64大綱版物理2012步步高大一輪復(fù)習(xí)講義第十三章第3課時(shí)

二、無(wú)線電波的發(fā)射和接收1．無(wú)線電波的發(fā)射要向外發(fā)射無(wú)線電波，振蕩電路必須具有如下特點(diǎn)：第一，要有足夠高的振蕩頻率；第二，采用開(kāi)放電路，使電場(chǎng)和磁場(chǎng)分散到盡可能大的空間．利用無(wú)線電波傳遞信號(hào)，要求發(fā)射的電磁波隨信號(hào)而改變．使電磁波隨各種信號(hào)而改變的技術(shù)叫調(diào)制

．常用的調(diào)制方式有調(diào)幅和調(diào)頻兩種．使高頻電流或電壓的

振幅

隨信號(hào)改變叫調(diào)幅，經(jīng)過(guò)調(diào)幅以后發(fā)射出去的無(wú)線電波叫調(diào)幅波．使高頻電流或電壓的

頻率

隨信號(hào)改變的調(diào)制方式叫調(diào)頻，經(jīng)過(guò)調(diào)頻以后發(fā)射出去的無(wú)線電波叫調(diào)頻波．在無(wú)線電波的發(fā)送中必須有振蕩器、調(diào)制器、天線和地線，還要用到放大器．無(wú)線電波的接收當(dāng)接收電路的固有頻率跟接收到的無(wú)線電波的頻率相同時(shí)，激起的振蕩電流最強(qiáng)，這就是電諧振現(xiàn)象．(2)使接收電路產(chǎn)生電諧振的過(guò)程叫做調(diào)諧．能夠調(diào)諧的接收電路叫做調(diào)諧電路，收音機(jī)的調(diào)諧電路，是通過(guò)調(diào)節(jié)可變電容器的電容來(lái)改變電路的頻率而實(shí)現(xiàn)調(diào)諧的．(3)從經(jīng)過(guò)調(diào)制的高頻振蕩電流中“檢”出調(diào)制信號(hào)的過(guò)程，叫做檢波．檢波是調(diào)制的逆過(guò)程，也叫解調(diào)．

(4)簡(jiǎn)單的收音機(jī)通常包括調(diào)諧、高頻放大、檢波、低頻放大四個(gè)主要部分．3．電磁波的應(yīng)用：電視機(jī)和

．考點(diǎn)一

對(duì)1．對(duì)考點(diǎn)突破電磁場(chǎng)理論與電磁波的理解電磁場(chǎng)理論的理解2．對(duì)電磁波的理解

(1)電磁波的不需要介質(zhì)，可在真空中 ，在真空中不同頻率的電磁波 速度是相同的(都等于光速)．不同頻率的電磁波，在同一介質(zhì)中 ，其速度是不同的，頻率越高，速度越?。畍＝λf，f是電磁波的頻率，即為發(fā)射電磁波的LC振蕩電路的頻率f＝

1

，改變L或C即可改變f，從而2π

LC改變電磁波的波長(zhǎng)λ.特別提醒

1.恒定的電場(chǎng)和磁場(chǎng)都是的，但電磁場(chǎng)一定是運(yùn)動(dòng)的，沒(méi)有 的電磁場(chǎng)．2．電磁場(chǎng)一定是周期性變化的．考點(diǎn)二 電磁波與機(jī)械波的 特點(diǎn)1．電磁波與機(jī)械波的相同點(diǎn)

(1)都具有周期性．(2)都具備波的特性，如反射、折射、和衍射．(3)波長(zhǎng)、波速、頻率關(guān)系式相同，即v＝λf.2．電磁波與機(jī)械波的區(qū)別區(qū)別電磁波機(jī)械波研究對(duì)象電磁現(xiàn)象力學(xué)現(xiàn)象產(chǎn)生由周期性變化的電場(chǎng)、磁場(chǎng)產(chǎn)生由質(zhì)點(diǎn)(波源)的振動(dòng)產(chǎn)生縱、橫波橫波縱波或橫波波速①在真空中等于光速(很大)②在透明介質(zhì)中速度比真空中小，且頻率越大，波速越?、僭诳諝庵休^小(如聲波為340

m/s)②在固體、液體中速度比在空氣中大，與頻率無(wú)關(guān)特點(diǎn)不需要介質(zhì)(在真空中仍可

)必須有介質(zhì)(真空中不能)能量電磁能機(jī)械能特別提醒

1.電磁場(chǎng)理論通常結(jié)合電磁感應(yīng)現(xiàn)象考查；利用電磁波的反射測(cè)定距離是高

經(jīng)?？疾榈膯?wèn)題；電磁波不需要介質(zhì)，且在透明介質(zhì)中的 速度比真空中小，波速與頻率有關(guān)，是非常重要的特點(diǎn)，高

經(jīng)常考查．題型互動(dòng)探究題型一 電磁場(chǎng)理論及波長(zhǎng)、波速的關(guān)系應(yīng)用例1

(1)某空間出現(xiàn)了如圖1所示的一組閉合的電場(chǎng)線，這可能是(A．沿AB方向磁場(chǎng)在迅速減弱

B．沿AB方向磁場(chǎng)在迅速增強(qiáng)

C．沿BA方向磁場(chǎng)在迅速增強(qiáng)

D．沿BA方向磁場(chǎng)在迅速減弱)圖1(2)目前 發(fā)射的電磁波頻率多在200

MHz至1

000

MHz的范圍內(nèi)．請(qǐng)回答下列關(guān)于 和電磁波的有關(guān)問(wèn)題．①

發(fā)射電磁波的波長(zhǎng)范圍是多少？②能否根據(jù) 發(fā)出的電磁波確定 和目標(biāo)間的距離？解析(1)根據(jù)電磁感應(yīng)理論，閉合回路中磁通量變化時(shí)，使閉合回路中產(chǎn)生感應(yīng)電流，該電流可用楞次定律判斷，其中感應(yīng)電流的方向和電場(chǎng)線方向一致，根據(jù)

電磁場(chǎng)理論，這是因?yàn)殚]合回路中電荷受到電場(chǎng)力的作用，而變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生電場(chǎng)，與是否有閉合回路無(wú)關(guān)，故空間中磁場(chǎng)變化產(chǎn)生的電場(chǎng)方向，仍可用楞次定律判斷．故正確答案為A、C.c3.0×108(2)①由c＝λf可得：λ1＝f1＝

200×106m＝1.5

m，2cf2λ

＝

＝3.0×1081

000×106m＝0.3

m.②電磁波測(cè)距的原理就是通過(guò)發(fā)射和接收的時(shí)間間隔來(lái)確定距離，所以可根據(jù)s＝vt確定 和目標(biāo)間的距離．答案

(1)AC (2)①0.3

m～1.5

m

②見(jiàn)解析理論相結(jié)合來(lái)判斷電探究所得

1.將楞次定律和磁場(chǎng)的大小及方向．2．v＝λf不只適用于機(jī)械波，也適用于電磁波．即學(xué)即練1

某電路中電場(chǎng)隨時(shí)間變化的圖象如下圖所示，能產(chǎn)生電磁波的電場(chǎng)是

(

D

)解析

由

電磁場(chǎng)理論知，當(dāng)空間出現(xiàn)恒定的電場(chǎng)時(shí)(如A圖)，由于其不激發(fā)磁場(chǎng)，故無(wú)電磁波產(chǎn)生；當(dāng)出現(xiàn)均勻變化的電場(chǎng)(如B圖、C圖)，會(huì)激發(fā)出磁場(chǎng)，但磁場(chǎng)恒定，不會(huì)再在較遠(yuǎn)處激發(fā)起電場(chǎng)，故也不會(huì)產(chǎn)生電磁波；只有周期性變化的電場(chǎng)(如D圖)，才會(huì)激發(fā)出周期性變化的磁場(chǎng)，其又激發(fā)出周期性變化的電場(chǎng)……，如此不斷激發(fā)，便會(huì)形成電磁波．題型二 電磁波的應(yīng)用例2

某工作時(shí)，發(fā)射電磁波的波長(zhǎng)為λ＝20 cm，每秒脈沖數(shù)n＝5

000，每個(gè)脈沖持續(xù)時(shí)間t＝0.02

μs，求：(1)電磁波的頻率為多少？(2)最大的偵察距離是多少？析

(1)

工作時(shí)，電磁波在空氣中

， 速度認(rèn)為等于光速c＝3.0×108

m/s，因此c＝λ＝3×10820×10－2Hz＝1.5×109

Hz.2)

工作時(shí)發(fā)射電磁脈沖，每個(gè)電磁脈沖持續(xù)時(shí)間t＝.02 μs，在兩個(gè)脈沖時(shí)間間隔內(nèi)， 必須接收到反射回的電磁脈沖，否則會(huì)與后面的電磁脈沖 而影響測(cè)量．設(shè)最大偵察距離為s，則2·s＝c·Δt，而Δt＝15

000s＝2×10－4

s>0.02

μs(故脈沖持續(xù)時(shí)間可以略去c·Δt不計(jì))，所以s＝

2

＝3×104

m.答案

(1)1.5×109

Hz (2)3×104

m即學(xué)即練2

如圖2所示為某 的熒光屏，屏上標(biāo)尺的最小刻度對(duì)應(yīng)的時(shí)間為2×10－4

s． 天線朝東方時(shí)，屏上的波形如圖甲； 天線朝西方時(shí)，屏上的波形如圖乙．問(wèn)：雷達(dá)在何方發(fā)現(xiàn)了目標(biāo)？目標(biāo)與 相距多遠(yuǎn)？圖2解析

向東方發(fā)射電磁波時(shí)，沒(méi)有反射回來(lái)的信號(hào)，向西方發(fā)射時(shí)，有反射回來(lái)的信號(hào)，所以目標(biāo)在西方．目ct標(biāo)到 的距離d＝

2

＝3×108×2×10－4×92m＝270

km.答案

西方 270km隨堂鞏固訓(xùn)練．對(duì)于機(jī)械波和電磁波的比較，下列說(shuō)法中正確的是()A．它們都能發(fā)生反射、折射、和衍射現(xiàn)象

B．它們?cè)诒举|(zhì)上是相同的，只是頻率不同而已

C．它們可能是橫波，也可能是縱波D．機(jī)械波的速度只取決于介質(zhì)，跟頻率無(wú)關(guān)；電磁波的速度與介質(zhì)無(wú)關(guān)，只跟頻率有關(guān)解析

機(jī)械波與電磁波都具有波的一切特性，故

A

正確；機(jī)械波是機(jī)械振動(dòng)在介質(zhì)中的波，電磁波是電磁場(chǎng)在空間的同，B、C

錯(cuò)誤；機(jī)械波的，可以是橫波，也可以是縱，是橫波，二者的本質(zhì)不速度由介質(zhì)唯一決定，電磁時(shí)速度與介質(zhì)有關(guān)，波的 不需要介質(zhì)，但在介質(zhì)中也與頻率有關(guān)，故

D

錯(cuò)誤．答案

A解析

根據(jù) 電磁場(chǎng)理論，如果電場(chǎng)(或磁場(chǎng))的變化是均勻的，則產(chǎn)生的磁場(chǎng)(或電場(chǎng))是穩(wěn)定的；如果電場(chǎng)(或磁場(chǎng))的變化是不均勻的，那么產(chǎn)生的磁場(chǎng)(或電場(chǎng))就會(huì)是變化的，因而B(niǎo)、D是正確的，題目要求選出不正確的，故A、C符合題意．2．關(guān)于電磁場(chǎng)理論下列說(shuō)法中不正確的是

(

AC

)A．變化的電場(chǎng)周?chē)a(chǎn)生的磁場(chǎng)一定是變化的B．變化的電場(chǎng)周?chē)a(chǎn)生的磁場(chǎng)不一定是變化的

C．均勻變化的磁場(chǎng)周?chē)a(chǎn)生的電場(chǎng)也是均勻變化的

D．振蕩電場(chǎng)周?chē)a(chǎn)生的磁場(chǎng)也是振蕩的3．如圖3所示，一個(gè)帶正電的離子在垂直于勻強(qiáng)磁場(chǎng)的平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，當(dāng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度均勻增大時(shí)，有關(guān)離子某些情況的變化描述，正確的內(nèi)容是

(

)圖3A．動(dòng)能不變B．動(dòng)能增大

C．動(dòng)能減小D．動(dòng)能的變化不確定解析根據(jù)

電磁場(chǎng)理論，磁感應(yīng)強(qiáng)度均勻增大時(shí)，在空間會(huì)產(chǎn)生穩(wěn)定的電場(chǎng)，由法拉第電磁感應(yīng)定律判斷出所產(chǎn)生的電場(chǎng)方向沿逆時(shí)針?lè)较颍c離子的運(yùn)動(dòng)方向一致，由于離子帶正電，所以激發(fā)電場(chǎng)的電場(chǎng)力對(duì)離子做正功，離子的動(dòng)能增大．答案B4．1864年，英國(guó)科學(xué)家在總結(jié)前人研究電磁現(xiàn)象的基礎(chǔ)上，建立了完整的電磁波理論，他斷定電磁波的存在，推導(dǎo)出電磁波與光具有同樣的速度.1887國(guó)物理學(xué)家 用實(shí)驗(yàn)證實(shí)了電磁波的存在．下列有關(guān)電磁波 過(guò)程的敘述中正確的是

(

)A．電磁波在真空中的 速度等于真空中的光速B．電磁波和機(jī)械波一樣依賴于介質(zhì)C．電磁波中每一處電場(chǎng)強(qiáng)度方向和磁感應(yīng)強(qiáng)度方向總是相互垂直，并且與波的 方向也垂直D．只要空間中某個(gè)區(qū)域有變化的電場(chǎng)或變化的磁場(chǎng)，就一定能產(chǎn)生電磁波解析

電磁波是電磁場(chǎng)由近及遠(yuǎn)在空間形成的，電磁速度等于波可以不依賴介質(zhì)而獨(dú)立

，在真空中的真空中的光速，A正確、B錯(cuò)誤；電磁波是橫波， 過(guò)程中電場(chǎng)強(qiáng)度和磁感應(yīng)強(qiáng)度總是相互垂直的，且與波的方向垂直，C正確；均勻變化的電場(chǎng)或磁場(chǎng)不能產(chǎn)生電磁波，D錯(cuò)誤．答案

ACA．4.51

kWC．15.7

kWB．3.14

kWD．0.78

kW5．過(guò)強(qiáng)的電磁輻射對(duì)統(tǒng),使人心悸、失眠、白細(xì)胞減少、免疫功能下降等．按照有關(guān)規(guī)定，工作場(chǎng)所的電磁輻射強(qiáng)度(單位時(shí)間內(nèi)垂直通過(guò)單位面