第四章電磁振蕩與電磁波3.無(wú)線電波的發(fā)射和接收學(xué)習(xí)目標(biāo)1.知道有效地發(fā)射電磁波的兩個(gè)條件。(物理觀念)2.了解調(diào)制、調(diào)幅、調(diào)頻、調(diào)諧、解調(diào)、電諧振在電磁波發(fā)射、接收過(guò)程中的作用。(物理觀念)3.了解電磁波在信息傳遞中的應(yīng)用,初步了解電視的原理和應(yīng)用。(科學(xué)思維)基礎(chǔ)落實(shí)·必備知識(shí)全過(guò)關(guān)一、無(wú)線電波的發(fā)射1.要有效地發(fā)射電磁波,振蕩電路必須具有如下兩個(gè)特點(diǎn):要有足夠高的振蕩頻率;振蕩電路的電場(chǎng)和磁場(chǎng)必須

,這樣才能有效地把能量輻射出去。

低頻信號(hào)要加載到高頻電磁波上發(fā)射

2.用來(lái)攜帶信號(hào)的高頻電磁波叫作

。在電磁波發(fā)射技術(shù)中,使載波隨各種信號(hào)而改變的技術(shù)叫作

。一種調(diào)制的方法是使高頻電磁波的振幅隨信號(hào)的強(qiáng)弱而變,這種調(diào)制叫作

;另一種調(diào)制的方法是使高頻電磁波的頻率隨信號(hào)的強(qiáng)弱而變,這種調(diào)制叫作

。

分散到盡可能大的空間

載波調(diào)制調(diào)幅調(diào)頻二、無(wú)線電波的接收1.接收原理:電磁波在傳播時(shí)如果遇到

,會(huì)使導(dǎo)體中產(chǎn)生感應(yīng)電流,空中的導(dǎo)體可以用來(lái)接收電磁波,這個(gè)導(dǎo)體就是

。

2.電諧振:當(dāng)接收電路的固有頻率跟收到的電磁波的頻率

時(shí),接收電路中產(chǎn)生的振蕩電流最強(qiáng),這種現(xiàn)象叫作電諧振,相當(dāng)于機(jī)械振動(dòng)中的

。

(1)調(diào)諧:使接收電路產(chǎn)生

的過(guò)程。

(2)解調(diào):把聲音或圖像信號(hào)從

中還原出來(lái)的過(guò)程。調(diào)幅波的解調(diào)也叫檢波。

導(dǎo)體接收天線相同共振電諧振高頻電流三、電視廣播的發(fā)射和接收1.電視廣播信號(hào)是一種無(wú)線電信號(hào),實(shí)際傳播中需要通過(guò)載波將信號(hào)調(diào)制成

信號(hào)再進(jìn)行傳播。

2.高頻電視信號(hào)的三種傳播方式:地面

傳輸、有線網(wǎng)絡(luò)傳輸以及

傳輸。

3.電視信號(hào)的接收:電視機(jī)接收到的高頻電磁波信號(hào)經(jīng)過(guò)

將得到的電信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)閳D像信號(hào)和伴音信號(hào)。

高頻無(wú)線電衛(wèi)星解調(diào)情境鏈接載人航天測(cè)控通信系統(tǒng)為神舟系列飛船的成功發(fā)射及正常運(yùn)行立下了很大的功勞,它通過(guò)國(guó)內(nèi)外的地面測(cè)控站和遍布三大洋的遠(yuǎn)洋測(cè)量船,保證地面指揮員及時(shí)與飛船取得聯(lián)系。你知道各測(cè)控站點(diǎn)是通過(guò)什么途徑給飛船傳遞指令的嗎?提示

各測(cè)控站點(diǎn)和飛船之間通過(guò)發(fā)射和接收載有指令信號(hào)的電磁波實(shí)現(xiàn)對(duì)飛船的測(cè)控。教材拓展如圖所示,聽(tīng)收音機(jī)調(diào)臺(tái)時(shí),我們調(diào)節(jié)旋鈕改變的是什么?調(diào)節(jié)的目的是什么?提示

調(diào)節(jié)收音機(jī)旋鈕改變的是可變電容器的電容,調(diào)節(jié)的目的是改變調(diào)諧電路的頻率,使它跟要接收的電臺(tái)發(fā)出的電磁波的頻率相同,這個(gè)頻率的電磁波在調(diào)諧電路里激起較強(qiáng)的感應(yīng)電流,這樣就選出了這個(gè)電臺(tái)。易錯(cuò)辨析(1)只要是電磁波信號(hào),都可以直接用LC振蕩電路進(jìn)行發(fā)射。(

)(2)頻率越高,振蕩電路發(fā)射電磁波的本領(lǐng)越大。(

)(3)要有效地發(fā)射電磁波,振蕩電路的電場(chǎng)和磁場(chǎng)必須分散到盡可能大的空間。(

)(4)當(dāng)接收電路的固有頻率和電磁波頻率相同時(shí),出現(xiàn)電諧振現(xiàn)象。(

)(5)要使電視機(jī)的屏幕上出現(xiàn)圖像,必須將電視機(jī)接收到的無(wú)線電信號(hào)解調(diào)。(

)×√√√√重難探究·能力素養(yǎng)全提升探究點(diǎn)一無(wú)線電波的發(fā)射導(dǎo)學(xué)探究我們說(shuō)話的聲音一般只能傳幾百米,而我們的聲音通過(guò)無(wú)線電廣播卻可以傳到幾百千米以外,甚至傳遍全球,為什么?提示

我們說(shuō)話的聲音是在空氣中傳播的聲波,能量很低,而且在空氣中傳播時(shí)損耗很大,傳播不太遠(yuǎn)的距離就損耗殆盡了,而無(wú)線電廣播中的聲音信號(hào)是搭載在高頻電磁波上的,高頻電磁波的能量很高,而且在空氣中損耗很小,因而能傳播很遠(yuǎn)的距離。知識(shí)歸納1.有效發(fā)射電磁波的條件(1)要有足夠高的振蕩頻率。理論研究證明,振蕩電路向外界輻射能量的本領(lǐng)與振蕩頻率密切相關(guān),頻率越高,振蕩電路發(fā)射電磁波的本領(lǐng)越大。(2)采用開放電路。振蕩電路的電場(chǎng)和磁場(chǎng)必須分散到盡可能大的空間,天線和地線也可組成開放電路,如圖所示。由閉合電路變成開放電路

3.無(wú)線電波的發(fā)射由振蕩器(常用LC振蕩電路)產(chǎn)生高頻振蕩電流,用調(diào)制器將需傳送的電信號(hào)調(diào)制到振蕩電流上,再耦合到一個(gè)開放電路中激發(fā)出無(wú)線電波,向四周發(fā)射出去。2.調(diào)制(1)使電磁波隨各種信號(hào)而改變的技術(shù)叫作調(diào)制。(2)調(diào)制方法:調(diào)幅:使高頻電磁波的振幅隨信號(hào)的強(qiáng)弱而改變。調(diào)頻:使高頻電磁波的頻率隨信號(hào)的強(qiáng)弱而改變。典例剖析【例題1】

為了增大無(wú)線電臺(tái)向空間發(fā)射無(wú)線電波的能力,對(duì)LC振蕩電路的結(jié)構(gòu)可采用下列哪些措施(

)A.增大電容器極板的正對(duì)面積 B.增大電容器極板的間距C.增大自感線圈的匝數(shù) D.提高供電電壓B解析

要增大無(wú)線電臺(tái)向空間發(fā)射電磁波的能力,必須提高其振蕩頻率,由

知,減小L和C可以提高f。要減小L可采取減少線圈匝數(shù)、向外抽鐵芯或抽出鐵芯的辦法,要減小C可采取增大極板間距、減小極板正對(duì)面積、減小介電常數(shù)的辦法。故選B。對(duì)點(diǎn)演練1.(2025江蘇泰州高二開學(xué)考試)下列關(guān)于無(wú)線電廣播要對(duì)電磁波進(jìn)行調(diào)制的原因的說(shuō)法中正確的是(

)A.經(jīng)過(guò)調(diào)制后的高頻電磁波向外輻射能量的本領(lǐng)更強(qiáng)B.經(jīng)過(guò)調(diào)制后的電磁波在空間傳播得更快C.經(jīng)過(guò)調(diào)制后的電磁波在空間傳播的波長(zhǎng)不變D.經(jīng)過(guò)調(diào)制后的電磁波在空間傳播的周期不變A解析

調(diào)制是把低頻信號(hào)加到高頻電磁波上增強(qiáng)發(fā)射能力,頻率變大,周期變小,穿透能力更強(qiáng),即輻射本領(lǐng)更強(qiáng),故A正確,D錯(cuò)誤;電磁波的波速接近光速,所以傳播速度不變,故B錯(cuò)誤;據(jù)v=λf可知,頻率改變,波長(zhǎng)改變,故C錯(cuò)誤。探究點(diǎn)二無(wú)線電波的接收導(dǎo)學(xué)探究世界上有許許多多的無(wú)線電臺(tái)、電視臺(tái)及各種無(wú)線電信號(hào),如果不加選擇全部接收下來(lái),那必然是一片混亂,分辨不清。在城市里我們可以看見(jiàn)矗立在高樓頂上的天線,它的作用是什么呢?我們應(yīng)該如何從眾多信號(hào)中選出所需要的信號(hào)呢?形形色色的天線

提示

天線用以接收空中的電磁波;通過(guò)調(diào)諧電路選出所需要的信號(hào)。知識(shí)歸納1.原理利用電磁感應(yīng)在接收電路中產(chǎn)生和電磁波同頻率的電流。2.方法(1)利用調(diào)諧產(chǎn)生電諧振,使接收電路的感應(yīng)電流最強(qiáng)。(2)利用解調(diào)把接收電路中的有用信號(hào)分離出來(lái)。(3)調(diào)諧和解調(diào)的區(qū)別:調(diào)諧就是一個(gè)選臺(tái)的過(guò)程,也就是使攜帶有用信號(hào)的高頻振蕩電流,在接收電路中產(chǎn)生最強(qiáng)的感應(yīng)電流的過(guò)程;解調(diào)是將高頻電流中攜帶的有用信號(hào)分離出來(lái)的過(guò)程。典例剖析D解析

由

知,C、L越小時(shí),f越大。動(dòng)片旋出,正對(duì)面積S減小,C減小,S調(diào)到最小,即C最小時(shí),f還未達(dá)到高頻率f0,則必須減小L,即減少諧振線圈的圈數(shù),選項(xiàng)C錯(cuò)誤,D正確;頻率

f與電源電壓無(wú)關(guān),選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤?！纠}2】

調(diào)節(jié)收音機(jī)的調(diào)諧回路時(shí),可變電容器的動(dòng)片從全部旋入到完全旋出①仍接收不到某較高頻率的電臺(tái)信號(hào)②,為接收到該電臺(tái)信號(hào),則應(yīng)(

)A.加大電源電壓 B.減小電源電壓C.增加諧振線圈的圈數(shù) D.減少諧振線圈的圈數(shù)教你析題

讀取題干獲取信息①電容器電容變?、谡{(diào)諧回路的固有頻率較小教你破題

獲取題干

關(guān)鍵信息電容的變化:由電容的決定式C=知電容減小

固有頻率的變化:由振蕩電路的固有頻率公式f=知固有頻率增大接收不到信號(hào)的原因:固有頻率小于電磁波的頻率方法:增大固有頻率,可以減小L對(duì)點(diǎn)演練2.(多選)下列說(shuō)法正確的是(

)A.當(dāng)處于電諧振時(shí),所有的電磁波仍能在接收電路中產(chǎn)生感應(yīng)電流

B.當(dāng)處于電諧振時(shí),只有被接收的電磁波才能在接收電路中產(chǎn)生感應(yīng)電流C.由調(diào)諧電路接收的感應(yīng)電流,再經(jīng)過(guò)耳機(jī)就可以聽(tīng)到聲音了D.由調(diào)諧電路接收的感應(yīng)電流,再經(jīng)過(guò)檢波、放大,通過(guò)耳機(jī)才可以聽(tīng)到聲音AD解析

當(dāng)處于電諧振時(shí),所有的電磁波仍能在接收電路中產(chǎn)生感應(yīng)電流,只不過(guò)頻率跟諧振電路固有頻率相等的電磁波,在接收電路中激發(fā)的感應(yīng)電流最強(qiáng)。由調(diào)諧電路接收的感應(yīng)電流,要再經(jīng)過(guò)檢波(也就是調(diào)制的逆過(guò)程)、放大,通過(guò)耳機(jī)才可以聽(tīng)到聲音,故選A、D。探究點(diǎn)三電視廣播的發(fā)射和接收導(dǎo)學(xué)探究人類歷史經(jīng)歷了農(nóng)業(yè)社會(huì)、工業(yè)社會(huì),現(xiàn)正在步入信息社會(huì)。在信息社會(huì),信息作為一種重要的資源和財(cái)富,影響著人們的生活,加速了社會(huì)的運(yùn)轉(zhuǎn)。根據(jù)你的了解和理解,你認(rèn)為信息化社會(huì)有哪些特征?提示

信息化社會(huì)具有“四化”——智能化、電子化、全球化、非群體化,而且還有“四性”——綜合性、競(jìng)爭(zhēng)性、滲透性、開放性。知識(shí)歸納1.電視廣播的發(fā)射和接收過(guò)程

2.雷達(dá)的工作原理雷達(dá)利用無(wú)線電波遇到障礙物的反射現(xiàn)象來(lái)測(cè)定物體位置。根據(jù)發(fā)射無(wú)線電波到接收反射波的時(shí)間t,確定障礙物的距離,再根據(jù)發(fā)射無(wú)線電波的方向和仰角,確定障礙物的位置。典例剖析【例題3】

(多選)下列說(shuō)法正確的是(

)A.攝像機(jī)實(shí)際上是將光信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)的裝置B.電視機(jī)實(shí)際上是將電信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)楣庑盘?hào)的裝置C.畫面更換迅速和視覺(jué)暫留現(xiàn)象使人們看到的是活動(dòng)的圖像D.電視機(jī)接收到的畫面是連續(xù)的ABC解析

通過(guò)攝像機(jī)攝到景物的光信號(hào),再通過(guò)特殊裝置轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào);電視機(jī)通過(guò)顯像管將接收到的電信號(hào)再轉(zhuǎn)變?yōu)楣庑盘?hào),最后還原為圖像和景物,由于畫面更換迅速和視覺(jué)暫留,我們感覺(jué)到的便是活動(dòng)的圖像,所以選項(xiàng)A、B、C正確。對(duì)點(diǎn)演練3.電視機(jī)的室外天線能把電信號(hào)接收下來(lái),是因?yàn)?

)A.天線處于變化的電磁場(chǎng)中,天線中產(chǎn)生感應(yīng)電流,相當(dāng)于電源,輸送給LC電路B.天線只處于變化的電場(chǎng)中,天線中產(chǎn)生感應(yīng)電流,相當(dāng)于電源,輸送給LC電路C.天線只是有選擇地接收某電臺(tái)信號(hào),而其他電視臺(tái)信號(hào)則不接收D.天線將電磁波傳輸?shù)诫娨暀C(jī)內(nèi)A解析

室外天線處于空間變化的電磁場(chǎng)中,天線中產(chǎn)生了感應(yīng)電流,此電流輸送給LC振蕩電路,在電路中各電臺(tái)信號(hào)激起的電流均存在,但只有頻率與調(diào)諧電路頻率相等的電磁波對(duì)應(yīng)的電流最強(qiáng),然后再通過(guò)解調(diào)處理輸入后面電路,故A正確,B、C、D均錯(cuò)誤。學(xué)以致用·隨堂檢測(cè)全達(dá)標(biāo)12341.(電磁波的發(fā)射與接收)(多選)關(guān)于電磁波的發(fā)射與接收,下列說(shuō)法正確的是(

)A.發(fā)射的LC振蕩電路是開放的B.若振蕩電路頻率較低,則不能發(fā)射電磁波C.調(diào)諧是調(diào)制的逆過(guò)程D.接收電路也是一個(gè)LC振蕩電路ABD1234解析

如果LC振蕩電路是閉合的,它不能向外發(fā)射電磁波,因?yàn)榘l(fā)射電磁波需要把振蕩電路的電場(chǎng)和磁場(chǎng)分散到盡可能大的空間中,才能有效地把能量傳播出去,所以選項(xiàng)A正確;振蕩電路的頻率必須足夠高,才能發(fā)射電磁波,所以選項(xiàng)B正確;解調(diào)是調(diào)制的逆過(guò)程,所以選項(xiàng)C錯(cuò)誤;接收是利用LC振蕩電路進(jìn)行的,所以選項(xiàng)D正確。12342.(電磁波的發(fā)射)調(diào)制的主要作用是(

)A.使高頻振蕩的振幅或頻率隨要傳播的電信號(hào)而改變B.把需要的電信號(hào)從高頻振蕩中取出來(lái)C.選擇要接收的電臺(tái)D.發(fā)生電諧振A解析

調(diào)制主要是將有用信號(hào)附加到高頻振蕩的電磁波上。

1234B3.(無(wú)線電波的接收)(2025河北張家口高二期中)在無(wú)線電技術(shù)中,當(dāng)接收電路的固有頻率跟接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),這種現(xiàn)象叫作電諧振,使接收電路產(chǎn)生電諧振的過(guò)程叫作(

)A.調(diào)制 B.調(diào)諧C.解調(diào) D.檢波