15第四章 3. 无线电波的发射和接收（教师用书word）-2022-2023学年新教材高中物理选择性必修第二册【精讲精练】人教版 江苏专版

#3　无线电波的发射和接收 [学业要求] 1．了解有效地发射电磁波的两个条件。 2．了解调制、调幅、调频、调谐、解调、电谐振在电磁波发射、接收过程中的作用。 3．通过对电磁波的产生、发射、接收过程及基本电路的简单分析，知道无线电波在实际生活、生产中的应用流程。 一、无线电波的发射 1．无线电波 技术上把波长大于1_mm的电磁波称作无线电波，并按波长把无线电波分为若干波段：长波、中波、中短波、短波、微波。 2．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，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。 3．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。 4．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。 调制包括 (1)调幅(AM)：使高频电磁波的振幅随信号的强弱而改变的调制方法。 (2)调频(FM)：使高频电磁波的频率随信号的强弱而改变的调制方法。 二、无线电波的接收 1．原理 电磁波在传播过程中如果遇到导体，会使导体中产生感应电流，因此，空中的导体可以用来接收电磁波。 2．电谐振与调谐 (1)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的现象。 (2)调谐：使接收电路产生电谐振的过程。 3．解调 使声音或图像信号从高频电流中还原出来的过程，它是调制的逆过程。调幅波的解调也叫检波。 三、电视广播的发射和接收 1．电磁波与信息的传递 可以通过电缆、光缆进行有线传输，也可实现无线传输。电磁波的频率越高，相同时间内传递的信息量越大。 2．电视广播的发射接收过程 ⇓ ⇓ ⇓ 3．高频电视信号的传播方式 地面无线电传输，有线网络传输，卫星传输。 1.(2022·江苏高二阶段练习)如图所示是电磁波发射电路中的LC电磁振荡电路，某时刻电路中正形成如图所示方向的电流，此时电容器的上极板带正电，下极板带负电，则以下说法正确的是(　　) A．线圈中的磁场向上且正在增强 B．电容器中的电场向下且正在增大 C．若在线圈中插入铁芯，则发射电磁波的频率变大 D．若增大电容器极板间的距离，则发射电磁波的波长变长 解析　图中电流的方向流向电容器的正极，说明电容器正在充电，回路中的磁场能向电场能转化，电路中的电流正在减小，线圈中的磁场正在减弱，故A错误；根据上极板带正电可知，电容器内电场的方向向下，又由于电容器正在充电，则电容器内的电场正在增大，故B正确；若在线圈中插入铁芯，则线圈的自感系数增大，根据f＝，可知发射电磁波的频率变小，故C错误；若增大电容器极板间的距离，根据C＝，可知电容C变小，再由f＝， c＝λf，可知发射电磁波的频率变变大，发射电磁波的波长变小，故D错误。 答案　B 2．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，其原因是因为接收到的电台电磁波与收音机调谐电路的固有频率相同，产生了电谐振。 知识点一　无线电波的发射 1．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作调制。 (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。 3．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。 　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 [解析]　要增大无线电台向空间发射电磁波的能力，必须提高其振荡频率，由f＝知，减小L和C可以提高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。 [答案]　B 核心素养·思维升华 有效发射电磁波的条件 (1)要有足够高的振荡频率。理论研究证明，振荡电路向外界辐射能量的本领与振荡频率密切相关，频率越高，振荡电路发射电磁波的本领越大。 (2)采用开放电路。振荡电路的电场和磁场必须分散到尽可能大的空间，天线和地线也可组成开放电路，如图所示。 由闭合电路变成开放电路 1．关于调制器的作用，下列说法不正确的是(　　) 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率上去 D．调制器