第4章3电磁波的发射和接收
2023第三节 电磁波的发射和接收 同步测试
高中人教版物理选修1-1第四章第三节电磁波的发射和接收同步测试1.发射电视信号时通常采用波长较短的米波，在高楼密集的城市楼群中，电视机上经常出现重影，当电视天线接收到强信号后，接着又接收到弱信号，屏幕上出现强弱交替的影像，这是由于()A. 电磁波的干涉B. 电磁波的衍射C. 电磁波的反射D. 电磁波的折射2.电磁波已广泛运用于很多领域．下列关于电磁波的说法符合实际的是（）A. 电磁波不能产生衍射现象B. 常用的遥控器通过发出紫外线脉冲信号来遥控电视机C. 根据多普勒效应可以判断遥远天体相对于地球的运动速度D. 光在真空中运动的速度在不同惯性系中测得的数值可能不同3.关于现代通信和电磁波，下列叙述正确的是（）A. 光纤通信传输的信息量很大，主要用于无线电广播B. 卫星通信利用人造卫星作为中继站进行通信C. 电磁波的应用对人类有利无害D. 电磁波不能在真空中传播4.红外夜视镜在美国对伊拉克反美武装力量实施的夜间打击中起到重要作用，红外夜视镜是利用了( )A. 红外线波长长，易绕过障碍物的特点B. 红外线的热效应强的特点C. 一切物体都在不停地辐射红外线的特点D. 红外线不可见的特点5.下列关于电磁波和电磁波谱的认识正确的是（）A. 电磁波是横波B. 电磁波在真空中不能传播C. 麦克斯韦通过实验证实了电磁波的存在D. 红外线的频率比紫外线频率大6.2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7.1927年，英国发明家贝尔德在伦敦第一次用电传递了活动的图象，标志着电视的诞生．电视塔天线发送的是（）A. 电子B. 电流C. 声波D. 电磁波8.卫星定位系统在日常生活中有广泛的应用，定位时，接收器需要获得卫星发送的信号．卫星发送的是（）A. 声波B. 电磁波C. 次声波D. 机械波9.下列说法中，正确的是（）A. 电磁波不能在真空中传播B. 无线电通信是利用电磁波传输信号的C. 电磁波在真空中的传播速度与频率有关D. 无线电广播与无线电视传播信号的原理毫无相似之处10.下列应用没有利用电磁波技术的是A. 白炽灯B. 移动电话C. 雷达D. 无线电广播11.关于电磁波谱，下列说法正确的是( )A. 波长不同的电磁波在本质上完全相同B. 电磁波的波长若差异太大则会出现本质不同的现象C. 电磁波谱的频带很宽D. 电磁波的波长很短，所以电磁波谱的频带很窄12.下列说法中正确的是（）A. 摄像机实际上是一种将光信号转变为电信号的装置B. 电视机实际上是一种将电信号转变为光信号的装置C. 摄像机在1 s内要传送25张画面D. 电视机接收的画面是连续的13.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，越易沿直线传播C. 电磁波在各种介质中传播波长恒定D. 只要有三颗同步卫星在赤道上空传递微波，就可把信号传遍全世界14.有一种“隐形飞机”，可以有效避开雷达的探测，秘密之一在于它的表面有一层特殊材料，这种材料能够________（填“增强”或“减弱”）对电磁波的吸收作用；秘密之二在于它的表面制成特殊形状，这种形状能够________（填“增强”或“减弱”）电磁波反射回雷达设备．15.两人面对面交谈时是利用________传递声音，现代广播、电视、通信系统是利用________传递信息．电磁波的传播速度v、频率f、波长的关系为v=________16.“嫦娥三号”依靠________（选填“电磁”或“声”）波将拍到的月貌图片传回地球，此波由真空进入大气的传播过程中，保持不变的是________（选填“速度”或“频率”）．17.电磁波谱（波长从大到小的顺序）________．按这个循序频率逐渐变________大能量逐渐变________大在同一介质中折射率逐渐变________.18.如图1所示是接收无线电波的简易收音机电路图．已知L和C ，当C调至时，图1（1）指出哪些元件组成了调谐电路，周期是多少？（2）这时该电路能收到的无线电波波长是多少？（3）元件D、起什么作用？答案及解析1.【答案】C【解析】【解答】直接接收的是强信号，经反射后再由天线接收到弱信号，故出现重影。
广西专版新教材高中物理第4章电磁振荡与电磁波3无线电波的发射和接收课件新人教版选择性必修第二册
3.调谐:使接收电路中产生电谐振的过程叫作调谐。
4.解调:把声音或图像信号从接收到的高频电流中还原出来,
这个过程是调制的逆过程,叫作解调。调幅波的解调也叫
检波。
微判断(1)制作天线必须用导体。( √ )
(2)只有接收电路发生电谐振时,接收电路中才有振荡电流。
间,除了开放电路,还可以(
)
A.增大电容器极板间的距离
B.减小电容器极板的面积
C.减小线圈的匝数
D.采用低频振荡电流
答案:ABC
解析:实行开放电路和提高发射频率是提高电磁波发射能力
的两种有效方法;由
确。
f=
、C=可知,选项
√
A、B、C 正
特别提醒
LC振荡电路与开放电路耦合后,振荡电路中产生的高频振荡
了
D.由调谐电路接收的感应电流,再经过解调、放大,通过耳机
才可以听到声音
答案:AD
解析:当处于电谐振时,所有的电磁波仍能在接收电路中产生
感应电流,只不过频率跟调谐电路固有频率相等的电磁波,在
接收电路中激发的感应电流最强,选项A正确,B错误。由调谐
电路接收的感应电流,要再经过解调(也就是调制的逆过程)、
答案:7.5×103 m
解析:题图中a和c处的尖形波是雷达向目标发射无线电波时
出现的,b处的尖形波是雷达收到障碍物反c可知,无线电波由发射到返回所用时间为50 μs。
设障碍物与雷达之间的距离为x,由题意可知无线电波来回时
间为t=50 μs,
由 2x=ct,得
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
新教材2020-2021学年物理人教版(2019)选择性必修第二册课件：4.3 无线电波的发射和接收
【解析】选B、D。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A、C错误,B正确;无线电波发射的信号是调制后的高频信号,发射的 频率等于振荡电路中的电磁振荡的频率,故D正确。
【补偿训练】 (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
【课堂回眸】
课堂检测·素养达标
1.关于电视接收的原理,下列说法正确的是
()
A.电视接收天线接收到的电磁波中包括图像信号和伴音信号
B.电视接收天线接收到电磁波,天线上并不产生感应电流
C.电视机接收到电磁波,通过电子枪的扫描显示电视节目的伴音信号
D.电视机接收到电磁波,直接经扬声器得到电视节目的伴音信号
2.山东新闻广播电台发射的一种电磁波频率是调频95 MHz,烟台新闻广播电台 发射一种电磁波的频率是调幅1 341 Hz,两广播电台发射的电磁波相比,以下分 析正确的是 ( ) A.两广播电台发射的电磁波,波速相同,但山东新闻广播电台的波长较长 B.山东新闻广播电台发射的电磁波的振幅随信号的强弱而改变 C.烟台新闻广播电台发射的电磁波的振幅保持不变 D.两广播电台发射的电磁波,波速相同,烟台新闻广播电台的波长较长
【解析】选B、D。由f=
2
1 可知,要减小f,就必须增大平行板电容器的电容C
LC
或线圈的自感系数L;由C= rS 可知,要增大C,就必须减小电容器两极板间的距
4kd
离、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B、D正
确。
二 电磁波的接收 1.电磁波的接收原理: (1)电磁波在空间传播时,如果遇到导体,就会使导体产生感应电流,感应电流的 频率跟激起它的电磁波的频率相同。因此利用放在电磁波传播空间中的导体, 就可以接收到电磁波。 (2)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。
4.3电磁波的发射和接收 高二文科物理精品课件集
每个移动电话都是 一个电磁波发射器，又 是一个电磁波接收器。
基站
练习
有5个容易混淆的名词：调制、调幅频的主要区别。
小结
1、无线电波的使用，大大加快了现代化生活 的节奏。 2、进行无线电通信，要进行无线电波的发射 和接收
3、简单了解了电视和移动通信的基本原理
摄像镜头把景物 摄像镜头 的像投射在摄像管的 感光屏上，产生了包 电子枪 含图像信息的视频电 流。 偏转线圈
屏
电视
电视机天线接收到的电磁波 除了载有图象信号外，还有伴音 信号，所以我们在电视里既能看 到图像，也能听到声音。 下面是电视广播发射和接收过程的示意图
移动通信
移动通信诞生于19世纪 末，最早用在船舶通信上。 1921年，美国出现了汽 车电话，专供警车使用。 20世纪中叶以后，移动电话快速发展
无线电波的接收
我们转动收音机的旋钮 选择电台，实际上是在选择 电波进行调谐。 接收机得到的是带有信息标记的高频电流
要得到所需的信息，必须从高频信号电流 中把它们“取”出来，也就是要进行解调。 通过解调得到的 信号，还要经过放大。 得到声音或图像信号。
电视
1927年，英国发明家贝尔德 在伦敦公开表演了从远处传来的 一些活动图像。这标志着电视的 诞生！ 电视图像信号主要来自摄像机
学习目标
1、了解人类通讯方式的进步 2、知道无线电波发射和接收的原理 3、了解电视信号的传播原理 4、了解移动通信的基本原理
自古以来，人类一直在用自己的智慧解 决远距离通信的问题。 然后慢慢发展到利用： 3000年前： 19世纪末，电磁波的发现为信息插上了 利用烽火台的狼烟！ 飞翔的翅膀。 它使通信技术得到了飞 飞机 船 100 多年前： 车 速发展，电报、电话、广播、 电视等通信技术的应用，大 主要利用动 大加快了现代生活的节奏。 物和人！ 进行无线电通信，需要 发送和接收无线电波
高中物理选择性必修2 第四章 第2、3节 电磁场与电磁波 无线电波的发射和接收
第四章第2、3节电磁场与电磁波、无线电波的发射和接收教学设计一、教材分析电磁场的形成、电磁波的产生以及发射和接收是这两节的知识主干，在物理观念的形成上作为重点落实。
由于LC回路产生电磁振荡不如机械振动直观，要引导学生结合教材图示分析理解，并通过多媒体手段和实验演示等讲这一过程形象化，帮助学生在物理思维的培养上再上一个台阶。
电磁场的概念和麦克斯韦电磁理论是电磁学的核心内容，但是中学对电磁场理论是要求初步了解。
教材突出了理论的核心内容是：变化的电场产生磁场，变化的磁场产生电场，交替产生的电场和磁场传播出去形成电磁波。
能够动手实验的要学生亲自动手培养学生的科学探究能力。
无线电波的发射和接收涉及概念较多，可以结合图表、思维导图、流程图等多种手段，或者利用运送货物的装卸等流程来帮助学生理解调制、调谐、解调等一系列名次含义。
对电磁波的发现以及无线电波的应用，可以介绍赫兹和马可尼等人的不懈努力以及科技成果，落实培养学生的科学态度与责任。
二、学情分析学生在学习电磁场理论时，已经具备：静电场的知识、电流的产生和电流的磁效应知识、电磁感应现象等知识；接触并了解过电磁波的接收(半导体收音机等)或发射的机械设备。
学生对电磁场的知识掌握还不够全面和系统化，要更好的创设情境，精心组织素材，进一步培养学生的抽象思维和创造思维能力。
三、素养目标1．了解电磁场的形成、电磁波的产生。
2．了解电磁波的发射、传播和接收过程，知道无线电通信的基本原理。
3.能正确区分调制、调幅、调频、调谐和解调等概念。
4.结合实际生活，说出无线电通信在生活中的应用。
四、教学重点、难点1．教学重点：电磁场的形成、电磁波的产生、无线电的传播过程。
2．教学难点：无线电波传播的各种概念辨析。
五、教学方法实验演示法、类比分析法.六、教学过程同学们请看，这是电视台发射电视信号的信号塔效果图。
那么，为什么要建高耸入云的发射塔呢？这是为了接受信号，也就是电磁波。
接下来我们就来学习一下关于电磁波以及电磁波的发射和接收的相关知识。
《电磁波的发射、传播和接收》 讲义
《电磁波的发射、传播和接收》讲义一、电磁波的基本概念在深入探讨电磁波的发射、传播和接收之前，我们先来了解一下什么是电磁波。
电磁波是由同相且互相垂直的电场与磁场在空间中衍生发射的振荡粒子波，是以波动的形式传播的电磁场。
电磁波在真空中的传播速度恒定，约为每秒299792458 米，这个速度通常被称为光速。
电磁波的波长和频率是其两个重要的特性。
波长是指电磁波在一个周期内传播的距离，而频率则是指电磁波在单位时间内完成的周期数。
它们之间的关系可以用公式c ＝λf 来表示，其中c 是光速，λ 是波长，f 是频率。
电磁波涵盖了从极长波长的无线电波到极短波长的伽马射线的广泛频谱。
不同波长和频率的电磁波具有不同的特性和应用。
二、电磁波的发射电磁波的发射需要一个源头，这个源头通常是一个能够产生交变电流的装置。
当电流在导体中快速变化时，就会产生变化的电场和磁场，从而向外发射电磁波。
例如，在无线电广播中，广播电台的发射机通过电子管或晶体管等元件产生高频振荡电流。
这个电流经过天线时，会在天线周围产生变化的电磁场，并向空间辐射电磁波。
为了有效地发射电磁波，天线的设计和尺寸是非常重要的。
天线的长度通常与所发射电磁波的波长有关。
一般来说，天线的长度应该接近或等于电磁波波长的四分之一或二分之一，这样才能更好地发射电磁波。
此外，电磁波的发射功率也会影响其传播范围和效果。
发射功率越大，电磁波能够传播的距离就越远，但同时也需要考虑到对其他电子设备的干扰以及能源消耗等问题。
三、电磁波的传播电磁波在空间中的传播可以分为三种主要方式：地波传播、天波传播和空间波传播。
地波传播是指电磁波沿着地球表面传播。
这种传播方式适用于波长较长的电磁波，如中波和长波无线电波。
地波传播的优点是能够绕过障碍物，传播距离较远，但信号容易受到地面吸收和干扰的影响。
天波传播是指电磁波被发射到高空的电离层后，被反射回地面的传播方式。
这种传播方式适用于短波无线电波。
电离层能够反射电磁波是因为它是由带电粒子组成的，对电磁波具有折射和反射作用。
电磁波的发射传播和接收
不能以地波的形式
传播，又不能依靠
微波
电离层的反射以天
波的形式传播。
无线电波传播的多种方式
二、电磁波的传播
方式有三种： 天波、地波、空间波
请同学们阅读教材并理解各种方式的优点、
适合传播何种波。
地波
天波 空间
波
传播形式 沿地球表面空间
传播 靠大气中电离层
的反射传播
沿直线传播
适合的波段 长波、中波
、中短波
周围空间的电磁场很 弱，发射效果差
增大电容器极板间的距离，减少 极板间的面积，同时减少自感线 圈的匝数
在实际应用中，开放电路的下部分导线通 常接地。叫做地线，上部分导线尽可能分散 到高处，叫做天线。电磁波就是通过天线和 地线所组成的开放电路发射出去的。
一、无线电波的发射 1、发射无线电波的装置：
4.用途:红外摄影、红外遥感技术
四、可见光
能作用于人的眼睛并引起视觉的称为可见 光，如：红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫各色光。
如何使我们需要的电磁波在接 收天线中激起的感应电流最强呢？
可 变 电 容
LC调谐电路
1.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.对空间存在的各种频率的电磁波中选出所要 的电台的技术叫做调谐（选台），能够调谐的 接收电路叫做调谐电路。
短波
超短波和微 波
特点
衍射能力 较强
反射能力 较强
穿透能力 较强
三、无线电波的接收
我们生活 的空间布 满了强弱 不同的电 磁波,我 们又如何 选出自己 所需的无 线电波呢 ?
发射的无线电波如何被接收到呢？
电磁波在空间传播 时，如果遇到导体， 会使导体产生感应电 流，感应电流的频率 跟激起它的电磁波的 频率相同。因此利用 放在电磁波传播空间 中的导体，就可以接 收到电磁波了。
电磁波的发射和接收
2、电磁波有效发射的条件？ ① 振荡频率要足够高；
L
C
② 振荡电路的电场和磁场 尽可能分布到较大的空间。
３、开放电路
L
C
最后形成发射电磁波的天线。
４、调制： 在电磁波发射技术中， 使电磁波随各种信号而改变的技术
４、调制
调幅 调制
调频
４、调制
①
调幅
４、调制
②
调频
四、电磁波的发射和接收
调幅
调制
调频
天 线 ‥‥ 发 射
天 线 接 收
调谐 解调
知识拓展
问题讨论: 为什么不同波段的无线电电波采用 不同的传播方式?
长波
长波: 波长较长，容易产生衍射现象。 长波在地面传播时能绕过障碍物 （大山、高大建筑物……）
短波
长波容易被电离层吸收；
短波容易被电离层反射；
微波容易穿过电离层。
微波
微波:
电磁波的发射和接收
无线电波的传振荡分析：
L
C
知识链接2
麦克斯韦的电磁场理论: 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 ,‥ ‥ ‥这样就产生了电磁波。
E
E
E
B
如广播电台 电视台 声 声光
B
电 电
B
电磁波发射 电磁波发射
问题： 1、如何才能发出一定频率的电磁波？ 2、电磁波有效发射的条件？ 3、什么是调制 、调谐？ 4、你能画出电磁波发射接收的流程图吗？
频率很高； 直线传播。
电磁波的发射、传播和接收 PPT课件 课件 人教课标版
请同学们阅读教材并理解各种方式的优点、 适合传播何种波。
通常使用的无线电波的波长范围从几毫米到几千米，根 据波长或频率把无线电波分成几个波段，如下表所示：
波段
波长
频率
传播方式 主要用途
长波
30000m～ 3000m
10kHz～100kHz 地波
超远程无线电 通信和导航
中波 中短波
•
2、从善如登，从恶如崩。
•
3、现在决定未来，知识改变命运。
•
4、当你能梦的时候就不要放弃梦。
•
5、龙吟八洲行壮志，凤舞九天挥鸿图。
•
6、天下大事，必作于细；天下难事，必作于易。
•
7、当你把高尔夫球打不进时，球洞只是陷阱；打进时，它就是成功。
•
8、真正的爱，应该超越生命的长度、心灵的宽度、灵魂的深度。
电磁波的发射、 传播和接收
一、赫兹实验
麦克斯韦的电磁场理论既 新颖又深刻，以至于当时许多 不习惯用场的观点来考虑问题 的物理学家都持怀疑的态 度．麦克斯韦的电磁场理论能 否被普遍接受，有待于实验的 检验．1888年，即在麦克斯韦 发现电磁场理论20多年后，德 国物理学家赫兹（1857－1894） 第一次用实验证实了电磁波的 存在．
如何使我们需要的电磁波在接收天线中激起的 感应电流最强呢？
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）
无线电波的接收
1、接收无线电波的装置：
图示为收音机的 简单的调谐电路，通 过可可变变电电容容改变调谐 电路的固有频率，使 其与接收电台的电磁 波频率相同，这个频 率的电磁波就在调谐 电路里激起较强的感 应电流，这样就选出 了电台。 上图为收音机的调谐电路
高中物理第4章电磁波及其应用4.3电磁波的发射和接收雷达原理简介阅读材料素材新人教版选修1-1
雷达原理简介首先，大家必须先了解雷达的基本原理，因为雷达仍是目前用来侦测移动物体最普遍的方法．雷达英文为RADAR,是Radio Detection And Ranging的缩写．所有利用雷达波来侦测移动物体速度的原理，其理论基础皆源自于“多谱勒效应”,其应该也是一般常见的多谱勒雷达(Doppler Radar），此原理是在19世纪一位澳地利物理学家所发现的物理现像，后来世人为了纪念他的贡献，就以他的名字来为该原理命名．都卜勒的理论基础为时间．波是由频率及振幅所构成，而无线电波是随着波而前进的．当无线电波在行进的过程中，碰到物体时,该无线电波会被反弹，而且其反弹回来的波，其频率及振幅都会随着所碰到的物体的移动状态而改变．若无线电波所碰到的物体是固定不动的，那么所反弹回来的无线电波其频率是不会改变的．然而，若物体是朝着无线电线发射的方向前进时，此时所反弹回来的无线电波会被压缩，因此该电波的率频会随之增加；反之，若物体是朝着远离无线电波方向行进时,则反弹回来的无线电波，其频率则会随之减小．速度侦测装置（即台湾警方所使用的测速雷达)所应用的原理，就是可以侦测到发射出现的无线电波,及反弹回来的无浅电波其间的频率变化．由这两个不同频率的差值,便可以依特定的比例关系，而计算是该波所碰撞到物体的速度．当然，此种速度侦测装置可以将所侦测到的速度，转换为「公里/小时」或是「英哩/小时」．也许大家还是无法体会什么是「都卜勒效应」，但每个人在日常生活中应该都有「听」过「都卜勒效应」．例如：当火车鸣笛或救护车的警报声一直朝着你接近时，会发现声音会一直在变化,这就是所谓的「都卜勒效应」，此例子是生活中最常见的例子，因为当声波一直朝着你接近时，该声波的频率会一直增加，所以听到的声音才会一直变．这跟测速雷达所用到的原理是一样的,只不过测速雷达所使用的不是声波，而是无线电波．由于警方的测速雷达总是侦测到一个较强的反单电波后，才决定该移动物体(车子)的速度;而通常体积较大的物体其反弹的电波也较强；另外，离发射电波较近的物体，其所反弹的电波也会较强．根据这个原理，若有两辆大小相同的车子，同样都是超速时，测速雷达只会侦测到开在较前面车子的速度；若有一辆未超速的大卡车开在前方，而另一辆已超速的小客车开在后方时，测速雷达是无法侦测出该小客车已超速，除非该小客车已经超越了大卡车而继续超速．这告诉我们,利用雷达波来侦测车速时,是无法在车阵中，侦测到特定车辆的速度，而只能侦测到开在车阵最前面，且体积较大的车子的速度．雷达（radar)原是“无线电探测与定位”的英文缩写。
高中物理同步选择性必修第二册 第4章 电磁振荡与电磁波2 电磁场与电磁波 3 无线电波的发射和接收
3无线电波的发射和接收[学习目标] 1.知道电磁场的概念及产生.2.知道有效发射电磁波的两个条件.3.了解无线电波的特点及传播规律.4.了解调制(调幅、调频)、电谐振、调谐、解调在电磁波发射、接收过程中的作用．一、电磁场1．变化的磁场产生电场(1)实验基础：如图1所示，在变化的磁场中放一个闭合电路，电路里就会产生感应电流．图1(2)麦克斯韦的见解：电路里能产生感应电流，是因为变化的磁场产生了电场，电场促使导体中的自由电荷做定向运动．(3)实质：变化的磁场产生了电场．2．变化的电场产生磁场麦克斯韦假设，既然变化的磁场能产生电场，那么变化的电场也会在空间产生磁场．二、电磁波1．电磁波的产生：变化的电场和磁场交替产生，由近及远地向周围传播，形成电磁波．2．电磁波的特点(1)电磁波在空间传播不需要介质．(2)电磁波是横波：电磁波中的电场强度与磁感应强度互相垂直，而且二者均与波的传播方向垂直．(3)电磁波能产生反射、折射、干涉、偏振和衍射等现象．3．电磁波具有能量电磁场的转换就是电场能量与磁场能量的转换，电磁波的发射过程是辐射能量的过程，传播过程是能量传播的过程．三、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．实际应用中的开放电路，线圈的一端用导线与大地相连，这条导线叫作地线；线圈的另一端与高高地架在空中的天线相连．3．电磁波的调制：在电磁波发射技术中，使载波随各种信号而改变的技术．调制分为调幅和调频．(1)调幅(AM)：使高频电磁波的振幅随信号的强弱而变的调制方法．(2)调频(FM)：使高频电磁波的频率随信号的强弱而变的调制方法．四、无线电波的接收1．接收原理：电磁波在传播时如果遇到导体，会使导体中产生感应电流，空中的导体可以用来接收电磁波，这个导体就是接收天线．2．电谐振：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．(1)调谐：使接收电路产生电谐振的过程．(2)解调：把声音或图像信号从高频电流中还原出来的过程．调幅波的解调也叫检波．五、电视广播的发射和接收1．电视广播信号是一种无线电信号，实际传播中需要通过载波将信号调制成高频信号再进行传播．2．高频电视信号的三种传播方式：地面无线电传输、有线网络传输以及卫星传输．3．电视信号的接收：电视机接收到的高频电磁波信号经过解调将得到的电信号转变为图像信号和伴音信号．判断下列说法的正误．(1)在变化的磁场周围一定会产生变化的电场．(×)(2)电磁波不能在真空中传播．(×)(3)电磁波是横波．(√)(4)各种频率的电磁振荡都能辐射电磁波，振荡周期越大，越容易辐射电磁波．(×)(5)为了有效地向外辐射电磁波，振荡电路必须采用开放电路，同时提高振荡频率．(√)(6)当处于电谐振时，只有被接收的电磁波才能在接收电路中产生感应电流．(×)(7)调幅就是使高频电磁波的振幅随信号的强弱而变．(√)(8)解调就是把声音或图像信号从高频电流中还原出来．(√)一、电磁场对麦克斯韦电磁场理论的理解(1)变化的磁场产生电场①均匀变化的磁场产生恒定的电场．②非均匀变化的磁场产生变化的电场．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①均匀变化的电场产生恒定的磁场．②非均匀变化的电场产生变化的磁场．③周期性变化的电场产生同频率的周期性变化的磁场．关于麦克斯韦电磁场理论，下列说法正确的是()A．在电场周围一定产生磁场，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．周期性变化的电场周围一定产生周期性变化的磁场答案 D解析根据麦克斯韦电磁场理论，只有变化的电场能产生磁场，均匀变化的电场产生恒定的磁场，周期性变化的电场周围产生周期性变化的磁场．针对训练1用麦克斯韦电磁场理论判断如图所示的四组电场产生的磁场(或磁场产生的电场)随时间t的变化规律，其中错误的是()答案 C解析恒定的电场不产生磁场，选项A正确；均匀变化的电场产生恒定的磁场，选项B正确；周期性变化的磁场产生同频率周期性变化的电场，产生的电场的电场强度与磁场的磁感应强度的变化率成正比，对于正弦曲线，t＝0时，磁场的磁感应强度的变化率最大，故产生的电场的电场强度最大，选项C错误，D正确．二、电磁波导学探究如图2所示的实验装置，当接在高压感应圈上的两金属球间有电火花时，导线环上两小球间也会产生电火花，这是为什么？这个实验证实了什么问题？图2答案当A、B两金属球间产生电火花时就会产生变化的电磁场，这种变化的电磁场传播到导线环时，在导线环中激发出感应电动势，使导线环上两小球间也产生电火花．这个实验证实了电磁波的存在．知识深化电磁波的特点(1)电磁波是横波，在传播方向上的任一点，E和B彼此垂直且均与传播方向垂直．如图3所示．图3(2)电磁波的传播不需要介质，在真空中电磁波的传播速度跟光速相同，即v真空＝c＝3.0×108 m/s.(3)电磁波具有波的共性，能产生干涉、衍射、反射、折射和偏振等现象，电磁波也是传播能量的一种形式．(4)电磁波波速c、波长λ及频率f之间的关系为c＝λf.(多选)下列关于电磁波的叙述中，正确的是()A．电磁波是电磁场由发生区域向远处的传播B．电磁波在任何介质中的传播速度均为3×108 m/sC．电磁波由真空进入介质传播时，波长变短D．电磁波具有波的一切特征答案ACD解析由电磁波的定义可知A项正确；电磁波只有在真空中传播时，其速度为3×108 m/s，故B项错误；电磁波在传播过程中其频率f不变，由波速公式v＝λf知，由于电磁波在介质中的传播速度比在真空中的传播速度小，所以可得此时波长变短，故C正确；电磁波是一种波，具有波的一切特性，能产生干涉、衍射等现象，故D项正确．针对训练2(2020·湖北十堰期末)下列关于电磁波的说法正确的是()A．均匀变化的磁场能够在空间产生电场B．电磁波在真空和介质中传播速度相同C．只要有电场和磁场，就能产生电磁波D．电磁波在同种介质中只能沿直线传播答案 A解析均匀变化的磁场产生恒定的电场，故A正确；电磁波在真空中以光速c传播，而在介质的传播速度小于光速，故B错误；恒定的电场不能产生磁场，恒定的磁场不能产生电场，所以有电场和磁场不一定能产生电磁波，故C错误；电磁波在同一均匀介质中沿直线匀速传播，当介质不均匀时可以发生折射和反射，故传播方向可以改变，故D错误．三、无线电波的发射1．有效发射电磁波的条件要有效地向外发射电磁波，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，振荡电路发射电磁波的本领越大，如果是低频信号，要用高频信号运载才能将其更有效地发射出去．(2)采用开放电路．采用开放电路可以使振荡电路的电磁场分散到尽可能大的空间，如图4.图42．调制(1)概念：把要传递的信号“加”到高频等幅振荡电流上，使载波随各种信号而改变.(2)调制的分类①调幅：使高频电磁波的振幅随信号的强弱而改变的调制技术，如图5所示．图5②调频：使高频电磁波的频率随信号的强弱而改变的调制技术，如图6所示．图6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．提高供电电压答案 B解析要增大无线电波向空间发射电磁波的能力，必须提高其振荡频率，即减小L或减小C.要减小L，可通过减小线圈匝数、向外抽铁芯的方法；要减小C，可采用增大板间距、减小极板正对面积、减小介电常数的办法，故B正确．实际发射无线电波的过程如图7甲所示，高频振荡器产生高频等幅振荡如图乙所示，人对着话筒说话时产生低频信号如图丙所示．则发射出去的电磁波图像应是()图7答案 B解析使电磁波随各种信号而改变的技术，叫作调制．调制共有两种方式：一种是调幅，即通过改变电磁波的振幅来实现信号加载；另一种是调频，即通过改变频率来实现信号加载，由各选项的图形可知，该调制波为调幅波，即发射信号的振幅随声音信号振幅的变化而变化．故选B.四、无线电波的接收1．无线电波的接收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，即选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．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答案 D解析由于f＝12πLC，C越小、L越小，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，则必须调节L减小，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．调谐电路的调节，要特别注意以下问题1．调节方向：由题中情景准确判断出电路的固有频率应该调大还是调小．2．频率公式f＝12πLC，根据(1)中的调节方向，可进一步准确判定电容C和电感L是该调大还是调小．针对训练3 在如图8所示的电路中，C 1＝200 pF ，L 1＝40 μH ，L 2＝160 μH ，怎样才能使回路2与回路1发生电谐振？发生电谐振的频率是多少？图8答案 改变可变电容器C 2的电容，使得C 2为50 pF1．78 MHz解析 发生电谐振时两电路的固有频率相同．为使回路发生电谐振，可以改变可变电容器C 2，使f 2＝f 1，即12πL 2C 2＝12πL 1C 1C 2＝L 1C 1L 2＝40×200160pF ＝50 pF. 发生电谐振时的频率f 1＝12πL 1C 1≈1.78×106 Hz ＝1.78 MHz.1．(电磁场)下列说法中正确的是( )A ．任何变化的磁场都要在周围空间产生变化的电场，振荡磁场在周围空间产生同频率的振荡电场B ．任何电场都要在周围空间产生磁场，振荡电场在周围空间产生同频率的振荡磁场C ．任何变化的电场都要在周围空间产生磁场，振荡电场在周围空间产生同频率的振荡磁场D ．电场和磁场总是相互联系着，形成一个不可分割的统一体，即电磁场答案 C解析 根据麦克斯韦电磁场理论，如果电场(磁场)的变化是均匀的，产生的磁场(电场)是恒定的；如果电场(磁场)的变化是不均匀的，产生的磁场(电场)是变化的；振荡电场(磁场)在周围空间产生同频率的振荡磁场(电场)；周期性变化的电场和周期性变化的磁场总是相互联系着，形成一个不可分割的统一体，即电磁场，故选C.2．(电磁波)(多选)下列关于机械波与电磁波的说法中，正确的是( )A ．机械波和电磁波本质上是一致的B ．机械波的波速只与介质有关，而电磁波在介质中的波速不仅与介质有关，而且与电磁波的频率有关C ．机械波可能是纵波，而电磁波必定是横波D ．它们都能发生反射、折射、干涉和衍射现象答案 BCD解析 机械波由振动产生，电磁波由周期性变化的电场(或磁场)产生；机械波是能量波，传播需要介质，速度由介质决定；电磁波是物质波，波速由介质和自身的频率共同决定；机械波有横波，也有纵波，而电磁波一定是横波，它们都能发生反射、折射、干涉和衍射等现象，故选项A 错误，B 、C 、D 正确．3．(无线电波的发射)(多选)关于调制的作用，下列说法正确的是( )A ．调制的作用是把低频信号的信息加载到高频电磁波上去B ．调幅的作用是把低频信号的信息加载到高频电磁波的振幅上去C ．调频的作用是把低频信号的信息加载到高频电磁波的频率上去D ．调频的作用是将低频信号变成高频信号，再放大后直接发射出去答案 ABC4.(无线电波的接收)在如图9所示的LC 振荡电路中，已知线圈的电感不变，电容器为可调电容器，开始时电容器的电容为C 0，要发生电谐振应使振荡电路的固有频率加倍．则电容器的电容应变为( )图9A ．4C 0B ．2C 0 C.12C 0 D.14C 0 答案 D解析 由题意，固有频率变为原来的2倍，即周期变为原来的12，由T ＝2πLC 知，L 不变，只有C ＝14C 0时符合要求，D 正确.考点一 电磁场1．在下图所示的四种磁场情况中能产生恒定的电场的是( )答案 C解析A中磁场不变，则不会产生电场，故A错误；B中磁场方向变化，而大小不变，则不会产生恒定的电场，故B错误；C中磁场随时间均匀变化，则会产生恒定的电场，故C正确；D中磁场随时间做非均匀变化，则会产生非均匀变化的电场，故D错误．2.如图1所示是空间磁感应强度B随时间t的变化图像，在它周围空间产生的电场中的某一点场强E应()图1A．逐渐增强B．逐渐减弱C．不变D．无法确定答案 C解析由题图可知，磁场均匀增强，根据麦克斯韦电磁场理论，均匀变化的磁场产生恒定的电场，故场强E不变，选项C对．考点二电磁波3．下列关于电磁波的说法，正确的是()A．只要有电场和磁场，就能产生电磁波B．电场随时间变化时，一定产生电磁波C．做非匀变速运动的电荷可以产生电磁波D．麦克斯韦第一次用实验证实了电磁波的存在答案 C解析只有周期性变化的电场和磁场，才能激发电磁波，而稳定的电场和磁场不能产生电磁波，A错误；均匀变化的电场，产生恒定的磁场，但是恒定的磁场不能产生电场，故不能产生电磁波，B错误；做非匀变速运动的电荷可以在空间产生变化的电磁场，形成电磁波，C 正确；赫兹第一次用实验证实了电磁波的存在，D错误．4．(多选)下列关于电磁波的说法中正确的是()A．只要电场或磁场发生变化，就能产生电磁波B．电磁波传播需要介质C．赫兹用实验证实了电磁波的存在D．电磁波具有能量，电磁波的传播是伴随有能量向外传递的答案CD解析如果电场(或磁场)是均匀变化的，产生的磁场(或电场)是稳定的，就不能再产生新的电场(或磁场)，也就不能产生电磁波；电磁波不同于机械波，它的传播不需要介质；赫兹用实验证实了电磁波的存在；电磁波具有能量，它的传播是伴随有能量传递的．故选C、D.考点三无线电波的发射5．(多选)为了有效地把能量以电磁波形式发射到尽可能大的空间，除了使用开放电路，还可以()A．增大电容器极板间的距离B．减小电容器极板的正对面积C．减少线圈的匝数D．采用低频振荡电流答案ABC解析实行开放电路和提高发射频率是提高电磁波发射能力的两种有效方法；由f＝12πLC、C＝εr S4πkd可知，选项A、B、C正确，D错误．6．电台将播音员的声音转换成如图2甲所示的电信号，再加载到如图乙所示的高频载波上，使高频载波的振幅随电信号改变(如图丙所示)．这种调制方式称为()图2A．调频B．调谐C．调幅D．解调答案 C解析使电磁波随各种信号而改变的技术叫作调制，而调制共有两种方式：一种是调幅，即通过改变电磁波的振幅来实现信号加载；另一种是调频，即通过改变电磁波的频率来实现信号加载．由题意可知高频载波的振幅随电信号改变，故为调幅，故选C.考点四无线电波的接收7．在无线电广播的接收中，调谐和检波是两个必须经历的过程，下列关于接收过程的顺序，正确的是()A．调谐→高频放大→检波→音频放大B．检波→高频放大→调谐→音频放大C．调谐→音频放大→检波→高频放大D．检波→音频放大→调谐→高频放大答案 A解析调谐是从众多的电磁波中选出所需频率的高频信号，然后进行高频放大，再从放大后的高频信号中“检”出高频信号所承载的低频声音信号，最后将这些低频声音信号放大后通过扬声器播放出来，综上所述，A对．8．世界各地有许多无线电台同时广播，用收音机一次只能收听到某一电台的播音，而不是同时收听到许多电台的播音，其原因是()A．收听到的电台离收音机最近B．收听到的电台频率最高C．接收到的电台电磁波能量最强D．接收到的电台电磁波与收音机调谐电路的频率相同，产生了电谐振答案 D解析选台就是调谐过程，使f固＝f电磁波，在接收电路中产生电谐振激起的感应电流最强，故选D.9．收音机中的调谐电路线圈的电感为L，要想接收波长为λ的电台信号，应把调谐电路中电容器的电容调至(c为光速)()A.λ2πLc B.12πLcλC.λ22πLc2 D.λ24π2Lc2答案 D解析由T＝2πLC及在真空中c＝λT得，C＝λ24π2Lc2，故选D.10．(多选)如图3甲所示是一个调谐接收电路，乙、丙、丁为电路中的电流随时间变化的图像，则()图3A ．i 1是L 1中的电流图像B ．i 1是L 2中的电流图像C ．i 2是L 2中的电流图像D ．i 3是流过耳机的电流图像答案 ACD解析 L 1中由于电磁感应，产生的感应电流的图像同题图乙相似，但是由于L 2和D 串联，所以当L 2的电压与D 反向时，电路不通，因此这时L 2没有电流，所以L 2中的电流图像应是题图丙中的i 2.高频部分通过C 2，通过耳机的电流如题图丁中的i 3，只有低频的音频电流，故选项A 、C 、D 正确，B 错误．11．有一LC 振荡电路，电感为30 μH ，电容可调范围为1.2～270 pF.则：(1)电路产生电磁波的频率范围为__________．(2)最大波长与最小波长的比值__________．答案 (1)118π×108～112π×109 Hz (2)15 解析 (1)因为f ＝12πLC ，所以f max ＝12πLC min ＝130×10－6×1.2×10－12×12πHz ＝112π× 109 Hz.f min ＝12πLC max ＝130×10－6×270×10－12×12π Hz ＝118π×108 Hz. 因此该电路产生的电磁波的频率范围是：118π×108～112π×109 Hz. (2)由电磁波传播速度的表达式可得λ＝c f＝c ·2πLC ， 所以λmax λmin＝ C max C min ＝15.。
电磁波的发射和接收 课件
四、移动通信
每个移动电话机都是一个电磁波发射器,它通过电磁波把你讲话的信 息发射到空中;同时也是一个电磁波接收器,在空中捕获电磁波,使你得到对 方讲话的信息,当然这个过程还要有固定的基站转接。
解调示意图
【例题 1】 认真观察下列各图,下列说法中正确的是( )
A.无线电台发射的是甲所示的波 B.无线电台发射的是乙所示的波 C.无线电台发射的是丙所示的波 D.无线电台发射的是丁所示的波
解析:认真观察四个图象,结合调制中的调幅波和调频波的特点,发射台 的电波即为调幅波和调频波。
答案:CD
探究二 电视、移动通信
【例题 2】 关于电视的接收原理,下列说法中正确的是( ) A.电视接收天线接收到的电磁波中包含有图像信号和伴音信号 B.电视接收天线接收到的电磁波经过处理被还原成图像,天线上并不 产生感应电流 C.电视接收机接收到电磁波,通过电子枪的扫描显示电视节目的图像 信号和伴音信号 D.电视接收机接收到的电磁波,经扬声器得到电视节目的伴音信号 解析:电视机接收到的电磁波是带有图像信号和伴音信号的高频电流, 故 A 项对,B 项错;图像信号和伴音信号必须经过处理才可经显像管和扬声 器得到图像和声音,故 C、D 项错。 答案:A
●问题导引●
两个人在同一地点用手机通话时,信号是直接相互传播的吗? 提示:不是,两个人在同一地点用手机通话时,信号也要通过附近的基站 传到总机,总机对信号处理后再传给基站发射出来,由另一手机接收,不过此要由摄像机将影像(包括伴音)的光、声音转变为电信号 ——视频电流。 (2)电视信号的发射 视频电流通过调制,加到高频载波上,然后通过天线把载有图像信号的 高频信号发射出去。在电视发射端,还同时发射伴音信号。 (3)电视信号的接收 在电视接收端,天线收到电磁波后产生感应电流,经过调谐、解调等处 理,将得到的图像信号送到显像管,还原成景物的像。
电磁波的发射和接收-ppt课件
1 技术上把波长大于1 mm(频率低于300 GHz)的电磁波称 做无线电波. 并按波长把无线电波分成长波、中波、中短波、 短波、微波等若干波段, 不同波段的无线电波的传播特点不 同. 如P82表1. 2 实际的开放电路是线圈的一端用导线与大地相连,叫地 线 , 另一端与高高地架在空中的天线相连组成巨大的开放电 路.
可知自感系数越大, 电
容越小,频率越大,A对 ; 增加线圈匝数会增大自感系数,C错 ; 辐射电磁波的本领和电压无关,B错 ; 采用开放电路可以提高 辐射电磁波的本领,D对 .
1 . 空中有许许多多的电磁波,采用什么方法才能接收到我们 所需要的电磁波? 提示：用一个LC接收电路,使LC回路的固有频率等于所要接 收的电磁波的频率,以使接收电路产生电谐振,即应用调谐电 路.如图.
1 . 为了使需要传递的信息（如声音、图像）载在电磁上发射 出去, 必须对振荡电流进行（ ）
A.调谐
B.放大
C.调制
D.检波
【解析】选C.声音、图象信号的频率比较低,不能直接发射
出 去 , 所以要将信号调制到高频的电磁波上去发射.
2.一台简单收音机的收音过程至少要经过哪两个过程（ ）
A．调幅和检波
D.检波就是从高频信号上“检”出所承载的低频信号
求解本题应把握以下两点： 1 电谐振的原理. 2 电磁波的接收过程.
【规范解答】选B、D.由于众多的电磁波都会在天线中产生 感应电流，所以我们需调节电路的固有频率，当电磁波的频 率与接收电路的固有频率相等时，发生电谐振，此频率的感 应电流最强．从接收到的高频电磁波中“取”出所承载的低 频电信号的过程就是检波.故选B、D.
调谐的作用: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，因此接收信号时，首先要从各种电磁波中把 我们需要的选出来，通常叫选台，在无线电技术中利用电谐 振来达到这个目的.
电磁波发射和接收
• 生活环境中充满了电磁波，只要是使用 电的电器用品，都会放出电磁波。墙壁 中看不见的电线，也会使电磁波检测笔 哔哔叫。所以睡觉时不要太靠近装有电 线的墙壁，以免因电磁波影响而无法好 好睡一觉。
而现代人人手一手机，它的电磁波 其实是很强的。在电脑前拨通手机，大 家往往会发现电脑萤幕闪铄不已。又在 打开的收音机前拨通手机，收音机也受 到很大的干扰。
• 这就是因为网络上的荧屏、机壳接 缝、键盘、电缆接头等处产笺电磁 泄露，辐射到处间，它们可以被某 些哪怕是简易的探测系统窃收和破 译．目前，世界上不少国家都把美 国作为电脑间谍活动及信息破坏的 对象．为此，五角大楼坚持每年拨 款数十亿美元，用来保障所有相关 指挥系统的信息安全．
电视
阅读课文，试着理解 电视机的成像原理
简单地说：电视信号 是电视台先把影像信 号转变为可以发射 的—— ，发射出去后 被接收的电信号通 过——被还原为光的 图象重现荧光屏。
让我们走进 摄像管吧！
摄像管
电子束把一幅图象按照各点的明暗情 况，逐点变为强弱不同的信号电流， 通过天线把带有图象信号的电磁波发 射出去。
• ①原理：电容器的电容随两极板间距离的变 化而变化，这样可将压力大小转换为电信号 ．
• ②应用．
• 电容式压力传感器： • 图4－4－2是测定压力F的电容式传感器，待
测压力F作用于可动膜片电极上的时候，膜 片发生形变，使极板间距离d发生变化，引起 电容C的变化．知道C的变化，就可以知道F 的变化情况．
• 了解雷达用的 是什么电磁波?
• 为什么可以根 据雷达显示屏 看出离障碍物 有多远？
雷达工作原理
测距：
发射接收
利用发射与接收之间的时间差， 计算出物体的距离。
雷达所用电磁波特点
人教版高中物理选修1-1第四章三《电磁波的发射和接收》ppt课件
② 根据自己预习时理解过的逻辑结构抓住老师的思路。老师讲课在多数情况下是根据教材本身的知识结构展开的，若把自己预习时所理解过的知识 逻辑结构与老师的讲解过程进行比较，便可以抓住老师的思路。
频载波的振幅随信号改变的调制方式叫_____;使高频载波的频
率随信号改变的调制方式叫_____。
无线电波
调频
信号 调幅
2.无线电波的接收: (1)调谐:从大量不同频率的电磁波中把自己需要的电磁波 _______的过程,选择不同的电台或电视台就是调谐。 (2)解调:从接收到的高频信号电流中_______所需音频或视 频选信出号来的过程。
2019/8/11
最新中小学教学课件
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伴音
声音
图像
基站
【名师点睛】设立基站的原因 移动电话相当于无线电台,它将用户的声音转变为高频电信号发射到空中,同 时它又捕捉空中的电磁波,使用户接收到对方送来的信息。但是,手持移动电 话的体积很小,发射功率不大。它的天线也很简单,灵敏度不高。因此,它跟其 他用户的通话要靠较大的固定基站转接。
热点1 电磁波的发射与接收
③ 根据老师的提示抓住老师的思路。老师在教学中经常有一些提示用语，如“请注意”、“我再重复一遍”、“这个问题的关键是····”等等，这些 用语往往体现了老师的思路。来自：学习方法网
④ 紧跟老师的推导过程抓住老师的思路。老师在课堂上讲解某一结论时，一般有一个推导过程，如数学问题的来龙去脉、物理概念的抽象归纳、语 文课的分析等。感悟和理解推导过程是一个投入思维、感悟方法的过程，这有助于理解记忆结论，也有助于提高分析问题和运用知识的能力。
电磁波的发射和接收
无线电波发射和接收流程图
高频振荡电流
信号
调制
发射
无线电波的发射 无线电波的接收
输出
解调 调谐电路
三.无线电波的传播
空间波传播
问题讨论:
为什么不同波段的无线电电波采用 不同的传播方式?
长波: 波长较长，容易产生明显的衍射现象。 长波在地面传播时能绕过障碍物 （大山、高大建筑物……）
长波容易被电离层吸收；
在实际应用中。开放电路的下部分导线 通常接地，叫做地线。上部分导线尽可能分 散到高处，叫做天线。电磁波就是通过天线 和地线所组成的开放电路发射出去的。 为了使开放电路中产生振 荡电流，常用如图所示的方法， 使振荡器的线圈L2靠近开放振 荡电路的线圈L1。当振荡器中 产生振荡电流时，由于互感作 用，就可以在开放振荡电路中 产生相同频率的振荡电流，这 发 射 端 种方法叫做感应耦合。
微波容易穿过电离层; 短波容易被电离层反射。
微波
微波:
频率很高； 直线传播。
一、无线电波的发射
1、有效发射电磁波的振荡电路的特点： 2、开放电路： 3、信号的调制：调频、调幅
二、无线电波的接收
1、电谐振 2、调谐与调谐电路
三、无线电波的传播
天波、地波、空间波及适用波段
1、为了使需要传递的信号发射到远方，必须对 振荡电流进行（ A ） A.调制 B.放大 C.调谐 D.检波
一、电磁波的发射
1、要有效发射电磁波，振荡电路须具有如下 特点： ⑴要有足够高的振荡频率； ⑵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、开放电路：
为了发射电磁波，需要改进振荡电路。一方面 增大电容器极板间距离、减少正对面积；另一方 面减少线圈的匝数，以减少自感。这样既提高了 振荡频率又将磁场和电场分散到较大空间。这种 电路叫做开放电路。
电磁波的发射和接收
一、电磁波的发射 1、 麦克斯韦的电磁场理论 、 麦克斯韦的电磁场理论: 变化的电场产生变化的磁场， 变化的电场产生变化的磁场，变化的磁场又产 这样就产生了电磁波。 生变化的电场 ,‥ ‥ ‥这样就产生了电磁波。 ‥
E
E
E
B
如广播电台 电视台 声 声光
B
电 电
B
电磁波发射 电磁波发射
２、调谐： 调谐： 使接收电路产生电谐振的过程。 使接收电路产生电谐振的过程。
３、解调： 解调： 使声音或图象信号从高 频电流中还原出来的过程。 频电流中还原出来的过程。
天 线 ‥‥ 接 收
调谐
解调
四、电磁波的发射和接收
调幅 调制 调频
天 线 ‥‥ 发 射
天 线 接 收
调谐 解调
明确几点
1.电磁波的传播不依赖任何媒质 可在真空中传播。 电磁波的传播不依赖任何媒质,可在真空中传播 电磁波的传播不依赖任何媒质 可在真空中传播。 2.电磁波在真空中传播的速度为 电磁波在真空中传播的速度为 光在真空中传播的速度，即光是一种电磁波。 光在真空中传播的速度，即光是一种电磁波。 ３.电磁波是横波。 电磁波是横波。 电磁波是横波
E
k
H
４、调制 调幅 调制 调频
４、调制
①
调幅频
二、电磁波的传播
地波 天波 空间波
三、电磁波的接收 电磁波的接收 调谐： 调谐：将自己需要的电磁波选出
天 线 ‥‥ 接 收
调谐
１、电谐振： 电谐振： 当接受电路的固有频率与受 到的电磁波的频率相同时， 到的电磁波的频率相同时， 接受电路中产生的振荡电流 最强。 最强。
2、电磁波有效发射的条件： 、电磁波有效发射的条件： ① 振荡频率要足够高； 振荡频率要足够高 频率要足够高；
高中物理选修3-4-电磁波的发射和接收
电磁波的发射和接收知识集结知识元电磁波的发射和接收知识讲解电磁波的发射与接收一、无线电波的发射1．振荡器：能产生频率很高的交变电流的器件。
2．载波：振荡器产生的高频交变电流，是用来携带声音、图象等信息的，叫做载波。
3．调制：把信息加到载波上，使载波随信号而改变的技术叫调制。
4．调制的两种方式：调幅和调频。
5．调幅波：高频载波的振幅随信号而改变叫调幅波。
中波和短波波段的无线电广播，微波段的电视广播的图象信号使用。
6．调频波：高频载波的振频率随信号而改变叫调频波。
调频波优点：振幅不变，抗干扰能力强，失真较小。
缺点：接收机结构复杂，服务半径比较小。
7．发射电磁波的条件：①振荡电路要有足够高的频率．②振荡电路应采用开放电路．发射电磁波需经过调制过程，调制的方法分为调频和调幅．接收电磁波需经过解调过程，解调是调制的逆过程．二、无线电波的接收1．调谐：从众多的电磁波中选出所要的电台的技术叫做调谐。
2．解调：从接收的载波中将声音、图象等信息“取”出来叫做解调三、电磁波的应用广播、电视、雷达、无线通信等都是电磁波的具体应用。
电视:在电视接收端,天线接收到高频信号后,经过调谐、解调，将得到的图象信号送到显像管。
摄像机在1s内要传送25幅画面雷达：无线电定位的仪器，波位越短的电磁波，传播的直线性越好，反射性能强，多数的雷达工作于微波波段。
缺点，沿地面传播探测距离短。
中、长波雷达沿地面的探测距离较远，但发射设备复杂。
例题精讲电磁波的发射和接收例1.下列说法正确的是（）A．声波在空气中传播时，空气分子不随声波的传播向外迁移B．两列机械横波相遇，在相遇区一定会出现稳定的干涉现象C．无论机械波还是电磁波由空气向水中传播时，其频率均不变D．赫兹不仅通过实验证实了电磁波的存在，还测出了电磁波在真空中的速度为c E．电磁波的偏振现象说明它具有波动性，实际上所有波动形式都可以发生偏振现象例2.下列说法正确的是（）A．照相机镀膜镜头呈现的淡紫色是由光的偏振引起的B．在电磁波发射技术中，使电磁波随各种信号而改变的技术叫调制C．原子核X发生a衰变后变成新原子核Y，衰变方程可表示为X→Y He例3.在调谐电路中由于电感的调节不方便，因此一般采用调节____的方法来改变。
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第四章电磁波及其应用
三、电磁波的发射和接收
1．使载波随着发送的信号而改变的过程叫作
A．调谐B．检波
C．调制D．解调
解析把信息加在载波上，使载波随信号而改变，这种技术叫调制。
答案 C
2．下列说法中正确的是
A．无线电技术中使用的电磁波叫作无线电波
B．无线电波在真空中的波长范围从几米到几十千米
C．无线电波的频率越低越容易发射
D．发射无线电波的目的是为了向远处传送电能
解析无线电技术中使用的电磁波叫无线电波，故A正确。
无线电波的波长一般在几毫米到几十千米，故B错误，无线电波频率越高越容易发射，发射无线电波的目的主要是为了输送信号，故C、D错误。
答案 A
3．下列关于手机的说法中正确的是
A．手机仅能发射电磁波
B．手机仅能接收电磁波
C．手机既能发射电磁波又能接收电磁波
D．手机通话时，不需要基站进行中转
解析手机既能传送信息又能接收信息，故既能发射也能接收电磁波，当手机与其他用户通话时，必须通过基站中转。
所以A、B、D错误。
答案 C
4．电视机换台时，实际上是在改变
A．电视台的发射频率
B．电视机的接收频率
C．电视台发射的电磁波的波速
D．电视机接收的电磁波的波速
解析电视机接收到的电磁波的频率不同，从而收看到的电视频道不同，所以换台是改变电视机的接收频率。
答案 B
[限时45分钟，满分60分]
一、选择题(每小题4分，共36分)
1．以下说法中，正确的是
A．电视和录音机都能接收电磁波
B．无线电广播用长波
C．电视使用短波
D．kHz表示千赫，MHz表示兆赫
解析录音机的工作原理是把磁带里包含有的磁信号还原为声音，与接收电磁波毫无关联；电磁波里的长波不用作无线电广播，只有中、短波才用作无线电广播；电视的传播使用微波而不是短波；在收音机里常有符号kHz和MHz，它们分别代表千赫和兆赫。
答案 D
2．下列应用没有利用电磁波技术的是
A．无线电广播B．移动电话
C．雷达D．白炽灯
解析白炽灯利用的是电流的热效应，其余三个选项应用的是电磁波技术，选项D正确，A、B、C错误。
答案 D
3．(多选)一台最简单的收音机，除了接收天线和扬声器外，至少还必须具备下列哪几个单元电路
A．调谐电路B．调制电路
C．振荡电路D．检波电路
解析最简单的收音机具有调谐电路和检波电路。
答案AD
4．手机A拨手机B时，手机B发出铃声，屏上显示A的号码，若将手机A置于一真空玻璃罩中，用手机B拨手机A，则
A．能听到发出的铃声，并看到A显示B的号码
B．不能听到A发出铃声，但看到A显示B的号码
C．不能听到A发出铃声，但看到A显示A的号码
D．既不能听到A发出铃声，也不能显示号码
解析因电磁波能在真空中传播，所以手机A能接收到B，而声音却不能在真空中传播，所以不能听到A发出铃声，但能看到A显示B的号码，选项B正确。
答案 B
5．下列说法中正确的是
A．雷达是利用声波的反射来测定物体的位置
B．调谐是电磁波发射的过程，调制是电磁波接收的过程
C．电磁波是由恒定不变的电场和磁场产生的
D．波长越短的电磁波，反射性越强
解析雷达是利用电磁波的反射来测定物体的位置的，A错误；调谐是电磁波的接收过程，调制是电磁波的发射，B错误；电磁波是由变化的电场和变化的磁场产生的，C错误；波长越短粒子性越明显，反射性能越强，D正确。
答案 D
6．下列关于电视的说法中错误的是
A．电视信号的发射、接收过程是：景物→电信号→电磁波→电信号→图像
B．摄像机在1 s内要传递24张画面
C．显像管是将电信号还原成景物图像的关键部件
D．画面更换迅速和视角暂留现象使人们在荧光屏上看到的是活动图像
解析摄像机在1 s内要传递25张画面。
答案 B
7．在飞机上、医院内不允许使用手机的原因是
A．使用手机可能引起火灾
B．飞机、医院的电子设备会受到手机电磁信号的干扰
C．这些场所工作人员太多
D．这些场所需要安静
解析手机发出的电磁波信号会使飞机的导航设备、医院的电子设备受到干扰。
答案 B
8．(多选)下列说法正确的是
A．微波通信需借助中继站来实现远距离传输的
B．卫星通信存在投资较大、施工困难、建设周期长等诸多弊端
C．光导纤维是光传输的媒质
D．无绳电话的发射功率必须较大，才能与外界进行通信
解析微波通信需借助中继站来实现远距离传输的，且微波通信存在投资较大、施工困难、建设周期长等诸多弊端，选项A正确、B错误。
光导纤维是光传输的媒质，选项C正确。
无绳电话手持机发射功率小、辐射低、通话费便宜，选项D错误。
答案AC
9．为了实现全球的电视转播，可采取的措施是
A．只需发射1颗同步卫星，在赤道平面上空运行
B．至少需要发射3颗同步卫星，在赤道平面上空运行
C．只需发射1颗同步卫星，绕着通过南、北极的上空运行
D．至少需发射3颗同步卫星，绕着通过南、北极的上空运行
解析同步卫星只能在赤道平面上空，通过南、北极上空运行的卫星不可能是同步卫星，C、D错。
由于电视信号属微波波段，传播的直线性好，为了覆盖全球，至少需要发射三颗同步卫星，使它们位于正三角形的顶点，地球内切于这个正三角形，如右图所示。
答案 B
二、非选择题(共24分)
10．(8分)1895年，一位年轻的意大利人马可尼(公元1874～1937年)发明了无线电通信技术。
从此，携带人类信息的电磁波开始在空间自由旅行，人们不必依赖电线，就可以在遥远的地方互相信息。
电视台发射电视信号为什么要建高耸入云的发射塔呢？
图4－3－2
答案电视信号要有效地发射出去，必须采用高频开放电路，电磁波的波长比较短，以直线传播为主，遇到障碍物被阻挡，所以发射天线要架得高一些。
11．(8分)当你将收音机调谐到FM标度上的89时，它表示的频率为多少？这种电磁
波的波长为多大？波速是多少？
解析 FM 标度上的89表示的频率是89 MHz ，
波速c ＝3.0×108 m/s ，
λ＝c f ＝3.0×108
89×106
m ＝3.4 m 。
答案 见解析
12．(8分)无线广播的中波段波长的范围是187 m ～560 m ，为了避免邻近电台的干扰，两个电台的频率范围至少相差104 Hz ，则在此波段中最多容纳的电台数约为多少？
解析 λ1＝187 m ，λ2＝560 m ，根据c ＝fλ得f ＝c λ
，则有f 1≈160.4×104 Hz ，f 2≈53.6×104 Hz 。
中波段频率范围是：53.6×104 Hz ～160.4×104 Hz 。
容纳的电台数：n ＝160.4×104－53.6×104
104
个≈106个。
答案 106个。