高中物理 第十四章 電磁波 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(jì)巧設(shè)計(jì)名師課名師課堂堂一點(diǎn)通一點(diǎn)通創(chuàng)新演創(chuàng)新演練練大沖關(guān)大沖關(guān) 隨堂檢測(cè)隨堂檢測(cè)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(diǎn)一要點(diǎn)一要點(diǎn)二要點(diǎn)二1. 了解有效地發(fā)射電磁波的兩個(gè)條件。了解有效地發(fā)射電磁波的兩個(gè)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(guò)程中的電諧振在電磁波發(fā)射、接收過(guò)程中的 作用。作用。3通過(guò)對(duì)電磁波的產(chǎn)生、發(fā)射、接收過(guò)通過(guò)對(duì)電磁波的產(chǎn)生、發(fā)射、接收過(guò) 程及基本電路的簡(jiǎn)單分析，領(lǐng)會(huì)無(wú)線程及基本電路的簡(jiǎn)單分析，領(lǐng)會(huì)無(wú)線 電波在實(shí)際生活、生產(chǎn)中的應(yīng)用流程。電波在實(shí)際生活、生產(chǎn)中的應(yīng)用流程。 1無(wú)線電波的發(fā)射無(wú)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(gè)特點(diǎn)：要有效地發(fā)射電磁波，振蕩電路必須具有兩個(gè)特點(diǎn)： 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(chǎng)和磁場(chǎng)必須分散到，振蕩電路的電場(chǎng)和磁場(chǎng)必須分散到足夠大的空間。足夠大的空間。足夠高足夠高開(kāi)放電路開(kāi)放電路 (2)開(kāi)放電路：開(kāi)放電路： 在實(shí)際的開(kāi)放電路中，線圈的一端用導(dǎo)線與大地相連，在實(shí)際的開(kāi)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(wú)線電技術(shù)：無(wú)線電技術(shù)： 使電磁波隨各種信號(hào)而改變的技術(shù)叫做使電磁波隨各種信號(hào)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(hào)的強(qiáng)隨信號(hào)的強(qiáng)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(hào)的隨信號(hào)的強(qiáng)弱而改變。強(qiáng)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(wú)線電波的接收無(wú)線電波的接收 (1)接收原理：電磁波在傳播過(guò)程中如果遇到導(dǎo)體，接收原理：電磁波在傳播過(guò)程中如果遇到導(dǎo)體，會(huì)在導(dǎo)體中產(chǎn)生會(huì)在導(dǎo)體中產(chǎn)生 。因此，空中的導(dǎo)體可以用來(lái)。因此，空中的導(dǎo)體可以用來(lái)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(shí)，接收電路中產(chǎn)生的振蕩電流時(shí)，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(jī)械振動(dòng)中的相當(dāng)于機(jī)械振動(dòng)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(guò)程。的過(guò)程。感應(yīng)電流感應(yīng)電流電磁波電磁波相同相同最強(qiáng)最強(qiáng)共振共振電諧振電諧振 (3)解調(diào)：使聲音或圖像信號(hào)從調(diào)諧電路接收到的高解調(diào)：使聲音或圖像信號(hào)從調(diào)諧電路接收到的高頻電流中頻電流中 出來(lái)的過(guò)程。它是出來(lái)的過(guò)程。它是 的逆過(guò)程，調(diào)幅波的逆過(guò)程，調(diào)幅波的解調(diào)也叫的解調(diào)也叫 。 (4)無(wú)線電波：波長(zhǎng)無(wú)線電波：波長(zhǎng) 1 mm(頻率低于頻率低于300 GHz)的的電磁波稱(chēng)為無(wú)線電波。按電磁波稱(chēng)為無(wú)線電波。按 (頻率頻率)可把無(wú)線電波分為可把無(wú)線電波分為若干波段。不同波段的無(wú)線電波的傳播特點(diǎn)不同，發(fā)射和若干波段。不同波段的無(wú)線電波的傳播特點(diǎn)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(diǎn)關(guān)鍵一點(diǎn)調(diào)諧的過(guò)程就是選擇出所需要的電磁波調(diào)諧的過(guò)程就是選擇出所需要的電磁波的過(guò)程，也就是選臺(tái)。的過(guò)程，也就是選臺(tái)。 還原還原調(diào)制調(diào)制檢波檢波大于大于波長(zhǎng)波長(zhǎng)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(duì)振蕩電流進(jìn)行上發(fā)射到遠(yuǎn)方，必須對(duì)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(hào)的頻率很低，不能直接發(fā)射出聲音、圖像信號(hào)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(hào)加到高頻電磁波上去著低頻向外發(fā)射，而把低頻信號(hào)加到高頻電磁波上去的過(guò)程叫調(diào)制，故應(yīng)選的過(guò)程叫調(diào)制，故應(yīng)選C。答案：答案：C3下列說(shuō)法正確的是下列說(shuō)法正確的是 ()A當(dāng)處于電諧振時(shí)，所有的電磁波都能在接收電路中當(dāng)處于電諧振時(shí)，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(shí)，只有被接收的電磁波才能在接收當(dāng)處于電諧振時(shí)，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(guò)耳機(jī)就可以聽(tīng)由調(diào)諧電路接收的感應(yīng)電流，再經(jīng)過(guò)耳機(jī)就可以聽(tīng) 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(guò)檢波、放大、由調(diào)諧電路接收的感應(yīng)電流，再經(jīng)過(guò)檢波、放大、 通過(guò)耳機(jī)才可以聽(tīng)到聲音通過(guò)耳機(jī)才可以聽(tīng)到聲音解析：解析：當(dāng)處于電諧振時(shí)，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(shí)，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(guò)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(guò)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(qiáng)。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(qiáng)。由調(diào)諧電路接收的感應(yīng)電流，要再經(jīng)過(guò)檢波要再經(jīng)過(guò)檢波(也就是調(diào)制的逆過(guò)也就是調(diào)制的逆過(guò)程程)、放大，通過(guò)耳機(jī)才可以聽(tīng)到聲音，故正確選項(xiàng)為、放大，通過(guò)耳機(jī)才可以聽(tīng)到聲音，故正確選項(xiàng)為A、D。答案：答案：AD4關(guān)于無(wú)線電波的發(fā)送和接收，下述說(shuō)法中正確的是關(guān)于無(wú)線電波的發(fā)送和接收，下述說(shuō)法中正確的是()A為了將信號(hào)發(fā)送出去，先要進(jìn)行調(diào)諧為了將信號(hào)發(fā)送出去，先要進(jìn)行調(diào)諧B為了從各個(gè)電臺(tái)發(fā)出的電磁波中將需要的選出來(lái)，就為了從各個(gè)電臺(tái)發(fā)出的電磁波中將需要的選出來(lái)，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(hào)，就要進(jìn)行調(diào)頻為了從高頻電流中取出聲音訊號(hào)，就要進(jìn)行調(diào)頻D以上說(shuō)法都不對(duì)以上說(shuō)法都不對(duì)解析：解析：為了將信號(hào)發(fā)送出去，先要進(jìn)行調(diào)制，為了將信號(hào)發(fā)送出去，先要進(jìn)行調(diào)制，A錯(cuò)誤；為錯(cuò)誤；為了從各個(gè)電臺(tái)發(fā)出的電磁波中選出需要的，就要進(jìn)行調(diào)了從各個(gè)電臺(tái)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(cuò)誤；為了從高頻電流中取出聲音訊號(hào)，要進(jìn)行也錯(cuò)誤；為了從高頻電流中取出聲音訊號(hào)，要進(jìn)行解調(diào)，故解調(diào)，故C也錯(cuò)誤。所以選也錯(cuò)誤。所以選D。答案：答案：D1無(wú)線電波的發(fā)射和接收過(guò)程無(wú)線電波的發(fā)射和接收過(guò)程 2“調(diào)幅調(diào)幅”和和“調(diào)頻調(diào)頻”都是調(diào)制過(guò)程都是調(diào)制過(guò)程 (1)高頻電磁波的振幅隨信號(hào)的強(qiáng)弱而變的調(diào)制方式叫調(diào)高頻電磁波的振幅隨信號(hào)的強(qiáng)弱而變的調(diào)制方式叫調(diào)幅，一般電臺(tái)的中波、中短波、短波廣播以及電視中的圖像幅，一般電臺(tái)的中波、中短波、短波廣播以及電視中的圖像信號(hào)采用調(diào)幅波。信號(hào)采用調(diào)幅波。 (2)高頻電磁波的頻率隨信號(hào)的強(qiáng)弱而變的調(diào)制方式叫調(diào)高頻電磁波的頻率隨信號(hào)的強(qiáng)弱而變的調(diào)制方式叫調(diào)頻，電臺(tái)的立體聲廣播和電視中的伴音信號(hào)，采用調(diào)頻波。頻，電臺(tái)的立體聲廣播和電視中的伴音信號(hào)，采用調(diào)頻波。 3解調(diào)是調(diào)制的逆過(guò)程解調(diào)是調(diào)制的逆過(guò)程 聲音、圖像等信號(hào)頻率相對(duì)較低，不能轉(zhuǎn)化為電信聲音、圖像等信號(hào)頻率相對(duì)較低，不能轉(zhuǎn)化為電信號(hào)直接發(fā)射出去，而要將這些低頻信號(hào)加載到高頻電磁波號(hào)直接發(fā)射出去，而要將這些低頻信號(hào)加載到高頻電磁波信號(hào)上去。將聲音、圖像信號(hào)加載到高頻電磁波上的過(guò)程信號(hào)上去。將聲音、圖像信號(hào)加載到高頻電磁波上的過(guò)程就是調(diào)制。而將聲音、圖像信號(hào)從高頻信號(hào)中還原出來(lái)的就是調(diào)制。而將聲音、圖像信號(hào)從高頻信號(hào)中還原出來(lái)的過(guò)程就是解調(diào)。過(guò)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(wú)線電臺(tái)、電視臺(tái)及各種無(wú)線電信世界上有許許多多的無(wú)線電臺(tái)、電視臺(tái)及各種無(wú)線電信號(hào)，如果不加選擇全部接收下來(lái)，那必然是一片混亂，分辨號(hào)，如果不加選擇全部接收下來(lái)，那必然是一片混亂，分辨不清。因此接收信號(hào)時(shí)，首先要從各種電磁波中把我們需要不清。因此接收信號(hào)時(shí)，首先要從各種電磁波中把我們需要的選出來(lái)，通常叫選臺(tái)。在無(wú)線電技術(shù)中是利用電諧振達(dá)到的選出來(lái)，通常叫選臺(tái)。在無(wú)線電技術(shù)中是利用電諧振達(dá)到該目的。該目的。 名師點(diǎn)睛名師點(diǎn)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(gè)物理現(xiàn)象，而調(diào)諧調(diào)諧與電諧振不同，電諧振是一個(gè)物理現(xiàn)象，而調(diào)諧則是一個(gè)操作過(guò)程。則是一個(gè)操作過(guò)程。 1如圖如圖1431所示，是一個(gè)調(diào)諧接收電路，所示，是一個(gè)調(diào)諧接收電路，(a)、(b)、(c)為電路中的電流隨時(shí)間變化的圖像，則為電路中的電流隨時(shí)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(guò)耳機(jī)的電流圖像是流過(guò)耳機(jī)的電流圖像審題指導(dǎo)審題指導(dǎo)解答本題時(shí)應(yīng)注意以下四點(diǎn)：解答本題時(shí)應(yīng)注意以下四點(diǎn)：(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(guò)程；電磁波的接收過(guò)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(dòng)勢(shì)的圖中由于電磁感應(yīng)，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)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(shí)，電路不通，因此這時(shí)反向時(shí)，電路不通，因此這時(shí)L2沒(méi)有電流，所以沒(méi)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(guò)圖。高頻部分通過(guò)C2，通過(guò)耳機(jī)的，通過(guò)耳機(jī)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(xiàng)，只有低頻的音頻電流，故選項(xiàng)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(hào)的電磁波。帶所需信號(hào)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(hào)，選出所需的低頻信號(hào)。號(hào)，選出所需的低頻信號(hào)。 (1)1毫米的電磁波叫無(wú)線電波。無(wú)線電波可以分毫米的電磁波叫無(wú)線電波。無(wú)線電波可以分成若干波段。成若干波段。波段波段波長(zhǎng)波長(zhǎng)頻率頻率傳播傳播方式方式主要用途主要用途長(zhǎng)波長(zhǎng)波30 0003 10100千赫千赫地波地波超遠(yuǎn)程無(wú)線電超遠(yuǎn)程無(wú)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(wú)線電廣播無(wú)線電廣播和電報(bào)通訊和電報(bào)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(zhǎng)波長(zhǎng)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(wú)線電傳播、無(wú)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(diǎn)特點(diǎn)地波地波沿地球表面沿地球表面空間傳播空間傳播長(zhǎng)波、中波、長(zhǎng)波、中波、中短波中短波衍射能力較強(qiáng)衍射能力較強(qiáng)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(qiáng)反射能力較強(qiáng)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(qiáng)穿透能力較強(qiáng) 名師點(diǎn)睛名師點(diǎn)睛一般電臺(tái)的中波、中短波、短波廣播一般電臺(tái)的中波、中短波、短波廣播以及電視中的圖像信號(hào)采用調(diào)幅波；電臺(tái)的立體聲廣播以及電視中的圖像信號(hào)采用調(diào)幅波；電臺(tái)的立體聲廣播和電視信號(hào)中的伴音信號(hào)，采用調(diào)頻波。和電視信號(hào)中的伴音信號(hào)，采用調(diào)頻波。 2關(guān)于無(wú)線電波的傳播，下列說(shuō)法正確的是關(guān)于無(wú)線電波的傳播，下列說(shuō)法正確的是 () A發(fā)射出去的電磁波，可以傳到無(wú)限遠(yuǎn)處發(fā)射出去的電磁波，可以傳到無(wú)限遠(yuǎn)處 B無(wú)線電波遇到導(dǎo)體，就可以在導(dǎo)體中激起同頻率無(wú)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(zhǎng)越短的電磁波，越接近直線傳播波長(zhǎng)越短的電磁波，越接近直線傳播 D移動(dòng)電話是利用無(wú)線電波進(jìn)行通訊的移動(dòng)電話是利用無(wú)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(diǎn)不同。不同波段的電磁波傳播特點(diǎn)不同。 (2)電磁波在傳播過(guò)程中可以攜帶信息且傳播能量。電磁波在傳播過(guò)程中可以攜帶信息且傳播能量。 解析解析無(wú)線電波在傳播過(guò)程中，遇到障礙物就被無(wú)線電波在傳播過(guò)程中，遇到障礙物就被吸收一部分，遇到導(dǎo)體，會(huì)在導(dǎo)體內(nèi)產(chǎn)生渦流吸收一部分，遇到導(dǎo)體，會(huì)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(duì)對(duì)A錯(cuò)；波長(zhǎng)越短，傳播方式越接近錯(cuò)；波長(zhǎng)越短，傳播方式越接近光的直線傳播，移動(dòng)電話發(fā)射或接收的電磁波屬于無(wú)線光的直線傳播，移動(dòng)電話發(fā)射或接收的電磁波屬于無(wú)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(zhǎng)越長(zhǎng)，越易發(fā)生衍射現(xiàn)象。電磁波的波長(zhǎng)越長(zhǎng)，越易發(fā)生衍射現(xiàn)象。(2)電磁波的波長(zhǎng)越短，越易表現(xiàn)為直線傳播的特性。電磁波的波長(zhǎng)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(shí)要消耗電能。電磁波在導(dǎo)體中激起感應(yīng)電流時(shí)要消耗電能。