高中物理 第14章 電磁波 3 電磁波的發(fā)射和接收課件 新人教版選修3-4.ppt

3 電磁波的發(fā)射和接收,填一填,練一練,1.電磁波的發(fā)射(見課本第81頁) (1)要有效地發(fā)射電磁波,振蕩電路必須具備的兩個特點: 要有足夠高的振蕩頻率。 振蕩電路的電場和磁場必須分散到盡可能大的空間,采用開放電路。 (2)實際的開放電路:線圈的一端用導線與大地相連,這條導線就是地線。線圈的另一端與高高地架在空中的天線相連。 (3)調制:調幅與調頻 使電磁波隨各種信號而改變的技術叫調制。 調幅(AM):使高頻電磁波的振幅隨信號的強弱而變化。 調頻(FM):使高頻電磁波的頻率隨信號的強弱而變化。,填一填,練一練,2.電磁波的接收(見課本第82頁) (1)原理:電磁波在傳播過程中,如果遇到導體,會使導體中產(chǎn)生感應電流。因此,空中的導體可以用來接收電磁波。 (2)電諧振與調諧 電諧振:當接收電路的固有頻率跟收到的電磁波的頻率相同時,接收電路中產(chǎn)生的振蕩電流最強的現(xiàn)象。 調諧:使接收電路產(chǎn)生電諧振的過程。 (3)解調:使聲音或圖像信號從調諧電路接收到的高頻電流中還原出來,這個過程叫解調,它是調制的逆過程,調幅波的解調也叫檢波。 (4)無線電波:波長大于1 mm(頻率低于300 GHz)的電磁波稱為無線電波。按波長(頻率)又可把無線電波分為若干波段。,填一填,練一練,關于電磁波的發(fā)射和接收,下列說法正確的是( ) A.為了將信號發(fā)送出去,先要進行解調 B.為了從各個電臺發(fā)出的電磁波中將需要的選出來,就要進行解調 C.為了從高頻電流中取出聲音信號,就要進行調頻 D.由開放電路可以有效地把電磁波發(fā)射出去 解析:為了將信號發(fā)送出去,首先要進行調制;從各個電臺發(fā)出的電磁波中將需要的選出來,要進行調諧;從高頻電流中取出聲音信號,需要解調;利用開放電路可以有效地發(fā)射電磁波。故只有選項D正確。 答案:D,探究一,探究二,探究一電磁波的發(fā)射 問題導引 我們說話的聲音一般只能傳幾十米,最多只有幾百米,而當我們的聲音通過無線電廣播卻可以傳幾千千米以外,甚至傳遍全球,為什么?,探究一,探究二,探究一,探究二,名師精講 1.發(fā)射電路的兩個特點 (1)發(fā)射頻率足夠高。 (2)應用開放電路。 2.調制 (1)使電磁波隨各種信號而改變的技術叫作調制。 (2)調制方法: 調幅:使高頻電磁波的振幅隨信號的強弱而改變。 調頻:使高頻電磁波的頻率隨信號的強弱而改變。,探究一,探究二,3.無線電波的發(fā)射 由振蕩器(常用LC振蕩電路)產(chǎn)生高頻振蕩電流,用調制器將需傳送的電信號調制到振蕩電流上,再耦合到一個開放電路中激發(fā)出無線電波,向四周發(fā)射出去。,探究一,探究二,典例剖析 【例題1】 為了增大無線電臺向空間發(fā)射無線電波的能力,對LC振蕩電路的結構可采用下列哪些措施( ) A.增大電容器極板的正對面積 B.增大電容器極板的間距 C.增大自感線圈的匝數(shù) D.提高供電電壓 解析:要增大無線電臺向空間發(fā)射電磁波的能力,必須提高其振蕩頻率,由 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)、向外抽或抽出鐵芯的辦法,要減小C可采取增大極板間距、減小極板正對面積、減小介電常數(shù)的辦法。故B正確,A、C、D錯誤。 答案:B,探究一,探究二,探究一,探究二,變式訓練1 導學號38190124要提高LC振蕩電路輻射電磁波的本領,應該采取的措施有( ) A.增加電容器極板間距 B.使振蕩電容器的正對面積足夠小 C.盡可能使電場和磁場分開 D.增加電路中的電容和電感 解析:理論證明,電磁波發(fā)射本領(功率)與f成正比,電磁場應盡可能擴散到周圍空間,形成開放電路。 ,要使f增大,應減小L或C,通過選擇,選項A、B正確。 答案:AB,探究一,探究二,探究二電磁波的接收 問題導引 形形色色的天線 世界上有許許多多的無線電臺、電視臺及各種天線電信號,如果不加選擇全部接收下來,那必然是一片混亂,分辨不清。我們在城市里可以看見矗立在高樓頂上的天線,它的作用是什么呢?我們應該如何從眾多信號中選出我們所需要的信號呢?,探究一,探究二,探究一,探究二,名師精講 1.原理 利用電磁感應在接收電路產(chǎn)生和電磁波同頻率的電流。 2.方法 (1)利用調諧產(chǎn)生電諧振,使接收電路的感應電流最強。 (2)利用解調把接收電路中的有用信號分離出來。 (3)調諧和解調的區(qū)別:調諧就是一個選臺的過程,即選攜帶有用信號的高頻振蕩電流,在接收電路中產(chǎn)生最強的感應電流的過程;解調是將高頻電流中攜帶的有用信號分離出來的過程。,典例剖析 【例題2】 調節(jié)收音機的調諧回路時,可變電容器的動片從全部旋入到完全旋出仍接收不到某較高頻率的電臺信號,為接收到該電臺信號,則應( ) A.加大電源電壓 B.減小電源電壓 C.增加諧振線圈的圈數(shù) D.減小諧振線圈的圈數(shù) 解析:由于 ,C越小,L越小,f越大。動片旋出,正對面積S減小,C減小,S調到最小,即C最小時,f還未達到高頻率f0,則必須調節(jié)L減小,即減小諧振線圈的圈數(shù),選項C錯誤,D正確;頻率 f與電源電壓無關,選項A、B錯誤。 答案:D,探究一,探究二,探究一,探究二,變式訓練2 用一臺簡易收音機收聽某一電臺的廣播,必須經(jīng)過的兩個過程是( ) A.調制和解調 B.調諧和解調 C.檢波和解調 D.調頻和調幅 解析:要想用收音機收聽某一電臺的廣播,需要先通過調諧把所需要的電磁波選擇出來,再通過解調把聲音信號從高頻電流中還原出來,故選項B正確。 答案:B,探究一,探究二,變式訓練3 導學號38190125關于電磁波的發(fā)射和接收,下列說法中正確的是( ) A.為了使振蕩電路有效地向空間輻射能量,電路必須是閉合的 B.音頻電流的頻率比較低,不能直接用來發(fā)射電磁波 C.當接收電路的固有頻率與收到的電磁波的頻率相同時,接收電路產(chǎn)生的振蕩電流最強 D.要使電視機的屏幕上有圖像,必須要有解調過程 解析:有效發(fā)射電磁波,必須采用開放電路和高頻發(fā)射;一般的音頻電流的頻率較低,不能直接用來發(fā)射電磁波;電磁波接收原理是一種叫電諧振的現(xiàn)象,與機械振動中的共振有些相似;電視機顯示圖像時,必須通過解調過程,把有效的信號從高頻調制信號中取出來,否則就不能顯示。故選項A錯誤,B、C、D正確。 答案:BCD,探究一,探究二,1 2 3 4 5,1.為了使需要傳遞的信息(如聲音、圖像等)加載在電磁波上發(fā)射到遠方,必須對振蕩電流進行( ) A.調諧 B.放大 C.調制 D.解調 解析:聲音、圖像信號的頻率很低,不能直接發(fā)射出去,只有高頻電磁波才能向外發(fā)射,所以要用高頻電磁波攜帶著低頻信號才能向外發(fā)射出去。而把低頻信號加載到高頻電磁波上去的過程叫調制。 答案:C,1 2 3 4 5,2.關于電磁波的發(fā)射和接收的認識,下列說法正確的是( ) A.發(fā)射電磁波要使用振蕩器、調諧器和天線 B.接收電磁波要使用天線、調制器、解調器和喇叭 C.發(fā)射電磁波既可以用閉合電路也可以用開放電路 D.解調是使電磁波隨各種信號而改變的技術 E.解調與調制是不相同的過程 解析:發(fā)射電磁波要用開放電路,而接收電磁波要用天線、調諧器、解調器,選項A、B、C錯誤;使電磁波隨各種信號而改變的技術叫調制,選項D錯誤;解調和調制是互逆的過程,E正確。 答案:E,1 2 3 4 5,3.電磁場理論的建立,促進了現(xiàn)代社會的發(fā)展,下列應用中,同時使用了電磁波接收和發(fā)射技術的電器是( ) A.微波爐 B.收音機 C.電視機 D.手機 解析:收音機、電視機、手機等都要利用電磁波傳遞信息,但同時使用了電磁波接收和發(fā)射技術的電器只有手機,故D正確,A、B、C錯誤。 答案:D,1 2 3 4 5,4.關于電磁波的接收,下列說法正確的是( ) A.當處于電諧振時,所有的電磁波仍能在接收電路中產(chǎn)生感應電流 B.當處于電諧振時,只有被接收的電磁波才能在接收電路中產(chǎn)生感應電流 C.由調諧電路接收的感應電流,再經(jīng)過耳機就可以聽到聲音了 D.由調諧電路接收的感應電流,再經(jīng)過解調、放大,通過耳機才可以聽到聲音 解析:當處于電諧振時,所有的電磁波仍能在接收電路中產(chǎn)生感應電流,只不過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)的感應電流最強。由調諧電路接收的感應電流,要再經(jīng)過解調(也就是調制的逆過程)、放大,通過耳機才可以聽到聲音。 答案:AD,1 2 3 4 5,5.導學號38190126(選做題)圖中甲為一個調諧接收電路,圖乙、圖丙、圖丁為電路中的電流隨時間變化的圖象,則 ( ) A.i1是L1中的電流圖象 B.i1是L2中的電流圖象 C.i2是L2中的電流圖象 D.i3是流過耳機的電流圖象,1 2 3 4 5,解析:L1中由于電磁感應,產(chǎn)生的感應電動勢的圖象同題圖乙相似,但是由于L2和D串聯(lián),所以當L2的電壓與D反向時,電路不通,因此這時L2沒有電流,所以L2中的電流圖象應是題圖丙。高頻部分通過C2,通過耳機的電流如同題圖丁中的i3,只有低頻的音頻電流,故選項A、C、D正確。 答案:ACD,