入到完全旋出仍接收不到较高频率电台发出的电信号，要收到电信号，应()A增大调谐电路中线圈的匝数B加大电源电压C减少调谐电路中线圈的匝数D将线圈中的铁芯取走【课后练习】1在LC振荡电路中，电容器上的带电量从最大值变化到零所需的最短时间是()A. B.C D22在LC振荡电路中，用以下的哪种办法可以使振荡频率大一倍()A自感L和电容C都增大一倍B自感L增大一倍，电容C减小一半C自感L减小一半，电容C增大一倍D自感L和电容C都减小一半3为了增大LC振荡电路的固有频率，下列办法中可采取的是()A增大电容器两极板的正对面积并在线圈中放入铁芯B减小电容器两极板的距离并增加线圈的匝数C减小电容器两极板的距离并在线圈中放入铁芯D减小电容器两极板的正对面积并减小线圈的匝数4下列对电磁波的发射技术中调制的理解正确的是()A使发射的信号振幅随高频振荡信号而改变叫调幅B使高频振荡信号振幅随发射的信号的改变叫调幅C使发射的信号频率随高频振荡信号而改变叫调频D使高频振荡信号的频率随发射的信号而改变叫调频5关于电磁波的发射，下列说法中正确的是()A各种频率的电磁振荡都能辐射电磁波，只是辐射的能量所占振荡总能量的比例不同罢了，振荡周期越大，越容易辐射电磁波B为了有效向外辐射电磁波，振荡电路必须采用开放电路，同时提高振荡频率C为了有效向外辐射电磁波，振荡电路不必采用开放电路，但要提高振荡频率D提高振荡频率和电路开放是发射电磁波的必要手段，振荡电路开放的同时，其振荡频率也随之提高6收音机中的调谐电路线圈的自感系数为L，要想接收波长为的电台信号，应把调谐电路中电容器的电容调至(c为光速)()A/2Lc B1/2C2/2Lc2 D2/42Lc27为了有效地把磁场的能量以电磁波形式发射到尽可能大的空间。如果用敞露空间的电路后，还需要加上行之有效的办法是()A增大电容器极板间的距离B减小电容器极板的正对面积C减小线圈的匝数D采用低频振荡电流8电视机的室外天线能把电信号接收下来，是因为()A天线处于变化的电磁场中，天线中产生感应电流，相当于电源，通过馈线输送给LC电路B天线只处于变化的电场中，天线中产生感应电流，相当于电源，通过馈线输送给LC电路C天线只是有选择地接收某电台信号，而其他电视台信号则不接收D天线将电磁波传输到电视机内9如果收音机调谐电路中是采用改变电容的方式来改变回路固有频率的。当接收的电磁波的最长波长是最短波长的3倍时，则电容器的最大电容量与最小电容量之比为()A31 B91C13 D1910一台收音机可接收中波、短波两个波段的无线电波，打开收音机后盖，在磁棒上能看到两组线圈，其中一组是细线密绕匝数多的线圈，另一组是粗线疏绕匝数少的线圈，由此可以判断()A匝数多的电感大，使调谐电路的固有频率较小，故用于接收中波B匝数多的电感小，使调谐电路的固有频率较大，故用于接收短波C匝数少的电感小，使调谐电路的固有频率较小，故用于接收短波D匝数少的电感大，使调谐电路的固有频率较大，故用于接收中波11关于电磁波，下列说法正确的是()A雷达是用X光来测定物体位置的设备B使电磁波随各种信号而改变的技术叫做解调C用红外线照射时，大额钞票上用荧光物质印刷的文字会发出可见光D变化的电场可以产生变化的磁场12关于电磁波的传播，下列叙述正确的是()A电磁波频率越高，越易沿地面传播B电磁波频率越高，越易沿直线传播C电磁波在各种介质中传播波长恒定D只要有三颗同步卫星在赤道上空传递微波，就可把信号传遍全世界13手机A拨手机B时，手机B发出铃声屏上显示A的号码。若将手机A置于一真空玻璃罩中，用手机B拨叫手机A，则()A能听到A发出的铃声，并看到A显示B的号码B不能听到A发出的铃声，但看到A显示B的号码C不能听到A发出的铃声，但看到A显示A的号码D既不能听到A发出的铃声，也不能显示B的号码14关于无线电广播的接收，下列说法中正确的是()A用调谐器取出的高频电流，通过喇叭即可听到声音且接受到的高频电流只有通过解调，才能产生音频电流B接受到的高频电流只有通过解调，才能产生音频电流C调谐器的作用就是将音频信号从高频信号中取出D通过解调电路的电流，再通过喇叭才能听到声音15在LC振荡电路的电容器两极板距离减小后与某一外来电磁波发生电谐振，那么LC振荡电路原来的周期T1与外来的电磁波的周期T2的关系是()AT1T2 BT1T2CT1T2 D都有可能例题答案：1. 【答案】B【解析】理论证明，电磁波发射本领(功率)与频率(f)成正比，电磁场尽可能扩散到周围空间，形成开放电路。f，C，要使f增大，应减小L或C，通过选项，只有B符合题意。2. 解析：要增大无线电台向空间辐射电磁波的能力，必须提高其振荡频率，由f知，可减小L和C以提高f，要减小L可采取减少线圈匝数，向外抽出铁芯的办法，要减小C可采取增大极板间距，减小正对面积，减小介电常数的办法。故B正确，A、C、D错误。答案：B3. 【答案】7.04102 F【解析】该电磁波的频率为fc/3108/500 Hz6105 Hz那么该电路的固有频率也应调到f。由电磁振荡的频率公式得C1/42f2L，代入数据得C7.04102 F4. 解析：当调谐电路的固有频率等于接收电磁波的频率时，发生电谐振才能较好地收到电台信号，本题中收不到信号的原因是调谐电路的固有频率低，由f1/(2 )知在C无法再调节的情况下，可减小L以提高f，故C、D正确。答案：C、D课后练习答案：1.解析：LC振荡电路的周期T2 ，其电容器上的带电量从最大值变化到零的最短时间tT/4，所以t 。答案：B2.解析：由LC的振荡电路的频率f，当自感系数L和电容C都减小一半时，其中振荡频率恰好增大一倍。答案：D3. 解析：本题考查LC振荡电路的频率公式f。由此式可知增大固有频率f的办法是减小L或减小C或同时减小L和C。另外电容器两极板的正对面积增大则C增大，正对面积减小则C减小。在线圈中放入铁芯或增加线圈的匝数则L增大，减小线圈的匝数则L减小，故选项D正确。答案：D4. 解析：由调幅和调频的概念可知B、D正确。答案：B、D5. 解析：电磁波的发射应该采用开放电路，同时频率越高，发射范围越大。答案：B6. 解析：波长为的信号，频率为f，故，解得C，选项D正确。答案：D7. 解析：有效发射电磁波的条件是高频率和开放电路，要提高频率，由f可知，减小L或减小C，L与线圈匝数及有无铁芯等有关，C，与r、S、d有关，分析可知A、B、C正确。答案：A、B、C8. 解析：室外天线处于空间变化的电磁场中，天线中产生了感应电流，此电流通过馈线输送给LC电路，此电流中空间各电台信号激起的电流均存在，但只有频率与调谐电路频率相等的电信号对应的电流最强，然后再通过解调处理输入后面电路，故A正确，B、C、D均错误。答案：A9. 解析：由c2 知，c2 3c2 ，则，B项正确。答案：B10. 解析：解答本题必须对匝数与电感大小的关系，电感与固有频率的关系，频率与波长的关系和调谐电路的固有频率与接收电磁波波长的关系很清楚，才能准确选取出正确的选项。根据匝数多密绕的线圈电感大，匝数少疏绕的线圈电感小，可排除B、D选项；根据T2 ，电感越大，回路固有频率越小，可排除C选项；根据cf，频率越小，波长越大，可知A选项是正确的。答案：A11. 解析：雷达是利用微波来定位的，A项错误；使电磁波随各种信号而改变的技术叫做调制，B项错误；钞票是利用紫外线的荧光作用，C项错误；根据麦克斯韦电磁场理论，变化的电场会产生变化的磁场，D项正确。答案：D12. 解析：由cf可判定：电磁波频率越高，波长越短，衍射性越差，不宜沿地面传播，而跟光的传播相似，沿直线传播，故B对A错；电磁波在介质中传播时，频率不变，而传播速度改变，由vf，可判断波长改变，C错；由于同步卫星相对地面静止