2019-2020学年高中物理 第14章 电磁波 第3节 电磁波的发射和接收课件 新人教版选修3-4

第十四章电磁波第三节电磁波的发射和接收※了解无线电波的波长范围※了解无线电波的发射过程和调制的简单概念※了解调谐、检波及无线电波接收的基本原理1课前预习反馈2课内互动探究3核心素养提升4课内课堂达标5课后课时作业课前预习反馈1．发射电磁波的振荡电路应具备以下特点(1)要有足够高的频率，频率越高，越容易向外界辐射________。(2)振荡电路的电场和磁场必须分散到________的空间，即必须用________电路。2．调制(1)使电磁波随________而改变的技术叫做调制。(2)调制方法调幅：使高频电磁波的________随信号的强弱而改变。调频：使高频电磁波的________随信号的强弱而改变。电磁波的发射能量尽可能大开放各种信号振幅频率3．无线电波的发射由振荡器(常用LC振荡电路)产生________________，用调制器将需传送的电信号________到振荡电流上，再耦合到一个________电路中激发出无线电波，向四周发射出去。高频振荡电流调制开放1．接收原理电磁波在传播时遇到________会使导体中产生感应电流，所以导体可用来接收电磁波，这个导体就是接收________。电磁波的接收导体天线2．通过电谐振来选台(1)电谐振：当接收电路的固有频率跟接收到的电磁波________相同时，接收电路中产生的振荡电流________，这种现象叫电谐振。(2)调谐：使接收电路发生________的过程叫调谐。3．通过解调获取信号解调：把声音或图象等信号，从高频振荡电流中________的过程，叫解调。检波：调幅波的________叫检波。4．无线电波的接收天线接收到的所有的电磁波，经________选择出所需要的电磁波，再经________取出携带的信号，放大后再还原成声音或图象的过程。,频率最强电谐振还原出来解调调谐检波『判一判』(1)只要是电磁波信号，都可以直接用LC电路进行发射。()(2)调节电容器的电容就可以使接收的信号增强。()(3)电磁波的传播速度与介质无关。()(4)调制的两种方法是调谐和调频()(5)接收天线必须利用导体材料制作。()(6)利用接收天线接收到的信号可以直接还原成声音或图象。()×√××√×『选一选』(多选)一台最简单的收音机，除了接收天线和扬声器外，至少还必须具备下列哪几个单元电路()A．调谐电路B．调制电路C．振荡电路D．检波电路解析：简单的收音机是电磁波的接收装置，因此需要调谐电路和检波电路，则A、D正确，B、C错误。AD『想一想』如图是手机、无线电话调制示意图，请简述其原理。答案：振荡器产生高频等幅振荡信号，话筒产生低频信号，如图所示。这两种信号完成调制后，调制信号又通过L2与L1耦合到开放电路发射出去。课内互动探究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米以外，甚至传遍全球，为什么？探究一电磁波的发射提示：我们说话的声音是在空气中传播的声波，能量很低，而且在空气中的损耗很大，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做调制。(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。4．电磁波的发射方框图实际发射无线电波的过程如图所示。高频振荡器产生高频等幅振荡如图甲所示，人对着话筒说话时产生低频信号如图乙所示。根据以上图象，发射出去的电磁波图象应是选项中哪一个()B解题指导：载波不能传递信号，低频信号也不能自己单独发射出去，必须进行调制，将载波与信号加在一起才能发射出去传送信息。解析：振荡器产生高频等幅振荡，话筒结构是里边有碳膜电阻，它的阻值随压力变化而变化。当我们对着它说话时，空气对它的压力随着声音而变化，那么它的电阻也就随声音信号而变化，振荡电流的振幅也就随着声音信号而变化，这就是调制。它不但影响了正半周，也影响了负半周，故选B。〔对点训练1〕(多选)要提高LC振荡电路辐射电磁波的本领，应该采取的措施是()A．增大电容器极板间距B．使振荡电容器的正对面积足够大C．尽可能使电场和磁场分散开D．增加回路中的电容和电感AC解析：要提高LC振荡电路辐射电磁波的本领，应从两个方面考虑，一是提高振荡频率，二是使电磁场尽可能地分散开，所以C正确；由f＝12πLC可知，当增大电容器极板间的距离时，C变小，f增大，A正确；使电容器正对面积变大，C变大，f变小，B错误；增大回路中的L、C，f变小，D也错误。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？探究二电磁波的接收提示：天线用以接收空中的电磁波；通过调谐电路选出我们所需要的信号。,1．接收方式用天线和地线组成的接收电路来接收电磁波。2．通过电谐振来选台：(1)电谐振：当接收电路的固有频率跟接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，类似于机械振动中的共振。(2)调谐：使接收电路发生电谐振的过程。(3)通过解调获取信号。解调：把声音或图象等信号从高频振荡电流中还原出来的过程。检波：调幅波的解调称为检波。3．无线电波的接收天线接收到的所有的电磁波，经调谐选择出所需要的电磁波，再经解调取出携带的信号，放大后再还原成声音或图象的过程。4．接收电路示意图(多选)关于无线电波的接收，下列说法中正确的是()A．当接收电路的固有频率跟接收到的电磁波频率相同时，该电磁波在接收电路中激起的感应电流最大B．使接收电路中产生电谐振的过程叫做调谐C．收音机的接收电路是LC振荡回路D．从接收到的高频率振荡中“检”出所携带的信号，叫做调谐解题指导：要理解调制、调谐、检波等概念，并能清楚地区分它们。ABC解析：接收电路与电磁波发生电谐振时，即接收电路的固有频率等于电磁波的频率时，电路中激起的感应电流最大，选项A正确；根据调谐概念可知，选项B正确，D错误；收音机的接收电路是LC回路，选项C正确。〔对点训练2〕(多选)图中(a)为一个调谐接收电路，图(b)、图(c)、图(d)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C．i2是L2中的电流图象D．i3是流过耳机的电流图象ACD解析：L2中由于电磁感应，产生的感应电动势的图象同(a)图相似，但是由于L2和二极管D串联，所以当L2的电压与二极管D反向时，电路不通，因此这时L2没有电流，所以L2中的电流图象应是(b)图。高频部分通过C2，通过耳机的电流如同(c)图中的i3，只有低频的音频电流，故选项A、C、D正确。核心素养提升1．无线电波的发射和接收过程2．电磁波的传播特点传播形式适合的波段特点地波沿地球表面空间传播长波、中波、中短波衍射能力较强天波靠大气电离层的反射传播中短波、短波反射能力较强空间波沿直线传播短波、超短波、微波穿透能力较强(多选)关于电磁波的传播，下列叙述正确的是()A．电磁波频率越高，越宜用地波传播B．电磁波频率越高，越易沿直线传播C．短波最适宜以天波形式传播D．电磁波在各种介质中传播时波长恒定解析：由υ＝λf可知，电磁波频率越高，波长越短，衍射能力越差，不宜用地波传播，频率高的电磁波跟光的传播相似，沿直线传播，故选项B正确，选项A错误；电离层对短波吸收少反射多，故适宜以天波形式传播，选项C正确；电磁波在不同介质中传播时，由υ＝λf，可判断出波长改变，选项D错误。BC