（浙江专用）2016-2017高中物理 第十四章 电磁波（第2课时）电磁波的发射和接收 电磁波与信息化社会 电磁波谱教师用书 新人教版选修3-4.doc

第2课时电磁波的发射和接收 电磁波与信息化社会 电磁波谱研究学考把握考情知识内容电磁波的发射和接收考试要求加试b教学要求1.知道有效发射无线电波的两个条件2知道调制、调谐、解调的含义3了解调幅和调频的主要区别说明1.不要求掌握不同波段无线电波的传播特点2不要求掌握调谐、解调的方法与相关计算知识内容电磁波与信息化社会考试要求加试c教学要求1.知道电磁波在现代信息传输中的作用2知道电磁波频率越高，相同时间传递的信息量越大3了解电视信号、移动电话信号的传输过程4知道雷达测定物体位置的工作原理说明1.不要求知道摄像管的工作原理和技术细节2不要求知道电视、雷达、移动电话、因特网的技术细节3不要求知道模拟信号和数字信号的区别知识内容电磁波谱考试要求加试a教学要求1.知道电磁波在真空中的速度2知道可见光的颜色由频率决定3知道电磁波具有能量4知道各种电磁波在电磁波谱中的排列顺序、特点及应用5了解太阳辐射，体会自然的奥妙基 础 梳 理1电磁波的发射(1)要有效地发射电磁波，振荡电路必须具有如下特点：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，振荡电路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。(2)调制 定义：在电磁波发射技术中，使电磁波随各种信号而改变的技术。分类2电磁波的接收(1)原理：电磁波在传播过程中如果遇到导体，会使导体中产生感应电流，因此，空中的导体可以用来接收电磁波。(2)电谐振与调谐电谐振：当接收电路的固有频率跟收到的电磁波的频率相同时，接收电路中产生的感应电流最强，这个现象叫做电谐振。调谐：使接收电路产生电谐振的过程。(3)解调：使声音或图像信号从高频电流中还原出来的过程，它是调制的逆过程。调幅波的解调也叫检波。(4)无线电波技术上把波长大于1 mm的电磁波称做无线电波，并按波长把无线电波分为若干波段：长波、中波、中短波、短波、微波。要 点 精 讲1电磁波的发射和接收过程2对概念的理解(1)“调幅”和“调频”都是调制过程，解调是调制的逆过程。(2)电谐振就是机械振动中的“共振”。(3)调谐与电谐振不同，电谐振是一个物理现象，而调谐则是一个操作过程。【例1】 关于电磁波的发射过程，下列说法正确的是()a必须对信号进行调制 b必须使信号产生电谐振c必须把传输信号加到高频电流上d必须使用开放回路解析电磁波的发射过程中，一定要对低频输入信号进行调制，用开放电路发射。为了有效地向外发射电磁波，必须使用开放电路，a、c、d正确。而产生电谐振是在接收过程，b错误。答案acd【例2】 要提高lc振荡电路辐射电磁波的本领，应该采取的措施是()a增加辐射波的波长b使电容器的正对面积足够小c减小电容器两极板间的距离d增加回路中的电容和电感 解析研究表明频率越高，电磁波发射本领越大，电磁场应尽可能扩散到周围空间，形成开放电路。f，c，要使f增大，应减小l或c，只有b符合题意。答案b基 础 梳 理1电磁波可以通过电缆、光缆进行有线传输，也可实现无线传输。电磁波的频率越高，相同时间内传递的信息量越大。2电视3雷达(1)雷达是利用无线电波来测定物体位置的无线电设备。(2)原理：电磁波遇到障碍物要发生反射，雷达是利用电磁波的这个特性工作的。4移动电话(1)每一部移动电话都是一个无线电台，同时又相当于一台收音机。(2)移动电话的体积很小，发射功率不大，它的天线也很简单，灵敏度不高。因此它与其他用户的通话要靠较大的固定无线电台转接，这种固定的电台叫做基地台或基站。要 点 精 讲1雷达是利用电磁波中的微波遇到障碍物发生反射的特性工作的。2雷达既是电磁波的发射端，又是电磁波的接收端。3如果从发射一列波到再接收到这列波的反射波所用的时间为t，那么雷达与障碍物间的距离x。【例3】 某地的雷达站正在跟踪一架向雷达站匀速飞来的飞机。设某一时刻从雷达发出电磁波后到再接收到反射波历时200 s，经4 s后又发出一列电磁波，雷达站从发出电磁波到再接收到反射波历时186 s，则该飞机的飞行速度多大？解析由电磁波发射到接收到反射波历时200 s，可算出此时飞机距雷达站的距离为：l1 m3.0104 m经4 s后，飞机距雷达站的距离为：l2 m2.79104 m，故飞机飞行的速度为：v m/s525 m/s。答案525 m/s基 础 梳 理1电磁波谱：按电磁波的波长或频率大小的顺序把它们排成谱。按波长由长到短依次为：无线电波、红外线、可见光、紫外线、x射线、射线。2应用：利用无线电波进行通信、广播及其他信号传输；利用红外线可进行红外遥感；利用紫外线可进行灭菌消毒；利用x射线可进行医用透视、机场安检；利用射线可进行工业探伤、医用治疗。3电磁波的能量各种各样的仪器能够探测到许许多多电磁波，所有这些都表明电磁波能够传递能量。4太阳辐射太阳辐射的能量集中在可见光、红外线和紫外线三个区域，在眼睛最敏感的黄绿光附近，辐射的能量最强。即 学 即 练关于电磁波的特性和应用，下列说法正确的是()a红外线和x射线都有很高的穿透本领，常用于医学上透视人体b过强的紫外线照射有利于人的皮肤健康c电磁波中频率最大的为射线，最容易发生衍射现象d紫外线和x射线都可以使感光底片感光解析x射线有很高的穿透本领，常用于医学透视人体，红外线没有，选项a错误；过强的紫外线照射对人的皮肤有害，选项b错误；电磁波中频率最大的为射线，其波长最短，最不容易发生衍射现象，选项c错误。答案d1下列关于无线电广播要对电磁波进行调制的原因的说法中正确的是()a经过调制后的高频电磁波向外辐射能量的本领更强b经过调制后的电磁波在空间传播得更快c经过调制后的电磁波在空间传播波长不变d经过调制后的电磁波在空间传播波长改变解析调制是把要发射的信号“加”到高频等幅振荡上去，频率越高，传播信息能力越强，a对；电磁波在空气中以接近光速传播，b错；由vf，知波长与波速和传播频率有关，c错，d对。答案ad2关于电磁波的接收，下列说法正确的是()a当处于电谐振时，所有的电磁波仍能在接收电路中产生感应电流b当处于电谐振时，只有被接收的电磁波才能在接收电路中产生感应电流c由调谐电路接收的感应电流，再经过耳机就可以听到声音了d由调谐电路接收的感应电流，再经过解调、放大，通过耳机才可以听到声音解析当处于电谐振时，所有的电磁波仍能在接收电路中产生感应电流，只不过频率跟调谐电路固有频率相等的电磁波，在接收电路中激发的感应电流最强。由调谐电路接收的感应电流，要再经过解调、放大，通过耳机才可以听到声音，故正确答案为a、d。答案ad3关于雷达的特点，下列说法正确的是()a雷达所用无线电波的波长比短波更长b雷达只有连续发射无线电波，才能发现目标c雷达的显示屏上可以直接读出障碍物的距离d雷达在能见度低的黑夜将无法使用解析雷达是利用无线电波的反射来工作的，因此它利用的无线电波处于微波段，目的是为了增加反射，减少衍射。雷达大约每隔0.1 ms发射时间短于1 s的脉冲信号，根据屏上显示的发射信号和接收到的反射信号可以直接读出障碍物的距离。答案c4在电磁波中，波长按从长到短排列的是()a无线电波、可见光、红外线b无线电波、可见光、射线c红光、黄光、绿光d紫外线、x射线、射线解析电磁波谱按波长从长到短排列顺序依次是无线电波红外线可见光(红、橙、黄、绿、青、蓝、紫)紫外线x射线射线，由此可知b、c、d选项正确。答案bcd一、选择题(在每小题给出的四个备选项中至少有一个是符合题目要求的。)1把经过调制的高频电流变为图像信号电流的过程叫做()a调幅 b调频 c调谐 d解调解析解调是调制的逆过程，该过程把所载的声音信号或图像信号从高频电流中还原出来。答案d2用一台简易收音机收听某一电台的广播，必须经过的两个过程是()a调制和解调 b调谐和解调c检波和解调 d调频和调幅解析首先必须接收到电磁波，叫调谐或选台，收到后将高频电磁波与低频音频信号分开，叫解调或检波。答案b3关于电磁波的发射和接收，下列说法中正确的是()a为了使振荡电路有效地向空间辐射能量，电路必须是闭合的b音频电流的频率比较低，不能直接用来发射电磁波c当接收电路的固有频率与收到的电磁波的频率相同时，接收电路产生的振荡电流最强d要使电视机的屏幕上有图像，必须要有检波过程解析有效发射电磁波，必须采用开放电路和高频发射；一般的音频电流的频率较低，不能直接用来发射电磁波；电磁波接收原理是一种叫电谐振的现象，与机械振动中的共振有些相似；电视机显示图像时，必须通过检波过程，把有效的信号从高频调制信号中取出来，否则就不能显示。故a错误，b、c、d正确。答案bcd4关于红外线的作用与来源，下列说法正确的是()a一切物体都在不停地辐射红外线b红外线具有很强的热作用和荧光作用c红外线的显著作用是化学作用d红外线容易穿透云雾解析荧光作用和化学作用都是紫外线的重要用途，红外线波长比可见光长，绕过障碍物的能力强，易穿透云雾。答案ad5关于电磁波的应用，下列说法正确的是()a医院里常用x射线对病房和手术进行消毒b工业上利用射线检查金属部件内有无砂眼或裂缝c刑侦上用紫外线拍摄指纹照片，因为紫外线波长短，分辨率高d卫星用红外遥感技术拍摄云图照片，因为红外线衍射能力较强解析医院里用紫外线杀菌消毒，a错误；b、c、d均正确。答案bcd6下列说法中正确的是()a各种电磁波中最容易表现出干涉和衍射现象的是射线b红外线有显著的热效应，紫外线有显著的化学作用cx射线的穿透本领比射线更强d低温物体不能辐射红外线解析波长越长，越容易产生干涉和衍射现象，而射线波长最短，故a选项错误；频率越高，穿透本领越强，故c选项错误；一切物体都能辐射红外线，故d选项错误。答案b7下列说法正确的是()a摄像机实际上是一种将光信号转变为电信号的装置b电视机实际上是一种将电信号转变为光信号的装置c摄像机在1 s内要送出25张画面d电视机接收的画面是连续的解析摄像机通过摄像头摄取到景物的光信号，再通过特殊装置转变为电信号，在1 s内要送出25张画面；电视机通过显像管将接收到的电信号转变为光信号，最后还原成图像，每秒要接收到25张画面；由于画面更换迅速和人眼的视觉暂留效应，我们感觉到的便是连续的影像。故正确答案为a、b、c。答案abc8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。答案d9雷达采用微波的原因是()a微波具有很高的频率b微波具有直线传播的特性c微波的反射性强d微波比其它无线电波(长波、中波、短波等)传播的距离更远解析雷达采用微波，是利用微波的频率高，不容易发生衍射，具有很好的直线传播的特性和反射性强的特点，所以a、b、c均正确，因微波不易发生衍射，传播的距离不一定比无线电波的长波、中波、短波段远，因此d错误。答案abc10目前雷达发射的电磁波频率多在200 mhz到1 000 mhz的范围内。下列关于雷达和电磁波的说法正确的是()a真空中上述雷达发射的电磁波的波长范围在0.3 m到1.5 m之间b电磁波是由恒定不变的电场或磁场产生的c测出从发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波长越短的电射波，反射性能越强解析电磁波是由周期性变化的电磁场在空中传播而形成的，b错误。答案acd11下列哪些设备内部只有接收装置而无发射装置()a发报机 b对