2019-2020学年高中物理 第14章 3 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3电磁波的发射和接收[学习目标]1.能说出电磁波的发射、传播和接收的过程．知道无线电通信的基本原理．(重点)2.能正确区分调制、调幅、调频、调谐、解调等概念．(难点)3.能结合生活实际，说出无线电通信在生活中的应用．自主探新知预习一、电磁波的发射1．发射电磁波的振荡电路的特点(1)要有______的振荡频率：频率____，发射电磁波的本领越大．(2)振荡电路的电场和磁场必须分散到尽可能大的空间，因此采用____电路．足够高越高开放2．电磁波的调制调制在电磁波发射技术中，使电磁波随各种信号而改变的技术调幅(AM)使高频电磁波的____随信号的强弱而变的调制技术分类调频(FM)使高频电磁波的____随信号的强弱而变的调制技术振幅频率二、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________，因此，空中的导体可以用来接收电磁波．2．电谐振与调谐(1)电谐振：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的现象．(2)调谐：使接收电路产生______的过程．感应电流固有频率频率电谐振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____的逆过程．4．无线电波技术上把波长____________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：____、____、中短波、短波、____．调制大于1mm长波中波微波1．思考判断(正确的打“√”，错误的打“×”)(1)频率越高，振荡电路发射电磁波本领越大．()(2)电视台发射的电磁波都经过了调制．()(3)当接收电路的固有频率和电磁波频率相同时，出现谐振现象．()(4)收音机能够直接接收声波．()(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．()√√√×√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．增加辐射波的频率C．使振荡电容的正对面积足够小D．尽可能使电场和磁场分散开E．减小回路中的电容和电感BCE[提高电磁波发射本领(功率)应增大f，电磁场应尽可能扩散到周围空间，形成开放电路．f＝12πLC，C＝εrS4πkd，要使f增大，应减小L或C，故正确答案为B、C、E.]3．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E．振荡电路的频率越高，产生的电磁波在空间传播越快BCD[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，B、C、D正确．]合作攻重难探究电磁波的发射1．发射电磁波的条件(1)要有足够高的振荡频率．理论研究表明，振荡电路向外辐射能量的本领，即单位时间内辐射出去的能量，与振荡频率密切相关，频率越高，发射电磁波的本领越大．(2)开放电路，要使振荡电路的电场和磁场必须分散到尽可能大的空间．2．电磁波的发射示意图(如图所示)【例1】为子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．减小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．向外抽出铁芯E．提高供电电压ABD[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＝12πLC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．故选ABD.]1．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，用调制器将需要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．2．一般电台的中波、中短波、短波广播以及电视中的图像信号，都采用调幅波；电台的调频广播和电视中的伴音信号，都采用调频波．低频信号类比成货物，高频波类比成运载工具，调制的过程类比成将货物装载到运载工具上．1．为了把需要传递的信号(图像、声音等)加载到电磁波上发射出去，必须对振荡电流进行________．(填“调谐”“调制”或“解调”)[解析]信息(声音或图像等)转化为电信号后，往往由于信号频率低不能直接用来发射，需要把要传递的电信号“加载”到高频电磁波上，这就是调制．[答案]调制电磁波的接收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[由于f＝12πLC，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，即减少谐振线圈数，选项C错误，D正确；频率f与电源电压无关，选项A、B错误．]相近概念的辨析技巧(1)调频和调幅：这是调制的两种方式，使电磁波的频率随信号改变的调制方式叫调频；使电磁波的振幅随信号改变的调制方式叫调幅．(2)调制和解调：把低频电信号加载到高频等幅振荡电流上叫调制；把低频电信号从高频载波中检出来叫解调，是调制的逆过程．2．世界各地有许多无线电台同时广播，用收音机一次只能收听到某一电台的播音，而不是同时收听到许多电台的播音，其原因是因为接收到的电台电磁波与收音机调谐电路的固有频率________，产生了________．[解析]选台就是调谐过程，使f固＝f电磁波，在接收电路中产生电谐振，激起的感应电流最强．[答案]相同电谐振课堂小结知识脉络1.有效地发射电磁波的两个条件．2．调制、调幅、调频在电磁波发射过程中的作用．3．调谐、解调、电谐振在电磁波接收过程中的作用.