人教版高中物理选择性必修第二册第4章电磁振荡与电磁波3无线电波的发射和接收课件

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第四章3　无线电波的发射和接收1.知道有效地发射电磁波的两个条件。(物理观念)2.了解调制、调幅、调频、调谐、解调、电谐振在电磁波发射、接收过程中的作用。(物理观念)3.了解电磁波在信息传递中的应用,初步了解电视的应用和原理。(科学思维)基础落实·必备知识全过关重难探究·能力素养全提升目录索引 学以致用·随堂检测全达标基础落实·必备知识全过关一、无线电波的发射1.要有效地发射电磁波,振荡电路必须具有如下两个特点:要有足够高的振荡频率;振荡电路的电场和磁场必须　　　　　　　　　　　　,这样才能有效地把能量辐射出去。 低频信号要加载到高频电磁波上发射 2.用来携带信号的高频电磁波叫作　　　　。在电磁波发射技术中,使载波随各种信号而改变的技术叫作　　　　。一种调制的方法是使高频电磁波的振幅随信号的强弱而变,这种调制叫作　　　　;另一种调制的方法是使高频电磁波的频率随信号的强弱而变,这种调制叫作　　　　。 分散到尽可能大的空间 载波调制调幅调频二、无线电波的接收1.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,这种现象叫作　　　　　,相当于机械振动中的共振。 2.使接收电路产生电谐振的过程叫作调谐。把线圈固有频率调成与电磁波频率相等 3.把声音或图像信号从高频电流中还原出来,这个过程是调制的逆过程,所以叫作　　　　。调幅波的解调也叫　　　　。 电谐振解调检波4.电视广播的发射和接收(1)目前,高频电视信号的传播方式主要有三种,即　　　　　　　　　　、　　　　　　　　　以及　　　　　　。不同的传播方式使用不同频率范围的电磁波,采取不同的调制方式。  　还原出电磁波所携带的信号 (2)在电视接收端,接收到　　　　　　　　　　　以后,经过解调处理,就可以将得到的电信号通过显示设备转变为　　　　　　　　。接收天线收到的电磁波除了载有图像信号外,还有伴音信号,伴音信号经解调后送到扬声器。地面无线电传输有线网络传输卫星传输　高频电磁波信号图像信息情境链接载人航天测控通信系统为神舟系列飞船的成功发射及正常运行立下了很大的功劳,它通过国内外的地面测控站和遍布三大洋的4艘远洋测量船,保证地面指挥员及时与飞船取得联系。你知道各测控站点是通过什么途径给飞船传递指令的吗?提示 各测控站点和飞船之间通过发射和接收载有指令信号的电磁波实现对飞船的测控。教材拓展如图所示,听收音机调台时,我们调节旋钮改变的是什么?调节的目的是什么?提示 调节收音机旋钮改变的是可变电容器的电容,调节的目的是改变调谐电路的频率,使它跟要接收的电台发出的电磁波的频率相同,这个频率的电磁波在调谐电路里激起较强的感应电流,这样就选出了这个电台。易错辨析(1)只要是电磁波信号,都可以直接用LC振荡电路进行发射。(　　)(2)频率越高,振荡电路发射电磁波的本领越大。(　　)(3)要有效地发射电磁波,振荡电路的电场和磁场必须分散到尽可能大的空间。(　　)(4)当接收电路的固有频率和电磁波频率相同时,出现电谐振现象。(　　)(5)要使电视机的屏幕上出现图像,必须将电视机接收到的无线电信号解调。(　　)× 提示 如果LC振荡电路是闭合的,它不能向外发射电磁波,因为发射电磁波需要把振荡电路的电场和磁场分散到尽可能大的空间中,才能有效地把能量传播出去。√ √ √ √ 重难探究·能力素养全提升探究点一　电磁波的发射我们说话的声音一般只能传几百米,而我们的声音通过无线电广播却可以传到几百千米以外,甚至传遍全球,为什么?要点提示 我们说话的声音是在空气中传播的声波,能量很低,而且在空气中传播时损耗很大,传播不太远的距离就损耗殆尽了,而无线电广播中的声音信号是搭载在高频电磁波上的,高频电磁波的能量很高,而且在空气中损耗很小,因而能传播很远的距离。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。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。【例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B解析 要增大无线电台向空间发射电磁波的能力,必须提高其振荡频率,由f= 知,减小L和C可以提高f。要减小L可采取减少线圈匝数、向外抽铁芯或抽出铁芯的办法,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。1.(多选)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.往线圈中插入铁芯D.增加电路中的电容和电感AB解析 理论证明,电磁波发射本领(功率)与f成正比,电磁场应尽可能分散到析,选项A、B正确。 探究点二　电磁波的接收世界上有许许多多的无线电台、电视台及各种无线电信号,如果不加选择全部接收下来,那必然是一片混乱,分辨不清。形形色色的天线 在城市里我们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所需要的信号呢?要点提示 天线用以接收空中的电磁波;通过调谐电路选出所需要的信号。 1.原理利用电磁感应在接收电路中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,也就是使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。【例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.减少谐振线圈的圈数D解析 由f= 知,C、L越小时,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,则必须减小L,即减少谐振线圈的圈数,选项C错误,D正确;频率 f与电源电压无关,选项A、B错误。2.(多选)关于电磁波的发射和接收,下列说法正确的是(　 　)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BCD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;电磁波接收原理是电谐振,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还原出来,否则就不能显示。故选项A错误,B、C、D正确。探究点三　电视广播的发射和接收人类历史经历了农业社会、工业社会,现正在步入信息社会。在信息社会,信息作为一种重要的资源和财富,影响着人们的生活,加速了社会的运转。根据你的了解和理解,你认为信息化社会有哪些特征?要点提示 信息化社会具有“四化”——智能化、电子化、全球化、非群体化,而且还有“四性”——综合性、竞争性、渗透性、开放性。1.电视广播的发射和接收过程 2.雷达的工作原理雷达利用无线电波遇到障碍物的反射现象来测定物体位置。根据发射无线电波到接收反射波的时间t,确定障碍物的距离s= ,再根据发射无线电波的方向和仰角,确定障碍物的位置。【例3】 (多选)下列说法正确的是(　 　)A.摄像机实际上是将光信号转变为电信号的装置B.电视机实际上是将电信号转变为光信号的装置C.由于画面更换迅速和视觉暂留现象使人们看到的是活动的图像D.电视机接收到的画面是连续的ABC解析 通过摄像机摄到景物的光信号,再通过特殊装置转变为电信号,在1 s内传递25幅画面;电视机通过显像管将接收到的电信号再转变为光信号,最后还原为图像和景物,每秒要接收到25幅画面,由于画面更换迅速和视觉暂留,我们感觉到的便是活动的图像,所以选项A、B、C正确。3.电视机的室外天线能把电信号接收下来,是因为(　　)A.天线处于变化的电磁场中,天线中产生感应电流,相当于电源,输送给LC电路B.天线只处于变化的电场中,天线中产生感应电流,相当于电源,输送给LC电路C.天线只是有选择地接收某电台信号,而其他电视台信号则不接收D.天线将电磁波传输到电视机内A解析 室外天线处于空间变化的电磁场中,天线中产生了感应电流,此电流输送给LC振荡电路,在电路中各电台信号激起的电流均存在,但只有频率与调谐电路频率相等的电磁波对应的电流最强,然后再通过解调处理输入后面电路,故A正确,B、C、D均错误。学以致用·随堂检测全达标123451.(电磁波的发射与接收)(多选)关于电磁波的发射与接收,下列说法正确的是(　 　)A.发射的LC振荡电路是开放的B.若振荡电路频率较低,则不能发射电磁波C.调谐是调制的逆过程D.接收电路也是一个LC振荡电路ABD解析 如果LC振荡电路是闭合的,它不能向外发射电磁波,因为发射电磁波需要把振荡电路的电场和磁场分散到尽可能大的空间中,才能有效地把能量传播出去,所以选项A正确;振荡电路的频率必须足够高,才能发射电磁波,所以选项B正确;解调是调制的逆过程,所以选项C错误;接收是利用LC振荡电路进行的,所以选项D正确。123452.(电磁波的发射)调制的主要作用是(　　)A.使高频振荡的振幅或频率随要传播的电信号而改变B.把需要的电信号从高频振荡中取出来C.选择要接收的电台D.发生电谐振A解析 调制主要是将有用信号附加到高频振荡的电磁波上。 123453.(电磁波的接收)(多选)关于无线电广播的接收,下列说法正确的是(　　)A.用调谐器取出的高频电流,通过喇叭即可听到声音B.接收到的高频电流只有通过解调,才能产生音频电流C.调谐器的作用就是将音频信号从高频信号中取出D.通过解调电路的电流,再通过喇叭才能听到声音BD解析 本题主要在于区分解调和调谐的概念,解调又叫检波,是把有用信号从高频信号中取出的过程;调谐是使接收电路产生电谐振的过程。123454.(电视广播的接收)关于电视接收的原理,下列说法正确的是(　　)A.电视接收天线接收到的电磁波中包括图像信号和伴音信号B.电视接收天线接收到电磁波,天线上并不产生感应电流C.电视机接收到电磁波,通过电子枪的扫描显示电视节目的伴音信号D.电视机接收到电磁波,直接经扬声器得到电视节目的伴音信号A解析 电视信号中有图像信号和伴音信号,即电视接收天线接收到的电磁波中包括图像信号和伴音信号,A正确;电视接收天线接收到电磁波,引起电磁感应,天线上产生感应电流,B错误;电视机接收到电磁波,然后经过解调还原出图像信号,通过电子枪的扫描显示电视节目的图像信息,C错误;电视机接收到电磁波,经过解调还原出伴音信号,然后送到扬声器,D错误。123455.(电视广播的接收)如图所示为电视接收过程示意图,其工作过程顺序正确的是(　　)A.解调—放大—调谐—显示B.调谐—放大—解调—显示C.调谐—解调—放大—显示D.放大—调谐—解调—显示C解析 电磁波的接收过程是调谐—解调—放大—显示,故C正确。