高中物理 第十四章 电磁波 3 电磁波的发射和接收学案 新人教版选修3-4(2021年最新整理)

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2、物理 第十四章 电磁波 3 电磁波的发射和接收学案 新人教版选修3-4的全部内容。63电磁波的发射和接收1知道什么样的电磁振荡和电路有利于向外发射电磁波。2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.3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.电磁波已经与我们的生活、生产密不可分.当你走在路上或坐在汽车里，手持移动电话向千里之外的亲友发送问候，讲述你的学习、生活、见闻的时候，当你从电话屏幕中见到亲友的时候，你想过这声音和影像是怎样传送的吗?提示:在电磁波中加载上声音、图像等信号，电磁波就相当于一个

3、运载工具，把这些信息传播出去。电磁波必须通过发射塔（天线)才能走进千家万户。接收端还要把接收到的信息进行还原,这样才能得到我们想要的信息.1电磁波的发射(1）要有效地发射电磁波，振荡电路必须具有两个特点：第一，要有_的振荡频率，频率越高，发射电磁波的本领越大。第二,应采用_，振荡电路的电场和磁场必须分散到足够大的空间.（2)开放电路：实际的开放电路，线圈的一端用导线与大地相连，这条导线叫做_，线圈的另一端高高地架在空中,叫做_.（3)无线电技术：使电磁波随各种信号而改变的技术叫做_。调制的方法有两种，一是调幅，使高频电磁波的_随信号的强弱而改变；另一种叫调频，使高频电磁波的_随信号的强弱而改变

4、.思考:电视发射塔为什么要建得很高？2无线电波的接收(1）接收原理：电磁波能使_中产生感应电流，所以导体可用来接收电磁波,这个导体就是接收_。（2)电谐振：当接收电路的_跟接收到的电磁波的_相等时，接收电路里产生的振荡电流最强，这种现象叫做电谐振。（3）调谐:使电路中产生_的过程叫做调谐。(4)解调：使声音或图像信号从接收到的_中还原出来，这个过程是调制的逆过程，叫做解调。（5)无线电波：波长大于_(频率低于300 ghz)的电磁波称作无线电波，并按波长分成若干个波段，像长波、中波、短波、微波等.不同波段所用的设备和技术不同，因此有不同的用途。答案：1(1）足够高开放电路（2)地线天线(3）调

5、制振幅频率思考提示：这样做是为了使振荡电路的电场和磁场可以分散到足够大的空间，使无线电波发射得较远.2(1）导体天线（2)固有频率频率（3)电谐振(4）高频电流(5）1 mm一、有效地发射电磁波的两个条件1高频电路：理论研究证明了发射电磁波的功率与振荡频率的四次方成正比，频率越高,发射电磁波的本领就越大，所以采用高频电路.2开放电路：振荡电路中的电场和磁场必须分散到尽可能大的空间，这样才能有效地把能量辐射出去。实际的开放电路由天线、线圈和地线组成，天线相当于电容器的一个极板，大地是另一个极板，这样做有两个好处，一是满足开放的条件，让电场和磁场尽可能地分散到更大的空间,二是电容器的电容非常小，可

6、以产生高频率。当振荡电路变成开放电路时，由于匝数减少，则自感系数l减小。由于正对面积减小，距离增大,电容器的电容减小。由f可知，频率增大，故辐射本领增强。二、对电谐振及其作用的理解世界上有许许多多的无线电台、电视台及各种无线电信号,如果不加选择全部接收下来,那必然是一片混乱，分辨不清.因此接收信号时，首先要从各种电磁波中把我们需要的选出来，通常叫选台。在无线电技术中利用电谐振（类似于机械振动中的共振）达到目的.使接收电路中产生电谐振的过程叫调谐，能够调谐的接收电路叫调谐电路。如图所示，调节电容器的电容，当该lc振荡电路的固有频率与某电台的频率相同时，这个电台的电磁波在电路中激起的感应电流最强，

7、这样就选出了这个电台.收音机一般是通过改变电容来调谐，而电视机一般通过改变电感来调谐。三、无线电波的分类1 mm的电磁波叫无线电波。无线电波可以分成若干波段。波段波长/m频率/mhz传播方式主要用途长波30 0003 0000。010。1地波调幅(am)广播、导航中波3 0002000。11.5地波和天波调幅（am)广播、电报、通信中短波200501。56短波5010630天波微波米波(vhf）10130300近似直线传播调频（fm)广播、电视、导航分米波(uhf）10.13003 000直线传播电视、雷达、导航厘米波0。10.013 00030 000毫米波0。01000130 000300

8、 000无线电波是无线电技术中使用的电磁波，其波长范围从几毫米到几十千米，按波长分成若干个波段，各个波段有其不同的主要用途。类型一 理解有效发射电磁波的条件【例1】 要提高lc振荡电路辐射电磁波的本领，应该采取的措施有（）.a增加辐射波的波长b使振荡电容器的正对面积足够小c尽可能使电场和磁场分散开d增加电路中的电容和电感解析：理论证明，电磁波发射本领(功率)与f成正比，电磁场应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，通过选择，只有b项符合题意。答案：b题后反思:只要熟练掌握有效发射电磁波的条件和振荡频率的表达式，该题便可以解决。类型二 电磁波接收端的有关计算【例2

9、】 一台收音机的接收频率范围从f12.2 mhz到f222 mhz.设这台收音机能接收的相应波长范围从1到2，调谐电容器的相应电容变化范围从c1到c2。那么波长之比为多少？电容之比为多少?解析：波长公式：,因电磁波的波速等于光速，由此可知波长与频率成反比,所以.再根据电磁振荡公式:f，收音机接收电路中的l是固定的，所以频率跟电容器的电容平方根成反比，即,整理可得:.答案：1011001题后反思:(1)lc振荡电路是最简单的电磁振荡电路，也是无线电技术中最常见的振荡电路，所以要熟记它的周期和频率公式。（2）调谐电路与发射无线电波的电路都是开放的lc电路，但前者电路的固有频率是可变的，后者电路的固

10、有频率是固定的.1为了让电磁波传递信号,可以：（1)使高频电磁振荡的振幅随信号而改变,此过程叫（)。（2）使高频电磁振荡的频率随信号而改变，此过程叫(）.a检波b调幅c调谐 d调频2关于无线电波，下列说法中正确的是（)。a无线电波包含的波长宽度是很广的b无线电波与电磁波是有一定区别的c无线电波不可以在真空中传播d无线电波与我们的生产和生活有极其紧密的联系3利用无线电波传递信号，要求发射的无线电波随信号的变化而变化.使无线电波随各种信号而改变叫_，常用的方法有_和_,其中使振荡的振幅随信号而改变叫_，使振荡的频率随信号而改变叫_。4图中a为某火箭发射场,b为山区，c为城市.发射场正在进行某型号火

11、箭的发射试验。为了转播火箭发射的实况，在发射场建立了发射台用于发射广播与电视信号。已知传输无线电广播所用的电磁波波长为550 m，而传输电视信号所用的电磁波波长为0。566 m，为了不让山区挡住信号的传播,使城市居民能收听和收看火箭发射的实况,必须通过建在山顶上的转发站来转发_(选填“无线电广播信号”或“电视信号”).这是因为_ _。答案：1(1）b(2）d使电信号“加”到高频电磁波上的过程，称为调制。调制分为调幅（使高频电磁振荡的振幅随信号而改变)与调频(使高频电磁振荡的频率随信号而改变）两种.由题问可知，第（1）过程叫调幅，第（2）过程叫调频。2ad无线电波是电磁波的一部分，波长范围较大，31041103 m，可以在真空中传播。在某种意义上，可以说现代人的生产和生活离不开无线电波。3答案：调制调频调幅调幅调频4解析：从题中知，传输无线电广播所用电磁波波长为550 m