第四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）

第四章　电磁振荡与电磁波\n3．无线电波的发射和接收\n课前预习反馈课内互动探究课堂达标检测目标体系构建核心素养提升\n目标体系构建\n【学习目标】1．了解有效发射电磁波的两个条件。2．能正确区分调制、调幅、调频、调谐、解调等概念，了解它们在电磁波发射接收过程中的作用。3．了解电视广播发射和接收的基本原理。\n【思维脉络】\n课前预习反馈\n1．要有效地发射电磁波，振荡电路必须具有两个特点：第一，要有________的振荡频率，频率______，发射电磁波的本领越大。第二，应采用__________，振荡电路的电场和磁场必须分散到足够大的空间。2．开放电路：实际的开放电路，线圈的一端用导线与大地相连，这条导线叫作______，线圈的另一端与高高地架在空中的______相连。足够高知识点1无线电波的发射越高开放电路地线天线\n3．调制：在电磁波发射技术中，使______随各种信号而改变的技术。4．调制的方法：(1)调幅：使高频电磁波的______随信号的强弱而改变；(2)调频：使高频电磁波的______随信号的强弱而改变。载波振幅频率\n1．接收原理：电磁波能使______中产生感应电流，所以导体可用来接收电磁波，这个导体就是接收______。2．电谐振：当接收电路的__________跟接收到的电磁波的______相等时，接收电路里产生的振荡电流最强，这种现象叫作电谐振。3．调谐：使接收电路产生________的过程叫作调谐。4．解调：使声音或图像信号从接收到的__________中还原出来，这个过程是调制的逆过程，叫作解调。5．检波：调幅波的解调。导体知识点2无线电波的接收天线固有频率频率电谐振高频电流\n(1)电视广播信号也是一种无线电信号。在现代电视发射系统中，首先通过摄像机的感光器件将景物的光信号转变为____信号。(2)这种电信号通过线路直接传输时失真、损耗严重，需要通过______将信号调制成高频信号再进行传播。(3)高频电视信号的传播方式主要有三种，即地面无线电传输、有线网络传输以及__________。(4)在电视接收端，接收到高频电磁波信号以后，经过______处理，就可以将得到的电信号通过显示设备转变为______信息。电知识点3电视广播的发射和接收载波卫星传输解调图像\n思考辨析『判一判』(1)只要是电磁波信号，都可以直接用LC电路进行发射。()(2)调节电容器的电容就可以使接收的信号增强。()(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()(5)接收天线必须利用导体材料制作。()(6)利用接收天线接收到的信号可以直接还原成声音或图像。()×√××√×\n『选一选』(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：简单的收音机是电磁波的接收装置，因此需要调谐电路和检波电路，则A、D正确，B、C错误。AD\n『想一想』如图是手机、无线电话调制示意图，请简述其原理。\n答案：振荡器产生高频等幅振荡信号，话筒产生低频信号，如图所示。这两种信号完成调制后，调制信号又通过L2与L1耦合到开放电路发射出去。\n课内互动探究\n探究我们说话的声音一般只能传几十米，最多只有几百米，而当我们的声音通过无线电广播却可以传几千米以外，甚至传遍全球，为什么？电磁波的发射情景导入提示：我们说话的声音是在空气中传播的声波，能量很低，而且在空气中的损耗很大，传播不太远的距离就损耗殆尽了，而无线电广播中的声音信号是搭载在高频电磁波上的，高频电磁波的能量很高，而且在空气中损耗很小，因而能传播很远的距离。\n1．发射电路的两个特点：①发射频率足够高。②应用开放电路。2．调制：(1)使电磁波随各种信号而改变的技术叫做调制。要点提炼\n(2)调制方法：调幅：使高频电磁波的振幅随信号的强弱而改变。调频：使高频电磁波的频率随信号的强弱而改变。\n3．无线电波的发射由振荡器(常用LC振荡电路)产生高频振荡电流，用调制器将需传送的电信号调制到振荡电流上，再耦合到一个开放电路中激发出无线电波，向四周发射出去。\n实际发射无线电波的过程如图所示。高频振荡器产生高频等幅振荡如图甲所示，人对着话筒说话时产生低频信号如图乙所示。根据以上图像，发射出去的电磁波图像应是选项中哪一个()典例1典例剖析B\n思路引导：载波不能传递信号，低频信号也不能自己单独发射出去，必须进行调制，将载波与信号加在一起才能发射出去传送信息。解析：振荡器产生高频等幅振荡，话筒结构是里边有碳膜电阻，它的阻值随压力变化而变化。当我们对着它说话时，空气对它的压力随着声音而变化，那么它的电阻也就随声音信号而变化，振荡电流的振幅也就随着声音信号而变化，这就是调制。它不但影响了正半周，也影响了负半周，故选B。\n1．(多选)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．增大电容器极板间距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向外部空间分散开D．增加回路中的电容和电感对点训练AC\n\n探究在一些村庄中，我们经常看见放置于屋顶上各种形状的天线，它的作用是什么呢？应该如何从众多信号中选出我们所需要的信号呢？电磁波的接收情景导入提示：天线用以接收空中的电磁波；通过调谐电路选出我们所需要的信号。\n1．接收方式用天线和地线组成的接收电路来接收电磁波。2．通过电谐振来选台：(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的现象，类似于机械振动中的共振。(2)调谐：使接收电路发生电谐振的过程。(3)通过解调获取信号。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。检波：调幅波的解调称为检波。要点提炼\n3．无线电波的接收天线接收到的所有的电磁波，经调谐选择出所需要的电磁波，再经解调取出携带的信号，放大后再还原成声音或图像的过程。4．接收电路示意图\n(多选)关于无线电波的接收，下列说法中正确的是()A．当接收电路的固有频率跟接收到的电磁波频率相同时，该电磁波在接收电路中激起的感应电流最大B．使接收电路中产生电谐振的过程叫做调谐C．收音机的接收电路是LC振荡回路D．从接收到的高频率振荡中“检”出所携带的信号，叫做调谐典例2典例剖析ABC\n思路引导：要理解调制、调谐、检波等概念，并能清楚地区分它们。解析：接收电路与电磁波发生电谐振时，即接收电路的固有频率等于电磁波的频率时，电路中激起的感应电流最大，选项A正确；根据调谐概念可知，选项B正确，D错误；收音机的接收电路是LC回路，选项C正确。\n2．(多选)图中(a)为一个调谐接收电路，图(b)、图(c)、图(d)为电路中的电流随时间变化的图像，则()A．i1是L1中的电流图像B．i1是L2中的电流图像C．i2是L2中的电流图像D．i3是流过耳机的电流图像对点训练ACD\n解析：(b)图是L1中的图像，L2中由于电磁感应，产生的感应电动势的图像同(a)图相似，但是由于L2和二极管D串联，所以当L2的电压与二极管D反向时，电路不通，所以L2中的电流图像应是(c)图。高频部分通过C2，通过耳机的电流如同(d)图中的i3，只有低频的音频电流，故选项A、C、D正确。\n核心素养提升\n1．无线电波的发射和接收过程\n2．电磁波的传播特点传播形式适合的波段特点地波沿地球表面空间传播长波、中波、中短波衍射能力较强天波靠大气电离层的反射传播中短波、短波反射能力较强空间波沿直线传播短波、超短波、微波穿透能力较强\n(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．电磁波在各种介质中传播时波长恒定BC案例解析：由υ＝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υ＝λf，可判断出波长改变，选项D错误。\n课堂达标检测\n1．(2021·山东省安丘一中高二下学期月考)如图所示为电视接收过程示意图，其工作过程顺序正确的是()A．解调——放大——调谐——显示B．调谐——放大——解调——显示C．调谐——解调——放大——显示D．放大——调谐——解调——显示C解析：电磁波的接收过程是调谐——解调——放大——显示，故C正确。\n2.(2020·北京市海淀区师达中学高考模拟)右图为手机信号屏蔽器。手机信号屏蔽器主要针对各类考场、加油站、军事重地等禁止使用手机的场所。手机工作时，是在一定频率范围内，手机和基站通过无线电波联系起来，完成数据和声音的传输。针对这种通讯原理，手机信号屏蔽器在工作过程中以一定的速度从手机通信所使用的频率的底端向高端扫描，在扫描过程中向手机发送一定频率的电磁波信号，使手机不能与基站建立正常的联系，从而对手机形成干扰。对于手机信号屏蔽器的工作过程，下列说法中正确的是()\nA．手机信号屏蔽器是利用静电屏蔽的原理来工作的B．手机信号屏蔽器是利用电磁感应的原理来工作的C．手机信号屏蔽器工作时能阻止基站发出的电磁波传播到限制场所内D．手机信号屏蔽器是通过发射电磁波干扰手机工作来达到目的答案：D\n解析：手机信号屏蔽器是利用屏蔽器发出的信号去干扰手机从基站传过来的信号，从而起到屏蔽作用。因此手机信号屏蔽器是通过发射电磁波干扰手机工作来达到目的。故A、B、C错误，D正确。\n3．(2021·安徽省安庆市桐城市高三模拟)随着科技的不断发展，无线充电已经进入人们的视线。小到手表、手机，大到电脑、电动汽车的充电，都已经实现了从理论研发到实际应用的转化。下图给出了某品牌的无线充电手机的原理图。关于无线充电，下列说法正确的是()CA．无线充电时的工作原理是无线电波的发射与接收B．只有将充电底座接到直流电源上才能对手机进行充电C．接收线圈中交变电流的频率与发射线圈中交变电流的频率相同D．只要有无线充电底座，所有手机都可以进行无线充电\n解析：无线充电的原理，其实就是电磁感应现象，故A错误；发生电磁感应的条件是磁通量要发生变化，直流电无法产生变化的磁场，故不能接到直流电源上，故B错误；发生电磁感应时，两个线圈中的交变电流的频率是相同的，故C正确；只有无线充电底座，手机内部没有能实现无线充电的接收线圈等装置，也不能进行无线充电，D错误。\n4．(2020·北京市昌平区高二下学期期末)北京时间2019年4月10日21时，在全球七大城市同时发布由“事件视界望远镜”观测到位于室女A星系(M87)中央的超大质量黑洞照片，如图甲所示。宇宙中的天体在不断向外辐射电磁波，人们利用射电望远镜收集来自天体的电磁波进行观测，如图乙所示。天体甲距地球1万光年，M87的黑洞距离地球5500万光年，假设天体甲和M87的黑洞辐射功率相同，忽略电磁波在传播过程中的损耗，用一架射电望远镜接收到甲发出的电磁波功率为P1，则该望远镜接收到的来自M87的黑洞发出的电磁波功率为()B\n