4.3 无线电波的发射和接收 课前导学 2024-2025学年人教版（2019）高中物理选择性必修第二册
文档属性
| 名称 | 4.3 无线电波的发射和接收 课前导学 2024-2025学年人教版（2019）高中物理选择性必修第二册 |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 545.5KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2025-03-01 09:20:37 | ||
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文档简介
4.3 无线电波的发射和接收
基础知识导学
一、电磁波谱
1.电磁波谱：按电磁波的波长大小或频率高低的顺序把它们排列成谱，叫做电磁波谱。
电磁波是个很大的家族，按波长由长到短包括无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、射线，不同的电磁波有不同的产生机理、不同的特性和作用。
2.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：第一，要有足够高的振荡频率，频率越高，发射电磁波的本领越大。第二，应采用开放电路，振荡电路的电场和磁场必须分散到足够大的空间。
（2）开放电路：实际的开放电路，线圈的一端用导线与大地相连，这条导线叫做地线，线圈的另一端高高地架在空中，叫做天线。
（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改变；另一种叫调频，使高频电磁波的频率随信号的强弱而改变。
二、无线电波
1.无线电技术中把波长大于1mm（频率低于300GHz）的电磁波称为无线电波。并按波长（频率）把无线电波分为若干波段。
2.无线电波的接收
（1）接收原理：电磁波能使导体中产生感应电流，所以导体可用来接收电磁波，这个导体就是接收天线。
（2）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等时，接收电路里产生的振荡电流最强，这种现象叫做电谐振。
（3）调谐：使电路中产生电谐振的过程叫做调谐。
（4）解调：使声音或图像信号从接收到的高频电流中还原出来，这个过程是调制的逆过程，叫做解调。
重难扩展问题
1.无线电技术中把波长大于_________（频率低于_________）的电磁波称为无线电波。并按波长（频率）把无线电波分为若干波段。
2.无线电波的接收
接收原理：电磁波能使导体中产生_________，所以导体可用来接收电磁波，这个导体就是接收天线。
基础小题试练
1.下列关于电磁波的叙述中，正确的是( )
A.电磁波的频率都相同
B.电磁波在任何介质中的传播速度均为
C.麦克斯韦证实了电磁波的存在
D.电磁波具有波的一切特征
2.“5G”手机通过电磁波与基站之间进行信息传递，以下有关电磁波的说法正确的是( )
A.可见光不是电磁波
B.麦克斯韦预言并证实了电磁波的存在
C.“5G”比“4G”传递信息更快，是因为它所使用的电磁波在真空中的传播速度更快
D.电磁波既能传递信息也能传递能量
3.关于下列现象说法正确的是( )
A.晨光照射下的露珠显得特别“明亮”是由于光的折射
B.火车进站鸣笛时，车站中的乘客听到的频率小于火车鸣笛发出的频率
C.电视台发射信号要使用频率较高的电磁波是因为高频电磁波在真空中传播速度更快
D.光纤通信及医用纤维式内窥镜都利用了光的全反射原理
4.三明公交明通卡（IC卡）内部有一LC振荡电路，当刷卡时读卡机（刷卡时会发出“滴”的一声）向外发射某一特定频率的电磁波，卡内的线圈L中产生较强感应电流，给电容C充电，达到一定的电压后，驱动卡内芯片进行数据处理和传输。下列说法正确的是( )
A.IC卡工作所需要的能量来源于卡内的电池
B.仅当读卡机发射该特定频率的电磁波时，IC卡才能有效工作
C.若读卡机发射的电磁波偏离该特定频率，则线圈L中不会产生感应电流
D.IC卡只能接收读卡机发射的电磁波，不能向读卡机传输自身的数据信息
5.如图所示为电视接收过程示意图，其工作过程顺序正确的是( )
A.解调——放大——调谐——显示 B.调谐——放大——解调——显示
C.调谐——解调——放大——显示 D.放大——调谐——解调——显示
6.收音机中的调谐电路电感线圈的自感系数为L，要想接收波长为λ的电台信号，应把调谐电路中电容器的电容调至（c为光速）( )
A. B. C. D.
答案以及解析
1.答案：D
解析：A.不同的电磁波，波长不同，频率不同，故A错误；B.电磁波只有在真空中传播时，其速度才为3×10/s，故B错误；C.麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹用实验证实了电磁波的存在，故C错误；D.因为电磁波也是一种波，故电磁波具有波的一切特征，故D正确。故选D。
2.答案：D
解析：A.可见光是电磁波，故A错误；
B.麦克斯韦预言电磁波的存在，赫兹证实了电磁波的存在，故B错误；
C.“5G”比“4G”传递信息快慢相同，因为它们属于电磁波，在真空中的传播速度一样快，故C错误；
D.电磁波既能传递信息也能传递能量，故D正确。
故选D。
3.答案：D
解析：A.入射光进入水珠后，被水珠后表面反射，再进入空气时，发生全反射，所以，水珠看起来特别明亮，故A错误；
B.当观察者向声源运动时，根据多普勒效应，观察者听到火车鸣笛的频率变大，故B错误；
C.所有电磁波在真空中的传播速度都是，故C错误；
D.光在光纤内部传播过程中在光纤表面发生全发射，信号传播效率很高，故D正确。
故选D。
4.答案：B
解析：IC卡中有一个LC线圈和电容，当读卡机发出的电磁波被LC电路接收到，使得IC卡内的LC电路充电，所以IC卡的能量来源于读卡机发射的电磁波，A错误，LC振荡电路接收与其固有频率相同的电磁波，读卡机发出的电磁波频率与之匹配，才能得到最优的充电效果，使电容电压达到预定值，才能进行数据传输，B正确；如果是其他频率的电磁波，根据法拉第电磁感应定律，穿过线圈的磁通量发生了变化，依然会产生感应电流，C错误；据题意知电容达到一定电压之后，驱动卡内芯片进行数据传输，D错误。
5.答案：C
解析：天线接收电磁波；调谐器选出某一频率的电磁波；经高频放大后，从高频电磁波中取出音频电信号，经检波器后送到扬声器；扬声器把音频电信号转换成声音，故接收过程的顺序为调谐→解调→放大→显示。故选C。
6.答案：D
解析：波长为λ的电台信号的频率为，又，解得，选项D正确。
基础知识导学
一、电磁波谱
1.电磁波谱：按电磁波的波长大小或频率高低的顺序把它们排列成谱，叫做电磁波谱。
电磁波是个很大的家族，按波长由长到短包括无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、射线，不同的电磁波有不同的产生机理、不同的特性和作用。
2.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：第一，要有足够高的振荡频率，频率越高，发射电磁波的本领越大。第二，应采用开放电路，振荡电路的电场和磁场必须分散到足够大的空间。
（2）开放电路：实际的开放电路，线圈的一端用导线与大地相连，这条导线叫做地线，线圈的另一端高高地架在空中，叫做天线。
（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改变；另一种叫调频，使高频电磁波的频率随信号的强弱而改变。
二、无线电波
1.无线电技术中把波长大于1mm（频率低于300GHz）的电磁波称为无线电波。并按波长（频率）把无线电波分为若干波段。
2.无线电波的接收
（1）接收原理：电磁波能使导体中产生感应电流，所以导体可用来接收电磁波，这个导体就是接收天线。
（2）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等时，接收电路里产生的振荡电流最强，这种现象叫做电谐振。
（3）调谐：使电路中产生电谐振的过程叫做调谐。
（4）解调：使声音或图像信号从接收到的高频电流中还原出来，这个过程是调制的逆过程，叫做解调。
重难扩展问题
1.无线电技术中把波长大于_________（频率低于_________）的电磁波称为无线电波。并按波长（频率）把无线电波分为若干波段。
2.无线电波的接收
接收原理：电磁波能使导体中产生_________，所以导体可用来接收电磁波，这个导体就是接收天线。
基础小题试练
1.下列关于电磁波的叙述中，正确的是( )
A.电磁波的频率都相同
B.电磁波在任何介质中的传播速度均为
C.麦克斯韦证实了电磁波的存在
D.电磁波具有波的一切特征
2.“5G”手机通过电磁波与基站之间进行信息传递，以下有关电磁波的说法正确的是( )
A.可见光不是电磁波
B.麦克斯韦预言并证实了电磁波的存在
C.“5G”比“4G”传递信息更快，是因为它所使用的电磁波在真空中的传播速度更快
D.电磁波既能传递信息也能传递能量
3.关于下列现象说法正确的是( )
A.晨光照射下的露珠显得特别“明亮”是由于光的折射
B.火车进站鸣笛时，车站中的乘客听到的频率小于火车鸣笛发出的频率
C.电视台发射信号要使用频率较高的电磁波是因为高频电磁波在真空中传播速度更快
D.光纤通信及医用纤维式内窥镜都利用了光的全反射原理
4.三明公交明通卡（IC卡）内部有一LC振荡电路，当刷卡时读卡机（刷卡时会发出“滴”的一声）向外发射某一特定频率的电磁波，卡内的线圈L中产生较强感应电流，给电容C充电，达到一定的电压后，驱动卡内芯片进行数据处理和传输。下列说法正确的是( )
A.IC卡工作所需要的能量来源于卡内的电池
B.仅当读卡机发射该特定频率的电磁波时，IC卡才能有效工作
C.若读卡机发射的电磁波偏离该特定频率，则线圈L中不会产生感应电流
D.IC卡只能接收读卡机发射的电磁波，不能向读卡机传输自身的数据信息
5.如图所示为电视接收过程示意图，其工作过程顺序正确的是( )
A.解调——放大——调谐——显示 B.调谐——放大——解调——显示
C.调谐——解调——放大——显示 D.放大——调谐——解调——显示
6.收音机中的调谐电路电感线圈的自感系数为L，要想接收波长为λ的电台信号，应把调谐电路中电容器的电容调至（c为光速）( )
A. B. C. D.
答案以及解析
1.答案：D
解析：A.不同的电磁波，波长不同，频率不同，故A错误；B.电磁波只有在真空中传播时，其速度才为3×10/s，故B错误；C.麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹用实验证实了电磁波的存在，故C错误；D.因为电磁波也是一种波，故电磁波具有波的一切特征，故D正确。故选D。
2.答案：D
解析：A.可见光是电磁波，故A错误；
B.麦克斯韦预言电磁波的存在，赫兹证实了电磁波的存在，故B错误；
C.“5G”比“4G”传递信息快慢相同，因为它们属于电磁波，在真空中的传播速度一样快，故C错误；
D.电磁波既能传递信息也能传递能量，故D正确。
故选D。
3.答案：D
解析：A.入射光进入水珠后，被水珠后表面反射，再进入空气时，发生全反射，所以，水珠看起来特别明亮，故A错误；
B.当观察者向声源运动时，根据多普勒效应，观察者听到火车鸣笛的频率变大，故B错误；
C.所有电磁波在真空中的传播速度都是，故C错误；
D.光在光纤内部传播过程中在光纤表面发生全发射，信号传播效率很高，故D正确。
故选D。
4.答案：B
解析：IC卡中有一个LC线圈和电容，当读卡机发出的电磁波被LC电路接收到，使得IC卡内的LC电路充电，所以IC卡的能量来源于读卡机发射的电磁波，A错误，LC振荡电路接收与其固有频率相同的电磁波，读卡机发出的电磁波频率与之匹配，才能得到最优的充电效果，使电容电压达到预定值，才能进行数据传输，B正确；如果是其他频率的电磁波，根据法拉第电磁感应定律，穿过线圈的磁通量发生了变化，依然会产生感应电流，C错误；据题意知电容达到一定电压之后，驱动卡内芯片进行数据传输，D错误。
5.答案：C
解析：天线接收电磁波；调谐器选出某一频率的电磁波；经高频放大后，从高频电磁波中取出音频电信号，经检波器后送到扬声器；扬声器把音频电信号转换成声音，故接收过程的顺序为调谐→解调→放大→显示。故选C。
6.答案：D
解析：波长为λ的电台信号的频率为，又，解得，选项D正确。