人教版高中物理选择性必修第二册第四章电磁振荡与电磁波3无线电波的发射和接收课件（48页ppt）

(共48张PPT)
第四章　电磁振荡与电磁波
3. 无线电波的发射和接收
核心素养：
1. 了解电视广播的发射与接收的原理与过程.（物理观念）
2. 能解释无线电波发射、接收的过程.（科学思维）
3. 了解电磁波的应用和在科技、经济、社会发展中的作用.（科学态度与责任）
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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. 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 的振荡频率，频率 ，发射电磁波的本领越大.
第二，应采用 ，使振荡电路的电场和磁场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，这条导线叫作 ， 线圈的另一端与高高地架在空中的 相连.
3. 调制：在电磁波发射技术中，使 随各种信号而改变的技术.
足够高　
越高　
开放电路　
地线
天线　
载波　
4. 调制的方法
（1）调幅：使高频电磁波的 随信号的强弱而改变，如图中 是调幅波.
（2）调频：使高频电磁波的 随信号的强弱而改变，如图中 为调频波.
甲 乙
振幅　
甲　
频率　
乙　
要点　归纳
1. 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.
（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.
2. 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
B
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　无线电波的接收
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. 接收原理：电磁波能使 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 .
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.
3. 调谐：使接收电路产生电谐振的过程叫作调谐.
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.调幅波的解调也叫检波.
导体　
接收天线　
固有频率　
频率　
高频电流　
要点　归纳
1. 电磁波的接收原理
（1）电磁波在空间传播时，如果遇到导体，就会使导体中产生感应电流，感应电流 的频率跟激起它的电磁波的频率相同.因此利用放在电磁波传播空间中的导体，就可 以接收到电磁波.
（2）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.
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.
（3）通过解调获取信号.
（4）放大电路.
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
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.
AD
名师点评
　　电磁波的发射和接收的基本过程，与我们生活中的收发快递相类似，把包裹装上 货车的过程就是调制的过程，货车就相当于载波；我们取快递时要核对电话号码等信 息，就是电谐振的过程，从快递柜或从快递员手里拿到包裹的过程就是解调的过程.
对应　训练
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
ACD
解析：L1中为接收到的携带信号的无线电波，如图乙所示；由于L2和D串联，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.
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研习任务三　电视广播的发射和接收
教材　认知
1. 电视广播信号也是一种无线电信号.在现代电视发射系统中，首先通过摄像机的感 光器件将景物的光信号转变为 信号.
2. 这种电信号通过线路直接传输时失真、损耗严重，需要通过 将信号调制 成高频信号再进行传播.
3. 高频电视信号的传播方式主要有三种，即地面无线电传输、有线网络传输以 及 .
4. 在电视接收端，接收到高频电磁波信号以后，经过 处理，就可以将得到 的电信号通过显示设备转变为 信息.
电　
载波　
卫星传输　
解调　
图像　
知识　构建
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课后提素养 深刻剖析 提升能力
基础　题组
1. 判断正误.
√
√
√
×
√
A. 调谐 B. 调频
C. 调幅 D. 调制
解析：调节可变电容器的电容可以改变电路的固有频率，使它与要接收的电台的电磁 波的频率相同，这个电磁波在调谐电路里激起较强的电流，从而选出了这个电台.这 一过程叫作调谐.故选A.
A
中档　题组
D
解析：根据麦克斯韦的电磁场理论，周期性变化的电场可以在空间引起周期性变化的 磁场，这个变化的磁场又引起新的变化的电场，变化的电场和磁场交替产生，由近及 远地向周围传播，从而形成电磁波.而恒定不变的电场和随时间均匀变化的电场都不 能发射电磁波.
A. 把信息加到载波上的过程叫作调制
B. 使高频载波的振幅随信号改变，这种调制方式叫作调频
C. 使高频载波的频率随信号改变，这种调制方式叫作调幅
D. 把信息从高频信号电流中取出来的过程，叫作解调
解析：把信息加到载波上的过程叫作调制，故A正确；使高频载波的振幅随信号 改变，这种调制方式叫作调幅，故B错误；使高频载波的频率随信号改变，这种 调制方式叫作调频，故C错误；把信息从高频信号电流中取出来的过程，叫作解 调，故D正确.
AD
A. 经过调制后的高频电磁波才能有效地向外传播出去
B. 音频电流的频率比较低，不能直接用来发射电磁波
C. 经过调制后的电磁波波长和频率不变
D. 经过调制后的电磁波可以让节目更精彩
解析：经过调制后的高频电磁波才能有效地向外传播出去，A正确；音频电流的频率 比较低，需放大后搭载到高频电磁波上去才能发射出去，B正确；经过调制后的电磁 波的波速不变，波长和频率可能改变，调制与节目是否精彩没有关系，C、D错误.
AB
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课时作业（十五）
[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. 减小电容器极板的正对面积
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，即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
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. 使接收电路产生电谐振的过程叫作解调
B. 在电磁波发射技术中，只有调频这种调制方式
C. 为更好接收波长为300 m的无线电波，应把收音机的调谐频率调到1 MHz
D. 为了能收到频率最高的中波电台，应增加线圈的匝数
C
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[能力提升]
A. 电视信号的发射、接收过程中：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、接收过程中：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中仍可出现感应电流，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读卡机发射的电磁波，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