版选修3_4.ppt

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1、3 电磁波的发射和接收,一、电磁波的发射 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_的振荡频率,频率越高,发射电磁波的 本领越大。 (2)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。,足够高,开放电路,2.开放电路:在实际的开放电路中,线圈的一端用导线 与大地相连,这条导线叫作_;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作 _。调制的方法有两种:一种叫调幅,使高频电磁波 的_随信号的强弱而变;另一种叫调频,使高频电磁 波的_随信号的强弱而变。,地线,调制,振幅,频率,二、无线电波的接收 1.接收原理:电磁波

2、在传播时遇到导体会使导体中产生 感应电流,所以导体可用来接收电磁波,这个导体就是 接收_。 2.电谐振:当接收电路的_跟接收到的电磁波 的_相同时,接收电路中产生的振荡电流最强,这种 现象叫作电谐振。,天线,固有频率,频率,3.调谐:使接收电路产生_的过程叫作调谐。 4.解调:使声音或图像信号从接收到的_中还 原出来,这个过程是调制的逆过程,叫作解调。 5.无线电波:波长大于_(频率低于300GHz)的电磁波 称作无线电波,并按波长分成若干个波段,如长波、中 波、短波、微波等。,电谐振,高频电流,1mm,【预习诊断】 1.请判断下列说法的正误。 (1)接收天线必须利用导体材料制作。 ( ) (

3、2)利用接收天线接收到的信号可以直接还原成声音或图像。 ( ) (3)无线电波遇到导体,就可以在导体中激起同频率的振荡电流。 ( ),(4)波长越短的无线电波,越接近直线传播。 ( ) (5)电视台发射的是带有信息的无线电波。 ( ),提示:(1)。电磁波能使导体中产生感应电流,不能使绝缘体中产生感应电流。 (2)。利用接收天线接收到的信号需要先经过解调才能还原成声音或图像。 (3)。无线电波在传播过程中,遇到障碍物就被吸收一部分,遇到导体,会在导体内产生涡流(同频率的振荡电流)。,(4)。波长越短,传播方式越接近光的直线传播。 (5)。电视台发射的是带有信息的无线电波。,2.(多选)关于电磁

4、波的传播,下列叙述正确的是( ) A.电磁波频率越高,越容易沿地面传播 B.电磁波频率越高,越容易沿直线传播 C.电磁波在各种介质中传播的波长恒定 D.只要有三颗同步卫星在赤道上空传递微波,就可把信号传遍全世界,【解析】选B、D。由c=f可判定:电磁波频率越高,波长越短,衍射性越差,不易沿地面传播,而跟光的传播相似,沿直线传播,故选项B正确,A错误;电磁波在介质中传播时,频率不变,而传播速度改变,由v=f可知波长改变,故选项C错误;由于同步卫星相对地面静止在赤道上空36000km高的地方,用它作微波中继站,只要有三颗互成120的同步卫星,就几乎可覆盖全球。故选项D正确。,知识点一 电磁波的发射

5、 探究导入: 如图甲、乙所示是发射电磁波时常用的信号调制方式,请问这两种调制方式有什么不同?,提示:甲图中高频电磁波的振幅随信号的强弱而改变,乙图中高频电磁波的频率随信号的强弱而改变。,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。,【特别提醒】 需要传送的电信号必须经过调制才能向外发射,常用的调制方式有调频和调

6、幅两种。,【典题过关】 【典例】(2018金华高二检测)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.增大电容器两极板的电压,【正确解答】选B。根据f= 及v=f可知, =2v ,增大电容器电容,可以增大发射电磁波 的波长,由C= 可知,减小电容器两极板的距离、增 大正对面积都可以增大电容器电容,故选项B正确。,【过关训练】 1.(多选)关于无线电波的发射过程,下列说法中正确的是 ( ) 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

7、号加到高频电流上 D.必须使用开放回路,【解析】选A、C、D。电磁波的发射过程中,一定要对低频输入信号进行调制,用开放电路发射;为了有效地向外发射电磁波,必须把传输信号加到高频电流上,A、C、D三项正确。而产生电谐振的过程是在接收电路,B项不正确。,2.(多选)关于调制器的作用,下列说法正确的是( ) A.调制器的作用是把低频信号的信息加载到高频电磁波上去 B.调制器的作用可以是把低频信号的信息加载到高频电磁波的振幅上去 C.调制器的作用可以是把低频信号的信息加载到高频电磁波的频率上去 D.调制器的作用是将低频信号变成高频信号,再放大后直接发射出去,【解析】选A、B、C。调制器的作用是把低频信

8、号加载到高频振荡信号上去,选项A对,D错;如果高频信号的振幅随低频信号的变化而变化则是调幅,选项B对;如果高频信号的频率随低频信号的变化而变化则是调频,选项C对。,【补偿训练】 1.为了使需要传递的信息(如声音、图象等)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。声音、图象信号的频率很低,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.关于无线电广播发射过程中的振荡器的作用,下列说法正确的是 ( ) A.振荡器的作用是产生等幅高频信号 B.振荡

9、器的作用是产生低频音频信号 C.振荡器的作用是产生高频音频信号 D.振荡器的作用是产生等幅低频信号 【解析】选A。振荡器的作用是产生等幅高频信号,故A正确。,3.实际发射无线电波如图所示,高频振荡器产生高频等幅振荡如图甲所示,人对着话筒说话产生低频振荡如图乙所示,根据这两个图象,发射出去的电磁波图象应是图中的( ),【解析】选B。振荡器产生高频等幅振荡,话筒里边有碳膜电阻,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。,【误区警示】“调幅

10、”和“调频”是调制的两种不同方式 (1)高频电磁波的振幅随信号的强弱而变的调制方式叫调幅,一般电台的中波、中短波、短波广播以及电视中的图象信号采用调幅波。 (2)高频电磁波的频率随信号的强弱而变的调制方式叫调频,电台的立体声广播和电视中的伴音信号采用调频波。,知识点二 电磁波的接收 探究导入: 在我们周围空间中存在许许多多电磁波,要想接收到对我们有用的电磁波,首先需要我们做的是什么? 提示:首先需要我们做的就是想办法从众多的电磁波中把我们所需要的电磁波选择出来。,【归纳总结】 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

11、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:把声音或图像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像的过程。,【典题过关】 【典例】(多选)(2018台州高二检测)要接收到载有音频信号的电磁波,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,【正确解答】选C、D。要接收电磁波,收

12、听节目就必须先把电磁波有选择性地接收下来,这一过程叫作调谐,然后把音频信号从电磁波中“卸载”下来,这一过程叫作解调,故选项A、B错误,选项C、D正确。,【过关训练】 1.(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,应 ( ) A.增多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C、D。当调谐电路的固有频率等于接收电 磁波的频率时,发生电谐振才能较好地收到电台信号, 本题中收不到信号的原因是调谐电路的固有频率低,由 f= 知,在C无法再调节的情况下,可减小L以提高f, 故C、D

13、正确。,2.一台无线电接收机,当接收频率为535kHz的信号时,调谐电路里电容器的电容是360pF。如果调谐电路里的电感线圈保持不变,要接收频率为1605kHz的信号时,调谐电路里电容器的电容应变为 ( ) A.40 pF B.120 pF C.1 080 pF D.3 240 pF,【解析】选A。由f= 得 因为f1=535103Hz、f2=1605103Hz、L1=L2、C1=360pF,解得C2=40pF,故选项A正确。,【补偿训练】 1.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 ( ) A.因为收听到的电台离收音机最

14、近 B.因为收听到的电台频率最高 C.因为接收到的电台电磁波能量最强 D.因为接收到的电台电磁波与收音机调谐电路的频率相同,产生了电谐振,【解析】选D。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。,2.使接收电路产生电谐振的过程叫 ( ) A.调幅 B.调频 C.调谐 D.检波 【解析】选C。使接收电路产生电谐振的过程叫调谐,故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.天线处在变化的电磁场中,天线中产生感应电流,相当于电源,通过馈线输送给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,通过馈线输送给LC电路,C

15、.天线只是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,【解析】选A。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,此电流通过馈线输送给LC电路,此电流中空间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信号对应的电流最强,然后再通过解调处理进入后面的电路,故选项A正确,B、C、D错误。,【拓展例题】考查内容:f= 的应用技巧 【典例】一台收音机的接收频率范围从f1=2.2MHz到f2=22MHz;设这台收音机能接收的相应波长范围从 1到2,调谐电容器的相应电容变化范围从C1到C2,那么波长之比和电容之比分别为多少?,【正确解答】由c=f可得= ,故 由f= 可得C= ,故 答案:1001,