第四章电磁振荡与电磁波
3.无线电波的发射和接收
课后篇巩固提升
基础巩固
1.转换电视频道,选择电视节目,称为( )
A.调谐
B.调制
C.调频
D.调幅
解析转换频道是为了使电视的接收电路的频率与某电台的频率相同,产生电谐振,故为调谐,选项A正确。
答案A
2.(多选)关于无线电波的发射过程,下列说法正确的是( )
A.必须对信号进行调制
B.必须使信号产生电谐振
C.必须把传输信号加到高频电流上
D.必须使用开放回路
解析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,选项A、C、D正确。而产生电谐振的过程是在接收电路,选项B错误。
答案ACD
3.简单的、比较有效的电磁波的发射装置,至少应具备以下电路中的( )
①调谐电路 ②调制电路 ③高频振荡电路 ④开放振荡电路
A.①②③
B.②③④
C.①④
D.①②④
解析比较有效地发射电磁波的装置应该有调制电路、高频振荡电路和开放振荡电路。调制电路是把需要发射的信号装载在高频电磁波上才能发射出去,高频振荡电路能产生高频电磁波,开放振荡电路能把电磁波发送得更远。而调谐电路是在接收端需要的电路。故选项B正确。
答案B
4.如果收音机调谐电路是采用改变电容的方式来改变回路固有频率。当接收的电磁波的最长波长是最短波长的3倍时,则电容的最大电容与最小电容之比为( )
A.3∶1
B.9∶1
C.1∶3
D.1∶9
解析调谐电路固有频率f=,当接收电磁波的频率为f时,调谐电路发生电谐振,接收电磁波的波长λ==c·2π,可见λ与成正比,因为λmax∶λmin=3∶1,所以Cmax∶Cmin=9∶1,选项B正确。
答案B
5.(多选)下列关于无线电广播的叙述正确的是( )
A.发射无线电广播信号必须采用调频方式
B.发射无线电广播信号必须进行调制
C.接收无线电广播信号必须进行调谐
D.接收到无线电广播信号必须进行解调才能由扬声器播放
解析发射无线电广播信号必须经过调制,可以采用调频,也可以采用调幅,所以选项A错误,B正确;接收无线电广播信号必须经过调谐,也就是选台,选项C正确;由于无线电波中有高频信号,所以要经过解调将低频信号检出来,才能由扬声器播放,选项D正确。
答案BCD
6.(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声音信号加载到高频信号上去
B.调制器的作用可以是把低频信号的信息加载到高频信号的振幅上去
C.调制器的作用可以是把低频信号的信息加载到高频信号的频率上去
D.调制器的作用是将低频声音信号变成高频信号,再放大后直接发射出去
解析调制器的作用是把低频声音信号加载到高频振荡信号上去,如果高频信号的振幅随低频信号的变化而变化,则是调幅;如果高频信号的频率随低频信号的变化而变化,则是调频。由于低频信号不利于直接从天线发射,所以需要将低频信号加载到高频信号上去,选项A、B、C正确,D错误。
答案ABC
能力提升
1.(多选)用一平行板电容器和一个线圈组成LC振荡电路,要减小电磁波的发射频率,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正对面积
解析由f=可知,要减小f,就必须增大平行板电容器的电容C或电感L;由C=可知,要增大C,就必须减小电容器两极板间的距离或增大电容器两极板的正对面积或在电容器两极板间加入电介质,故选项B、D正确。
答案BD
2.如图是收音机的接收电路,其电感为L=10-3
mH,为了接收波长为500
m的电磁波,其电容器C应调到 。?
解析该电磁波的频率为f=Hz=6×105Hz
那么该电路的固有频率也应调到f,由电磁振荡的频率公式得C=,代入数据得C=7.04×10-2μF。
答案7.04×10-2μF
3.一台收音机的接收频率范围从f1=2.2
MHz到f2=22
MHz;设这台收音机能接收的相应波长范围从λ1到λ2,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?
解析由c=λf可得λ=,故;由f=可得C=,故。
答案10∶1 100∶1
4.有波长分别为290
m、397
m、566
m的无线电波同时传向收音机的接收天线,当把收音机的调谐电路的频率调到756
kHz时,
(1)哪种波长的无线电波在收音机中产生的振荡电流最强?
(2)如果想接收到波长为290
m的无线电波,应该把调谐电路中可变电容器的动片旋进一些还是旋出一些?
解析(1)根据公式f=,
得f1=Hz=1034kHz
f2=Hz=756kHz
f3=Hz=530kHz
所以波长为397m的无线电波在收音机中产生的振荡电流最强。
(2)要接收波长为290m的无线电波,应增大调谐电路的固有频率,可以减小电容C或电感L,因此,应把调谐电路中可变电容器的动片旋出一些。
答案见解析(共26张PPT)
3.无线电波的发射和接收
必备知识
自我检测
一、无线电波的发射
1.要有效地发射电磁波,振荡电路必须具有如下两个特点:要有足够高的振荡频率;振荡电路的电场和磁场必须分散到尽可能大的空间,这样才能有效地把能量辐射出去。
2.用来携带信号的高频电磁波叫作载波。在电磁波发射技术中,使载波随各种信号而改变的技术叫作调制。一种调制的方法是使高频电磁波的振幅随信号的强弱而变,这种调制叫作调幅;另一种调制的方法是使高频电磁波的频率随信号的强弱而变,这种调制叫作调频。
必备知识
自我检测
二、无线电波的接收
1.当接收电路的固有频率跟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,这种现象叫作电谐振,相当于机械振动中的共振。
2.使接收电路产生电谐振的过程叫作调谐。
3.把声音或图像信号从高频电流中还原出来,这个过程是调制的逆过程,所以叫作解调。调幅波的解调也叫检波。
必备知识
自我检测
三、电视广播的发射和接收
1.目前,高频电视信号的传播方式主要有三种,即地面无线电传输、有线网络传输以及卫星传输。不同的传播方式使用不同频率范围的电磁波,采取不同的调制方式。
2.在电视接收端,接收到高频电磁波信号以后,经过解调处理,就可以将得到的电信号通过显示设备转变为图像信息。接收天线收到的电磁波除了载有图像信号外,还有伴音信号,伴音信号经解调后送到扬声器。
必备知识
自我检测
1.正误判断。
(1)只要是电磁波信号,都可以直接用LC电路进行发射。( )
解析:如果LC电路是闭合的,它不能向外发射电磁波,因为发射电磁波需要把振荡电路的电场和磁场分散到尽可能大的空间中,才能有效地把能量传播出去。
答案:×
(2)调节电容器的电容就可以使接收的信号增强。( )
答案:√
必备知识
自我检测
2.探究讨论。
(1)电磁波接收时,首先应该把我们需要的电磁波从诸多电磁波中选择出来,这个过程叫作选台,旋转调谐旋钮的目的是什么?
答案:旋转调谐旋钮的目的就是使接收电路中激起的感应电流最大。
(2)电视发射塔建在高处的主要原因是什么?
答案:建在高处的原因可以避开建筑物,使信号直接接收,避免来回衍射、反射使信号变弱。
探究一
探究二
探究三
随堂检测
电磁波的发射
情境探究
我们说话的声音一般只能传几百米,而我们的声音通过无线电广播却可以传到几百千米以外,甚至传遍全球,为什么?
要点提示:我们说话的声音是在空气中传播的声波,能量很低,而且在空气中传播时损耗很大,传播不太远的距离就损耗殆尽了,而无线电广播中的声音信号是搭载在高频电磁波上的,高频电磁波的能量很高,而且在空气中损耗很小,因而能传播很远的距离。
探究一
探究二
探究三
随堂检测
知识归纳
1.发射电路的两个特点
(1)发射频率足够高。
(2)应用开放电路。
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。
探究一
探究二
探究三
随堂检测
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。
探究一
探究二
探究三
随堂检测
实例引导
例1为了增大无线电台向空间发射无线电波的能力,对LC振荡电路的结构可采用下列哪些措施( )
A.增大电容器极板的正对面积
B.增大电容器极板的间距
C.增大自感线圈的匝数
D.提高供电电压
【思考问题】
怎样才能提高发射电磁波的能力?
提示提高电磁波的频率,也就是提高振荡电路的振荡频率。
探究一
探究二
探究三
随堂检测
解析:要增大无线电台向空间发射电磁波的能力,必须提高其振荡频率,由f=
知,减小L和C可以提高f。要减小L可采取减少线圈匝数、向外抽或抽出铁芯的办法,要减小C可采取增大极板间距、减小极板正对面积、减小介电常数的办法。
答案:B
探究一
探究二
探究三
随堂检测
变式训练1(多选)要提高LC振荡电路辐射电磁波的本领,应该采取的措施有( )
A.增加电容器极板间距
B.使振荡电容器的正对面积足够小
C.往线圈中插入铁芯
D.增加电路中的电容和电感
答案:AB
探究一
探究二
探究三
随堂检测
电磁波的接收
情境探究
世界上有许许多多的无线电台、电视台及各种无线电信号,如果不加选择全部接收下来,那必然是一片混乱,分辨不清。在城市里我们可以看见矗立在高楼顶上的天线,它的作用是什么呢?我们应该如何从众多信号中选出所需要的信号呢?
要点提示:天线用以接收空中的电磁波;通过调谐电路选出所需要的信号。
探究一
探究二
探究三
随堂检测
知识归纳
1.原理
利用电磁感应在接收电路产生和电磁波同频率的电流。
2.方法
(1)利用调谐产生电谐振,使接收电路的感应电流最强。
(2)利用解调把接收电路中的有用信号分离出来。
(3)调谐和解调的区别:调谐就是一个选台的过程,也就是使携带有用信号的高频振荡电流,在接收电路中产生最强的感应电流的过程;解调是将高频电流中携带的有用信号分离出来的过程。
探究一
探究二
探究三
随堂检测
实例引导
例2调节收音机的调谐回路时,可变电容器的动片从全部旋入到完全旋出仍接收不到某较高频率的电台信号,为接收到该电台信号,则应( )
A.加大电源电压
B.减小电源电压
C.增加谐振线圈的圈数
D.减少谐振线圈的圈数
探究一
探究二
探究三
随堂检测
解析:由f=
知,C、L越小时,f越大。动片旋出,正对面积S减小,C减小,S调到最小,即C最小时,f还未达到高频率f0,则必须减小L,即减少谐振线圈的圈数,选项C错误,D正确;频率
f与电源电压无关,选项A、B错误。
答案:D
探究一
探究二
探究三
随堂检测
变式训练2(多选)关于电磁波的发射和接收,下列说法正确的是( )
A.为了使振荡电路有效地向空间辐射能量,电路必须是闭合的
B.音频电流的频率比较低,不能直接用来发射电磁波
C.当接收电路的固有频率与收到的电磁波的频率相同时,接收电路产生的振荡电流最强
D.要使电视机的屏幕上有图像,必须要有解调过程
解析:有效发射电磁波,必须采用开放电路和高频发射;一般的音频电流的频率较低,不能直接用来发射电磁波;电磁波接收原理是电谐振,与机械振动中的共振有些相似;电视机显示图像时,必须通过解调过程,把有效的信号从高频调制信号中还原出来,否则就不能显示。故选项A错误,B、C、D正确。
答案:BCD
探究一
探究二
探究三
随堂检测
电视广播的发射和接收
情境探究
人类历史经历了农业社会、工业社会,现正在步入信息社会。在信息社会,信息作为一种重要的资源和财富,影响着人们的生活,加速了社会的运转。根据你的了解和理解,你认为信息化社会有哪些特征?
探究一
探究二
探究三
随堂检测
要点提示:信息化社会具有“四化”——智能化、电子化、全球化、非群体化,而且还有“四性”——综合性、竞争性、渗透性、开放性。
探究一
探究二
探究三
随堂检测
知识归纳
1.电视广播的发射和接收过程
2.雷达的工作原理
雷达利用无线电波遇到障碍物的反射现象来测定物体位置。根据发射无线电波到接收反射波的时间t,确定障碍物的距离s=
,再根据发射无线电波的方向和仰角,确定障碍物的位置。
探究一
探究二
探究三
随堂检测
实例引导
例3(多选)下列说法正确的是( )
A.摄像机实际上是将光信号转变为电信号的装置
B.电视接收机实际上是一种将电信号转变为光信号的装置
C.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图像
D.电视机接收到的画面是连续的
解析:通过摄像机摄到景物的光信号,再通过特殊装置转变为电信号,在1
s内传递25幅画面;电视机通过显像管将接收到的电信号再转变为光信号,最后还原为图像和景物,每秒要接收到25幅画面,由于画面更换迅速和视觉暂留,我们感觉到的便是活动的图像,所以A、B、C选项正确。
答案:ABC
探究一
探究二
探究三
随堂检测
变式训练3电视机的室外天线能把电信号接收下来,是因为( )
A.天线处于变化的电磁场中,天线中产生感应电流,相当于电源,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,输送给LC电路
C.天线只是有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: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,此电流输送给LC电路,在电路中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磁波对应的电流最强,然后再通过解调处理输入后面电路,故A正确,B、C、D均错误。
答案:A
探究一
探究二
探究三
随堂检测
1.(多选)关于电磁波的发射与接收,下列说法正确的是( )
A.发射的LC电路是开放的
B.若振荡电路频率较低,则不能发射电磁波
C.调谐是调制的逆过程
D.接收电路也是一个LC振荡电路
解析:如果LC电路是闭合的,它不能向外发射电磁波,因为发射电磁波需要把振荡电路的电场和磁场分散到尽可能大的空间中,才能有效地把能量传播出去,所以选项A正确;振荡电路的频率必须足够高,才能发射电磁波,所以选项B正确;解调是调制的逆过程,所以选项C错误;接收是利用LC电路进行的,所以选项D正确。
答案:ABD
探究一
探究二
探究三
随堂检测
2.调制的主要作用是( )
A.使高频振荡的振幅或频率随要传播的电信号而改变
B.把需要的电信号从高频振荡中取出来
C.选择要接收的电台
D.发生电谐振
解析:调制主要是将有用信号附加到高频振荡的电磁波上。
答案:A
探究一
探究二
探究三
随堂检测
3.(多选)关于无线电广播的接收,下列说法正确的是( )
A.用调谐器取出的高频电流,通过喇叭即可听到声音
B.接收到的高频电流只有通过解调,才能产生音频电流
C.调谐器的作用就是将音频信号从高频信号中取出
D.通过解调电路的电流,再通过喇叭才能听到声音
解析:本题主要在于区分解调和调谐的概念,解调又叫检波,是把有用信号从高频信号中取出的过程;调谐是使接收电路产生电谐振的过程。
答案:BD
