第8.3节 电磁波的传播和接收（原卷版）

第八章·电磁振荡与电磁波第3节电磁波的传播和接收◎目标导航学问要点难易度1．电磁波的传播规律：波速=波长×频率2．地波、天波、空间波3．电磁波和声波的区分4．电磁波的接收：电谐振★★★★★★★◎学问精讲一、电磁波的特性1．电磁波的形成周期性变化的电场和磁场交替产生，形成电磁场，电磁场由近及远传播，形成电磁波．2．电磁波的特点(1)电磁波的传播不需要介质．在真空中传播速度等于光速c＝3×108m/s.(2)电磁场储存电磁能，电磁波的放射过程就是辐射能量的过程．(3)只有周期性变化的电场和磁场相互激发才能形成电磁波．(4)电磁波是电磁场在空间中的传播，电磁场是一种客观存在的物质——场物质．3．电磁波的波速：λ表示电磁波的波长、f表示频率、c表示波速，则有c＝λf.4.电磁波与机械波的比较名称项目电磁波机械波产生由周期性变化的电场、磁场产生由质点(波源)的振动产生传播介质不需要介质(在真空中仍可传播)必需有介质(真空中不能传播)波的种类横波既有横波也有纵波速度特点由介质和频率打算，真空光速(c＝3×108m/s)仅由介质打算不同介质频率不变频率不变介质中波速与频率、波长有关。同种介质，v红>v紫（色散的缘由）与频率、波长无关能量都能携带能量并传播能量速度公式v＝λf遵循规律都能发生反射、折射、干涉、衍射等现象二、无线电波的传播方式在无线电通信中使用的电磁波称为无线电波。依据波长或频率的范围，通常把无线电波分为长波、中波、短波等，其参数和用途如表所示。无线电波的波长差别很大，其衍射和反射力量也各不相同，相应地有三种传播方式：地波（地面传播）、天波（电离层反射传播）和空间波（直线传播）定义波段距离用途示意图地波沿地球表面空间传播的无线电波长波、中波、中短波几百千米通讯、广播天波依靠电离层的反射来传播的无线电波中波、中短波、短波几千千米广播空间波从放射点经空间直线传播到接收点的无线电波微波全世界电视、雷达、导航三、无线电波的接收1．无线电波的接收无线电波的接收过程是：调谐电路利用电谐振的原理接收所需的电磁波，再通过检波器检波得到电磁波所携带的信号．（1）当接收电路的固有频率跟接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，这种现象叫电谐振．（2）使接收电路产生电谐振的过程叫调谐．（3）把信号加到高频电路中的过程叫调制；从接收到的高频电路中“检出”所携带信号的过程叫叫解调，它是调制的逆过程．常见的调制方法由两种：调幅（简称AM）和调频（简称FM）2．电视的基本原理在电视放射端，由摄像管摄取景物并将反射的光转变为电信号的过程就叫摄像，这个过程由摄像管完成．在电视接收端，由电视接收机的显像管把电信号还原成景物的像，这一过程中要进行调谐、检波等过程．电视信号的传播主要通过无线传播．3．雷达的基本原理雷达是用电磁波来判定物体位置的电子设备．雷达向某一方向放射电磁波时，在显示器的荧光屏上呈现放射的尖形波，无线电波遇到障碍物反射回来，被雷达接收，在显示器的荧光屏上消灭其次个尖形波，依据两个尖形波的距离，可得到障碍物到雷达的距离，再依据放射电磁波的方向和仰角，便可判定障碍物的位置．利用多普勒效应可测出移动物体的速度．雷达是利用电磁波的微波段工作的．◎例题精讲例1.（多选）下列说法正确的是（）A．放射出去的无线电波，可以传播到无限远B．无线电波遇到导体，就可在导体中激起同频率的振荡电流C．波长越短的无线电波，越接近直线传播D．移动电话也是通过无线电进行通讯的例2.（多选）目前雷达放射的电磁波频率多在至的范围内．下列关于雷达和电磁波说法正确的是（）A．真空中上述雷达放射的电磁波的波长范围在至之间B．电磁波是由恒定不变的电场或磁场产生的C．测出从放射电磁波到接收反射波的时间间隔可以确定雷达和目标的距离D．波长越短的电磁波，反射性能越强例3.关于电磁波传播速度的表达式v＝λf，下列结论中正确的是（）A．电磁波的传播速度只与传播介质有关 B．同一种介质中，频率越高，传播速度就越大 C．放射能量越大，传播速度就越大 D．同一种介质中，波长越长，传播速度就越大例4.（多选）下列说法正确的是（）A．LC振荡回路中，振荡电流相邻两次为零的时间间隔等于振荡周期的一半B．LC振荡回路中，振荡电流为零时，电场能为零C．在电磁波接收过程中，把声音信号或图像信号从高频电流中还原出来的过程叫调制D．电视信号的放射、接收过程为：景物→电信号→电磁波→电信号→图像例5.在波长分别为290m、397m、566m的无线电波同时传向收音机的接收天线，当把收音机的调谐电路的频率调到756kHz时；(1)哪种波长的无线电波在收音机激起的感应电流最强？(2)假如想接收到波长为290m的无线电波，应当把调谐电路中可变电容器的动片旋进一些，还是旋出一些？◎巩固练习1．电磁波和机械波具有的共同性质是（）A．都是横波 B．都能够传输能量 C．传播都需要介质 D．在介质中的传播速度都与波的频率有关2、关于电磁波，下列说法正确的是()A．只要空间某处的电场或磁场发生变化，就会在其四周产生电磁波B．电磁波在真空中自由传播时，其传播方向与电场强度、磁感应强度均垂直C．利用电磁波传递信号可以实现无线通信，但电磁波不能通过电缆、光缆传输D．电磁波可以由电磁振荡产生，若波源的电磁振荡停止，空间的电磁波随即消逝3.如图所示，家用微波炉中使用的微波频率为2450MHz，则它的波长是（）A．1.2×10-1m B．7.35×10-17mC．1.2×10-4m D．7.35×10-11m4.如图中A为某火箭放射场，B为山区，C为城市．放射场正在进行某型号火箭的放射试验．为了转播火箭放射的实况，在放射场建立了放射台用于放射广播与电视信号．已知传输无线电广播所用的电磁波波长为550m，而传输电视信号所用的电磁波波长为0.566m．为了不让山区拦住信号的传播，使城市居民能收听和收看火箭放射的实况，必需通过建在山顶上的转发站来转发________(填“无线电广播信号”或“电视信号”)．这是由于________．5.公交一卡通(IC卡)内部有一个由电感线圈L和电容C构成的LC振荡电路，公交车上的读卡机(刷卡时“嘀”的响一声的机器)向外放射某一特定频率的电磁波．刷卡时，IC卡内的线圈L中产生感应电流，给电容C充电，达到肯定的电压后，驱动卡内芯片进行数据处理和传输．下列说法正确的是()A．IC卡工作所需要的能量来源于卡内的电池B．仅当读卡机放射该特定频率的电磁波时，IC卡才能有效工作C．若读卡机放射的电磁波偏离该特定频率，则线圈L中不会产生感应电流D．IC卡只能接收读卡机放射的电磁波，而不能向读卡机传输自身的数据信息6.（多选）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,要收到电台信号,应()A.增大调谐电路中线圈的匝数 B.增大电源电压C.削减调谐电路中线圈的匝数 D.将线圈中的铁芯取走7.一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，收音机中的调谐电路为LC电路，由此可以推断（）．A．匝数多的电感较大，使调谐回路的固有频率较小，故用于接收中波B．匝数少的电感较小，使调谐回路的固有频率较小，故用于接收短波C．匝数少的电感较小，使调谐回路的固有频率较大，故用于接收短波D．匝数多的电感较大，使调谐回路的固有频率较大，故用于接收中波8.收音机中的调谐电路电感线圈的自感系数为L,要想接收波长为λ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. B.C. D.9.由自感系数对应的电容之比为()A． B． C．1∶9 D．9∶1※10.（多选）如图14-8所示为调幅振荡电流图像，此电流存在于电磁波放射和接收的哪些阶段（）