物理选修33 电磁波的发射和接收学案设计

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1．要有效地发射电磁波，振荡电路必须具有两个特点：第一，要有________________
的振荡频率，频率越高，发射电磁波的本领越大．第二，应采用____________，振荡电
路的电场和磁场必须分散到尽可能大的空间．实际应用中的开放电路，线圈的一端用导
线与大地相连，这条导线叫做________，线圈的另一端与高高地架在空中的________相
连．
2．使电磁波随各种信号而改变的技术叫做________，调制的方法有两种，一种是调幅
(AM)，使高频电磁波的________随信号的强弱而改变；另一种是调频(FM)，使高频电磁
波的________随信号的强弱而改变．
3．当接收电路的________________跟收到的电磁波的________相同时，接收电路中产生
的振荡电流最强，这种现象叫做电谐振．使接收电路产生____________的过程叫做调谐．
4．使声音或图象信号从接收到的________________中还原出来，这个过程是调制的逆过
程，叫做解调．
5．转换电视频道，选择电视节目，称为( )
A．调谐 B．调制
C．调频 D．调幅
6．把经过调制的高频电流变为图象信号电流的过程叫做( )
A．调幅 B．调频
C．调谐 D．解调
概念规律练
知识点一 电磁波的发射
1．为了增大无线电台向空间辐射无线电波的能力，对LC振荡电路结构可采取下列的哪
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
2．用一平行板电容器和一个线圈组成LC振荡电路，要增大发射电磁波的波长，可采用
的做法是( )
A．增大电容器两极板间的距离
B．减小电容器两极板间的距离
C．减小电容器两极板的正对面积
D．在电容器两极板间加入电介质
知识点二 电磁波的接收
3．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，再经过检波、放大，通过耳机才可以听到声音
4．要接收到载有信号的电磁波，并通过耳机发出声音，在接收电路中必须经过下列过程
中的( )
A．调幅 B．调频 C．调谐 D．解调
方法技巧练
f＝eq \f(1,2π\r(LC))的应用技巧
5．某收音机接收电磁波的波长范围在182 m～577 m之间，该收音机调谐电路的可变电
容器的动片完全旋出时，回路的电容为39 pF.求：
(1)该收音机接收电磁波的频率范围；
(2)该收音机的可变电容器动片完全旋入定片间，回路中的电容是多大．
6．一台无线电接收机，当接收频率为535 kHz的信号时，调谐电路里电容器的电容是
360 pF.如果调谐电路里的电感线圈保持不变，要接收频率为1 605 kHz的信号时，调谐
回路里电容器的电容应改变为( )
A．40 pF B．120 pF
C．1 080 pF D．3 240 pF
参考答案
课前预习练
1．足够高 开放电路 地线 天线
2．调制 振幅 频率
3．固有频率 频率 电谐振
4．高频电流
5．A [转换频道是为了使电视的接收电路的频率与某电台的频率相同，产生电谐振，故为调谐．]
6．D [解调是调制的逆过程，该过程把所载的声音信号或图象信号从高频电流中还原出来．]
课堂探究练
1．B [要增大无线电台向空间辐射电磁波的能力，必须提高其振荡频率，由f＝eq \f(1,2π\r(LC))知，可减小L和C以提高f，要减小L可采取减少线圈匝数，向外抽出铁芯的办法，要减小C可采取增大极板间距，减小正对面积，减小介电常数的办法，故B正确，A、C、D错误．]
点评 发射无线电波的能力与电磁振荡的频率成正比．电磁振荡的频率为f＝eq \f(1,2π\r(LC)).
2．BD [由λ＝c/f可知，要增大发射电磁波的波长，必须减小振荡电路的振荡频率f；由f＝eq \f(1,2π\r(LC))可知，要减小f，就必须增大平行板电容器的电容C或电感L；由C＝εS/4πkd可知，要增大C，就必须减小电容器两极板间的距离或在电容器两极板间加入电介质．
点评 电磁波的传播速度为光速，速度、波长与频率的关系为λ＝eq \f(c,f).]
3．AD [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，要再经过检波(也就是调制的逆过程)、放大，通过耳机才可以听到声音，故正确答案为A、D.]
点评 (1)电谐振就是电磁振荡中的“共振”．
(2)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．
4．CD [接收电路中必须通过调谐接收到载有信号的电磁波，再通过解调得到声音信号．]
点评 要正确理解无线电波发射和接收的各个操作过程的意义．
5．5.2×105 Hz～16.5×105 Hz (2)392 pF
解析 (1)由λ＝eq \f(c,f)得f＝eq \f(c,λ)，c为真空中的光速，代入数据可解得其电磁波的频率范围为5.2×105 Hz～16.5×105 Hz.
(2)动片完全旋出时，电容最小C1＝39 pF，其振荡周期最小，对应接收的电磁波的波长最短为λ1＝182 m.
动片完全旋入时，电容最大，设其为C2，其振荡周期最大，对应接收的电磁波的波长最长为λ2＝577 m.
由f＝eq \f(c,λ)＝eq \f(1,2π\r(LC))，得 eq \r(\f(C2,C1))＝eq \f(λ2,λ1).
故C2＝eq \f(λ\\al(2,2),λ\\al(2,1))C1＝(eq \f(577,182))2×39 pF＝392 pF.
方法总结 (1)对电磁波来说，前面所学的v＝eq \f(λ,T)＝fλ等公式仍然成立．(2)收音机的波段是指：在可调节范围内能够使该收音机LC振荡电路达到电谐振的电磁波波长范围．
6．A [由f＝eq \f(1,2π\r(LC))得，eq \f(f1,f2)＝eq \r(\f(L2C2,L1C1))
f1＝535×103＝eq \f(1,2π\r(C1L0))①
f2＝1 605×103＝eq \f(1,2π\r(C2L0))②
eq \f(①,②)得，eq \f(535,1 605)＝eq \r(\f(C2,C1))
又C1＝360 pF，得C2＝40 pF]
方法总结 (1)充分利用公式f＝eq \f(1,2π\r(LC))；
(2)当调谐回路的频率与接收到的电磁波的频率相同时，发生电谐振．