高中物理 第十四章 第3節(jié) 電磁波的發(fā)射和接收課件 新人教版選修34

第第十十四四章章第第3節(jié)節(jié)新知預(yù)新知預(yù)習(xí)習(xí)巧設(shè)計巧設(shè)計名師課名師課堂堂一點通一點通創(chuàng)新演創(chuàng)新演練練大沖關(guān)大沖關(guān) 隨堂檢測隨堂檢測歸納小結(jié)歸納小結(jié) 課下作業(yè)課下作業(yè)綜合提升綜合提升 要點一要點一要點二要點二1. 了解有效地發(fā)射電磁波的兩個條件。了解有效地發(fā)射電磁波的兩個條件。2了解調(diào)制、調(diào)幅、調(diào)頻、調(diào)諧、解調(diào)、了解調(diào)制、調(diào)幅、調(diào)頻、調(diào)諧、解調(diào)、 電諧振在電磁波發(fā)射、接收過程中的電諧振在電磁波發(fā)射、接收過程中的 作用。作用。3通過對電磁波的產(chǎn)生、發(fā)射、接收過通過對電磁波的產(chǎn)生、發(fā)射、接收過 程及基本電路的簡單分析，領(lǐng)會無線程及基本電路的簡單分析，領(lǐng)會無線 電波在實際生活、生產(chǎn)中的應(yīng)用流程。電波在實際生活、生產(chǎn)中的應(yīng)用流程。 1無線電波的發(fā)射無線電波的發(fā)射 (1)要有效地發(fā)射電磁波，振蕩電路必須具有兩個特點：要有效地發(fā)射電磁波，振蕩電路必須具有兩個特點： 要有要有 的振蕩頻率，頻率越高，發(fā)射電磁波的本的振蕩頻率，頻率越高，發(fā)射電磁波的本領(lǐng)越大。領(lǐng)越大。 應(yīng)采用應(yīng)采用 ，振蕩電路的電場和磁場必須分散到，振蕩電路的電場和磁場必須分散到足夠大的空間。足夠大的空間。足夠高足夠高開放電路開放電路 (2)開放電路：開放電路： 在實際的開放電路中，線圈的一端用導(dǎo)線與大地相連，在實際的開放電路中，線圈的一端用導(dǎo)線與大地相連，這條導(dǎo)線叫做這條導(dǎo)線叫做 ，線圈的另一端高高地架在空中，叫，線圈的另一端高高地架在空中，叫做做 。 (3)無線電技術(shù)：無線電技術(shù)： 使電磁波隨各種信號而改變的技術(shù)叫做使電磁波隨各種信號而改變的技術(shù)叫做 。調(diào)制的。調(diào)制的方法有兩種：一是調(diào)幅，使高頻電磁波的方法有兩種：一是調(diào)幅，使高頻電磁波的 隨信號的強隨信號的強弱而改變；另一種叫調(diào)頻，使高頻電磁波的弱而改變；另一種叫調(diào)頻，使高頻電磁波的 隨信號的隨信號的強弱而改變。強弱而改變。地線地線天線天線調(diào)制調(diào)制振幅振幅頻率頻率 2無線電波的接收無線電波的接收 (1)接收原理：電磁波在傳播過程中如果遇到導(dǎo)體，接收原理：電磁波在傳播過程中如果遇到導(dǎo)體，會在導(dǎo)體中產(chǎn)生會在導(dǎo)體中產(chǎn)生 。因此，空中的導(dǎo)體可以用來。因此，空中的導(dǎo)體可以用來接收接收 。 (2)電諧振與調(diào)諧：電諧振與調(diào)諧： 電諧振：當(dāng)接收電路的固有頻率跟收到的電磁波的電諧振：當(dāng)接收電路的固有頻率跟收到的電磁波的頻率頻率 時，接收電路中產(chǎn)生的振蕩電流時，接收電路中產(chǎn)生的振蕩電流 的現(xiàn)象。的現(xiàn)象。它它 相當(dāng)于機械振動中的相當(dāng)于機械振動中的 。 調(diào)諧：使接收電路產(chǎn)生調(diào)諧：使接收電路產(chǎn)生 的過程。的過程。感應(yīng)電流感應(yīng)電流電磁波電磁波相同相同最強最強共振共振電諧振電諧振 (3)解調(diào)：使聲音或圖像信號從調(diào)諧電路接收到的高解調(diào)：使聲音或圖像信號從調(diào)諧電路接收到的高頻電流中頻電流中 出來的過程。它是出來的過程。它是 的逆過程，調(diào)幅波的逆過程，調(diào)幅波的解調(diào)也叫的解調(diào)也叫 。 (4)無線電波：波長無線電波：波長 1 mm(頻率低于頻率低于300 GHz)的的電磁波稱為無線電波。按電磁波稱為無線電波。按 (頻率頻率)可把無線電波分為可把無線電波分為若干波段。不同波段的無線電波的傳播特點不同，發(fā)射和若干波段。不同波段的無線電波的傳播特點不同，發(fā)射和接收所用的設(shè)備和技術(shù)也不相同，因此用途也不相同。接收所用的設(shè)備和技術(shù)也不相同，因此用途也不相同。 關(guān)鍵一點關(guān)鍵一點調(diào)諧的過程就是選擇出所需要的電磁波調(diào)諧的過程就是選擇出所需要的電磁波的過程，也就是選臺。的過程，也就是選臺。 還原還原調(diào)制調(diào)制檢波檢波大于大于波長波長答案：答案：ABC2為了使需要傳遞的信息為了使需要傳遞的信息(如聲音、圖像等如聲音、圖像等)加載在電磁波加載在電磁波 上發(fā)射到遠(yuǎn)方，必須對振蕩電流進(jìn)行上發(fā)射到遠(yuǎn)方，必須對振蕩電流進(jìn)行 ()A調(diào)諧調(diào)諧B放大放大C調(diào)制調(diào)制 D檢波檢波解析：解析：聲音、圖像信號的頻率很低，不能直接發(fā)射出聲音、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，所以要用高頻帶去，只有高頻電磁波才能向外發(fā)射，所以要用高頻帶著低頻向外發(fā)射，而把低頻信號加到高頻電磁波上去著低頻向外發(fā)射，而把低頻信號加到高頻電磁波上去的過程叫調(diào)制，故應(yīng)選的過程叫調(diào)制，故應(yīng)選C。答案：答案：C3下列說法正確的是下列說法正確的是 ()A當(dāng)處于電諧振時，所有的電磁波都能在接收電路中當(dāng)處于電諧振時，所有的電磁波都能在接收電路中 產(chǎn)生感應(yīng)電流產(chǎn)生感應(yīng)電流B當(dāng)處于電諧振時，只有被接收的電磁波才能在接收當(dāng)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(yīng)電流電路中產(chǎn)生感應(yīng)電流C由調(diào)諧電路接收的感應(yīng)電流，再經(jīng)過耳機就可以聽由調(diào)諧電路接收的感應(yīng)電流，再經(jīng)過耳機就可以聽 到聲音了到聲音了D由調(diào)諧電路接收的感應(yīng)電流，再經(jīng)過檢波、放大、由調(diào)諧電路接收的感應(yīng)電流，再經(jīng)過檢波、放大、 通過耳機才可以聽到聲音通過耳機才可以聽到聲音解析：解析：當(dāng)處于電諧振時，所有的電磁波都能在接收電路中產(chǎn)生當(dāng)處于電諧振時，所有的電磁波都能在接收電路中產(chǎn)生感應(yīng)電流，只不過頻率跟調(diào)諧電路固有頻率相等的電磁波，在感應(yīng)電流，只不過頻率跟調(diào)諧電路固有頻率相等的電磁波，在接收電路中激發(fā)的感應(yīng)電流最強。由調(diào)諧電路接收的感應(yīng)電流，接收電路中激發(fā)的感應(yīng)電流最強。由調(diào)諧電路接收的感應(yīng)電流，要再經(jīng)過檢波要再經(jīng)過檢波(也就是調(diào)制的逆過也就是調(diào)制的逆過程程)、放大，通過耳機才可以聽到聲音，故正確選項為、放大，通過耳機才可以聽到聲音，故正確選項為A、D。答案：答案：AD4關(guān)于無線電波的發(fā)送和接收，下述說法中正確的是關(guān)于無線電波的發(fā)送和接收，下述說法中正確的是()A為了將信號發(fā)送出去，先要進(jìn)行調(diào)諧為了將信號發(fā)送出去，先要進(jìn)行調(diào)諧B為了從各個電臺發(fā)出的電磁波中將需要的選出來，就為了從各個電臺發(fā)出的電磁波中將需要的選出來，就 要進(jìn)行調(diào)制要進(jìn)行調(diào)制C為了從高頻電流中取出聲音訊號，就要進(jìn)行調(diào)頻為了從高頻電流中取出聲音訊號，就要進(jìn)行調(diào)頻D以上說法都不對以上說法都不對解析：解析：為了將信號發(fā)送出去，先要進(jìn)行調(diào)制，為了將信號發(fā)送出去，先要進(jìn)行調(diào)制，A錯誤；為錯誤；為了從各個電臺發(fā)出的電磁波中選出需要的，就要進(jìn)行調(diào)了從各個電臺發(fā)出的電磁波中選出需要的，就要進(jìn)行調(diào)諧，諧，B也錯誤；為了從高頻電流中取出聲音訊號，要進(jìn)行也錯誤；為了從高頻電流中取出聲音訊號，要進(jìn)行解調(diào)，故解調(diào)，故C也錯誤。所以選也錯誤。所以選D。答案：答案：D1無線電波的發(fā)射和接收過程無線電波的發(fā)射和接收過程 2“調(diào)幅調(diào)幅”和和“調(diào)頻調(diào)頻”都是調(diào)制過程都是調(diào)制過程 (1)高頻電磁波的振幅隨信號的強弱而變的調(diào)制方式叫調(diào)高頻電磁波的振幅隨信號的強弱而變的調(diào)制方式叫調(diào)幅，一般電臺的中波、中短波、短波廣播以及電視中的圖像幅，一般電臺的中波、中短波、短波廣播以及電視中的圖像信號采用調(diào)幅波。信號采用調(diào)幅波。 (2)高頻電磁波的頻率隨信號的強弱而變的調(diào)制方式叫調(diào)高頻電磁波的頻率隨信號的強弱而變的調(diào)制方式叫調(diào)頻，電臺的立體聲廣播和電視中的伴音信號，采用調(diào)頻波。頻，電臺的立體聲廣播和電視中的伴音信號，采用調(diào)頻波。 3解調(diào)是調(diào)制的逆過程解調(diào)是調(diào)制的逆過程 聲音、圖像等信號頻率相對較低，不能轉(zhuǎn)化為電信聲音、圖像等信號頻率相對較低，不能轉(zhuǎn)化為電信號直接發(fā)射出去，而要將這些低頻信號加載到高頻電磁波號直接發(fā)射出去，而要將這些低頻信號加載到高頻電磁波信號上去。將聲音、圖像信號加載到高頻電磁波上的過程信號上去。將聲音、圖像信號加載到高頻電磁波上的過程就是調(diào)制。而將聲音、圖像信號從高頻信號中還原出來的就是調(diào)制。而將聲音、圖像信號從高頻信號中還原出來的過程就是解調(diào)。過程就是解調(diào)。 4正確理解調(diào)諧的作用正確理解調(diào)諧的作用 世界上有許許多多的無線電臺、電視臺及各種無線電信世界上有許許多多的無線電臺、電視臺及各種無線電信號，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。因此接收信號時，首先要從各種電磁波中把我們需要不清。因此接收信號時，首先要從各種電磁波中把我們需要的選出來，通常叫選臺。在無線電技術(shù)中是利用電諧振達(dá)到的選出來，通常叫選臺。在無線電技術(shù)中是利用電諧振達(dá)到該目的。該目的。 名師點睛名師點睛 (1)電諧振就是電磁振蕩中的電諧振就是電磁振蕩中的“共振共振”。 (2)調(diào)諧與電諧振不同，電諧振是一個物理現(xiàn)象，而調(diào)諧調(diào)諧與電諧振不同，電諧振是一個物理現(xiàn)象，而調(diào)諧則是一個操作過程。則是一個操作過程。 1如圖如圖1431所示，是一個調(diào)諧接收電路，所示，是一個調(diào)諧接收電路，(a)、(b)、(c)為電路中的電流隨時間變化的圖像，則為電路中的電流隨時間變化的圖像，則 ()圖圖1431Ai1是是L1中的電流圖像中的電流圖像Bi1是是L2中的電流圖像中的電流圖像Ci2是是L2中的電流圖像中的電流圖像Di3是流過耳機的電流圖像是流過耳機的電流圖像審題指導(dǎo)審題指導(dǎo)解答本題時應(yīng)注意以下四點：解答本題時應(yīng)注意以下四點：(1)電諧振的原理；電諧振的原理；(2)電磁感應(yīng)；電磁感應(yīng)；(3)電磁波的接收過程；電磁波的接收過程；(4)晶體二極管的作用。晶體二極管的作用。 解析解析L1中由于電磁感應(yīng)，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的圖中由于電磁感應(yīng)，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的圖像是同像是同(a)圖相似的，但是由于圖相似的，但是由于L2和和D串聯(lián)，所以當(dāng)串聯(lián)，所以當(dāng)L2的電的電壓與壓與D反向時，電路不通，因此這時反向時，電路不通，因此這時L2沒有電流，所以沒有電流，所以L2中的電流圖像應(yīng)是中的電流圖像應(yīng)是(b)圖。高頻部分通過圖。高頻部分通過C2，通過耳機的，通過耳機的電流如同電流如同(c)圖中的圖中的i3，只有低頻的音頻電流，故選項，只有低頻的音頻電流，故選項A、C、D正確。正確。 答案答案ACD (1)L1和和C1組成的回路為調(diào)諧電路，其作用是選出攜組成的回路為調(diào)諧電路，其作用是選出攜帶所需信號的電磁波。帶所需信號的電磁波。 (2)L2、C2和和D構(gòu)成檢波回路，其作用是去掉高頻信構(gòu)成檢波回路，其作用是去掉高頻信號，選出所需的低頻信號。號，選出所需的低頻信號。 (1)1毫米的電磁波叫無線電波。無線電波可以分毫米的電磁波叫無線電波。無線電波可以分成若干波段。成若干波段。波段波段波長波長頻率頻率傳播傳播方式方式主要用途主要用途長波長波30 0003 10100千赫千赫地波地波超遠(yuǎn)程無線電超遠(yuǎn)程無線電通訊和導(dǎo)航通訊和導(dǎo)航中波中波3 0001001 500千赫千赫地波和地波和天波天波無線電廣播無線電廣播和電報通訊和電報通訊中短波中短波2001 5006 000千赫千赫天波天波短波短波50630兆赫兆赫波段波段波長波長頻率頻率傳播傳播方式方式主要用途主要用途微微波波米波米波1030300兆兆赫赫近似直近似直線傳播線傳播無線電傳播、無線電傳播、電視、導(dǎo)航電視、導(dǎo)航分米波分米波101分米分米3003 000兆赫兆赫直線直線傳播傳播電視、雷達(dá)、電視、雷達(dá)、導(dǎo)航導(dǎo)航厘米波厘米波101厘米厘米3 00030 000兆赫兆赫毫米波毫米波101毫米毫米30 000300 000兆赫兆赫(2)電磁波的傳播特性：電磁波的傳播特性：傳播形式傳播形式適合的波段適合的波段特點特點地波地波沿地球表面沿地球表面空間傳播空間傳播長波、中波、長波、中波、中短波中短波衍射能力較強衍射能力較強天波天波靠大氣電離層靠大氣電離層的反射傳播的反射傳播中短波、短波中短波、短波反射能力較強反射能力較強空間波空間波沿直線傳播沿直線傳播短波、超短波、短波、超短波、微波微波穿透能力較強穿透能力較強 名師點睛名師點睛一般電臺的中波、中短波、短波廣播一般電臺的中波、中短波、短波廣播以及電視中的圖像信號采用調(diào)幅波；電臺的立體聲廣播以及電視中的圖像信號采用調(diào)幅波；電臺的立體聲廣播和電視信號中的伴音信號，采用調(diào)頻波。和電視信號中的伴音信號，采用調(diào)頻波。 2關(guān)于無線電波的傳播，下列說法正確的是關(guān)于無線電波的傳播，下列說法正確的是 () A發(fā)射出去的電磁波，可以傳到無限遠(yuǎn)處發(fā)射出去的電磁波，可以傳到無限遠(yuǎn)處 B無線電波遇到導(dǎo)體，就可以在導(dǎo)體中激起同頻率無線電波遇到導(dǎo)體，就可以在導(dǎo)體中激起同頻率的振蕩電流的振蕩電流 C波長越短的電磁波，越接近直線傳播波長越短的電磁波，越接近直線傳播 D移動電話是利用無線電波進(jìn)行通訊的移動電話是利用無線電波進(jìn)行通訊的 審題指導(dǎo)審題指導(dǎo) (1)不同波段的電磁波傳播特點不同。不同波段的電磁波傳播特點不同。 (2)電磁波在傳播過程中可以攜帶信息且傳播能量。電磁波在傳播過程中可以攜帶信息且傳播能量。 解析解析無線電波在傳播過程中，遇到障礙物就被無線電波在傳播過程中，遇到障礙物就被吸收一部分，遇到導(dǎo)體，會在導(dǎo)體內(nèi)產(chǎn)生渦流吸收一部分，遇到導(dǎo)體，會在導(dǎo)體內(nèi)產(chǎn)生渦流(同頻率同頻率的振蕩電流的振蕩電流)，故，故B對對A錯；波長越短，傳播方式越接近錯；波長越短，傳播方式越接近光的直線傳播，移動電話發(fā)射或接收的電磁波屬于無線光的直線傳播，移動電話發(fā)射或接收的電磁波屬于無線電波的高頻段，故電波的高頻段，故C、D正確。正確。 答案答案BCD(1)電磁波的波長越長，越易發(fā)生衍射現(xiàn)象。電磁波的波長越長，越易發(fā)生衍射現(xiàn)象。(2)電磁波的波長越短，越易表現(xiàn)為直線傳播的特性。電磁波的波長越短，越易表現(xiàn)為直線傳播的特性。(3)電磁波在導(dǎo)體中激起感應(yīng)電流時要消耗電能。電磁波在導(dǎo)體中激起感應(yīng)電流時要消耗電能。