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1、第十四章,3 电磁波的发射和接收 4 电磁波与信息化社会,内容索引,知识探究,题型探究,达标检测,知识探究,一、电磁波的发射,1.如今在我们周围的空间充满了各种频率不同、传递信息各异的电磁波，这些电磁波是如何发射出去的呢？收音机、电视机、手机又是如何检索出需要的电磁波呢？,答案,答案 电磁波由巨大的开放电路发射出去，通过调谐选择出需要的电信号，通过解调还原出声音或图象.,2.电台发射的信号，如声音信号，为什么不直接将声音信号转化为电信号发射出去，而是加载到高频信号中发射呢？,答案,答案 因为声音信号频率较低，而电台要向远处发射电磁波，要有足够高的频率.实践证明，只有提高发射频率才能提高发射能力
2、，高频电磁波就是那些有用的低频信号的“载体”，而把频率较低的信号加载到高频电磁波上去的过程就是调制过程.,电磁波的发射条件及发射过程 1.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 的振荡频率：频率越 ，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 电路. 2.实际应用中的开放电路：线圈的一端用导线与 相连，这条导线叫做地线；线圈的另一端与高高地架在空中的 相连.,高,足够高,开放,大地,天线,3.电磁波的调制：在电磁波发射技术中，使电磁波随各种 而改变的技术. 调制包括：(1)调幅(AM)：使高频电磁波的 随信号的强弱而变的调制方
3、法. (2)调频(FM)：使高频电磁波的 随信号的强弱而变的调制方法.,振幅,频率,信号,判断下列说法的正误. (1)各种频率的电磁振荡都能辐射电磁波，只是辐射的能量所占振荡总能量的比例不同罢了，振荡周期越大，越容易辐射电磁波.( ) (2)为了有效向外辐射电磁波，振荡电路必须采用开放电路，同时提高振荡频率.( ) (3)调制就是将低频信号变成高频信号，再放大后直接发射出去.( ) (4)调幅就是把低频信号的信息加载到高频信号的振幅变化上去.( ),二、电磁波的接收,按图1甲，用两个莱顿瓶(附矩形发射框和带氖泡的矩形接收框)、感应圈和直流电源连成电路.如图乙所示，发射框上的铜球与莱顿瓶上的铜球
4、相距约12 厘米，氖泡两端分别接莱顿瓶的内壁和外壁金属箔.感应圈高压加在铜球和莱顿瓶上，使铜球间发生火花放电.调节接收框上的可移动的竖直金属滑动杆，使它从最右端慢慢向左移动，观察接收框上的氖泡发光有什么变化？并说明产生这种变化的原因.,图1,答案,答案 滑动杆向左滑动的过程中，氖泡先变亮后变暗，当矩形接收框与发射框的大小差不多时氖泡最亮.当两框大小相等时，两框的自感系数接近相等，与莱顿瓶组成的LC振荡电路的固有频率接近相同，发射电路与接收电路发生电谐振，接收框接收到的信号最强，所以氖泡最亮.,电磁波的接收原理及接收过程 (1)接收原理：电磁波在传播时遇到 ，会使导体中产生感应电流，导体可用来接
5、收电磁波，这个导体就是接收 . (2)电谐振：接收电路的固有频率跟收到的电磁波的频率 时，接收电路中产生的振荡电流最强，相当于机械振动中的 . 调谐：使接收电路产生 的过程. 解调：把声音或图像信号从 中还原出来的过程.调幅波的解调也叫检波.,导体,天线,相同,共振,电谐振,高频电流,判断下列说法的正误. (1)调谐就是把接收到的电磁波的频率调到某一特定的值.( ) (2)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.( ) (3)检波就是从天线接收到的众多频率的电磁波中选择出某一特定频率的波. ( ) (4)由调谐电路接收的感应电流，再经过检波、放大，通过耳机才可以听到声音.( ),
6、三、 电磁波与信息化社会,无线电视、雷达和手机都是通过电磁波传递信息的，请你从它们自身是否是发射端或接收端来看，它们有什么不同？,答案,答案 电视仅仅是接收端，它接收来自电视台的无线电信号；雷达自身发射信号，遇到障碍物反射回来，通过接收反射波来确定物体的位置，因此雷达既是发射端又是接收端.手机接收来自基站的信号，同时它又向基站发射信号，它既是接收端也是发射端.,1.电磁波可以通过 、 进行有线传输，也可以实现 .电磁波的频率越 ，相同时间内传递的信息量越大. 2.摄像管的作用是摄取景物的图像并将其转换为 .电视接收机接收电视信号，天线接收到高频信号以后，经 、 ，将得到的_信号送到显像管， 经
7、解调后送到扬声器.摄像机与电视接收机中电子束扫描频率 .,电缆,光缆,无线传输,高,电信号,调谐,解调,图像,伴音信号,相等,3.雷达是利用 遇到障碍物的 现象来测定物体位置，根据发射 无线电波到接收反射波的时间t，确定障碍物的距离l ，再根据发射 无线电波的方向和仰角，可以确定障碍物的位置. 4.移动电话、因特网也是利用 来传输信息的.,微波,反射,电磁波,判断下列说法的正误. (1)无线电视机天线接收到信号经放大后直接送到显像管还原为图象.( ) (2)雷达是通过接收障碍物发出的电磁波来确定物体位置的.( ) (3)甲同学与乙同学通过手机交流时，两部手机均发射信号并接收对方的信号.( ),
8、题型探究,1.要想有效的发射电磁波，应增大电磁波的频率，且使电磁场分布到尽可能大的空间，实际应用中常用地线和天线形成敞开的电容器，和线圈组成高频振荡电路. 2.为发射有用信号，需对电磁波进行调制，把要传递的信号“加”到高频等幅振荡电流上，使电磁波随各种信号而改变.其中使高频振荡电流的振幅随调制信号而改变叫做调幅(AM)；使高频振荡电流的频率随调制信号而改变叫做调频(FM).,一、电磁波的发射,例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.增加辐射波的波长 B.使振荡电容的正对面积足够小 C.尽可能使电场和磁场分散开 D.增加回路中的电容和电感,答案,解析,解析 理论证明，电磁
9、波发射本领与f成正比，电磁场应尽可能扩散到周围空间，形成开放电路.由f ，C 可知，要使f增大，应减小L或C，只有B符合题意.,二、电磁波的接收,1.调谐实际上就是从众多电磁波中选出我们所需要的电磁波的过程，解调就是把有用信号从调频电流中取出来的过程. 2.无线电波的发射和接收过程如图2所示：,图2,例2 在图3所示的电路中，C1200 pF，L140 H，L2160 H，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？,答案,解析,图3,答案 改变可变电容器C2的电容，使得C2为50 pF 1.78 MHz,解析 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
10、器C2，使f2f1，,例3 (多选)关于电磁波，下列说法正确的是 A.电磁波可能是横波，也可能是纵波，而且能发生干涉、衍射现象 B.由麦克斯韦电磁场理论可知，振荡电场一定会产生同频率的振荡磁场 C.电视机天线接收到高频信号后，依次经过解调、调谐，再将图像信 号送到显像管 D.雷达利用无线电波的微波波段来测定物体位置，它利用了微波的反 射性质,答案,解析,三、电磁波与信息化社会,解析 电磁波是横波，选项A错误； 由麦克斯韦电磁场理论可知，振荡电场一定会产生同频率的振荡磁场，选项B正确； 电视机天线接收到高频信号后，要先调谐，后解调，选项C错误； 雷达利用无线电波的微波波段来测定物体位置，利用了微
11、波可以发生反射的性质，选项D正确.,达标检测,1.(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，除了使用敞露空间的电路，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,1,2,答案,解析,解析 采用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 、C 可知，选项A、B、C正确.,3,4,2.(多选)关于调制器的作用，下列说法正确的是 A.调制器的作用是把低频信号的信息加载到高频电磁波上去 B.调制器的作用可以是把低频信号的信息加载到高频电磁波的振幅上去 C.调制器的作用可以是把低频信号的信息加载到高频电磁波的频
12、率上去 D.调制器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,1,2,3,4,3.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.因为收听到的电台离收音机最近 B.因为收听到的电台频率最高 C.因为接收到的电台电磁波能量最强 D.因为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,解析,1,2,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.,3,4,4.(多选)下面关于电视的说法中正确的是 A.电视信号的发射、接收过程：景物电信号电磁波电信号图像 B.摄像机在一秒钟内要传递24张画面 C.显像管是将电信号还原成景物图像的关键部分 D.由于画面更换迅速和视觉暂留现象使人们看到的是活动的景象,答案,1,2,3,4,
