2019-2020年鲁科版高中物理选修3-4第3章 电磁波第2节 电磁波的发射、传播和接收复习巩固十九

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鲁科版高中物理选修3-4电磁波的发射、传播和接收教案1

鲁科版高中物理选修3-4电磁波的发射、传播和接收教案1

第二节电磁波的发射、传播和接收三维教学目标1、知识与技能(1)通过演示和讲解,让学生理解电磁场的理论;(2)了解电磁波的产生,掌握电磁波的传播公式及接收。

2、过程与方法(1)通过对赫兹实验的过程与分析和阅读“资料活页”,体会解决问题,应抓住关键,并善于类推和联想。

(2)通过“讨论与交流”,学会及时应用所学知识解释相关问题。

3、情感、态度与价值观教学重点:1.电磁波有效发射的条件,调制的含义及调制方式。

2.无线电波的传播方式及其应用。

3.无线电波接收原理。

教学难点:1.无线电波调制的含义和方式的区别。

2.“电谐振”概念的形成。

教学方法:实验法、讲解法、讨论与交流法(一)引入1、一个变化的磁场中放一个闭合线圈会产生感应电流,这是一种电磁感应现象。

麦克斯韦研究了这种现象,认为若电路闭合就会有感应电流;若电路不闭合,则会产生感应电场;这个电场驱使导体中电子的运动,从而产生了感应电流。

2、分析:①恒定的电场周围无磁场,恒定的磁场周围无电场。

②均匀变化的电场周围产生恒定的磁场,均匀变化的磁场周围产生恒定的电场。

③周期性变化的电场周围存在同周期的磁场,周期性变化的磁场在周围产生同周期的电场。

(二)新课教学1、无线电波:无线电技术中使用的电磁波叫做无线电波。

无线电波的波长从几毫米到几十千米。

通常根据波长或频率把无线电波分成几个波段——长波、中波、中短波、短波、微波。

2.无线电波的发射:如图所示。

①调制:使电磁波随各种信号而改变②调幅和调频3.无线电波的接收①电谐振: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,这种现象叫做电谐振。

②调谐:使接收电路产生电谐振的过程。

调谐电路如图所示。

通过改变电容器电容来改变调谐电路的频率。

③检波:从接收到的高频振荡中“检”出所携带的信号。

例1:LC回路的频率为100赫兹,电容为0.1微法.求电感是多大? ( 25H )如果LC回路的频率为1000赫兹,电容不变,电感又是多大?(250H )例2:一台收音机的接收频率范围从f1=2.2MHz到f=22MHz;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量变化范围从C1到C2,那么波长之比为?(λ1:λ2=(10:1),电容之比为C1:C2=(100:1))。

物理:鲁科版 选修3-4 32 电磁波的发射、传播和接收 (教案)

物理:鲁科版 选修3-4 32 电磁波的发射、传播和接收 (教案)

第二节电磁波地发射、传播和接收三维教学目标1、知识与技能<1)通过演示和讲解,让学生理解电磁场地理论;<2)了解电磁波地产生,掌握电磁波地传播公式及接收.2、过程与方法(1>通过对赫兹实验地过程与分析和阅读“资料活页”,体会解决问题,应抓住关键,并善于类推和联想.(2>通过“讨论与交流”,学会及时应用所学知识解释相关问题.3、情感、态度与价值观教学重点:1.电磁波有效发射地条件,调制地含义及调制方式.2.无线电波地传播方式及其应用.3.无线电波接收原理.教学难点:1.无线电波调制地含义和方式地区别.2.“电谐振”概念地形成.教学方法:实验法、讲解法、讨论与交流法<一)引入1、一个变化地磁场中放一个闭合线圈会产生感应电流,这是一种电磁感应现象.麦克斯韦研究了这种现象,认为若电路闭合就会有感应电流;若电路不闭合,则会产生感应电场;这个电场驱使导体中电子地运动,从而产生了感应电流.2、分析:①恒定地电场周围无磁场,恒定地磁场周围无电场.②均匀变化地电场周围产生恒定地磁场,均匀变化地磁场周围产生恒定地电场.③周期性变化地电场周围存在同周期地磁场,周期性变化地磁场在周围产生同周期地电场.<二)新课教学1、无线电波:无线电技术中使用地电磁波叫做无线电波.无线电波地波长从几毫M到几十千M.通常根据波长或频率把无线电波分成几个波段——长波、中波、中短波、短波、微波.2.无线电波地发射:如图所示.①调制:使电磁波随各种信号而改变②调幅和调频3.无线电波地接收①电谐振:当接收电路地固有频率跟接收到地电磁波地频率相同时,接收电路中产生地振荡电流最强,这种现象叫做电谐振.②调谐:使接收电路产生电谐振地过程.调谐电路如图所示.通过改变电容器电容来改变调谐电路地频率.③检波:从接收到地高频振荡中“检”出所携带地信号.例1:LC回路地频率为100赫兹,电容为0.1微法.求电感是多大?( 25H >如果LC回路地频率为1000赫兹,电容不变,电感又是多大? <250H )例2:一台收音机地接收频率范围从f1=2.2MHz到f=22MHz;设这台收音机能接收地相应波长范围从λ1到λ2,调谐电容器地相应电容量变化范围从C1到C2,那么波长之比为?<λ1:λ2=<10:1),电容之比为C1:C2=<100:1))申明:所有资料为本人收集整理,仅限个人学习使用,勿做商业用途.。

新鲁科版物理选修3-4同步讲义:电磁波的产生

新鲁科版物理选修3-4同步讲义:电磁波的产生

第1节电磁波的产生1.大小和方向都周期性变化的电流叫做振荡电流,产生振荡电流的电路叫做振荡电路。

由电感线圈L和电容器C组成LC振荡电路。

2.LC电磁振荡的周期为T=2πLC,改变电容或电感,可以改变振荡周期。

3.麦克斯韦建立了基本的电磁场理论,即变化的磁场产生电场,变化的电场产生磁场,据此麦克斯韦预言了电磁波的存在。

4.赫兹通过感应线圈放电现象,证明了电磁波的存在。

[自读教材·抓基础]1.振荡电流大小和方向都周期性变化的电流。

2.振荡电路产生振荡电流的电路。

由电感线圈L和电容器C所组成的一种基本的振荡电路为LC振荡电路,如图所示。

3.电磁振荡在LC振荡电路中,电容器极板上的电荷量,电路中的电流,与振荡电流相联系的电场和磁场也周期性交替变化,电场能和磁场能相互转化。

4.电磁振荡的周期和频率(1)一次全振荡:发生电磁振荡时,通过电路中某一点的电流,由某方向的最大值再恢复到同一个方向的最大值,就完成了一次全振荡。

(2)电磁振荡的周期T :完成一次全振荡的时间。

(3)电磁振荡的频率f :在1 s 内完成全振荡的次数。

5.LC 振荡电路的周期和频率 (1)公式:T =2πLC ,f =12πLC。

(2)单位:周期T 、频率f 、自感系数L 、电容C 的单位分别是秒(s)、赫兹(Hz)、亨利(H)、法(F)。

[跟随名师·解疑难]1.如何用图像对应分析i 、q 的变化?2.振荡过程中电荷量q 、电场强度E 、电流i 、磁感应强度B 及能量的对应关系[特别提醒]振荡电流i=ΔqΔt,由极板上电荷量的变化率决定,与电荷量的多少无关,如放电结束的瞬间,电荷量为零,而电流最大。

[学后自检]┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄(小试身手)1.关于LC振荡电路中的振荡电流,下列说法中正确的是()A.振荡电流最大时,电容器两极板间的电场强度最大B.振荡电流为零时,线圈中自感电动势为零C.振荡电流增大的过程中,线圈中的磁场能转化为电场能D.振荡电流减小的过程中,线圈中的磁场能转化为电场能解析:选D振荡电流最大时,处于电容器放电结束瞬间,电场强度为零,A错;振荡电流为零时,LC回路振荡电流改变方向,这时的电流变化最快,电流变化率最大,线圈中自感电动势最大,B错;振荡电流增大时,电容器中的电场能转化为磁场能,C错;振荡电流减小时,线圈中的磁场能转化为电场能,D对。

高中物理教科版选修3-4 第3章 学案2 电磁波谱 电磁波的应用 无线电波的发射、传播和接收

高中物理教科版选修3-4 第3章 学案2 电磁波谱 电磁波的应用 无线电波的发射、传播和接收

之间的区别并没有绝对的意义.
பைடு நூலகம்
(2)都遵守公式v=λf,它们在真空中的传播速度都是c=
m/s.
((343))×它 它1们们08的都传具播有都反不 射需 、要
. 、

介质
的特性.
折射 衍射 干涉
一、电磁波谱、电磁波的应用
返回
2.不同电磁波的特点及应用
电磁波谱 无线电波 红外线 可见光 紫外线 X射线 γ射线
课堂要点小结
返回
自我检测区
1234
1234
1.(电磁波谱)雷达采用微波的原因是( ) A.微波具有很高的频率 B.微波具有直线传播的特性 C.微波的反射性强 D.微波比其它无线电波(长波、中波、短波等)传播的距离
更远
1234
解析 雷达采用微波,是利用微波的频率高,不容易发生 衍射,具有很好的直线传播的特性和反射性强的特点,所 以A、B、C均正确,因微波不易发生衍射,传播的距离不 一定比无线电波的长波、中波、短波段远,因此D不正确. 答案 ABC
频率
由左向右,频率变化为由 小 到 大
真空中波长
由左向右,波长变化为由 长 到 短
特性
波动 性强
热效 应强
感光 性强
化学作 用、荧光
效应强
穿透 力强
穿透 力最

一、电磁波谱、电磁波的应用
返回
遥控 、遥
日光灯、
检查、
用途
通信广播、加测热、 天体物理
、红
照照明相等、伪杀菌、、治防
研究
外摄像、

探测、探测 、 透视 、治疗
在电磁波发射技术中,使电磁波 随各种信号而改变的技术
振幅
使高频振荡的 随信号的强弱 而变的调制技术

鲁科版高中物理选修(3-4)-3.1《电磁波的产生》教学案

鲁科版高中物理选修(3-4)-3.1《电磁波的产生》教学案

3.1 电磁波的产生【重点难点】1、重点:对振荡电路,振荡电流基本概念的理解和电磁振荡现象的认识电场能和磁场能的转化过程2、难点:LC回路产生电磁振荡是本章本单元的重点,也是难点。

一、电磁振荡现象概念总结1、像这样产生的大小和方向的电流,叫做振荡电流,能产生振荡电流的电路,叫振荡电路,上面的LC回路叫。

2、再将振荡电流信号取出接在示波器上观察波形,就会发现,LC回路里产生的振荡电流跟正弦式电流一样,也是按正弦规律变化的。

指出振荡电流实质上就是前边学过的交流电,它也是按变化的。

二、电磁振荡的产生过程①给电容充电,如图所示,电容器中储存一定的电场能(E电)②电容C放电,如图所示,电场能转化为磁场能③反向充电过程,是磁场能转化为电场能的过程④电容C再次反向放电过程像上述情况,电路中的电场能和磁场能(与之对应的电荷Q和电流i)做周期性交替变化的现象叫做电磁振荡现象。

三、无阻尼振荡和阻尼振荡(1)振荡电路中,若没有能量损耗,则振荡电流的振幅(Im)将不变,如图9所示,叫做无阻尼振荡(或等幅振荡)(2)阻尼振荡,任何振荡电路中,总存在能量损耗,使振荡电流i的振幅逐渐减小,如图10所示,这叫做阻尼振荡(或叫减幅振荡),请同学们想一下,电路损耗的能量哪里去了?如果用振荡器周期性地给振荡电路补充能量,就可以保持等幅振荡,这类似于受迫振动。

四、麦克斯韦的预言1、电磁场理论的核心之一:麦克斯韦认为在变化的磁场周围产生电场,是一种普遍存在的现象,跟闭合电路是否存在无关,导体环只是用来显示电流的存在◎说明:在变化的磁场中所产生的电场的电场线是闭合的(涡旋电场)◎理解: (1) 均匀变化的磁场产生电场(2) 非均匀变化的磁场产生电场2、电磁场理论的核心之二:麦克斯韦假设:变化的电场就像导线中的电流一样,会在空间产生磁场,即变化的电场产生磁场◎理解: (1) 均匀变化的电场产生磁场(2) 非均匀变化的电场产生磁场〖规律总结〗1、麦克斯韦电磁场理论的理解:①恒定的电场不产生磁场②恒定的磁场不产生电场③均匀变化的电场在周围空间产生恒定的磁场④均匀变化的磁场在周围空间产生恒定的电场⑤振荡电场产生同频率的振荡磁场⑥振荡磁场产生同频率的振荡电场2、电场和磁场的变化关系电磁感应现象其实是麦克斯韦电磁理论的冰山一角。

鲁科版高中物理选修3-4课件第3章第2、3节

鲁科版高中物理选修3-4课件第3章第2、3节

三、电磁波的接收 1.当接收电路和发射电路的___振__荡_频__率____相 同时,电磁波会使接收电路中产生最强的电流, 这种现象叫做___电__谐__振__现_象__与机械振动中的 __共__振____现象类似. 2.在无线电技术中,对空间存在的各种频率 的电磁波,需要选择某一种特定的频率接收, 这个选择过程叫___调__谐___,其基本原理是 __电_谐__振__.____
空中有许多不同频率的电磁波在传播,为了接 收到我们需要的电磁波,要调整接收电路的固 有频率,使之与我们需要的电磁波的频率相同 (产生电谐振),这就是调谐. 3.解调:从接收到的高频电流中“检出”所携 带的信号,相当于把运到目的地的货物从火车、 飞机等运载工具上卸载下来,这就是解调.解 调是调制的逆过程,又叫检波.
(2)电磁波谱中的各种波有一定的波长范围,它 们都具有__反__射____、_折_射____、_衍__射____和 __干_涉____的特性;它们在真空中的传播速度均 等于__光__速__.__
(3)从电磁波谱中可以看出,可见光是整个电磁
波谱中极狭窄的一段,波长的数量级为
_1_0_-_7___m , 按 波 长 由 长 到 短 ( 频 率 由 低 到 高 ) 排 列 , 红颜、橙、色黄、依绿、蓝次、靛、为紫 ________由__不__同__颜__色_(_波__长__)的__光_ 按白一定比光例 是
【精讲精析】 医学上不用红外线透视人体, A错误;过强的紫外线照射对人体有害,B错 误;γ射线频率很大,波长很短,不容易用它 来观察衍射现象,C错误,只有D项说法正 确. 【答案】 D
变式训练4 下列说法中正确的是( ) A.各种电磁波最容易表现出干涉和衍射现象 的是γ射线 B.红外线有显著的热作用,紫外线有显著的 化学作用 C.X射线的穿透本领比γ射线更强 D.在电磁波谱中,X射线与γ射线有很大一部 分重叠区域,因此两者产生的机理应该是一样 的

鲁科版高中物理选修3-4课件3.2电磁波的发射、传播和接收(讲述式)

鲁科版高中物理选修3-4课件3.2电磁波的发射、传播和接收(讲述式)

磁波频率相同。 2)解调:把声音或图像等信号从高频振荡电 流中还原出来 的过程。
典例分析
例1、要有效地发送低频电信号,必须把低频
电信号附加在高频载波上,这个过程在电磁 波的发射过程中叫做( A、调谐 波 ) D调 、检 制
C
B、解调C、调制
调频
典例分析
例2、转换电视频道时,选择自己喜欢的电视节
B
变化的电场产生变化的磁场,变
化的磁场又产生变化的电场 E E E ‥‥‥这样形成了电磁波。

B
B
B
新知预习
一、电磁波的发射
1.要有效地发射电磁波,振荡电路必须具有两个特点:
足够 (1)要有 _______的振荡频率,频率越高,发射电磁波的 高 本领越大 . 开放
电路 (2)应采用 _________,振荡电路的电场和磁场必须分散 到尽可能大的空间. 地 线 天 线 在实际的开放电路中,线圈的一端用导线与大地相连, 3.无线电技术
B D
典例分析
例4、关于电磁波的发射和接收,下列说法中正 确的是()
A、为了使振荡电路有效地向空间辐射能量,电 调 放 路必须是闭合的 制 电谐 B、音频电流的频率比较低,不能直接用来发射 路的固有频率与收到的电磁波的频 解调又叫 率相同时,接收 检波
典例分析
例5、一个同学发出声音的频率约为1.0kHz,
目,称为(
A、调制 C、解调

B、调谐 D、调幅
典例分析
例3、下列关于电磁波的发射和接收的说法中 正确的是( ) 调 A、图象和声音信号可以直接进行发射 制 B、载波(高频电磁波)是用来增加图象和声 用来“搭载”图象和声 音信号(低频电磁波)的频率的 音信号的 C、接收电磁波时,是由于电磁感应,电磁波 在接收天线中形成振荡电流 D、把高频载波和低频电磁波分离的过程称为 接收 “解调”,又叫“检波” 机

鲁科版选修3-4 第3章-第2、3节 电磁波的发射、传播和接收

鲁科版选修3-4 第3章-第2、3节 电磁波的发射、传播和接收

第2、3节电磁波的发射、传播和接收电磁波的应用及防护1.当振荡电路具有足够高的频率,且为开放电路时,电磁波可以发射出去。

2.要通过电磁波传递信号,必须进行调制,调制有调幅和调频两种方法。

3.要接收电磁波传递的信号,必须进行调谐和检波。

4.按电磁波的波长或频率大小排列起来形成电磁波谱,不同电磁波有不同的特点和应用。

[自读教材·抓基础]1.有效地向外发射电磁波时,振荡电路必须具有的两个特点(1)要有足够高的振荡频率:频率越高,发射电磁波的本领越大。

(2)振荡电路的电场和磁场必须分散到尽可能大的空间,因此,采用开放电路。

2.电磁波的调制[跟随名师·解疑难]1.电磁波发射的开放电路(1)有效发射电磁波的条件:①高频电路:理论研究证明了发射电磁波的功率与振荡频率的4次方成正比。

频率越高,发射电磁波的本领越大。

②开放电路: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)实际应用中的开放电路是由天线与地线和匝数很少的线圈组成的,对应的L、C都很小,以满足电磁波频率高的条件。

2.电磁波两种调制方式的比较(1)调幅:使电磁波的振幅随信号改变,频率始终保持不变,如图所示。

(2)调频:使电磁波的频率随信号而改变,如图所示。

[学后自检]┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄(小试身手)1.要提高LC振荡电路辐射电磁波的本领,应该采取的措施是( )A.减小电容器极板间距B.使振荡电容器的正对面积足够大C.尽可能使电场和磁场分散开D.增大回路中的电容和电感解析:选C 要提高LC振荡电路辐射电磁波的本领,应从两个方面考虑,一是提高振荡频率,二是使电磁场尽可能地分散开,所以C正确;由f=12πLC可知,当减小电容器极板间的距离时,C变大,f减小,A错误;使电容器正对面积变大,C变大,f变小,B错误;增大回路中的L、C,f变小,D错误。

1.无线电波通常有3种传播途径:地波、天波和空间波2.电磁波的接收(1)电谐振现象:当接收电路的固有频率跟收到的电磁波的频率相同时,电磁波会使接收电路中产生最强的电流。

鲁科版高中物理选修3-4:电磁波的产生

鲁科版高中物理选修3-4:电磁波的产生

2.按照麦克斯韦的电磁场理论,以下说法中正 确的是(CD) A、磁场在周围一定产生电场 B、电场在周围一定产生磁场 C、变化的磁场在周围产生电场 D、变化的电场在周围产生磁场
变化的磁场(电场) 产生电场(磁场)
3.按照麦克斯韦的电磁场理论,以下说法中正确 的是( D ) A、恒定的磁场在周围产生恒定的电场 B、变化的磁场在周围产生变化的电场 C、均匀变化的磁场在周围产生均匀变化的电场 D、均匀变化的磁场在周围产生恒定的电场
四.赫兹的电火花
赫兹用实验证实电磁波的存在
令人振奋的电火花
赫兹的电火花实验
赫兹观察到了电磁波的反射,折射,干涉,偏振和衍射等现象. 他还测量出电磁波和光有相同的速度. 这样赫兹证明了麦克斯韦关于光的电磁理论.
1888年赫兹在人类历史上首先捕捉到了 电磁波,证实了电磁波的存在!
课堂练习
1.根据麦克斯韦电磁场理论,下列说法正确的是 ( D ) A、在电场周围一定产生磁场,在磁场周围一定产 生电场 B、在变化的电场周围一定产生变化的磁场,在变 化的磁场周围一定产生变化的电场 C、均匀变化的电场周围一定产生均匀变化的磁场 D、振荡的电场周围一定产生同频率变化的磁场
思考:如图所示的振荡电路中,某时刻线
圈中磁场方向向上,且电路的电流正在增强,
则此时错误的是( )
A.a点电势比b点低
B.电容器两极板间场强正在减小
C.电路中电场能正在增大 D.线圈中感应电动势正在减小
(2)电磁波形成示意图:
激 发 变 化 电 场 激 发
非均匀变 化的磁场
若是均匀变化
若非均匀变化
恒定磁场
变化磁场
不再激发
恒定电场
激 发
若是均匀变化 若非均匀变化

鲁科版高中物理选修3-4课件 电磁波的发射、传播和接收课件3

鲁科版高中物理选修3-4课件 电磁波的发射、传播和接收课件3

堂 互


分 析
所示.
探 究











调频的作用

图 3-2-4
课 前
甲:声音信号的波形;乙:高频等幅振荡电流的波形; 课


主 导
丙:经过调频的高频振荡电流的波形.
作 业

菜单
LK·物理 选修 3-4


学 教
3.无线电波的发射
堂 互


分 析
由振荡器(常用 LC 振荡电路)产生高频振荡电流,用调
LK·物理 选修 3-4


学 教
第 2 节 电磁波的发射、传播和接收
堂 互


分 析
教师用书独具演示
探 究
●课标要求 教


1.知道具有什么特点的电磁振荡电路有利于向外发射电磁波.知道开放电路.




2.了解什么是调制和为什么要调制.



计 知识 3.知道无线电波传送的 3 种主要方式:天波,地波和空间波知道它们各自的主要特点和适应的
当 堂 双 基 达 标
课 时 作 业
教 学 教 法 分 析
教 学 方 案 设 计
课 前 自 主 导 学
菜单
LK·物理 选修 3-4
课 堂 互 动 探 究
当 堂 双 基 达 标
课 时 作 业
教 学 教 法 分 析
教 学 方 案 设 计
课 前 自 主 导 学
菜单
LK·物理 选修 3-4

鲁科版高中物理选修3-4课件 电磁波的产生课件2

鲁科版高中物理选修3-4课件 电磁波的产生课件2

6.LC振荡电路的周期和频率: (1)公式:T=_2____L_C_,f= 1 。
2 LC
(2)单位:周期T、频率f、自感系数L、电容C的单位分别是
_秒__s_、赫兹Hz、_亨__利__H_、法拉F。
二、麦克斯韦的预言 1.麦克斯韦电磁场理论: (1)变化的磁场周围会产生电场。 麦克斯韦提出,在变化的磁场周围会激发出一种电场——_涡__旋__ _电__场__,不管有无闭合电路,变化的磁场激发的_涡__旋__电__场__总是 存在的,如图所示。
二、对LC回路电磁振荡周期(频率)公式的理解 1.影响电磁振荡周期(频率)的因素: (1)由电磁振荡的周期公式 T 2 LC 知,要改变电磁振荡的周 期和频率,必须改变线圈的自感系数L或者电容器的电容C。 (2)影响线圈自感系数L的因素:线圈的匝数、有无铁芯及线圈 的横截面积和长度。匝数越多,自感系数L越大,有铁芯的自感 系数比无铁芯的大。 (3)影响电容器电容的因素:两极板正对面积S,两极板间介电常 数ε ,以及两板间距d,由 C S (平行板电容器电容),不难
2
【学而后思】 (1)LC振荡电路的周期和频率,是由什么决定的? 提示:LC振荡电路的周期和频率由电路自身因素决定,即由电 路中电容器的电容和线圈的自感系数决定。 (2)如果要改变LC振荡电路的振荡周期和频率,改变什么较为 方便? 提示:一般来讲,由于电容器两板间的正对面积的改变较为方 便,只需将可变电容器的动片旋出或旋入,便可改变电容C的 大小,所以通常用改变两板正对面积的方法改变LC振荡电路的 振荡周期和频率。
0→Em
0→im im
im→0
0→Bm Bm
Bm→0
E电→E磁 E电最小 E磁最大 E磁→E电
qm
Em

鲁科版高中物理选修3-4课件第3章第2节第3节

鲁科版高中物理选修3-4课件第3章第2节第3节

【学而后思】 雷达发出的电磁波为什么选用的是微波而不是中波和长波? 提示:因为微波的波长短,传播的直线性好,方向性好,反射 性强。而长波、中波的波长长,衍射能力强,而反射能力差。
【解析】选B、C、D。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;电磁波接收原理是一种叫电谐振的现象,与机械振动中 的共振有些相似;电视机显示图像时,必须通过检波过程,把 有效的信号从高频信号中取出来,否则就不能显示。
二、对电磁波的理解 1.对电磁波的理解: (1)电磁波是一种物质,像电场、磁场一样,它是客观存在的 真实物质,是物质存在的另一种形式。 (2)电磁波具有能量,以电磁场的形式存在,也就是说电磁场 的能量通过电磁波来传播。 (3)电磁波不需要其他介质就能传播。 (4)电磁波的能量与频率有关,频率越高,能量越大。 (5)电磁波在真空中的传播速度是c=3.0×108m/s。 (6)电磁波能传递信息。
4.特点: (1)雷达既是无线电波的发射端,又是无线电波的接收端; (2)雷达使用的无线电波是直线性能好、反射性能强的微波波 段; (3)雷达发射的是不连续的无线电波,即脉冲,每次发射时间 短于1μ s,两次发射的时间间隔约为0.1ms; (4)障碍物的距离等情况都由显示器直接显示出来。 5.应用:探测飞机、导弹等军事目标;可以用于导航;天文学 上研究星体;在气象上可以用于预报天气。
(2)增大电容器极板_间__距__,使LC电路形成_开__放__电__路__。
3.电磁波的调制: (1)调制:把_低__频__电信号加载到_高__频__等幅振荡电流上。 (2)调制的分类 ①调幅:使电磁波的_振__幅__随信号改变,频率始终保持不变, 如图甲。 ②调频:使电磁波的_频__率__随信号改变,如图乙。

2019-2020学年鲁科版物理选修3-4同步配套学案:第3章 第2节 电磁波的发射、传播和接收 第3节 电磁波的应

2019-2020学年鲁科版物理选修3-4同步配套学案:第3章 第2节 电磁波的发射、传播和接收 第3节 电磁波的应

第2节电磁波的发射、传播和接收第3节电磁波的应用及防护1.了解电磁波的发射、传播和接收的基本原理.知道调制、调谐、电谐振、解调(检波)等概念的意义及区别.2.了解无线电波的三种主要传播途径及其特点.3.知道电磁波谱及其组成部分的特点和作用,知道光是电磁波.(重点)4.了解电磁波的应用及对其危害的防护措施.一、电磁波的发射1.发射条件(1)振荡频率足够高;(2)电场、磁场尽可能分布到较大的空间.2.开放电路为了满足发射条件,可以减小电容器的极板面积,增大极板间距,使电容器变成两条长的直导线,一条深入高空成为天线,另一条接入地下成为地线,形成开放电路.3.电磁波的调制把低频电信号加载到高频等幅振荡电流上叫做调制,常用的调制方式有调频和调幅两种.1.(1)静止的电荷放在变化的磁场中不会受到力的作用.()(2)当电磁波在空间传播时,电磁能也随着一起传播.()(3)电磁波的传播速度与介质无关.()(4)调制的两种方法是调谐和调频.()提示:(1)×(2)√(3)×(4)×二、电磁波的传播1.无线电波通常有三种传播途径:地波、天波和空间波.2.地波是沿地球表面空间传播的无线电波.在无线电技术中,通常采用地波的形式传播长波、中波和中短波.3.天波是靠大气层中电离层的反射传播的无线电波.短波最适合采用天波的形式传播.4.空间波是像光束那样沿直线传播的无线电波.这种传播方式适用于超短波和微波通信,此外卫星中继通信,卫星电视转播等也主要是利用空间波作为传输途径.1.电台发射的电磁波能向无限远处传播吗?提示:不能,因为电磁波在传递信息的同时,也传递能量,当电磁波遇到导体时,会在导体内产生电流而消耗能量.能量损失越多,传播的距离越近.三、电磁波的接收1.电谐振现象当接收电路的固有频率跟收到的电磁波的频率相同时,接收电路中产生电流最强的现象.与机械振动中的共振现象类似.2.调谐在无线电技术中,对空间存在的各种频率电磁波,需要选择某一种特定的频率接收的过程.3.调谐电路能够进行调谐的接收电路.调节调谐电路可调电容或电感,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的电流最强.2.你知道收音机是如何进行选台的吗?提示:收音机中的LC调谐电路是由电感线圈和可变电容器组成的,通过调节可变电容器的电容.改变LC电路的固有频率,使得当它的固有频率与某一电磁波的频率相同时,产生电谐振,从而把该频率的电磁波接收下来.四、电磁波谱1.电磁波谱的构成:电磁波包括无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线等.2.不同电磁波的特点(1)电磁波谱中的各种波有一定的频率范围,都具有反射、折射、干涉和衍射的特性,在真空中的传播速度均等于光速,都满足c=λf.(2)可见光是整个电磁波谱中极狭窄的一段,颜色依次为红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫.其中红光的波长最长,频率最小,紫光的波长最短,频率最大.(3)电磁波谱中,X射线和γ射线的波长最短,无线电波的波长最长.2.(1)电磁波只能无线传输.()(2)X射线是电磁波,它由速度较高的电子构成.()(3)紫外线在真空中的传播速度大于可见光在真空中的传播速度.()(4)可利用红外线的荧光效应辨别人民币的真伪.()提示:(1)×(2)×(3)×(4)×五、电磁波的应用1.红外线和紫外线的应用(1)红外线:具有明显的热效应,利用红外线的这种效应,制成了红外烤箱、红外线炉等;利用红外线还可制成夜视仪、遥感器等.(2)紫外线:紫外线能使很多物质发出荧光,很容易让底片感光.当紫外线照射人体时,能使人体合成维生素D,可以预防佝偻病,但过量的紫外线会伤害人体,应注意防护.紫外线还具有杀菌作用,医院里的病房利用紫外线消毒;银行利用紫外线灯鉴别钞票的真伪.2.无线电波的应用(1)雷达①雷达的概念:是一种用来检测飞行器、船只等远距离物体位置的系统.②雷达的工作原理:电磁波遇到障碍物会被反射,根据信号的返回时间和方向,判断物体的方位.③雷达的用途:探测目标、导航、预报天气、绘制地图.(2)移动电话①功能:使用户接收到通话对方送来的信息,并能发送自己的信息.②特点:需通过无线基站转接实现自由通话.3.(1)电视信息包括图像信号和声音信号.()(2)雷达是利用超声波进行测定物体位置的.()提示:(1)√(2)×六、电磁污染及防护1.电磁污染又称电磁波污染或射频辐射污染.研究发现,电磁辐射会危害人体健康,波长越短,危害越突出,过量的电磁波辐射对心脏、血液和眼睛等都有很大的危害.2.电磁波污染的防治从物理学角度看,可以从电磁波源、电磁波的传播途径以及受辐射的人这三个方面进行防护.3.电磁辐射会给人们的生活和生产带来哪些不利影响?提示:电磁辐射的干扰使电视图像不清晰或变形,并伴有噪声,会干扰通信系统,使自动化装置发生故障等.电磁波的发射与接收1.电磁波的发射(1)无线电波发射的开放电路①有效发射电磁波的条件.a.高频电路:理论研究证明了发射电磁波的功率与振荡频率的4次方成正比.频率越高,发射电磁波的本领越大.b.开放电路: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实际应用中的开放电路是由天线与地线和匝数很少的线圈组成的,对应的L、C都很小,以满足电磁波频率高的条件.(2)无线电波的调制信息转化为电信号后,往往由于信号频率低、能量低不能直接用来发射,需要把要传递的电信号“加载”到高频电磁波上再发射出去,就是调制.相当于把货物搭载到卡车或飞机上.调制的方式又可分为调频和调幅.2.电磁波的接收(1)电谐振:当接收电路的固有频率与收到的电磁波的频率相同时,接收电路中的振荡电流最强,就是电谐振.相当于机械振动中的共振.空中有许多不同频率的电磁波在传播,为了接收到我们需要的电磁波,要调整接收电路的固有频率,使之与我们需要的电磁波的频率相同(产生电谐振),这就是调谐.(2)解调:从接收到的高频电流中“检出”所携带的信号,相当于把运到目的地的货物从火车、飞机等运载工具上卸载下来,这就是解调.解调是调制的逆过程,又叫检波.(1)电磁波在传递信息的同时,也传递能量.但在传递的过程中能量会不断减小,而信息不变.(2)调谐与电谐振不同,调谐是一个调节过程,电谐振是一种物理现象,也就是电磁振荡中的“共振”.(多选)为了增大无线电台向空间辐射无线电波的能力,对LC振荡电路的结构可采取下列哪些措施()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.采取开放电路[解析]要增大无线电台向空间辐射电磁波的能力,必须提高其振荡频率,由f=12πLC知,可减小L和C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,故选项B正确,选项A、C错误.开放电路向外辐射能量的能力强,故D正确.[答案]BD对电磁波的理解1.对电磁波的理解(1)电磁波是一种物质,像电场、磁场一样它是客观存在的真实物质,是物质存在的另一种形式.(2)电磁波具有能量,以电磁场的形式存在的能量,也就是说电磁场的能量通过电磁波来传播.(3)电磁波不需要其他介质就能传播.(4)电磁波的能量与频率有关,频率越高,能量越大.(5)电磁波在真空中的传播速度是c=3.0×108 m/s.(6)电磁波能传递信息.2.各种电磁波共性与个性的比较(1)共性①它们在本质上都是电磁波,它们的行为服从相同的规律,各波段之间的区别并没有绝对的意义.②都遵守公式v=λf,它们在真空中的传播速度都是c=3.0×108 m/s.③它们的传播都不需要介质.④它们都具有反射、折射、衍射和干涉的特性.⑤都是横波.(2)个性①不同电磁波的频率或波长不同,表现出不同的特性,波长越长、衍射能力越强可作通讯用途,波长越短穿透能力越强.②同频率的电磁波,在不同介质中传播速度不同.不同频率的电磁波,在同一种介质中传播时,频率越大折射率越大,速度越小.③应用范围不同:无线电波用于通信和广播,红外线用于加热和遥感技术,紫外线用于杀菌消毒.X射线应用于医学上的X光照片.γ射线用于检查金属部件的缺陷.(1)不同频率的电磁波在真空或空气中的传播速度相同,而在同一介质中的传播速度并不相同.(2)X射线与γ射线都具有穿透能力,但γ射线的穿透能力最强,X射线能穿过人体,通常作人体透视,而γ射线可以穿过几厘米厚的铅板,可以做探测金属砂眼的射线.图中A为某火箭发射场,B为山区,C为城市.发射场正在进行某型号火箭的发射试验.为了转播火箭发射的实况,在发射场建立了发射台用于发射广播与电视信号.已知传输无线电广播所用的电磁波波长为550 m,而传输电视信号所用的电磁波波长为0.566 m,为了不让山区挡住信号的传播,使城市居民能收听和收看火箭发射的实况,必须通过建在山顶上的转发站来转发________________(选填“无线电广播信号”或“电视信号”).这是因为________________________________________________________________________.[思路点拨]根据电磁波的波长确立电磁波的途径.[解析]从题中知,传输无线电广播所用电磁波波长为550 m,根据波发生明显衍射现象的条件,可知该电磁波很容易发生衍射现象,绕过山区而传播到城市所在的C区,因而不需要转发装置.电视信号所用的电磁波波长为0.566 m,其波长很短,衍射现象很不明显,几乎沿直线传播,能传播到山顶却不能传播到城市所在的C区,要想使信号传到C区,必须通过建在山顶的转发站来转发.[答案]见解析1.关于电磁波的传播,下列叙述正确的是()A.电磁波频率越高,越易沿地面传播B.电磁波频率越高,越易发生衍射现象C.电磁波在各种介质中传播时波长恒定D.只要有三颗同步卫星在赤道上空传递微波,就可把信号传遍除两极外的世界各地解析:选D.电磁波频率越高,波长就越短,绕过地面障碍物的本领就越差,且地波在传播过程中的能量损失随频率的增高而增大,A错误.随着电磁波频率的增大,其传播形式跟光相似,越不易发生衍射现象,B错误.电磁波在各种介质中传播时,频率不变,但传播速度不同,波长不同,C错误.由于同步通讯卫星相对于地面静止在赤道上空36 000 km高的地方,用它来作微波中继站,只要有三颗这样的卫星,就可以把微波信号传遍全世界,D正确.对电磁波谱的理解1.无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线都是电磁波,按电磁波的波长或频率大小的顺序排列成谱,叫做电磁波谱.2.不同电磁波的特点及应用特性用途无线电波波动性强通讯、广播、导航红外线热作用强加热、遥感、红外线制导可见光感光性强照明、照相等化学作用、紫外线日光灯、杀菌消毒、治疗皮肤病等荧光效应X射线穿透力强检查、探测、透视、治疗γ射线穿透力最强探测、治疗3.从无线电波到γ射线都是本质相同的电磁波,其行为遵从共同的规律,都具有反射、折射、衍射和干涉的特征;在真空中传播速度均等于光速.但它们因波长(或频率)不同又表现出不同的特点.在电磁波谱中,红外线、可见光和X射线三个波段的频率大小关系是()A.红外线的频率最大,可见光的频率最小B.X射线频率最大,红外线的频率最小C.可见光的频率最大,红外线的频率最小D.X射线频率最大,可见光的频率最小[思路点拨]解答本题要注意以下两点(1)电磁波在真空中波速相同.(2)三波段中红外线波长最长,X射线波长最短.[解析]在三波段中,红外线波长最长,X射线最短,由c=λf知,红外线频率最小,X射线频率最大,B正确.[答案] B2.(多选)关于电磁波谱,下列说法中正确的是()A.电磁波中最容易表现出干涉、衍射现象的是无线电波B.红外线、紫外线、可见光是原子的外层电子受激发后产生的C.伦琴射线和γ射线是原子的内层电子受激发后产生的D.红外线的显著作用是热作用,温度较低的物体不能辐射红外线解析:选AB.波长越长,波动性越显著,干涉、衍射现象越易发生;从电磁波产生的机理可知,γ射线是原子核受激发后产生的;不论物体温度高低都能辐射红外线,物体的温度越高,它辐射的红外线越强,故正确答案为A、B.典型问题——无线电波的三种传播方式无线电波主要的传播方式有:地波传播、天波传播和直线传播三种.1.地波传播:沿地球表面空间传播的无线电波.如图所示,由于地面上有高低不平的山坡和房屋等障碍物,只有能绕过这些障碍物的无线电波,才能被各处的接收机接收到,根据波的衍射特性,当波长大于或相当于障碍物的尺寸时,就可以绕到障碍物的后面.地面上的障碍物一般都不是很大,长波能很好地绕过它们,中波和中短波也能较好地绕过.短波和微波由于波长短,绕过障碍物的本领很差.2.天波传播:依靠大气层中的电离层的反射来传播的无线电波叫天波.我们知道,地球被厚厚的大气包围着.地表50千米到几百千米范围内的大气,由于太阳光的照射使大气中的一部分气体分子发生电离,这层大气就叫做电离层.电离层对于不同波长的电磁波表现出不同的特性:对于波长短于10 m的微波,电离层能让它穿过,飞向宇宙;对于长波,电离层基本把它吸收;对于中波、中短波、短波,波长越短,电离层对它吸收得越少而反射得越多,因此短波最适宜以天波的形式传播.3.直线传播:微波既不能以地波的形式传播(易被吸收),又不能依靠电离层的反射以天波的形式传播(能穿透),微波只能像光那样,沿直线传播.这种沿直线传播的电磁波叫空间波或视波.微波要远距离传播必须在地面上建立中继站.(多选)关于电磁波的传播,下列叙述正确的是()A.电磁波频率越高,越宜用地波传播B.电磁波频率越高,越易沿直线传播C.短波最适宜以天波形式传播D.电磁波在不同介质中传播时波长改变[解析]由v=λf可知,电磁波频率越高,波长越短,衍射能力越差,不宜用地波传播,频率高的电磁波跟光的传播相似,沿直线传播,故选项B正确,选项A错误;电离层对短波吸收少反射多,故适宜以天波形式传播,选项C正确;电磁波在不同介质中传播时,由v =λf,可判断出波长改变,选项D正确.[答案]BCD(多选)关于无线电波的传播方式,下列说法正确的是()A.长波主要以地波方式传播B.短波主要以直线传播的方式传播C.微波主要以直线传播的方式传播D.地面物体定位利用地波,空中物体定位利用天波的方式解析:选AC.波长越长越容易发生衍射,定位越不准确,因此定位采取微波的直线传播方式为好,D错误.。

鲁科版高中物理选修3-4:第3章 电磁波 复习课件

鲁科版高中物理选修3-4:第3章 电磁波 复习课件


赫兹实验:证实电磁波的存在
电 磁 波
传电播磁和波接的收发射、发射有磁调效波制发的调 调射条频 幅电件
电振场荡、频磁率场足尽够可高能 分布到较大的空间



传播:三种方式地波、天波、空间波

接收:调谐电谐振→解调检波

构成:无线电波、红外线、可见光、
磁 波
电磁波谱紫 各外 种线 电、 磁波X射的线特、性γ及射应线用

电磁污染及防护
一、麦克斯韦电磁理论 1.对麦克斯韦电磁场理论两个基本观点的理解
(1)变化的磁场产生电场,可从以下三个方面理解: ①稳定的磁场不产生电场 ②均匀变化的磁场产生恒定的电场 ③周期性变化的磁场产生同频率的周期性变化的电场
(2)变化的电场产生磁场,也可从以下三个方面理解: ①恒定的电场不产生磁场 ②均匀变化的电场产生恒定的磁场 ③周期性变化的电场产生同频率的周期性变化的磁场
2.感应电场方向的判产省的感应电流的方向是相同的。
【例1】关于麦克斯韦的电磁场理论,下列说法正确的是( )
二、LC回路振荡规律、周期及频率 1.LC回路中各量的变化规律
电容器上的物理量:电量q、电场强度E、电场能EE. 振荡线圈上的物理量:振荡电流i、磁感应强度B、磁场 能EB. 放电过程:q↓—E↓—EE↓→i↑—B↑—EB↑ 充电过程:q↑—E↑—EE↑→i↓—B↓—EB↓ 充电结束时q、E、EE最大,i、B、EB均为零 放电结束时q、E、EE均为零,i、B、EB最大
第3章 电磁波 复习课件

电磁振荡产生周期性变化的振荡电流
电 磁
电磁振荡LTC=振2π荡电LC路,的f=周2期π 1和L频 C 率:

电磁波的发现麦 变 变克化 化斯的 的韦电 磁的场 场电产 产磁生 生场磁 电理场 场论→预言电磁波的存在
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2019-2020年鲁科版高中物理选修3-4第3章电磁波第2节电磁波的发射、传
播和接收复习巩固十九
第1题【单选题】
下列说法中正确的是( )
A、在玻璃幕墙表面镀一定厚度的金属氧化物,利用衍射现象使外面的人在白天看不到幕墙里面的情

B、紫外线的频率与固体物质分子的固有频率接近,容易引起分子共振,产生内能
C、来回抖动带电的梳子,在空间就会形成变化的电磁场,产生电磁波
D、地面上两北斗卫星导航终端同时发出定位申请信号,在高速运行的卫星上看两信号也一定是同时
发出的
【答案】:
【解析】:
第2题【单选题】
如图6所示,L为一电阻可忽略的线圈,D为一灯泡,C为电容器,开关S处于闭合状态,灯泡D正常发光,现突然断开S ,并开始计时,能正确反映电容器A极板上电荷量q随时间t变化的图象是下图中的(图中q为正值表示A极板带正电)( )
A、
B、
C、
D、
【答案】:
【解析】:
第3题【单选题】
电磁波由真空进入介质后,发生变化的物理量有( )
A、波长和频率
B、波速和频率
C、波长和波速
D、频率和能量
【答案】:
【解析】:
第4题【单选题】
把经过调制的高频电流变为图象信号电流的过程叫做( )
A、调幅
B、调频
C、调谐
D、解调
【答案】:
【解析】:
第5题【单选题】
下列关于新材料、新技术及其应用的说法错误的是( )
A、现代计算机中(CPU元器件)不需要应用半导体材料
B、家用电冰箱门内的四周常装有磁性橡胶封条,可以使冰箱门关闭得严密
C、“纳米材料”是指原料的几何尺寸达到纳米级,因而具有某些特殊性能
D、光纤通信和微波通信中的电磁波传播的速度不相同
【答案】:
【解析】:
第6题【单选题】
下列说法正确的是( )
A、电磁波是一种横波
B、空间有变化的电场(或磁场)存在,一定能形成电磁波
C、微波的频率高于可见光
D、当物体以接近光速的速度运动时,物体的质量变化才明显,因此牛顿运动定律不仅适用于低速运
动,而且适用于高速运动
【答案】:
【解析】:
第7题【单选题】
在LC振荡电路中,由容器极板上的电荷量从最大值变化到零所需的最短时间( )
A、
B、
C、π
D、2π
【答案】:
【解析】:
第8题【单选题】
关于接收无线电波的过程,下列说法正确的是( )
A、接收无线电波→检波→高频放大→调谐→低频放大
B、接收无线电波→调谐→高频放大→检波→低频放大
C、接收无线电波→高频放大→调谐→检波→低频放大
D、接收无线电波→低频放大→调谐→检波→高频放大
【答案】:
【解析】:
第9题【单选题】
如图所示,L为电阻不计的自感线圈,已知电路振荡周期为T ,开关S闭合一段时间。

S断开时开始计时,当t=T/8时,L内部磁感应强度的方向和电容器极板间电场强度的方向分别为( )
A、向下、向下
B、向上、向下
C、向上、向上
D、向下、向上
【答案】:
【解析】:
第10题【单选题】
2012年在伦敦举办了奥运会,为实现全球的电视转播,下列方案中,正确的一种是( )
A、只需运用一颗同步卫星,在赤道平面上空运行
B、至少需要三颗同步卫星,在赤道平面上空运行
C、只需运用一颗同步卫星,绕着通过南北极的上空运行
D、至少需要三颗同步卫星,绕着通过南北极的上空运行
【答案】:
【解析】:
第11题【多选题】
在LC振荡电路中,t1和t2时电感线圈中的磁感线和电容器中的极板带电情况如图所示,若t2﹣t1=有误,则下列说法中正确的是( )
A、在t1时刻电容器正在充电
B、在t2时刻电容器正在充电
C、在t1时刻电路中的电流处在增大状态
D、在t2时刻电路中的电流处在增大状态
【答案】:
【解析】:
第12题【多选题】
A、若甲表示电场强度E,则丙表示相应的振荡电流i
B、若乙表示电场强度E,则甲表示相应的振荡电流i
C、若丙表示电场强度E,则甲表示相应的振荡电流i
D、若丁表示电场强度E,则丙表示相应的振荡电流i
【答案】:
【解析】:
第13题【填空题】
某防空雷达发射的电磁波频率为f=3×10^3MHZ ,屏幕上尖形波显示,从发射到接受经历时间
△t=0.4ms ,那么被监视的目标到雷达的距离为______km ,该雷达发出的电磁波的波长为______m .
【答案】:
【解析】:
第14题【计算题】
有一LC振荡电路,线圈自感系数的变化范围是0.10.4mH,电容器电容的变化范围是49pF ,试求该电路产生的振荡电流的频率的变化范围.
【答案】:
【解析】:
第15题【解答题】
傍晚你在家中听收音机时,若用拉线开关打开家中的白炽灯,会听到收音机中有“吱啦”的声音,试分析原因.
【答案】:
【解析】:。

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