高中物理 第14章 电磁波 3 电磁波的发射和接收课件 新人教版选修3-4.ppt

1、3电磁波的发射和接收,填一填,练一练,1.电磁波的发射(见课本第81页) (1)要有效地发射电磁波,振荡电路必须具备的两个特点: 要有足够高的振荡频率。 振荡电路的电场和磁场必须分散到尽可能大的空间,采用开放电路。 (2)实际的开放电路:线圈的一端用导线与大地相连,这条导线就是地线。线圈的另一端与高高地架在空中的天线相连。 (3)调制:调幅与调频 使电磁波随各种信号而改变的技术叫调制。 调幅(AM):使高频电磁波的振幅随信号的强弱而变化。 调频(FM):使高频电磁波的频率随信号的强弱而变化。,填一填,练一练,2.电磁波的接收(见课本第82页) (1)原理:电磁波在传播过程中,如果遇到导体,会使

2、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,接收电路中产生的振荡电流最强的现象。 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调谐电路接收到的高频电流中还原出来,这个过程叫解调,它是调制的逆过程,调幅波的解调也叫检波。 (4)无线电波:波长大于1 mm(频率低于300 GHz)的电磁波称为无线电波。按波长(频率)又可把无线电波分为若干波段。,填一填,练一练,关于电磁波的发射和接收,下列说法正确的是() A.为了将信号发送出去,先要进行解调 B.为了从各个电台发出的电磁波中将需要的选出

3、来,就要进行解调 C.为了从高频电流中取出声音信号,就要进行调频 D.由开放电路可以有效地把电磁波发射出去 解析:为了将信号发送出去,首先要进行调制;从各个电台发出的电磁波中将需要的选出来,要进行调谐;从高频电流中取出声音信号,需要解调;利用开放电路可以有效地发射电磁波。故只有选项D正确。 答案:D,探究一,探究二,探究一电磁波的发射 问题导引 我们说话的声音一般只能传几十米,最多只有几百米,而当我们的声音通过无线电广播却可以传几千千米以外,甚至传遍全球,为什么?,探究一,探究二,探究一,探究二,名师精讲 1.发射电路的两个特点 (1)发射频率足够高。 (2)应用开放电路。 2.调制 (1)使

4、电磁波随各种信号而改变的技术叫作调制。 (2)调制方法: 调幅:使高频电磁波的振幅随信号的强弱而改变。 调频:使高频电磁波的频率随信号的强弱而改变。,探究一,探究二,3.无线电波的发射 由振荡器(常用LC振荡电路)产生高频振荡电流,用调制器将需传送的电信号调制到振荡电流上,再耦合到一个开放电路中激发出无线电波,向四周发射出去。,探究一,探究二,典例剖析 【例题1】 为了增大无线电台向空间发射无线电波的能力,对LC振荡电路的结构可采用下列哪些措施() A.增大电容器极板的正对面积 B.增大电容器极板的间距 C.增大自感线圈的匝数 D.提高供电电压 解析:要增大无线电台向空间发射电磁波的能力,必须

5、提高其振荡频率,由 知,减小L和C可以提高f。要减小L可采取减少线圈匝数、向外抽或抽出铁芯的办法,要减小C可采取增大极板间距、减小极板正对面积、减小介电常数的办法。故B正确,A、C、D错误。 答案:B,探究一,探究二,探究一,探究二,变式训练1导学号38190124要提高LC振荡电路辐射电磁波的本领,应该采取的措施有() A.增加电容器极板间距 B.使振荡电容器的正对面积足够小 C.尽可能使电场和磁场分开 D.增加电路中的电容和电感 解析:理论证明,电磁波发射本领(功率)与f成正比,电磁场应尽可能扩散到周围空间,形成开放电路。 ,要使f增大,应减小L或C,通过选择,选项A、B正确。 答案:AB

6、,探究一,探究二,探究二电磁波的接收 问题导引 形形色色的天线 世界上有许许多多的无线电台、电视台及各种天线电信号,如果不加选择全部接收下来,那必然是一片混乱,分辨不清。我们在城市里可以看见矗立在高楼顶上的天线,它的作用是什么呢?我们应该如何从众多信号中选出我们所需要的信号呢?,探究一,探究二,探究一,探究二,名师精讲 1.原理 利用电磁感应在接收电路产生和电磁波同频率的电流。 2.方法 (1)利用调谐产生电谐振,使接收电路的感应电流最强。 (2)利用解调把接收电路中的有用信号分离出来。 (3)调谐和解调的区别:调谐就是一个选台的过程,即选携带有用信号的高频振荡电流,在接收电路中产生最强的感应

7、电流的过程;解调是将高频电流中携带的有用信号分离出来的过程。,典例剖析 【例题2】 调节收音机的调谐回路时,可变电容器的动片从全部旋入到完全旋出仍接收不到某较高频率的电台信号,为接收到该电台信号,则应() A.加大电源电压 B.减小电源电压 C.增加谐振线圈的圈数 D.减小谐振线圈的圈数 解析:由于 ,C越小,L越小,f越大。动片旋出,正对面积S减小,C减小,S调到最小,即C最小时,f还未达到高频率f0,则必须调节L减小,即减小谐振线圈的圈数,选项C错误,D正确;频率 f与电源电压无关,选项A、B错误。 答案:D,探究一,探究二,探究一,探究二,变式训练2用一台简易收音机收听某一电台的广播,必

8、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:要想用收音机收听某一电台的广播,需要先通过调谐把所需要的电磁波选择出来,再通过解调把声音信号从高频电流中还原出来,故选项B正确。 答案:B,探究一,探究二,变式训练3导学号38190125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,必须要有解调过程 解析:有效发射电磁波,必须采用开放电路

9、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,必须通过解调过程,把有效的信号从高频调制信号中取出来,否则就不能显示。故选项A错误,B、C、D正确。 答案:BCD,探究一,探究二,1 2 3 4 5,1.为了使需要传递的信息(如声音、图像等)加载在电磁波上发射到远方,必须对振荡电流进行() A.调谐B.放大C.调制D.解调 解析:声音、图像信号的频率很低,不能直接发射出去,只有高频电磁波才能向外发射,所以要用高频电磁波携带着低频信号才能向外发射出去。而把低频信号加载到高频电磁波上去的过程叫调制。 答

10、案:C,1 2 3 4 5,2.关于电磁波的发射和接收的认识,下列说法正确的是() A.发射电磁波要使用振荡器、调谐器和天线 B.接收电磁波要使用天线、调制器、解调器和喇叭 C.发射电磁波既可以用闭合电路也可以用开放电路 D.解调是使电磁波随各种信号而改变的技术 E.解调与调制是不相同的过程 解析:发射电磁波要用开放电路,而接收电磁波要用天线、调谐器、解调器,选项A、B、C错误;使电磁波随各种信号而改变的技术叫调制,选项D错误;解调和调制是互逆的过程,E正确。 答案:E,1 2 3 4 5,3.电磁场理论的建立,促进了现代社会的发展,下列应用中,同时使用了电磁波接收和发射技术的电器是() A.

11、微波炉B.收音机 C.电视机D.手机 解析:收音机、电视机、手机等都要利用电磁波传递信息,但同时使用了电磁波接收和发射技术的电器只有手机,故D正确,A、B、C错误。 答案:D,1 2 3 4 5,4.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,只不过频率跟谐振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(也就是调制的逆过程)、放大,通过耳机才可以听到声音。 答案:AD,1 2 3 4 5,5.导学号38190126(选做题)图中甲为一个调谐接收电路,图乙、图丙、图丁为电路中的电流随时间变化的图象,则 () A.i1是L1中的电流图象 B.i1是L2中的电流图象