电磁波的发射和接收 每课一练

电磁波的发射和接收 每课一练
电磁波的发射和接收 每课一练

4.3 电磁波的发射和接收作业

1.关于无线电波的发射过程,下列说法正确的是().

A.必须对信号进行调制

B.必须使信号产生电谐振

C.必须把传输信号加到高频电流上

D.必须使用调幅的方法

解析电磁波的发射过程中,为了将低频信号发射出去,一定要对发射的电磁信号进行调制,调制的方法有两种,一是调幅、二是调频,故A、C正确.答案AC

2.下列关于无线电广播的叙述中,不正确的是().

A.发射无线电广播信号必须采用调频方式

B.发射无线电广播信号必须进行调制

C.接收无线电广播信号必须进行调谐

D.接收到无线电广播信号必须进行解调才能由扬声器播放

解析发射无线电广播信号必须经过调制,可以采用调频,也可以采用调幅,所以A错误,B正确;接收无线电信号必须经过调谐也就是选台,C正确;

由于无线电波中有高频信号,所以要经过解调将低频信号检出,才能由扬声器播放,D正确.答案 A

3.下列对无线电广播要对电磁波进行调制的原因的说法正确的是().A.经过调制后的高频电磁波向外辐射能量的本领更强

B.经过调制后的电磁波在空间传播得更快

C.经过调制后的电磁波在空间传播波长才能不变

D.经过调制后的高频电磁波才能把我们要告知对方的信号有效地传递出去解析要将电磁波有效地发射出去,必须有足够高的频率,而需要传递的声音信号通常频率较低,无法直接发射,必须借助于载波携带,因此必须通过调制将信号加到载波上才能有效地向远处传递,从而把我们要告知对方的信

号有效地传递出去.故D选项正确.答案 D

4.一台最简单的收音机,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

解析最简单的收音机具有调谐电路和检波电路.答案AD

5.关于电视信号的发射,下列说法正确的是().

A.摄像管输出的电信号可以直接通过天线向外发射

B.摄像管输出的电信号必须“加”在高频等幅振荡电流上,才能向外发射C.伴音信号和图像信号是同步向外发射的

D.摄像管摄取景物并将景物反射的光转化为电信号,实现光电转换

解析摄像管输出的电信号频率低,不易直接发射出去,必须“加”在高频等幅振荡电流上才能发射出去;伴音信号和图像信号是同步发射的;摄像过程实现的是光电转换.故正确答案为B、C、D.答案BCD

6.下列关于信息传递的说法中,正确的是().

A.声、光和电磁波中,只有电磁波能够传递信息

B.固定电话、移动电话、广播和电视都是利用导线中的电流传递信息的C.摄像机拍得的物体图像,直接通过发射天线发射传播信息

D.微波通信、卫星通信、光纤通信、网络通信都可以用传递信息

解析声音可以传递信息,人们非常的熟悉,光也可以传递信息,所以A项错;移动电话、无线电广播和电视都是无线传递的,所以B项错;摄像机拍得的物体图像,通过调制高频的无线电波到发射天线发射传播信息,C项错;

只有D项对.答案 D

7.一位观众在某剧场观看演出,他的座位离扬声器有20 m远;另一位观众在家里的电视机旁收看实况转播,他的家离剧场20 k m远,那么,他们两人谁先听到演员的歌声?(声速约为340 m/s)

解析声波传播20 m所需时间:t1=20

340s≈5.9×10-

2 s

电磁波传播20 k m所需时间:t2=20×103

3.0×108

s≈6.7×10-5 s

t2

答案电视机旁的观众先听到演员的歌声

8.早期电视机接收的频道为1~12频道(48.5 MHz~223 MHz),全频道电视机所接收的频道除1~12频道外,还包括13~56频道(470 MHz~862 MHz).试求:早期电视机和全频道电视机所接收的无线电波的波长范围.

解析不同频率的电磁波在真空中的传播速度都相同.根据电磁波的波长、波速和频率的关系c=λf和电磁波在真空中的传播速度c=3×108m/s,可得对应于频道中最低频率和最高频率的波长分别是:

λ1=c

f1=3×108

48.5×106m=6.19 m,λ2=

c

f2=

3×108

223×106

m=1.35 m,

λ3=c

f3=3×108

470×106m=0.64 m,λ4=

c

f4=

3×108

862×106

m=0.35 m,

所以,早期电视机接收的无线电波的波长范围为1.35 m≤λ≤6.19 m,全频道电视机接收的无线电波的波长范围除上述波长范围外,还包括0.35 m≤λ≤0.64 m.

9.某无线电广播的中波波段波长限定在300~3 000 m的范围内.为了避免邻近电台的干扰,两个电台的频率范围至少相差104 Hz,则此波段中最多能容纳的电台数约为多少个?

解析本题可用电磁波的速度、频率、波长的关系式f=c

λ求出中波波段的频率范围,然后再除以两电台的频率差104 Hz,便可求出此波段中最多容纳的

电台数.由公式f=c

λ,c=3.0×10

8 m/s,λ1=300 m,λ2=3 000 m得:

f1=c

λ1=3.0×108 m/s

300 m=1×10

6 Hz,

f2=c

λ2=3.0×108 m/s

3 000 m=1×10

5 Hz.

可见该波段频率范围为1×105~1×106 Hz.

最多容纳的电台数为:n=1×106-1×105

104个=90个.

答案90个

电磁波的发射和接收

课题电磁波的发射和接收信息传递电磁波谱 探究热身 1)叫调制, 目前调制方式有调幅(AM)和调频(FM),调幅(AM)的特点是: ,调频(FM)的特点: 2)下面两组图象中能说明调幅特点的是组,能说明调频特点的是组。 甲(乙) 3)叫调谐,叫解调。无线电波的接收需要经过和两个过程? 4)电磁波在真空中传播的速度________3×108m/s.(填“大于”、“小于”或“等于”) 我们可以用电磁波来传递________信号和________信号. 5)可见光的波长在到之间。 学习交流 探究一有效的向外发射电磁波的条件 (1)要有足够高的振荡频率,因为频率越高,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,才有可能有效的将电磁场的能量传播出去。 改造振荡电路——由闭合电路成开放电路(对照教材P81 图14.3-1) 可以有效的向外界发射电磁波? 探究一电磁波的接收

典例分析 【例1】在电视节目中,我们经常看到主持人与派到热带地区的记者通过同步通信卫星通话,他们之间每一问一答总是迟“半拍”,这是为什么?如果有两个手持卫星电话的人通过同步通信卫星通话,一方讲话,另一方至少要等多长时间才能听到对方的讲话?(已知地球的质量为6.0×1024kg,地球半径为6.4×106 m,万有引力常量为6.67×10-11 N·m2·kg-2) 【例2】一收音机调谐回路中线圈电感是30 μH,电容器可变,最大电容是270 pF,最小电容是30 pF,求接收到的无线电波的波长范围多大? 自主检测 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.检波 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 3、无线电广播中波段的波长范围为187~560米,为了避免邻台干扰,两个相邻电台的频率至少相差104赫,则在此波段中,最多能容纳的电台数约:( ) A、500个 B、100个 C、187个 D、20个。 4、为了实现全球的电视转播,下面的措施中正确的是() A.至少发射四颗同步卫星,在赤道平面上空运行 B.至少需发射三颗同步卫星,在赤道平面上空运行 C.只需发射一颗同步卫星,绕着通过南、北极的上空运行 D.至少需发射三颗同步卫星,绕着通过南、北极的上空运行 课后练习 教材P84 1 3 4

第4章3电磁波的发射和接收

第四章电磁波及其应用 三、电磁波的发射和接收 1.使载波随着发送的信号而改变的过程叫作 A.调谐B.检波 C.调制D.解调 解析把信息加在载波上,使载波随信号而改变,这种技术叫调制。 答案 C 2.下列说法中正确的是 A.无线电技术中使用的电磁波叫作无线电波 B.无线电波在真空中的波长范围从几米到几十千米 C.无线电波的频率越低越容易发射 D.发射无线电波的目的是为了向远处传送电能 解析无线电技术中使用的电磁波叫无线电波,故A正确。无线电波的波长一般在几毫米到几十千米,故B错误,无线电波频率越高越容易发射,发射无线电波的目的主要是为了输送信号,故C、D错误。 答案 A 3.下列关于手机的说法中正确的是 A.手机仅能发射电磁波 B.手机仅能接收电磁波 C.手机既能发射电磁波又能接收电磁波 D.手机通话时,不需要基站进行中转 解析手机既能传送信息又能接收信息,故既能发射也能接收电磁波,当手机与其他用户通话时,必须通过基站中转。所以A、B、D错误。 答案 C 4.电视机换台时,实际上是在改变 A.电视台的发射频率 B.电视机的接收频率

C.电视台发射的电磁波的波速 D.电视机接收的电磁波的波速 解析电视机接收到的电磁波的频率不同,从而收看到的电视频道不同,所以换台是改变电视机的接收频率。 答案 B [限时45分钟,满分60分] 一、选择题(每小题4分,共36分) 1.以下说法中,正确的是 A.电视和录音机都能接收电磁波 B.无线电广播用长波 C.电视使用短波 D.kHz表示千赫,MHz表示兆赫 解析录音机的工作原理是把磁带里包含有的磁信号还原为声音,与接收电磁波毫无关联;电磁波里的长波不用作无线电广播,只有中、短波才用作无线电广播;电视的传播使用微波而不是短波;在收音机里常有符号kHz和MHz,它们分别代表千赫和兆赫。 答案 D 2.下列应用没有利用电磁波技术的是 A.无线电广播B.移动电话 C.雷达D.白炽灯 解析白炽灯利用的是电流的热效应,其余三个选项应用的是电磁波技术,选项D正确,A、B、C错误。 答案 D 3.(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 解析最简单的收音机具有调谐电路和检波电路。 答案AD 4.手机A拨手机B时,手机B发出铃声,屏上显示A的号码,若将手机A置于一真空玻璃罩中,用手机B拨手机A,则

无线电波的发射与接收

第一章无线电波的发射与接收 我们在物理学的学习中知道,通有交流电的导线,会在它周围产生变化的磁场,变化的磁场又能在它周围引起变化的电场,而变化的电场还将在它周围更远的空间引起变化的磁场。这种不断交替变化,由近及远传播的电磁场就叫电磁波。无线电技术中使用的电磁波叫无线电波。 无线电广播、电视广播都是利用无线电波进行传播信号的。现代通讯离不开无线电波。本章将介绍无线电波的波长、频率、波段划分,以及它的发射与接收。 第一节无线电波的波长、频率与波段划分 一、无线电波波段的划分 表1-1无线电波波段的划分 理论和实验都可以证明,无线电波在真空中的传播速度跟实验测得的光速相等,即 C=3.0×108m/s 无线电波在一个振荡周期T内传播的距离叫做波长。波长、频率和无线电波传播速度c的关系为 λ=c/f

式中:λ一无线电波的波长,单位m ; c 一无线电波的传播速度,单位m/s; f 一无线电波的频率,单位H Z 无线电波的波长从不到一毫米到几十千米(频率范围由几十千赫到几十万兆赫)。通常根据波长〔频率)把无线电波划分成几个波段,如表1-1所示。 二、无线电波的传播 无线电波是横波,即电场和磁场的方向都跟波的传播方向垂直。在无线电波中各 处 的电场强度和磁感应强度的方向也总是互相垂直的,如图1-1所示。不同波长的电磁波,传播特性不相同;其传播方式大致可分为地波、天波和空间波三种形式。 (一)地波 沿地球表面空间向外传播的无线电波叫地波,如图1-2(a)所示。波具有衍射特性,当无线电波的波长大于或相当于山坡、建筑物等障碍物的尺寸时,它可以绕过障碍物继续向前传播。 地球是导体,地波沿地面传播时,地球表面因电磁感应而产生感应电流,因此要消耗能量,并且能量损耗随频率升高而增大。考虑到能量损失,只有中、长波才利用地波方式传播。由于地波传播稳定可靠,在超远 程无线电通讯和导航等方面多采用中长波。 图1-1无线电波传播示意图 (二)天波 依靠电离层的反射作用传播的无线电波叫做天波,如图1-2(b 〕所示。在地球表面的大气层中,大约在60km 到400km 的范围内,由于太阳光的照射,气体分子分解为带正电的离子和自由电子,这就是电离层。电离层一方面可以反射无线电波,反射本领随频率增大而减小。实践表明,波长短于10m 的微波会穿过电离层飞向宇宙,它只能反射短波或波长更长的无线电波。电离层另一方面要吸收无线电波,吸收本领随频率减小而增大,中波和中短波一部分被吸收,因此,只有短波多采用天波方式传播。 天波传播受外界影响较大,它与电离层强度、太阳辐射强度等多种因素有关,.由于这些原因,收音机夜晚收到的电台比白天多, (三)空间波 沿直线传播的无线电波叫做空间波,它包括由发射点直接到达接收点的直射波和经地面反射到接收点的反射波,如图1-2(C 〉所示。

14.3电磁波的发射和接收教案

电磁波的发射和接收 【教学目标】 (一)知识与技能 1.了解无线电波的波长范围。 2.了解无线电波的发射过程和调制的简单概念。 3.了解调谐、检波及无线电波接收的基本原理。 (二)过程与方法 通过观察总结了解无线电波的基本应用,了解现代技术的应用方法,学会基本原理。 (三)情感、态度与价值观 通过对无线电波应用原理的基本认识感悟科学技术的价值和重要性。端正科学态度,培养科学的价值观。 【教学重点】对本节基本概念的理解。 【教学难点】对调谐的理解,无线电波发射与接收过程。 【教学方法】演示推理法和分析类比法 【教学用具】信号源,示波器,收音机,录音机,调频发射机,计算机多媒体,实物投影仪等。 【教学过程】 (一)引入新课 师:在信息技术高速发展的今天,电磁波对我们来说越来越重要,无论是广播、电视还是无线电通信以及航空、航天中的自动控制和通信联系,都离不开电磁波.在无线电技术中使用的电磁波叫做无线电波,那么无线电波是怎样发射和接收的呢?这节课我们就来学习电磁波的发射和接收。 (二)进行新课 1.无线电波的发射 师:请同学们讨论,在普通LC振荡电路中能否有效地发射电磁波? 学生讨论。 生:在普通LC振荡电路中,电场主要集中在电容器的极板之间,磁场主要集中在线圈内部。在电磁振荡过程中,电场能和磁场能的相互转化主要是在电路内部完成的,辐射出去的能量很少。不能有效地发射电磁波 师:有效地发射电磁波的条件是什么? 学生阅读教材有关内容。 师生总结:要有效地向外发射电磁波,振荡电路要满足如下条件: (1)要有足够高的振荡频率。 (2)振荡电路的电场和磁场必须分散到尽可能大的空间,才能有效地把电磁场的能量传播出去。

电磁波的发射和接收

【教学目标】 (一)知识与技能 1.了解无线电波的波长范围。 2.了解无线电波的发射过程和调制的简单概念。 3.了解调谐、检波及无线电波接收的基本原理。 (二)过程与方法 通过观察总结了解无线电波的基本应用,了解现代技术的应用方法,学会基本原理。 (三)情感、态度与价值观 通过对无线电波应用原理的基本认识感悟科学技术的价值和重要性。端正科学态度,培养科学的价值观。 【教学重点】对本节基本概念的理解。 【教学难点】对调谐的理解,无线电波发射与接收过程。 【教学方法】演示推理法和分析类比法 【教学过程】 (一)引入新课 师:在信息技术高速发展的今天,电磁波对我们来说越来越重要,无论是广播、电视还是无线电通信以及航空、航天中的自动控制和通信联系,都离不开电磁波.在无线电技术中使用的电磁波叫做无线电波,那么无线电波是怎样发射和接收的呢这节课我们就来学习电磁波的发射和接收。 (二)进行新课 1.无线电波的发射 学生讨论。 师:有效地发射电磁波的条件是什么 学生阅读教材有关内容。 师生总结:要有效地向外发射电磁波,振荡电路要满足如下条件: (1)要有足够高的振荡频率。 (2)振荡电路的电场和磁场必须分散到尽可能大的空间,才能有效地把电磁场的能量传播出去。 师生一起讨论后,引出开放电路的概念。将闭合电路变成开放电路就可以有效地把电磁波发射出去。 如图所示,是由闭合电路变成开放电路的示意图。 师:无线电波是由开放电路发射出去的。 讲解:在实际应用中常把开放电路的下端跟地连接。跟地连接的导线叫做地线。线圈上部接到比较高的导线上,这条导线叫做天线。天线和地线形成了一个敞开的电容器,电磁波就是由这样的开放电路发射出去的。电视发射塔要建得很高,是为了使电磁波发射得较远。实际发射无线电波的装置中还需在开放电路旁加一个振荡器电路与之耦合,如图所示。 振荡器电路产生的高频率振荡电流通过l2与l1的互感作用,使l1也产生同频率的振荡电流,振荡电流在开放电路中激发出无线电波,向四周发射. 师:发射电磁波是为了利用它传递某种信号。例如无线电报传递的是电码符号,无线电广播传递的是声音,电视广播传递的不仅有声音,还有图像。这就要求发射的电磁波随信号而改变。电磁波是怎样传递这些信号的呢 讲解:在电磁波发射技术中,如果把这种电信号“加”到高频等幅振荡电流上,那么,载有信号的高频振荡电流产生的电磁波就载着要传送的信号一起发射出去。把要传递的信号“加”到高频等幅振荡电流上,使电磁波随各种信号而改变的技术叫做调制。 进行调制的装置叫做调制器。要传递的电信号叫做调制信号。 使高频振荡电流的振幅随调制信号而改变叫做调幅(am)。

最新14.3 电磁波的发射和接收教案

14.3 电磁波的发射和接收 【教学目标】 (一)知识与技能 1.了解无线电波的波长范围。 2.了解无线电波的发射过程和调制的简单概念。 3.了解调谐、检波及无线电波接收的基本原理。 (二)过程与方法 通过观察总结了解无线电波的基本应用,了解现代技术的应用方法,学会基本原理。 (三)情感、态度与价值观 通过对无线电波应用原理的基本认识感悟科学技术的价值和重要性。端正科学态度,培养科学的价值观。 【教学重点】对本节基本概念的理解。 【教学难点】对调谐的理解,无线电波发射与接收过程。 【教学方法】演示推理法和分析类比法 【教学用具】信号源,示波器,收音机,录音机,调频发射机,计算机多媒体,实物投影仪等。 【教学过程】 (一)引入新课 师:在信息技术高速发展的今天,电磁波对我们来说越来越重要,无论是广播、电视还是无线电通信以及航空、航天中的自动控制和通信联系,都离不开电磁波.在无线电技术中使用的电磁波叫做无线电波,那么无线电波是怎样发射和接收的呢?这节课我们就来学习电磁波的发射和接收。 (二)进行新课 1.无线电波的发射 师:请同学们讨论,在普通LC振荡电路中能否有效地发射电磁波? 学生讨论。 生:在普通LC振荡电路中,电场主要集中在电容器的极板之间,磁场主要集中在线圈内部。在电磁振荡过程中,电场能和磁场能的相互转化主要是在电路内部完成的,辐射出去的能量很少。不能有效地发射电磁波 师:有效地发射电磁波的条件是什么? 学生阅读教材有关内容。 师生总结:要有效地向外发射电磁波,振荡电路要满足如下条件: (1)要有足够高的振荡频率。 (2)振荡电路的电场和磁场必须分散到尽可能大的空间,才能有效地把电磁场的能量传播出去。

电磁波的发射与接收

电磁波的发射与接收 (1)把收音机开关打开,调节调谐旋钮到收不到电台的位置,然后拉一下室内电灯的拉线开关,你就会听到收音机喇叭里发出“咔嗒”的响声,这是由于电灯的开关即将接通时产生火花放电形成的高频电磁波被收音机接收的缘故。开启日光灯开关时效果更明显,这是由于日光灯电路中的起辉器的双金属片断开时镇流器产生较高的自感电动势,使放电更为强烈。 在夏日雷雨的天气里,远方的闪电产生的电磁波也能被收音机收到,你可以听到一连串的“咔嗒”声响,而这个声响比你听到的雷声要提前发生。这是由于电磁波在空气中的传播速度接近真空中的光速,比声速要大得多。你可以用手表测量一下收音机里的声响与雷声的时间差,由此可以推算出发生雷电的地方离你有多远。 (2)把收音机的后盖打开,接通电源,转动调谐旋钮,可以看到该旋钮与调谐电路中的可变电容器的动片连动,调到一定位置即可收到某一电台的播音。若接收其他电台的播音,必须改变可变电容器动片转过的角度。由此可以说明调谐的作用:调节LC电路的固有频率,使它与外来电磁波的频率相同,从而使感应电压达到最大值。 如果能借用一台教学信号源(或学生信号源),则实验的内容可以更深入。在信号源的高频输出端上接一个用粗铜丝(或铝丝)弯成的单股圆环(圆环固定在绝缘座上),作为发射天线。实验时把收音机放在天线旁,使收音机里的磁棒轴线与圆环天线的轴线在同一直线上,如图2.6-1所示。如果没有铜环,也可以将一条导线的两端连接在信号源的高频输出 端上,再把导线套在收音机的磁棒天线上。 首先把信号源置于高频等幅输出段(开关置于“等幅”位置),频率选择开关置于“频率1”挡,打开收音机开关,无论如何调节也收不到音频信号。如果把信号源的“调幅、等福”开关置于“调幅”位置,低频选择开关置于“1kHZ”挡,此时信号源输出高频调制波,调节收音机的调谐旋钮,就能够收到1千赫兹的音频信号。如果转动信号源的频率选择开关,使调制信号变为500赫兹,2千赫兹,收音机发出声音的频率也随之变化,由此可以说明调 制的作用。

高中物理选修3-4-14-3 电磁波的发射和接收

基础夯实 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.检波 答案:C 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。所以要用高频携带着低频才能向外发射出去。而把低频信号加到高频电磁波上去的过程叫调制。 2.(2011·延边高二检测)简单的、比较有效的电磁波的发射装置,至少应具备以下电路中的() ①调谐电路;②调制电路;③高频振荡电路;④开放振荡电路 A.①②③B.②③④ C.①④D.①②④ 答案:B 解析:比较有效的发射电磁波的装置应该有调制电路、高频振荡电路和开放振荡电路。调制电路是把需要发射的信号装载在高频电磁波上才能发射出去,高频振荡电路能产生高频电磁波,开放振荡电路能把电磁波发送的更远。而调谐电路是在接收端需要的电路。 3.下列关于无线电波的叙述正确的是() A.无线电波是波长从几十千米到几毫米的电磁波 B.无线电波在任何介质中传播速度均为3.0×108m/s C.无线电波不能产生干涉和衍射现象

D.无线电波由真空进入介质传播时,波长变短 答案:AD 解析:无线电波的波长是从几十千米到几毫米的电磁波,故选项A正确;干涉、衍射是一切波都具有的特性,故选项C错误;无线电波由真空进入介质时,波速变小,故选项B错误;由v=λf知,频率不变,波速变小,波长变短,故选项D正确。 4.2008年8月8日号举世瞩目的奥运会在我国北京隆重举行,为了实现全球的电视节目转播,需要借助地球卫星,下列对卫星个数及所处位置的说法正确的是() A.只需要一颗同步卫星,在赤道平面上空运行 B.至少需要三颗同步卫星,在赤道平面上空运行 C.只需要一颗同步卫星,绕着通过南北极的上空运行 D.至少需要三颗同步卫星,绕着通过南北极的上空运行 答案:B 解析:至少需要设置三颗同步卫星,就基本可以覆盖整个地球表面,其中在两极处还有两个小区域无法覆盖。 5.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 答案: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

第十四章 第3节 电磁波的发射和接收

一、无线电波的发射┄┄┄┄┄┄┄┄① 1.要有效地发射电磁波,振荡电路必须具有两个特点 (1)要有足够高的振荡频率,频率越高,发射电磁波的本领越大。 (2)应采用开放电路,振荡电路的电场和磁场必须分散到尽可能大的空间。 2.开放电路 实际应用中的开放电路,线圈的一端用导线与大地相连,这条导线叫做地线,线圈的另一端与高高地架在空中的天线相连。 3.无线电技术 使电磁波随各种信号而改变的技术叫做调制。调制的方法有两种:一是调幅,使高频电磁波的振幅随信号的强弱而变;另一种叫调频,使高频电磁波的频率随信号的强弱而变。 [说明] 电台发射的如声音等信号,都要搭载电磁波发射出去,而不是直接将声音信号转化为电信号发射,这是因为声音信号频率较低,而电台向外发射电磁波要有足够高的频率。实践证明,只有提高发射频率才能提高发射能力,高频振荡信号就是那些有用的低频信号的“载体”,而把频率较低的信号加载到高频信号上去的过程就是调制过程。 ①[选一选] 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.检波 解析:选C把要传递的信息(如声音、图像等)加载到电磁波上发射出去的过程叫做调制,故只有C正确,A、B、D三项应是电磁波接收端需进行的过程。 二、无线电波的接收┄┄┄┄┄┄┄┄② 1.接收原理:电磁波在传播过程中如果遇到导体,会在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 (1)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。它相当于机械振动中的共振。 (2)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的过程。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)把无线电波分为若干波段。不同波段的无线电波的传播特点不一样,发射和接收所用的设备和技术也不相同,因此有不同的用途。 [说明] 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。 ②[判一判] 1.制作天线必须用导体(√) 2.只有接收电路发生电谐振时,接收电路中才有振荡电流(×)

第三节 电磁波的发射和接收教案

第三节电磁波的发射和接收 教学目标: (一)知识与技能 1、了解无线电波的波长范围。 2、了解无线电波的发射过程和调制的简单概念。 3、了解调谐、检波及无线电波接收的基本原理。 (二)过程与方法 通过观察总结了解无线电波的基本应用,了解现代技术的应用方法,学会基本原理。 (三)情感、态度与价值观 通过对无线电波应用原理的基本认识感悟科学技术的价值和重要性。端正科学态度,培养科学的价值观。 教学重点: 对本节基本概念的理解。 教学难点: 对调谐的理解,无线电波发射与接收过程。 教学方法: 演示推理法和分析类比法 教学用具: 信号源,示波器,收音机,录音机,调频发射机,计算机多媒体,实物投影仪等。 教学过程: (一)引入新课 教师:在信息技术高速发展的今天,电磁波对我们来说越来越重要,无论是广播、电视还是无线电通信以及航空、航天中的自动控制和通信联系,都离不开电磁波.在无线电技术中使用的电磁波叫做无线电波,那么无线电波是怎样发射和接收的呢?这节课我们就来学习电磁波的发射和接收。 (二)新课教学 1、无线电波的发射 教师:请同学们讨论,在普通LC振荡电路中能否有效地发射电磁波?

学生讨论。 学生:在普通LC 振荡电路中,电场主要集中在电容器的极板之间,磁场主 要集中在线圈内部。在电磁振荡过程中,电场能和磁场能的相互转化主要是在电 路内部完成的,辐射出去的能量很少。不能有效地发射电磁波。 教师:有效地发射电磁波的条件是什么? 学生阅读教材有关内容。 师生总结:要有效地向外发射电磁波,振荡电路要满足如下条件: (1)要有足够高的振荡频率。 (2)振荡电路的电场和磁场必须分散到尽可能大的空间,才能有效地把电 磁场的能量传播出去。 引导学生讨论:如何改造普通的LC 振荡电路,才能使它有效地发射电磁波? 师生一起讨论后,引出开放电路的概念。将闭合电路变成开放电路就可以有 效地把电磁波发射出去。 如图所示,是由闭合电路变成开放电路的示意图。 教师:无线电波是由开放电路发射出去的。 讲解:在实际应用中常把开放电路的下端跟地连接。跟地连接的导线叫做地 线。线圈上部接到比较高的导线上,这条导线叫做天线。 天线和地线形成了一个敞开的电容器,电磁波就是由这 样的开放电路发射出去的。电视发射塔要建得很高,是 为了使电磁波发射得较远。实际发射无线电波的装置中 还需在开放电路旁加一个振荡器电路与之耦合,如图所 示。 振荡器电路产生的高频率振荡电流通过L 2与L 1的互 感作用,使L 1也产生同频率的振荡电流,振荡电流在开放电路中激发出无线电 波,向四周发射。 L 1 L 2

人教版选修3-4 第十四章 第3节 电磁波的发射和接收 作业

第十四章第3节电磁波的发射和接收 练能力、课后提升 一、选择题 1.在电磁信号传输过程中,把传输的电信号加载在高频等幅电磁波上的过程叫做() A.调制B.调频 C.调幅D.调谐 解析:选A把电信号加载在高频等幅电磁波上的过程叫做调制,调制分为调幅和调频两种方式,选项A正确. 2.(多选)为了有效地把能量以电磁波形式发射到尽可能大的空间,除了使用敞露空间的电路,还可以() A.增大电容器极板间的距离 B.减小电容器极板的面积 C.减小线圈的匝数 D.采用低频振荡电流 解析:选ABC采用开放电路和提高发射频率是提高电磁波发射能力的两 种有效方法,又f= 1 2πLC ,C= εr S 4πkd,可知选项A、B、C正确. 3.手机信息的接收和发射、对讲机信息的接收和发射都靠电磁波,则关于手机和对讲机发射的两列电磁波,下列叙述正确的是() A.频率一定相等B.波长一定相等 C.能量一定相等D.波速一定相等 解析:选D电磁波的频率、波长和能量均由波源决定,而电磁波在相同介质中的传播速度相同,D正确. 4.(多选)调谐电路的可变电容器的动片从完全旋入到完全旋出仍接收不到较高频率电台发出的电信号.要收到电信号,可采取下列哪些措施() A.增加调谐电路中线圈的匝数 B.加大电源电压 C.减少调谐电路中线圈的匝数 D.将线圈中的铁芯取走

解析:选CD 5.(多选)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 解析:选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AD. 6.(多选)如图所示为调幅振荡电流图象,此电流存在于电磁波发射和接收中的哪些阶段()

无线电波的发射和接收

第5节无线电波的发射和接收 一、教学目的 1.无线电波的波长范围 2.了解无线电波的发射与接收; 3.激发学生学习物理的兴趣。 二、教学重点 调制和解调 三、教学难点 调制和解调 四、教学方法 实验演示、启发式教学 五、教学用具 信号源,示波器,收音机,录音机,调频发射机,计算机多媒体,实物投影仪等。 六、教学过程: (复习引入)问题: 1.古代人们有那些传递信息的方式?(烽火台,鸽子,驿站,邮差等) 2.请问现在我们有那些传递信息的方式?(广播,电视,电话,手机,互联网等)(过度):现在的传递方式有线和无线之分,无线主要依靠电磁波,上节课我们学习了什么是电磁波(引导同学简单回忆复习上节内容).在信息技术高速发展的今天,电磁波对我们来说越来越重要,无论是广播、电视还是无线电通信以及航空、航天中的自动控制和通信联系,都离不开电磁波.在无线电技术中使用的电磁波叫做无线电波,那么无线电波是怎样发射和接收的呢? (板书) §18.5 无线电波的发射和接收 一、无线电波 无线电技术中使用的电磁波叫无线电波,无线电报的波长从几毫米到几十千米。 通常根据波长或频率把无线电波分成长波、中波、中短波、短波和微波等几个波段.(教师可以结合教材上的表格,提示学生比较各个波段的波长范围和频率范围,简述各波段无线电波的传播方式以及主要用途.可以适当补充一些实例.)(多媒体显示下表)

波段波长频率传播方式主要用途 长波30000m~3000m 10Kh Z~100kH Z 地波超远程无线电通信和导航 中波300m~200m 100kH Z~1500kH Z 地波和天波调幅无线电广 播电报通信中短波200m~50m 1500kH Z~6000kH Z 短波50m~10m 6MH Z~30MH Z 天波 微波 米波 (VHF) 10m~1m 30MH Z~300MH Z 近似直线传 播 调频无线电广 播电视导航分米波 (UHF) 1m~0.1m 300MH Z~3000MH Z 直线传播 电视 雷达 导航 厘米波10cm~1cm 3000MH Z~30000MH Z 毫米波10mm~1mm 30000MH Z~300000MH Z 二、无线电波的发射 1.要有效地向外发射电磁波,振荡电路必须具有两个特点: (1)要有足够高的振荡频率,理论研究表明,振动电路向外辐射能量的本领,即单位 时间内辐射出去的能量,与频率的四次方成正比,频率越高,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,才能有效地把电磁场的能量传播出去。 2.开放电路:(多媒体演示) 3.无线电波是由开放电路发射出去的。 在实际应用中常把开放电路的下端跟地连接。跟地连接的导 线叫做地线。线圈上部接到比较高的导线上,这条导线叫做天线。 天线和地线形成了一个敞开的电容器,电磁波就是由这样的开放 电路发射出去的。电视发射塔要建得很高,是为了使电磁波发射 L1 L2

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