新教材人教版高中物理选择性必修第二册 4.3无线电波的发射和接收 教学讲义

1、精品文档 精心整理精品文档 可编辑的精品文档第四章电磁振荡与电磁波第3节无线电波的发射和接收【素养目标】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。【必备知识】知识点一、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，要有足够高的振荡频率，频率越高，发射电磁波的本领越大。第二，应采用开放电路，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

2、线与大地相连，这条导线叫做地线，线圈的另一端高高地架在空中，叫做天线。(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。调制的方法有两种，一是调幅，使高频电磁波的振幅随信号的强弱而改变；另一种叫调频，使高频电磁波的频率随信号的强弱而改变。知识点二、无线电波的接收(1)接收原理：电磁波能使导体中产生感应电流，所以导体可用来接收电磁波，这个导体就是接收天线。(2)电谐振：当接收电路的固有频率跟接收到的电磁波的频率相等时，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：使电路中产生电谐振的过程叫做调谐。(4)解调：使声音或图像信号从接收到的高频电流中还原出来，这个过程是调制的逆

3、过程，叫做解调。(5)无线电波：波长大于1 mm(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。【重难点探究】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

4、大的空间，二是电容器的电容非常小，可以产生高频率。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，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

5、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 000【课堂检测】1.晓君学习了“电磁波的发射和接收”一节后，发现有三个名词“调制”、“调谐”、“解调

6、”经常混淆，为此他设计了一个方框图来明确它们的关系。下列设计中正确的是（ ） A.B.C.D.【答案】 A 【解析】要将信号发射出去，首先要调制在传播，接收电路要经过接收、调谐，选出需要的信号，再经过解调将信号还原出来，A符合题意，BCD不符合题意。 故答案为：A。【分析】要将信号发生出去，要经过调制、传播、接收、调谐、解调等过程。2.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调制，调制分调幅和调频两种如图所示有A、B两幅图在收音机电路中天线接收下来的电信号既有高频成分又有低频成分，经放大后送到下一级，需要把高频成分和低频成分分开，只让低频成分输入下一级，如果采用如练图所示的电路，图

7、中虚线框a和b内只用一个电容器或电感器以下关于电磁波的发射和接收的说法中，正确的是（） A.在电磁波的发射技术中，图中A是调幅波B.在电磁波的发射技术中，图中B是调幅波C.图中a是电容器，用来通高频阻低频，b是电感器，用来阻高频通低频D.图中a是电感器，用来阻交流通直流，b是电容器，用来阻高频通低频【答案】 C 【解析】AB、调幅，即通过改变电磁波的振幅来实现信号加载，故AB中A为调幅波，B为调频波；故A、B错误； CD、根据交流电路中电容的通高频阻低频和电感线圈的通低频阻高频作用可知，元件a要让高频信号通过，阻止低频信号通过，故元件a是电容较小的电容器元；元件b要让低频信号通过，阻止高频信号

8、通过，故元件b是高频扼流圈故C正确，D错误；故选：C【分析】 调幅，即通过改变电磁波的振幅来实现信号加载调频是通过改变频率来实现信号加载的；电容器具有通高频、阻低频的作用，这样的电容器电容应较小电感线圈在该电路中要求做到通低频、阻高频，所以它是一个高频扼流圈，其自感系数应该较小【素养作业】1.由核反应产生，且属于电磁波的射线是（ ） A.射线B.射线C.X射线D.阴极射线【答案】 B 【解析】由核反应产生，且属于电磁波的射线是射线；射线和阴极射线都不是电磁波；X射线是电磁波，但不是由核反应产生； 故答案为：B.【分析】除了射线属于电磁波之外其他射线都属于粒子流。2.使载波随着发送的信号而改变的

9、过程叫做（ ） A.调谐B.检波C.调制D.解调【答案】 C 【解析】使电磁波随各种信号而改变的技术，叫做调制；将声音信号从电磁波上分离开来叫做解调； 故答案为：C.【分析】为了使电磁波能传输信息，需要对电磁波进行调制，把信息加入。3.某电路中电场随时间变化的图象如下图所示，能发射电磁波的电场是哪一种？（ ）A.B.C.D.【答案】 D 【解析】解：A、图A是稳定的电场，不能产生磁场故A错误B、C、图B与图C是均匀变化的电场，产生恒定不变的磁场，也不能形成电磁波故B错误，C错误D、图D是按正弦函数规律周期性变化的电场，会产生同频率的周期性变化的磁场，能形成电磁场，向外发射电磁波故D正确故选D【

10、分析】根据麦克斯韦的电磁场理论，周期性变化的电场会产生周期性变化的磁场，周期性变化的磁场会产生周期性变化的电场，周期性变化的磁场与电场不断的相互激发，会使电磁场由近及远的传播，形成电磁波4.1927年，英国发明家贝尔德在伦敦第一次用电传递了活动的图象，标志着电视的诞生电视塔天线发送的是（） A.电子B.电流C.声波D.电磁波【答案】 D 【解析】电磁波可以传递声音、图象等信息，电视节目和广播节目都是通过电磁波传播的；电视塔上天线的作用是让载有音频、视频信号的高频电流产生电磁波并发射出去，故选项D正确，选项ABC错误； 故选：D【分析】电视节目是通过电磁波传播的，它由电视台发射塔发射，由电视机天

11、线接收，再通过选台选出特定频率的电磁波5.电磁波在真空中传播的速度是3.00108m/s ， 有一个广播电台的频率为90.0MHz ， 这个台发射的电磁波的波长为（） A.2.70mB.3.00mC.3.33mD.270m【答案】 C 【解析】解答：解：电磁波的传播速度是光速，频率波长速度的关系是C=f ， 所以= = =3.33m ， 故C正确故选：C6.用于通信的无线电波能绕过建筑墙体从而保证手机能正常接收信号，而光波却不能绕过墙体实现正常照明功能，这是因为（） A.无线电波是横波，光波是纵波B.无线电波的波速小于光波的波速C.无线电波的振幅大于光波的振幅D.无线电波的波长大于光波的波长【

12、答案】 D 【解析】波发生明显的衍射现象的条件是：孔缝的宽度或障碍物尺寸与波长相比差不多或比波长更短由于无线电波的波长比较大和楼房的高度相近，远大于光波的波长；故无线电波可以发生明显的衍射现象，而可见光的波长很小，无法发生明显的衍射现象故只有D正确 故选：D【分析】波能否绕过某一建筑物传播是指波是否发生明显的衍射现象，波发生明显的衍射现象的条件是：孔缝的宽度或障碍物尺寸与波长相比差不多或比波长更短7.当用手机A拨打手机B时，能听见B发出响声并且看见B上显示A的号码若将手机A置于透明真空罩中，再用手机B拨打手机A，则（ ） A.能听见A发出响声，但看不到A上显示B的号码B.能听见A发出响声，也能看到A上显示B的号码C.既不能听见A发出响声，也看不到A上显示B的号码D.不能听见A发出响声，但能看到A上显示B的号码【答案】 D 【解析】声音不能在真空中传播，因此不能听到手机发出响声；手机接收的是电磁波信号，能在真空中传播，真空罩中的手机能接收到信号，光能在真空中传播，所以能看到A上显示的B的号码，但不能听见A发出响声。 故答案为：D。【分析】声音不能在真空中传播，其光可以在真空中传播。8.实际发射无线电波的过程如图所示，高频振荡器产生高频等幅振荡如图甲所示，人对着话筒说话时产生低频信号如图