2022-2023學(xué)年新教材高中物理第四章電磁振蕩與電磁波3無(wú)線電波的發(fā)射和接收課件新人教版選擇性必修第二冊(cè)

第四章電磁振蕩與電磁波3．無(wú)線電波的發(fā)射和接收課前預(yù)習(xí)反饋課內(nèi)互動(dòng)探究課堂達(dá)標(biāo)檢測(cè)目標(biāo)體系構(gòu)建核心素養(yǎng)提升目標(biāo)體系構(gòu)建【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1．了解有效發(fā)射電磁波的兩個(gè)條件。2．能正確區(qū)分調(diào)制、調(diào)幅、調(diào)頻、調(diào)諧、解調(diào)等概念，了解它們?cè)陔姶挪òl(fā)射接收過(guò)程中的作用。3．了解電視廣播發(fā)射和接收的基本原理?！舅季S脈絡(luò)】課前預(yù)習(xí)反饋

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)：第一，要有________的振蕩頻率，頻率______，發(fā)射電磁波的本領(lǐng)越大。第二，應(yīng)采用__________，振蕩電路的電場(chǎng)和磁場(chǎng)必須分散到足夠大的空間。2．開(kāi)放電路：實(shí)際的開(kāi)放電路，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______相連。足夠高知識(shí)點(diǎn)1無(wú)線電波的發(fā)射越高開(kāi)放電路地線天線3．調(diào)制：在電磁波發(fā)射技術(shù)中，使______隨各種信號(hào)而改變的技術(shù)。4．調(diào)制的方法：(1)調(diào)幅：使高頻電磁波的______隨信號(hào)的強(qiáng)弱而改變；(2)調(diào)頻：使高頻電磁波的______隨信號(hào)的強(qiáng)弱而改變。載波振幅頻率1．接收原理：電磁波能使______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______相等時(shí)，接收電路里產(chǎn)生的振蕩電流最強(qiáng)，這種現(xiàn)象叫作電諧振。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．檢波：調(diào)幅波的解調(diào)。導(dǎo)體知識(shí)點(diǎn)2無(wú)線電波的接收天線固有頻率頻率電諧振高頻電流(1)電視廣播信號(hào)也是一種無(wú)線電信號(hào)。在現(xiàn)代電視發(fā)射系統(tǒng)中，首先通過(guò)攝像機(jī)的感光器件將景物的光信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)開(kāi)___信號(hào)。(2)這種電信號(hào)通過(guò)線路直接傳輸時(shí)失真、損耗嚴(yán)重，需要通過(guò)______將信號(hào)調(diào)制成高頻信號(hào)再進(jìn)行傳播。(3)高頻電視信號(hào)的傳播方式主要有三種，即地面無(wú)線電傳輸、有線網(wǎng)絡(luò)傳輸以及__________。(4)在電視接收端，接收到高頻電磁波信號(hào)以后，經(jīng)過(guò)______處理，就可以將得到的電信號(hào)通過(guò)顯示設(shè)備轉(zhuǎn)變?yōu)開(kāi)_____信息。電知識(shí)點(diǎn)3電視廣播的發(fā)射和接收載波衛(wèi)星傳輸解調(diào)圖像思考辨析『判一判』(1)只要是電磁波信號(hào)，都可以直接用LC電路進(jìn)行發(fā)射。 (

)(2)調(diào)節(jié)電容器的電容就可以使接收的信號(hào)增強(qiáng)。 (

)(3)電磁波的傳播速度與介質(zhì)無(wú)關(guān)。 (

)(4)調(diào)制的兩種方法是調(diào)諧和調(diào)頻 (

)(5)接收天線必須利用導(dǎo)體材料制作。 (

)(6)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。

(

)×

√

×

×

√

×

『選一選』(多選)一臺(tái)最簡(jiǎn)單的收音機(jī)，除了接收天線和揚(yáng)聲器外，至少還必須具備下列哪幾個(gè)單元電路

(

)A．調(diào)諧電路B．調(diào)制電路C．振蕩電路D．檢波電路解析：簡(jiǎn)單的收音機(jī)是電磁波的接收裝置，因此需要調(diào)諧電路和檢波電路，則A、D正確，B、C錯(cuò)誤。AD

『想一想』如圖是手機(jī)、無(wú)線電話調(diào)制示意圖，請(qǐng)簡(jiǎn)述其原理。答案：振蕩器產(chǎn)生高頻等幅振蕩信號(hào)，話筒產(chǎn)生低頻信號(hào)，如圖所示。這兩種信號(hào)完成調(diào)制后，調(diào)制信號(hào)又通過(guò)L2與L1耦合到開(kāi)放電路發(fā)射出去。課內(nèi)互動(dòng)探究探究我們說(shuō)話的聲音一般只能傳幾十米，最多只有幾百米，而當(dāng)我們的聲音通過(guò)無(wú)線電廣播卻可以傳幾千米以外，甚至傳遍全球，為什么？電磁波的發(fā)射情景導(dǎo)入提示：我們說(shuō)話的聲音是在空氣中傳播的聲波，能量很低，而且在空氣中的損耗很大，傳播不太遠(yuǎn)的距離就損耗殆盡了，而無(wú)線電廣播中的聲音信號(hào)是搭載在高頻電磁波上的，高頻電磁波的能量很高，而且在空氣中損耗很小，因而能傳播很遠(yuǎn)的距離。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)叫做調(diào)制。要點(diǎn)提煉(2)調(diào)制方法：調(diào)幅：使高頻電磁波的振幅隨信號(hào)的強(qiáng)弱而改變。調(diào)頻：使高頻電磁波的頻率隨信號(hào)的強(qiáng)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。

實(shí)際發(fā)射無(wú)線電波的過(guò)程如圖所示。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)話時(shí)產(chǎn)生低頻信號(hào)如圖乙所示。根據(jù)以上圖像，發(fā)射出去的電磁波圖像應(yīng)是選項(xiàng)中哪一個(gè) (

)典例1典例剖析B

思路引導(dǎo)：載波不能傳遞信號(hào)，低頻信號(hào)也不能自己?jiǎn)为?dú)發(fā)射出去，必須進(jìn)行調(diào)制，將載波與信號(hào)加在一起才能發(fā)射出去傳送信息。解析：振蕩器產(chǎn)生高頻等幅振蕩，話筒結(jié)構(gòu)是里邊有碳膜電阻，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。1．(多選)要提高LC振蕩電路輻射電磁波的本領(lǐng)，應(yīng)該采取的措施是

(

)A．增大電容器極板間距B．使振蕩電容器的正對(duì)面積足夠大C．盡可能使電場(chǎng)和磁場(chǎng)向外部空間分散開(kāi)D．增加回路中的電容和電感對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練AC

探究在一些村莊中，我們經(jīng)?？匆?jiàn)放置于屋頂上各種形狀的天線，它的作用是什么呢？應(yīng)該如何從眾多信號(hào)中選出我們所需要的信號(hào)呢？電磁波的接收情景導(dǎo)入提示：天線用以接收空中的電磁波；通過(guò)調(diào)諧電路選出我們所需要的信號(hào)。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(lèi)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(chēng)為檢波。要點(diǎn)提煉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。4．接收電路示意圖

(多選)關(guān)于無(wú)線電波的接收，下列說(shuō)法中正確的是(

)A．當(dāng)接收電路的固有頻率跟接收到的電磁波頻率相同時(shí)，該電磁波在接收電路中激起的感應(yīng)電流最大B．使接收電路中產(chǎn)生電諧振的過(guò)程叫做調(diào)諧C．收音機(jī)的接收電路是LC振蕩回路D．從接收到的高頻率振蕩中“檢”出所攜帶的信號(hào)，叫做調(diào)諧典例2典例剖析ABC

思路引導(dǎo)：要理解調(diào)制、調(diào)諧、檢波等概念，并能清楚地區(qū)分它們。解析：接收電路與電磁波發(fā)生電諧振時(shí)，即接收電路的固有頻率等于電磁波的頻率時(shí)，電路中激起的感應(yīng)電流最大，選項(xiàng)A正確；根據(jù)調(diào)諧概念可知，選項(xiàng)B正確，D錯(cuò)誤；收音機(jī)的接收電路是LC回路，選項(xiàng)C正確。2．(多選)圖中(a)為一個(gè)調(diào)諧接收電路，圖(b)、圖(c)、圖(d)為電路中的電流隨時(shí)間變化的圖像，則

(

)A．i1是L1中的電流圖像B．i1是L2中的電流圖像C．i2是L2中的電流圖像D．i3是流過(guò)耳機(jī)的電流圖像對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練ACD

解析：(b)圖是L1中的圖像，L2中由于電磁感應(yīng)，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的圖像同(a)圖相似，但是由于L2和二極管D串聯(lián)，所以當(dāng)L2的電壓與二極管D反向時(shí)，電路不通，所以L2中的電流圖像應(yīng)是(c)圖。高頻部分通過(guò)C2，通過(guò)耳機(jī)的電流如同(d)圖中的i3，只有低頻的音頻電流，故選項(xiàng)A、C、D正確。核心素養(yǎng)提升1．無(wú)線電波的發(fā)射和接收過(guò)程2．電磁波的傳播特點(diǎn)

傳播形式適合的波段特點(diǎn)地波沿地球表面空間傳播長(zhǎng)波、中波、中短波衍射能力較強(qiáng)天波靠大氣電離層的反射傳播中短波、短波反射能力較強(qiáng)空間波沿直線傳播短波、超短波、微波穿透能力較強(qiáng)

(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，越宜用地波傳播B．電磁波頻率越高，越易沿直線傳播C．短波最適宜以天波形式傳播D．電磁波在各種介質(zhì)中傳播時(shí)波長(zhǎng)恒定BC

案例解析：由υ＝λf可知，電磁波頻率越高，波長(zhǎng)越短，衍射能力越差，不宜用地波傳播，頻率高的電磁波跟光的傳播相似，沿直線傳播，故選項(xiàng)B正確，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；電離層對(duì)短波吸收少反射多，故適宜以天波形式傳播，選項(xiàng)C正確；電磁波在不同介質(zhì)中傳播時(shí)，由υ＝λf，可判斷出波長(zhǎng)改變，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。課堂達(dá)標(biāo)檢測(cè)1．(2021·山東省安丘一中高二下學(xué)期月考)如圖所示為電視接收過(guò)程示意圖，其工作過(guò)程順序正確的是 (

)A．解調(diào)——放大——調(diào)諧——顯示B．調(diào)諧——放大——解調(diào)——顯示C．調(diào)諧——解調(diào)——放大——顯示D．放大——調(diào)諧——解調(diào)——顯示C

解析：電磁波的接收過(guò)程是調(diào)諧——解調(diào)——放大——顯示，故C正確。2.(2020·北京市海淀區(qū)師達(dá)中學(xué)高考模擬)右圖為手機(jī)信號(hào)屏蔽器。手機(jī)信號(hào)屏蔽器主要針對(duì)各類(lèi)考場(chǎng)、加油站、軍事重地等禁止使用手機(jī)的場(chǎng)所。手機(jī)工作時(shí)，是在一定頻率范圍內(nèi)，手機(jī)和基站通過(guò)無(wú)線電波聯(lián)系起來(lái)，完成數(shù)據(jù)和聲音的傳輸。針對(duì)這種通訊原理，手機(jī)信號(hào)屏蔽器在工作過(guò)程中以一定的速度從手機(jī)通信所使用的頻率的底端向高端掃描，在掃描過(guò)程中向手機(jī)發(fā)送一定頻率的電磁波信號(hào)，使手機(jī)不能與基站建立正常的聯(lián)系，從而對(duì)手機(jī)形成干擾。對(duì)于手機(jī)信號(hào)屏蔽器的工作過(guò)程，下列說(shuō)法中正確的是 (

)A．手機(jī)信號(hào)屏蔽器是利用靜電屏蔽的原理來(lái)工作的B．手機(jī)信號(hào)屏蔽器是利用電磁感應(yīng)的原理來(lái)工作的C．手機(jī)信號(hào)屏蔽器工作時(shí)能阻止基站發(fā)出的電磁波傳播到限制場(chǎng)所內(nèi)D．手機(jī)信號(hào)屏蔽器是通過(guò)發(fā)射電磁波干擾手機(jī)工作來(lái)達(dá)到目的答案：D解析：手機(jī)信號(hào)屏蔽器是利用屏蔽器發(fā)出的信號(hào)去干擾手機(jī)從基站傳過(guò)來(lái)的信號(hào)，從而起到屏蔽作用。因此手機(jī)信號(hào)屏蔽器是通過(guò)發(fā)射電磁波干擾手機(jī)工作來(lái)達(dá)到目的。故A、B、C錯(cuò)誤，D正確。3．(2021·安徽省安慶市桐城市高三模擬)隨著科技的不斷發(fā)展，無(wú)線充電已經(jīng)進(jìn)入人們的視線。小到手表、手機(jī)，大到電腦、電動(dòng)汽車(chē)的充電，都已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了從理論研發(fā)到實(shí)際應(yīng)用的轉(zhuǎn)化。下圖給出了某品牌的無(wú)線充電手機(jī)的原理圖。關(guān)于無(wú)線充電，下列說(shuō)法正確的是 (

)C

A．無(wú)線充電時(shí)的工作原理是無(wú)線電波的發(fā)射與接收B．只有將充電底座接到直流電源上才能對(duì)手機(jī)進(jìn)行充電C．接收線圈中交變電流的頻率與發(fā)射線圈中交變電流的頻率相同D．只要有無(wú)線充電底座，所有手機(jī)都可以進(jìn)行無(wú)線充電解析：無(wú)線充電的原理，其實(shí)就是電磁感應(yīng)現(xiàn)象，故A錯(cuò)誤；發(fā)生電磁感應(yīng)的條件是磁通量要發(fā)生變化，直流電無(wú)法產(chǎn)生變化的磁場(chǎng)，故不能接到直流電源上，故B錯(cuò)誤；發(fā)生電磁感應(yīng)時(shí)，兩個(gè)線圈中的交變電流的頻率是相同的，故C正確；只有無(wú)線充電底座，手機(jī)內(nèi)部沒(méi)有能實(shí)現(xiàn)無(wú)線充電的接收線圈等裝置，也不能進(jìn)行無(wú)線充電，D錯(cuò)誤。4．(2020·北京市昌平區(qū)高二下學(xué)期期末)北京時(shí)間2019