物理粵教版學(xué)案第章第三節(jié)電磁波的發(fā)射、傳播和接收

學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精第三節(jié)電磁波的發(fā)射、傳播和接收學(xué)習(xí)目標(biāo)重點(diǎn)難點(diǎn)1．能說出無線電波的波長范圍．2．能說出無線電波的發(fā)射過程和調(diào)制的簡單原理．3．能說出什么是調(diào)諧、檢波及無線電波接收的基本原理．重點(diǎn)：無線電波的發(fā)射和接收的基本原理．難點(diǎn)：要有效地發(fā)射電磁波，振蕩電路必須滿足的條件．一、無線電波的發(fā)射1．有效地向外發(fā)射電磁波時(shí)，振蕩電路必須具有的兩個(gè)特點(diǎn)．(1）要有足夠高的振蕩頻率：頻率越高，發(fā)射電磁波的本領(lǐng)越大．（2）振蕩電路的電場(chǎng)和磁場(chǎng)必須分散到盡可能大的空間，因此，采用開放電路．2．電磁波的調(diào)制調(diào)制在電磁波發(fā)射技術(shù)中，使電磁波隨各種信號(hào)而改變的技術(shù)分類調(diào)幅（AM）使高頻電磁波的振幅隨信號(hào)的強(qiáng)弱而變的調(diào)制技術(shù)調(diào)頻（FM）使高頻電磁波的頻率隨信號(hào)的強(qiáng)弱而變的調(diào)制技術(shù)二、無線電波的接收1．原理電磁波在傳播過程中如果遇到導(dǎo)體，會(huì)使導(dǎo)體中產(chǎn)生感應(yīng)電流．因此,導(dǎo)體可以用來接收電磁波．2．電諧振與調(diào)諧（1）電諧振：當(dāng)接收電路的固有頻率跟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．（2）調(diào)諧:使接收電路產(chǎn)生最強(qiáng)的振蕩電流的過程．3．解調(diào)使聲音或圖象信號(hào)從高頻電流中還原出來的過程，它是調(diào)制的逆過程．4．無線電波技術(shù)上把波長范圍是1_mm~30_km的電磁波稱做無線電波，并按波長把無線電波分為若干波段：長波、中波、中短波、短波、微波．預(yù)習(xí)交流學(xué)生討論：調(diào)諧電路的可變電容器的動(dòng)片從完全旋出到完全旋入仍接收不到某較低頻率電臺(tái)發(fā)出的信號(hào),要收到該電臺(tái)的信號(hào)，可采用什么辦法？答案：①增加諧振線圈的匝數(shù);②在線圈中插入鐵芯；③在線圈兩端并聯(lián)一個(gè)較小的電容器；④在電容器兩板間插入電介質(zhì)等方法．一、無線電波的發(fā)射1．開放電路是如何形成的？答案：在LC振蕩電路中減小電容器的極板面積，增大極板間距，使電容器變成兩條長的直線,一條豎立在高空成為天線，另一條接入地下成為地線，使電場(chǎng)完全暴露在空中，形成開放電路．2．在發(fā)射電磁波時(shí)為什么要對(duì)電磁波進(jìn)行調(diào)制？答案：聲音、圖象信號(hào)的頻率很低，不能直接發(fā)射出去,只有把聲音、圖象的低頻信號(hào)加到高頻電磁波上才能向外發(fā)射，高頻電磁波帶著低頻信號(hào)向外發(fā)射，電磁波隨著各種信號(hào)而改變．3．通常情況下如何對(duì)電磁波進(jìn)行調(diào)制?答案：有調(diào)幅和調(diào)頻兩種．(1）調(diào)幅是使高頻電磁波的振幅隨信號(hào)的強(qiáng)弱而變化．（2)調(diào)頻是使高頻電磁波的頻率隨信號(hào)的強(qiáng)弱而變化．無線電波的發(fā)射和接收主要經(jīng)歷哪些過程?無線電傳播的方式跟什么因素有關(guān)？有哪些傳播方式?答案：見解析解析：無線電波的發(fā)射主要經(jīng)歷調(diào)制、信號(hào)放大和通過天線向外發(fā)射的過程;無線電波的接收主要經(jīng)歷調(diào)諧、檢波等過程；無線電波傳播的方式跟波長（頻率）有關(guān)，其傳播方式有地波傳播、天波傳播和直線傳播．1．要有效地向外發(fā)射電磁波,振蕩電路必須具有兩個(gè)特點(diǎn)：（1）要有足夠高的振蕩頻率，頻率越高，發(fā)射電磁波的本領(lǐng)越大；（2）必須是開放電路．2．無線電波的波長范圍是1mm～30km，不同波長的電磁波在傳播方式上也各不相同．無線電波主要的傳播方式有：地波傳播、天波傳播和直線傳播三種．二、無線電波的接收1．如何才能接收到我們所需要的電磁波？答案:用一個(gè)LC接收電路,使LC回路的固有頻率等于所要接收的電磁波的頻率，使接收電路產(chǎn)生電諧振，即應(yīng)用調(diào)諧電路．2．如何才能從經(jīng)過調(diào)制的電磁波中得到聲音、圖象信號(hào)？答案：要對(duì)接收到的調(diào)制信號(hào)進(jìn)行解調(diào)，去掉高頻成分，只保留聲音、圖象這些低頻信號(hào),即從振蕩電流中“檢”出聲音、圖象信號(hào)．3．為什么超遠(yuǎn)程無線電利用無線電波中的長波波段，而雷達(dá)利用微波波段？答案：根據(jù)波的衍射特性，波長越長，越容易繞過障礙物，所以超遠(yuǎn)程無線電利用長波波段．微波波長短，傳播時(shí)直線性好．雷達(dá)正是應(yīng)用了微波直線性好的特點(diǎn)．4．無線電的接收過程如圖所示：由圖可知，一臺(tái)最簡單的收音機(jī),除了接收天線和揚(yáng)聲器外，至少還必須具備哪些單元電路?答案：調(diào)諧電路和檢波電路．下圖中A為某火箭發(fā)射場(chǎng)，B為山區(qū),C為城市．發(fā)射場(chǎng)正在進(jìn)行某型號(hào)火箭的發(fā)射試驗(yàn)．為了轉(zhuǎn)播火箭發(fā)射的實(shí)況，在發(fā)射場(chǎng)建立了發(fā)射臺(tái)用于發(fā)射廣播與電視信號(hào)．已知傳輸無線電廣播所用的電磁波波長為550m，而傳輸電視信號(hào)所用的電磁波波長為0。566m,為了不讓山區(qū)擋住信號(hào)的傳播,使城市居民能收聽和收看到火箭發(fā)射的實(shí)況，必須通過建在山頂上的轉(zhuǎn)發(fā)站來轉(zhuǎn)發(fā)________（填“無線電廣播信號(hào)”或“電視信號(hào)”），這是因?yàn)開_____________________．點(diǎn)撥：弄清波發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象的條件是正確處理此題的關(guān)鍵．答案：電視信號(hào)電視信號(hào)波長短,沿直線傳播，受山體阻擋，不易衍射解析：從題中知，傳輸無線電廣播所用的電磁波波長為550m，根據(jù)波發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象的條件，知該電磁波很容易發(fā)生衍射現(xiàn)象，繞過山坡而傳播到城市所在的C區(qū)，因而不需要轉(zhuǎn)發(fā)裝置．電視信號(hào)所用的電磁波波長為0。566m，其波長很短,衍射現(xiàn)象很不明顯，幾乎沿直線傳播，能傳播到山頂卻不能傳播到城市所在的C區(qū)，要想使信號(hào)傳到C區(qū)，必須通過建在山頂?shù)霓D(zhuǎn)發(fā)站來轉(zhuǎn)發(fā)．1．要接收某頻率的無線電波,接收電路的固有頻率必須與接收到的電磁波頻率相同．2．改變調(diào)諧電路的電容C或電感L,可以使調(diào)諧電路的固有頻率在一定范圍內(nèi)連續(xù)改變．3．無線電波的接收過程為：天線接收到所有的電磁波,經(jīng)調(diào)諧電路選擇出所需要的電磁波，再經(jīng)檢波電路取出攜帶的信號(hào)，放大后再還原成聲音或圖象．1．下列說法正確的是（）．A．調(diào)制的目的是為了讓高頻電磁波攜帶低頻信號(hào)B．調(diào)頻波是讓高頻電磁波的頻率隨時(shí)間周期性變化C．調(diào)幅波是讓高頻電磁波的頻率隨時(shí)間周期性變化D．發(fā)射廣播信號(hào)時(shí)進(jìn)行調(diào)制是沒有必要的答案:A解析：進(jìn)行無線電通信必須利用調(diào)制電路將信號(hào)加載到高頻電磁波上,并經(jīng)放大發(fā)射出去,調(diào)制的目的是為了讓高頻電磁波攜帶低頻信號(hào)，故A正確,D錯(cuò)誤；調(diào)制可分為調(diào)幅和調(diào)頻：調(diào)幅就是使高頻載波的振幅隨聲音信號(hào)變化而變化；調(diào)頻是使高頻載波的頻率隨聲音信號(hào)的變化而變化，而非使它們隨時(shí)間周期性變化,故B、C錯(cuò)．2．一臺(tái)無線電接收機(jī)，當(dāng)它接收頻率為535kHz的信號(hào)時(shí)，調(diào)諧電路里電容器的電容是1350pF．如果調(diào)諧電路的線圈電感不變,要接收頻率為1605kHz的信號(hào)時(shí),調(diào)諧電路里電容器的電容應(yīng)改變?yōu)?）．A．30pFB．90pFC．150pFD．710pF答案:C解析:由f＝eq\f(1,2π\(zhòng)r（LC）)知，在線圈的電感L不變時(shí),eq\f(f1，f2)＝eq\r（\f(C2,C1）)，則C2＝eq\f（f12，f22)C1＝（eq\f(535,1605））2×1350pF＝150pF．3．一個(gè)LC接收回路，若要從接收較高頻率的電磁波到接收較低頻率的電磁波，下列調(diào)節(jié)正確的是(）．A．增加諧振線圈的匝數(shù)B．在線圈中插入磁芯C．降低電源電壓D．把可變電容器的動(dòng)片適當(dāng)旋出些答案：AB解析：LC接收回路的頻率f＝eq\f(1，2π\(zhòng)r(LC）），與加在其間的電壓無關(guān)，C錯(cuò);增加線圈的匝數(shù)，在線圈中插入鐵芯，可增大L，減小頻率f，A、B正確；把可變電容器的動(dòng)片旋出些，正對(duì)面積減小,電容減小,f增大，D錯(cuò)誤．4．某發(fā)射機(jī)中的LC振蕩電路的電容器電容為300pF,線圈的自感系數(shù)為0.3mH，由它產(chǎn)生的電磁振蕩向空間發(fā)射的電磁波波長是多少？答案：564m解析:T＝2πeq\r（LC）＝2×3。14×eq\r(3×10－4×300×10－12）s＝1。88×10－6s．又c＝eq\f(λ,T），故λ＝cT＝3.0×108×1.88×10－6m＝564m．5．如圖所示是接收無線電波的簡易收音機(jī)電路圖．已知L和C，當(dāng)將C調(diào)至C0時(shí)，（1）指出哪些元件組成了調(diào)諧電路，周期是多少?（2）這時(shí)該電路能收到的無線電波波長λ是多少？（3）元件D、C1起什么作用？答案：（1)線圈、可變電容2πeq\r(LC0)（2）2πceq\r（L