教科版高中物理选择性必修第二册第四章电磁振荡与电磁波5.无线电波与移动互联网课件（41页ppt）
文档属性
| 名称 | 教科版高中物理选择性必修第二册第四章电磁振荡与电磁波5.无线电波与移动互联网课件（41页ppt） |  | |
| 格式 | ppt | ||
| 文件大小 | 5.6MB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 教科版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2025-05-15 23:08:20 | ||
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文档简介
(共41张PPT)
第四章 电磁振荡与电磁波
5.无线电波与移动互联网
第*页
核心素养：1.知道有效发射电磁波的两个条件，了解无线电波的特点及传播规律. 2. 了解调制、调幅、调频、调谐、解调、电谐振在电磁波发射、接收过程中的作用. 3. 体会电磁波的应用对社会发展的推动作用.
第*页
研习任务一 无线电波的发射
合作 讨论
将两根铝管固定在感应圈的两极上，另两根铝管接微安表头并固定在绝缘手柄上，如 图所示.
（1）接通感应圈电源，把手柄上两铝管平行靠近感应圈上的两铝管，你看到了什么 现象？为什么？
提示：（1）微安表头指针偏转，这说明绝缘手柄上的铝管接收到了 电磁波.
（2）当把感应圈两极上的铝管拆掉后，把手柄靠近感应圈有什么现象？为什么？
提示：（2）没有装铝管时，微安表头指针不偏转，说明绝缘手柄上 的铝管没有接收到电磁波.因为发射电磁波要有天线.
教材 认知
1. 有效发射电磁波的条件
（1）要有足够高的振荡频率
频率越高，振荡电路发射电磁波的本领越大，如果是低频信号，要用高频信号运载才 能将其更有效地发射出去.
（2）采用开放电路
采用开放电路可以使振荡电路的电磁场分散到尽可能大的空间，如图所示.
甲 乙 丙
实际的开放电路：线圈的一端用导线与大地相连，这条导线叫作地线；线圈的另一端 与高高地架在空中的天线相连.无线电波就由这样巨大的开放电路发射出去.
2. 调制
（1）调制：在电磁波的发射过程中，使载波随各种信号而改变的技术.
（2）调制的分类
①调幅：使高频电磁波的振幅随信号的强弱而改变的调制技术，如图所示.
甲：声音信号的波形
乙：高频等幅振荡电流的波形
丙：经过调幅的高频振荡电流的波形
②调频：使高频电磁波的频率随信号而改变的调制技术，如图所示.
甲：声音信号的波形
乙：高频等幅振荡电流的波形
丙：经过调频的高频振荡电流的波形
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.
研习 经典
甲 乙 丙
B
A B
C D
解析：使电磁波随各种信号而改变的技术，叫作调制.调制共有两种方式：一种是调 幅，即通过改变电磁波的振幅来实现信号加载；另一种是调频，通过改变频率来实现 信号加载.由各选项的图形可知，该调制波为调幅波，即发射信号的振幅随声音信号 振幅的变化而变化.故选B.
名师点评
解决这类问题首先要熟悉电磁波的发射过程，了解调制、调幅、调频、调 谐、解调、电谐振在电磁波发射、接收过程中的作用，其次在此基础上形成正 确的物理观念.
对应 训练
A. 经过调制后的电磁波向外界辐射能量的本领更强
B. 经过调制后的电磁波波长不变
C. 经过调制后的电磁波在空间才能传播得快
D. 经过调制后的电磁波才能把我们要告知对方的信息传递出去
解析：调制是把低频信号加到高频电磁波上增强发射能力，频率变大，即辐射 本领更强；电磁波的传播速度不变；调制后波的频率改变，波长改变，经过调 制后的高频电磁波带有低频信号，能把我们要告知对方的信息传递出去，故A、 D正确，B、C错误.
AD
第*页
研习任务二 无线电磁波的传播和接收
合作 讨论
在电磁波的接收中，为什么要进行“选台”？“选台”的原理是什么？
提示：天空中有各种频率的电磁波，携带着各种信号，这些电磁波在天线中均会产生 感应电流，如果把它们都接收下来，那必然是混乱的信号，因此要进行“选 台”.“选台”的原理是利用“电谐振”，即使接收电路的固有频率与某电磁波的频 率相同，则该电磁波的振荡电流最强.
教材 认知
1. 无线电波的三种主要传播方式
（2）天波：依靠电离层的 来传播的无线电波. 波最适宜以天波的形式 传播.
（3）空间波或视波：沿 传播的电磁波.适合于 波（又叫超短波）通 信.卫星中继通信、卫星电视转播等也主要以空间波为传播途径.
表面
长
中
中
短
短
微
反射
短
直线
微
2. 无线电波的接收
（1）无线电波的接收电路如图所示.
（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.调幅波的解调也 叫检波.
（4）放大电路：经解调取出携带的信号，放大后再通过扬声器和显示设备还原成声 音或图像的过程.
3. 无线电波与移动互联网
（1）要让手机与其他网络终端实现信息传递，需要借助大型的固定无线电台来转 接，这样固定的无线电台就是基站.
（2）智能手机、平板电脑和个人计算机处理的信号都是用幅度恒定的脉冲电压来表 示的数字信号，它包含二进制数据.
研习 经典
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，再经过解调、放大，通过耳机才可以听到声音
AD
解析：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 跟接收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，要再经过解调、放大，通过耳机才可以听到声音，故A、D正确，B、 C错误.
对应 训练
甲 乙
丙 丁
ACD
A. i1是L1中的电流图像
B. i1是L2中的电流图像
C. i2是L2中的电流图像
D. i3是流过耳机的电流图像
解析：L1中为接收到的携带信号的无线电波，如图乙所示，但是由于L2和D串联，二 极管具有单向导电性，所以当L2的电压与D反向时，电路不通，因此这时L2没有电 流，所以L2中的电流图像应是丙图，故A、C符合题意，B不符合题意；高频部分通过 C2，通过耳机的电流为通过解调还原出来的信号，如同丁图中的i3，只有低频的音频 电流.故D符合题意.
第*页
课时作业（十六）
[基础训练]
A. 增大调谐电路中线圈的匝数
B. 加大电源电压
C. 增加调谐电路中的电容
D. 将线圈中的铁芯抽出
D
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A. 增大电容器极板间的距离
B. 减少线圈的匝数
C. 减小电容器极板的面积
D. 采用低频振荡电流
ABC
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A. 由于手机信号屏蔽器的作用，考场内没有电磁波了
B. 电磁波必须在介质中才能传播
C. 手机信号屏蔽器工作时基站发出的电磁波不能传播到考场内
D. 手机信号屏蔽器是通过发射电磁波干扰手机工作来达到目的的
D
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解析：手机信号屏蔽器工作时基站发出的电磁波仍能传播到考场内，手机信号屏蔽器 的作用只是使手机不能与基站建立连接，考场内仍然有电磁波，选项A、C错误；电 磁波在真空中也可以传播，选项B错误；手机信号屏蔽器是通过发射电磁波干扰手机 工作来达到目的的，选项D正确.
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A. 因为收听到的电台离收音机最近
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：选台就是调谐过程，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，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.故D正 确，A、B、C错误.
D
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A. 信号→调制→传播→接收→调谐→解调→信号
B. 信号→调制→传播→接收→解调→调谐→信号
C. 信号→调谐→传播→接收→调制→解调→信号
D. 信号→调谐→传播→接收→解调→调制→信号
解析：要将信号发射出去，首先要调制再传播，接收电路要经过接收、调谐，选出需 要的信号，再经过解调将信号还原出来，故A正确，B、C、D错误.
A
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A. 调幅 B. 调谐
C. 调频 D. 解调
A
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解析：使电磁波随各种信号而改变的技术，叫作调制.而调制共有两种方式：一种是 调幅，即通过改变电磁波的振幅来实现信号加载；另一种是调频，即通过改变电磁波 的频率来实现信号加载.由题意可知高频载波的振幅随电信号改变，因此为调幅，故 A正确，B、C、D错误.
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A. 该耳机正常使用时，降噪电路发出的声波与周围环境的噪声能 够完全抵消
B. 该耳机正常使用时，该降噪耳机能够消除来自周围环境中所有 频率的噪声
C. 如果降噪电路能处理的噪声频谱宽度变小，则该耳机降噪效果 一定会更好
D. 如果降噪电路处理信息的速度大幅度变慢，则耳机使用者可能 会听到更强的噪声
D
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解析：因周围环境产生的噪声频率在100～1 000 Hz范围之内，而降噪电路只能发出 某一种与噪声相位相反、振幅相同的声波来抵消噪声，所以降噪电路发出的声波与周 围环境的噪声不能够完全抵消，即不能完全消除来自周围环境中所有频率的噪声，选 项A、B错误；如果降噪电路能处理的噪声频谱宽度变大，则该耳机降噪效果一定会 更好，选项C错误；如果降噪电路处理信息的速度大幅度变慢，则在降噪电路处理完 成后，通过扬声器可能会向外发出与噪声相位相同、振幅相同的声波来加强噪声，则 耳机使用者可能会听到更强的噪声，选项D正确.
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[能力提升]
A. 电视信号的发射、接收过程为：景物→电信号→电磁波→电信号→图像
B. 摄像机在一秒钟内要传递24张画面
C. 显像管是将电信号还原成景物的像的关键部分
D. 由于画面更换迅速和视觉暂留现象使人们看到的是活动的景象
解析：电视信号的发射、接收过程为：景物→电信号→电磁波→电信号→图像，故A 正确；摄像机在一秒钟内要传递25张画面，故B错误；显像管是将电信号还原成景物 的像的关键部分，故C正确；由于画面更换迅速和视觉暂留现象使人们看到的是活动 的景象，故D正确.
ACD
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A. 仅当读卡机发射电磁波的频率与IC卡内部接收电路的频率相等时，IC卡才能有效 工作
B. 若读卡机发射的电磁波频率偏离IC卡内部接收频率，则IC卡中不会接收到电磁波
C. IC卡只能接收读卡机发射的电磁波，而不能向读卡机传输自身的数据信息
D. IC卡工作所需要的能量来源于卡内的电池
A
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解析：为了使IC卡中的感应电流达到最大，应使LC电路产生电谐振，故只有发 射特定频率的电磁波时，IC卡才能有效工作，故A正确；若电磁波的频率偏离该 频率，电感L中仍能出现感应电流，所以仍能接收到电磁波，但不会达到电谐 振，故B错误；IC卡接收到读卡机发射的电磁波，同时将自身数据信息发送给读 卡机进行处理，故C错误；IC卡中没有电池，工作所需要的能量来源于人刷卡时 消耗的机械能，故D错误.
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10. 某收音机接收电磁波的波长范围在577 m和182 m之间，该收音机LC回路的 可变电容器的动片全部旋出时，回路总电容为39 pF，试分析：（计算结果保留 三位有效数字）
（1）动片全部旋出时，对应收音机接收电磁波的波长为多大？此LC回路的线圈的自 感系数为多少？
答案：（1）182 m 0.239 mH
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（2）该收音机LC回路的可变电容器的动片完全旋入时，电容器的电容为多大？
答案：（2）392 pF
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第四章 电磁振荡与电磁波
5.无线电波与移动互联网
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核心素养：1.知道有效发射电磁波的两个条件，了解无线电波的特点及传播规律. 2. 了解调制、调幅、调频、调谐、解调、电谐振在电磁波发射、接收过程中的作用. 3. 体会电磁波的应用对社会发展的推动作用.
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研习任务一 无线电波的发射
合作 讨论
将两根铝管固定在感应圈的两极上，另两根铝管接微安表头并固定在绝缘手柄上，如 图所示.
（1）接通感应圈电源，把手柄上两铝管平行靠近感应圈上的两铝管，你看到了什么 现象？为什么？
提示：（1）微安表头指针偏转，这说明绝缘手柄上的铝管接收到了 电磁波.
（2）当把感应圈两极上的铝管拆掉后，把手柄靠近感应圈有什么现象？为什么？
提示：（2）没有装铝管时，微安表头指针不偏转，说明绝缘手柄上 的铝管没有接收到电磁波.因为发射电磁波要有天线.
教材 认知
1. 有效发射电磁波的条件
（1）要有足够高的振荡频率
频率越高，振荡电路发射电磁波的本领越大，如果是低频信号，要用高频信号运载才 能将其更有效地发射出去.
（2）采用开放电路
采用开放电路可以使振荡电路的电磁场分散到尽可能大的空间，如图所示.
甲 乙 丙
实际的开放电路：线圈的一端用导线与大地相连，这条导线叫作地线；线圈的另一端 与高高地架在空中的天线相连.无线电波就由这样巨大的开放电路发射出去.
2. 调制
（1）调制：在电磁波的发射过程中，使载波随各种信号而改变的技术.
（2）调制的分类
①调幅：使高频电磁波的振幅随信号的强弱而改变的调制技术，如图所示.
甲：声音信号的波形
乙：高频等幅振荡电流的波形
丙：经过调幅的高频振荡电流的波形
②调频：使高频电磁波的频率随信号而改变的调制技术，如图所示.
甲：声音信号的波形
乙：高频等幅振荡电流的波形
丙：经过调频的高频振荡电流的波形
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.
研习 经典
甲 乙 丙
B
A B
C D
解析：使电磁波随各种信号而改变的技术，叫作调制.调制共有两种方式：一种是调 幅，即通过改变电磁波的振幅来实现信号加载；另一种是调频，通过改变频率来实现 信号加载.由各选项的图形可知，该调制波为调幅波，即发射信号的振幅随声音信号 振幅的变化而变化.故选B.
名师点评
解决这类问题首先要熟悉电磁波的发射过程，了解调制、调幅、调频、调 谐、解调、电谐振在电磁波发射、接收过程中的作用，其次在此基础上形成正 确的物理观念.
对应 训练
A. 经过调制后的电磁波向外界辐射能量的本领更强
B. 经过调制后的电磁波波长不变
C. 经过调制后的电磁波在空间才能传播得快
D. 经过调制后的电磁波才能把我们要告知对方的信息传递出去
解析：调制是把低频信号加到高频电磁波上增强发射能力，频率变大，即辐射 本领更强；电磁波的传播速度不变；调制后波的频率改变，波长改变，经过调 制后的高频电磁波带有低频信号，能把我们要告知对方的信息传递出去，故A、 D正确，B、C错误.
AD
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研习任务二 无线电磁波的传播和接收
合作 讨论
在电磁波的接收中，为什么要进行“选台”？“选台”的原理是什么？
提示：天空中有各种频率的电磁波，携带着各种信号，这些电磁波在天线中均会产生 感应电流，如果把它们都接收下来，那必然是混乱的信号，因此要进行“选 台”.“选台”的原理是利用“电谐振”，即使接收电路的固有频率与某电磁波的频 率相同，则该电磁波的振荡电流最强.
教材 认知
1. 无线电波的三种主要传播方式
（2）天波：依靠电离层的 来传播的无线电波. 波最适宜以天波的形式 传播.
（3）空间波或视波：沿 传播的电磁波.适合于 波（又叫超短波）通 信.卫星中继通信、卫星电视转播等也主要以空间波为传播途径.
表面
长
中
中
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反射
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2. 无线电波的接收
（1）无线电波的接收电路如图所示.
（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.调幅波的解调也 叫检波.
（4）放大电路：经解调取出携带的信号，放大后再通过扬声器和显示设备还原成声 音或图像的过程.
3. 无线电波与移动互联网
（1）要让手机与其他网络终端实现信息传递，需要借助大型的固定无线电台来转 接，这样固定的无线电台就是基站.
（2）智能手机、平板电脑和个人计算机处理的信号都是用幅度恒定的脉冲电压来表 示的数字信号，它包含二进制数据.
研习 经典
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，再经过解调、放大，通过耳机才可以听到声音
AD
解析：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 跟接收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，要再经过解调、放大，通过耳机才可以听到声音，故A、D正确，B、 C错误.
对应 训练
甲 乙
丙 丁
ACD
A. i1是L1中的电流图像
B. i1是L2中的电流图像
C. i2是L2中的电流图像
D. i3是流过耳机的电流图像
解析：L1中为接收到的携带信号的无线电波，如图乙所示，但是由于L2和D串联，二 极管具有单向导电性，所以当L2的电压与D反向时，电路不通，因此这时L2没有电 流，所以L2中的电流图像应是丙图，故A、C符合题意，B不符合题意；高频部分通过 C2，通过耳机的电流为通过解调还原出来的信号，如同丁图中的i3，只有低频的音频 电流.故D符合题意.
第*页
课时作业（十六）
[基础训练]
A. 增大调谐电路中线圈的匝数
B. 加大电源电压
C. 增加调谐电路中的电容
D. 将线圈中的铁芯抽出
D
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A. 增大电容器极板间的距离
B. 减少线圈的匝数
C. 减小电容器极板的面积
D. 采用低频振荡电流
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A. 由于手机信号屏蔽器的作用，考场内没有电磁波了
B. 电磁波必须在介质中才能传播
C. 手机信号屏蔽器工作时基站发出的电磁波不能传播到考场内
D. 手机信号屏蔽器是通过发射电磁波干扰手机工作来达到目的的
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解析：手机信号屏蔽器工作时基站发出的电磁波仍能传播到考场内，手机信号屏蔽器 的作用只是使手机不能与基站建立连接，考场内仍然有电磁波，选项A、C错误；电 磁波在真空中也可以传播，选项B错误；手机信号屏蔽器是通过发射电磁波干扰手机 工作来达到目的的，选项D正确.
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A. 因为收听到的电台离收音机最近
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：选台就是调谐过程，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，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.故D正 确，A、B、C错误.
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A. 信号→调制→传播→接收→调谐→解调→信号
B. 信号→调制→传播→接收→解调→调谐→信号
C. 信号→调谐→传播→接收→调制→解调→信号
D. 信号→调谐→传播→接收→解调→调制→信号
解析：要将信号发射出去，首先要调制再传播，接收电路要经过接收、调谐，选出需 要的信号，再经过解调将信号还原出来，故A正确，B、C、D错误.
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A. 调幅 B. 调谐
C. 调频 D. 解调
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解析：使电磁波随各种信号而改变的技术，叫作调制.而调制共有两种方式：一种是 调幅，即通过改变电磁波的振幅来实现信号加载；另一种是调频，即通过改变电磁波 的频率来实现信号加载.由题意可知高频载波的振幅随电信号改变，因此为调幅，故 A正确，B、C、D错误.
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A. 该耳机正常使用时，降噪电路发出的声波与周围环境的噪声能 够完全抵消
B. 该耳机正常使用时，该降噪耳机能够消除来自周围环境中所有 频率的噪声
C. 如果降噪电路能处理的噪声频谱宽度变小，则该耳机降噪效果 一定会更好
D. 如果降噪电路处理信息的速度大幅度变慢，则耳机使用者可能 会听到更强的噪声
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解析：因周围环境产生的噪声频率在100～1 000 Hz范围之内，而降噪电路只能发出 某一种与噪声相位相反、振幅相同的声波来抵消噪声，所以降噪电路发出的声波与周 围环境的噪声不能够完全抵消，即不能完全消除来自周围环境中所有频率的噪声，选 项A、B错误；如果降噪电路能处理的噪声频谱宽度变大，则该耳机降噪效果一定会 更好，选项C错误；如果降噪电路处理信息的速度大幅度变慢，则在降噪电路处理完 成后，通过扬声器可能会向外发出与噪声相位相同、振幅相同的声波来加强噪声，则 耳机使用者可能会听到更强的噪声，选项D正确.
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[能力提升]
A. 电视信号的发射、接收过程为：景物→电信号→电磁波→电信号→图像
B. 摄像机在一秒钟内要传递24张画面
C. 显像管是将电信号还原成景物的像的关键部分
D. 由于画面更换迅速和视觉暂留现象使人们看到的是活动的景象
解析：电视信号的发射、接收过程为：景物→电信号→电磁波→电信号→图像，故A 正确；摄像机在一秒钟内要传递25张画面，故B错误；显像管是将电信号还原成景物 的像的关键部分，故C正确；由于画面更换迅速和视觉暂留现象使人们看到的是活动 的景象，故D正确.
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A. 仅当读卡机发射电磁波的频率与IC卡内部接收电路的频率相等时，IC卡才能有效 工作
B. 若读卡机发射的电磁波频率偏离IC卡内部接收频率，则IC卡中不会接收到电磁波
C. IC卡只能接收读卡机发射的电磁波，而不能向读卡机传输自身的数据信息
D. IC卡工作所需要的能量来源于卡内的电池
A
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解析：为了使IC卡中的感应电流达到最大，应使LC电路产生电谐振，故只有发 射特定频率的电磁波时，IC卡才能有效工作，故A正确；若电磁波的频率偏离该 频率，电感L中仍能出现感应电流，所以仍能接收到电磁波，但不会达到电谐 振，故B错误；IC卡接收到读卡机发射的电磁波，同时将自身数据信息发送给读 卡机进行处理，故C错误；IC卡中没有电池，工作所需要的能量来源于人刷卡时 消耗的机械能，故D错误.
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10. 某收音机接收电磁波的波长范围在577 m和182 m之间，该收音机LC回路的 可变电容器的动片全部旋出时，回路总电容为39 pF，试分析：（计算结果保留 三位有效数字）
（1）动片全部旋出时，对应收音机接收电磁波的波长为多大？此LC回路的线圈的自 感系数为多少？
答案：（1）182 m 0.239 mH
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（2）该收音机LC回路的可变电容器的动片完全旋入时，电容器的电容为多大？
答案：（2）392 pF
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