《2018-2019學(xué)年高中物理 第14章 電磁波 14.3 電磁波的發(fā)射和接收課件 新人教版選修3-4.ppt》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2018-2019學(xué)年高中物理 第14章 電磁波 14.3 電磁波的發(fā)射和接收課件 新人教版選修3-4.ppt（48頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、3 電磁波的發(fā)射和接收,,,一、電磁波的發(fā)射 1.要有效地發(fā)射電磁波,振蕩電路必須具有兩個(gè)特點(diǎn): (1)要有_______的振蕩頻率,頻率越高,發(fā)射電磁波的 本領(lǐng)越大。 (2)應(yīng)采用_________,振蕩電路的電場(chǎng)和磁場(chǎng)必須分散 到盡可能大的空間。,足夠高,開(kāi)放電路,,2.開(kāi)放電路:在實(shí)際的開(kāi)放電路中,線圈的一端用導(dǎo)線 與大地相連,這條導(dǎo)線叫作_____;線圈的另一端與高高 地架在空中的天線相連。 3.無(wú)線電技術(shù):使電磁波隨各種信號(hào)而改變的技術(shù)叫作 _____。調(diào)制的方法有兩種:一種叫調(diào)幅,使高頻電磁波 的_____隨信號(hào)的強(qiáng)弱而變;另一種叫調(diào)頻,使高頻電磁 波的_____隨信號(hào)的強(qiáng)弱而變。

2、,地線,調(diào)制,振幅,頻率,,二、無(wú)線電波的接收 1.接收原理:電磁波在傳播時(shí)遇到導(dǎo)體會(huì)使導(dǎo)體中產(chǎn)生 感應(yīng)電流,所以導(dǎo)體可用來(lái)接收電磁波,這個(gè)導(dǎo)體就是 接收_____。 2.電諧振:當(dāng)接收電路的_________跟接收到的電磁波 的_____相同時(shí),接收電路中產(chǎn)生的振蕩電流最強(qiáng),這種 現(xiàn)象叫作電諧振。,天線,固有頻率,頻率,,3.調(diào)諧:使接收電路產(chǎn)生_______的過(guò)程叫作調(diào)諧。 4.解調(diào):使聲音或圖像信號(hào)從接收到的_________中還 原出來(lái),這個(gè)過(guò)程是調(diào)制的逆過(guò)程,叫作解調(diào)。 5.無(wú)線電波:波長(zhǎng)大于____(頻率低于300GHz)的電磁波 稱作無(wú)線電波,并按波長(zhǎng)分成若干個(gè)波段,如長(zhǎng)波、中

3、波、短波、微波等。,電諧振,高頻電流,1mm,,【預(yù)習(xí)診斷】 1.請(qǐng)判斷下列說(shuō)法的正誤。 (1)接收天線必須利用導(dǎo)體材料制作。 ( ) (2)利用接收天線接收到的信號(hào)可以直接還原成聲音或圖像。 ( ) (3)無(wú)線電波遇到導(dǎo)體,就可以在導(dǎo)體中激起同頻率的振蕩電流。 ( ),,(4)波長(zhǎng)越短的無(wú)線電波,越接近直線傳播。 ( ) (5)電視臺(tái)發(fā)射的是帶有信息的無(wú)線電波。 ( ),,提示:(1)√。電磁波能使導(dǎo)體中產(chǎn)生感應(yīng)電流,不能使絕緣體中產(chǎn)生感應(yīng)電流。 (2)。利用接收天線接收到的信號(hào)需要先經(jīng)過(guò)解調(diào)才能還原成聲音或圖像。 (3)√。無(wú)線電波在傳播過(guò)程中,遇到障礙物就被吸收一部分,遇到導(dǎo)體,會(huì)在導(dǎo)體

4、內(nèi)產(chǎn)生渦流(同頻率的振蕩電流)。,,(4)√。波長(zhǎng)越短,傳播方式越接近光的直線傳播。 (5)√。電視臺(tái)發(fā)射的是帶有信息的無(wú)線電波。,,2.(多選)關(guān)于電磁波的傳播,下列敘述正確的是 ( ) A.電磁波頻率越高,越容易沿地面?zhèn)鞑?B.電磁波頻率越高,越容易沿直線傳播 C.電磁波在各種介質(zhì)中傳播的波長(zhǎng)恒定 D.只要有三顆同步衛(wèi)星在赤道上空傳遞微波,就可把信號(hào)傳遍全世界,【解析】選B、D。由c=λf可判定:電磁波頻率越高,波長(zhǎng)越短,衍射性越差,不易沿地面?zhèn)鞑?而跟光的傳播相似,沿直線傳播,故選項(xiàng)B正確,A錯(cuò)誤;電磁波在介質(zhì)中傳播時(shí),頻率不變,而傳播速度改變,由v=λf可知波長(zhǎng)改變,故選項(xiàng)C錯(cuò)誤;由于

5、同步衛(wèi)星相對(duì)地面靜止在赤道上空36000km高的地方,用它作微波中繼站,只要有三顆互成120的同步衛(wèi)星,就幾乎可覆蓋全球。故選項(xiàng)D正確。,知識(shí)點(diǎn)一 電磁波的發(fā)射 探究導(dǎo)入: 如圖甲、乙所示是發(fā)射電磁波時(shí)常用的信號(hào)調(diào)制方式,請(qǐng)問(wèn)這兩種調(diào)制方式有什么不同?,,提示:甲圖中高頻電磁波的振幅隨信號(hào)的強(qiáng)弱而改變,乙圖中高頻電磁波的頻率隨信號(hào)的強(qiáng)弱而改變。,,【歸納總結(jié)】 1.發(fā)射電路的兩個(gè)特點(diǎn): (1)發(fā)射頻率足夠高。 (2)應(yīng)用開(kāi)放電路。,,2.調(diào)制: (1)使電磁波隨各種信號(hào)而改變的技術(shù)叫作調(diào)制。 (2)調(diào)制方法。 ①調(diào)幅:使高頻電磁波的振幅隨信號(hào)的強(qiáng)弱而改變。 ②調(diào)頻:使高頻電磁波的頻率隨信號(hào)的強(qiáng)

6、弱而改變。,,3.無(wú)線電波的發(fā)射:由振蕩器(常用LC振蕩電路)產(chǎn)生高頻振蕩電流,用調(diào)制器將需傳送的電信號(hào)調(diào)制到振蕩電流上,再耦合到一個(gè)開(kāi)放電路中激發(fā)出無(wú)線電波,向四周發(fā)射出去。,,【特別提醒】 需要傳送的電信號(hào)必須經(jīng)過(guò)調(diào)制才能向外發(fā)射,常用的調(diào)制方式有調(diào)頻和調(diào)幅兩種。,【典題過(guò)關(guān)】 【典例】(2018金華高二檢測(cè))用一平行板電容器和一個(gè)線圈組成LC振蕩電路,要增大發(fā)射電磁波的波長(zhǎng),可采用的做法是 ( ) A.增大電容器兩極板間的距離 B.減小電容器兩極板間的距離 C.減小電容器兩極板的正對(duì)面積 D.增大電容器兩極板的電壓,,【正確解答】選B。根據(jù)f= 及v=λf可知, λ=2πv ,增大電

7、容器電容,可以增大發(fā)射電磁波 的波長(zhǎng),由C= 可知,減小電容器兩極板的距離、增 大正對(duì)面積都可以增大電容器電容,故選項(xiàng)B正確。,,【過(guò)關(guān)訓(xùn)練】 1.(多選)關(guān)于無(wú)線電波的發(fā)射過(guò)程,下列說(shuō)法中正確的是 ( ) A.必須對(duì)信號(hào)進(jìn)行調(diào)制 B.必須使信號(hào)產(chǎn)生電諧振 C.必須把傳輸信號(hào)加到高頻電流上 D.必須使用開(kāi)放回路,,【解析】選A、C、D。電磁波的發(fā)射過(guò)程中,一定要對(duì)低頻輸入信號(hào)進(jìn)行調(diào)制,用開(kāi)放電路發(fā)射;為了有效地向外發(fā)射電磁波,必須把傳輸信號(hào)加到高頻電流上,A、C、D三項(xiàng)正確。而產(chǎn)生電諧振的過(guò)程是在接收電路,B項(xiàng)不正確。,2.(多選)關(guān)于調(diào)制器的作用,下列說(shuō)法正確的是( ) A.調(diào)制器的作用是

8、把低頻信號(hào)的信息加載到高頻電磁波上去 B.調(diào)制器的作用可以是把低頻信號(hào)的信息加載到高頻電磁波的振幅上去 C.調(diào)制器的作用可以是把低頻信號(hào)的信息加載到高頻電磁波的頻率上去 D.調(diào)制器的作用是將低頻信號(hào)變成高頻信號(hào),再放大后直接發(fā)射出去,,【解析】選A、B、C。調(diào)制器的作用是把低頻信號(hào)加載到高頻振蕩信號(hào)上去,選項(xiàng)A對(duì),D錯(cuò);如果高頻信號(hào)的振幅隨低頻信號(hào)的變化而變化則是調(diào)幅,選項(xiàng)B對(duì);如果高頻信號(hào)的頻率隨低頻信號(hào)的變化而變化則是調(diào)頻,選項(xiàng)C對(duì)。,,【補(bǔ)償訓(xùn)練】 1.為了使需要傳遞的信息(如聲音、圖象等)加載在電磁波上發(fā)射到遠(yuǎn)方,必須對(duì)振蕩電流進(jìn)行 ( ) A.調(diào)諧 B.放大 C.調(diào)制 D.檢

9、波,,【解析】選C。聲音、圖象信號(hào)的頻率很低,不能直接發(fā)射出去,只有高頻電磁波才能向外發(fā)射。所以要用高頻攜帶著低頻才能向外發(fā)射出去。而把低頻信號(hào)加到高頻電磁波上去的過(guò)程叫調(diào)制。,2.關(guān)于無(wú)線電廣播發(fā)射過(guò)程中的振蕩器的作用,下列說(shuō)法正確的是 ( ) A.振蕩器的作用是產(chǎn)生等幅高頻信號(hào) B.振蕩器的作用是產(chǎn)生低頻音頻信號(hào) C.振蕩器的作用是產(chǎn)生高頻音頻信號(hào) D.振蕩器的作用是產(chǎn)生等幅低頻信號(hào) 【解析】選A。振蕩器的作用是產(chǎn)生等幅高頻信號(hào),故A正確。,3.實(shí)際發(fā)射無(wú)線電波如圖所示,高頻振蕩器產(chǎn)生高頻等幅振蕩如圖甲所示,人對(duì)著話筒說(shuō)話產(chǎn)生低頻振蕩如圖乙所示,根據(jù)這兩個(gè)圖象,發(fā)射出去的電磁波圖象應(yīng)是圖中

10、的( ),,,【解析】選B。振蕩器產(chǎn)生高頻等幅振蕩,話筒里邊有碳膜電阻,它的阻值隨壓力變化而變化。當(dāng)我們對(duì)著它說(shuō)話時(shí),空氣對(duì)它的壓力隨著聲音而變化,那么它的電阻也就隨聲音信號(hào)而變化,振蕩電流的振幅也就隨著聲音信號(hào)而變化,這就是調(diào)制。它不但影響了正半周,也影響了負(fù)半周,故選B。,【誤區(qū)警示】“調(diào)幅”和“調(diào)頻”是調(diào)制的兩種不同方式 (1)高頻電磁波的振幅隨信號(hào)的強(qiáng)弱而變的調(diào)制方式叫調(diào)幅,一般電臺(tái)的中波、中短波、短波廣播以及電視中的圖象信號(hào)采用調(diào)幅波。 (2)高頻電磁波的頻率隨信號(hào)的強(qiáng)弱而變的調(diào)制方式叫調(diào)頻,電臺(tái)的立體聲廣播和電視中的伴音信號(hào)采用調(diào)頻波。,,知識(shí)點(diǎn)二 電磁波的接收 探究導(dǎo)入: 在我們

11、周?chē)臻g中存在許許多多電磁波,要想接收到對(duì)我們有用的電磁波,首先需要我們做的是什么? 提示:首先需要我們做的就是想辦法從眾多的電磁波中把我們所需要的電磁波選擇出來(lái)。,,【歸納總結(jié)】 1.接收方式:用天線和地線組成的接收電路來(lái)接收電磁波。 2.通過(guò)電諧振來(lái)選臺(tái): (1)電諧振:當(dāng)接收電路的固有頻率跟接收到的電磁波的頻率相同時(shí),接收電路中產(chǎn)生的振蕩電流最強(qiáng)的現(xiàn)象,類似于機(jī)械振動(dòng)中的共振。,(2)調(diào)諧:使接收電路發(fā)生電諧振的過(guò)程。 (3)通過(guò)解調(diào)獲取信號(hào)。 解調(diào):把聲音或圖像等信號(hào)從高頻振蕩電流中還原出來(lái)的過(guò)程。 檢波:調(diào)幅波的解調(diào)稱為檢波。 3.無(wú)線電波的接收:天線接收到的所有的電磁波,經(jīng)調(diào)諧選擇

12、出所需要的電磁波,再經(jīng)解調(diào)取出攜帶的信號(hào),放大后再還原成聲音或圖像的過(guò)程。,【典題過(guò)關(guān)】 【典例】(多選)(2018臺(tái)州高二檢測(cè))要接收到載有音頻信號(hào)的電磁波,并通過(guò)耳機(jī)發(fā)出聲音,在接收電路中必須經(jīng)過(guò)下列過(guò)程中的 ( ) A.調(diào)幅 B.調(diào)頻 C.調(diào)諧 D.解調(diào),,【正確解答】選C、D。要接收電磁波,收聽(tīng)節(jié)目就必須先把電磁波有選擇性地接收下來(lái),這一過(guò)程叫作調(diào)諧,然后把音頻信號(hào)從電磁波中“卸載”下來(lái),這一過(guò)程叫作解調(diào),故選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤,選項(xiàng)C、D正確。,【過(guò)關(guān)訓(xùn)練】 1.(多選)調(diào)諧電路的可變電容器的動(dòng)片從完全旋入到完全旋出仍接收不到較高頻率電臺(tái)發(fā)出的電信號(hào),要收到電信號(hào),應(yīng) ( ) A.增

13、多調(diào)諧電路中線圈的匝數(shù) B.加大電源電壓 C.減少調(diào)諧電路中線圈的匝數(shù) D.將線圈中的鐵芯取走,,【解析】選C、D。當(dāng)調(diào)諧電路的固有頻率等于接收電 磁波的頻率時(shí),發(fā)生電諧振才能較好地收到電臺(tái)信號(hào), 本題中收不到信號(hào)的原因是調(diào)諧電路的固有頻率低,由 f= 知,在C無(wú)法再調(diào)節(jié)的情況下,可減小L以提高f, 故C、D正確。,,2.一臺(tái)無(wú)線電接收機(jī),當(dāng)接收頻率為535kHz的信號(hào)時(shí),調(diào)諧電路里電容器的電容是360pF。如果調(diào)諧電路里的電感線圈保持不變,要接收頻率為1605kHz的信號(hào)時(shí),調(diào)諧電路里電容器的電容應(yīng)變?yōu)?( ) A.40 pF B.120 pF C.1 080 pF D.3 240

14、pF,,【解析】選A。由f= 得 因?yàn)閒1=535103Hz、f2=1605103Hz、L1=L2、C1=360pF,解得C2=40pF,故選項(xiàng)A正確。,【補(bǔ)償訓(xùn)練】 1.世界各地有許多無(wú)線電臺(tái)同時(shí)廣播,用收音機(jī)一次只能收聽(tīng)到某一電臺(tái)的播音,而不是同時(shí)收聽(tīng)到許多電臺(tái)的播音,其原因是 ( ) A.因?yàn)槭章?tīng)到的電臺(tái)離收音機(jī)最近 B.因?yàn)槭章?tīng)到的電臺(tái)頻率最高 C.因?yàn)榻邮盏降碾娕_(tái)電磁波能量最強(qiáng) D.因?yàn)榻邮盏降碾娕_(tái)電磁波與收音機(jī)調(diào)諧電路的頻率相同,產(chǎn)生了電諧振,,【解析】選D。選臺(tái)就是調(diào)諧過(guò)程,使f固=f電磁波,在接收電路中產(chǎn)生電諧振激起的感應(yīng)電流最強(qiáng)。,,2.使接收電路產(chǎn)生電諧振的過(guò)程叫 ( )

15、 A.調(diào)幅 B.調(diào)頻 C.調(diào)諧 D.檢波 【解析】選C。使接收電路產(chǎn)生電諧振的過(guò)程叫調(diào)諧,故C正確。,,3.電視機(jī)的室外天線能把電信號(hào)接收下來(lái),是因?yàn)?( ) A.天線處在變化的電磁場(chǎng)中,天線中產(chǎn)生感應(yīng)電流,相當(dāng)于電源,通過(guò)饋線輸送給LC電路 B.天線只處于變化的電場(chǎng)中,天線中產(chǎn)生感應(yīng)電流,相當(dāng)于電源,通過(guò)饋線輸送給LC電路,,C.天線只是選擇地接收某電臺(tái)信號(hào),而其他電視臺(tái)信號(hào)則不接收 D.天線將電磁波傳輸?shù)诫娨暀C(jī)內(nèi),,【解析】選A。室外天線處于空間變化的電磁場(chǎng)中,天線中產(chǎn)生了感應(yīng)電流,此電流通過(guò)饋線輸送給LC電路,此電流中空間各電臺(tái)信號(hào)激起的電流均存在,但只有頻率與調(diào)諧電路頻率相等的電信號(hào)對(duì)應(yīng)的電流最強(qiáng),然后再通過(guò)解調(diào)處理進(jìn)入后面的電路,故選項(xiàng)A正確,B、C、D錯(cuò)誤。,,【拓展例題】考查內(nèi)容:f= 的應(yīng)用技巧 【典例】一臺(tái)收音機(jī)的接收頻率范圍從f1=2.2MHz到f2=22MHz;設(shè)這臺(tái)收音機(jī)能接收的相應(yīng)波長(zhǎng)范圍從 λ1到λ2,調(diào)諧電容器的相應(yīng)電容變化范圍從C1到C2,那么波長(zhǎng)之比和電容之比分別為多少?,【正確解答】由c=λf可得λ= ,故 由f= 可得C= ,故 答案:100∶1,