第4章 3 无线电波的发射和接收-【精讲精练】2023-2024学年高中物理选择性必修第二册人教版（教师用书）

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__。 探究点一　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．(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 解析　调制器的作用是把低频信号加载到高频振荡信号上去，选项A正确，D错误；如果高频信号的振幅随低频信号的变化而变化则是调幅，选项B正确；如果高频信号的频率随低频信号的变化而变化则是调频，选项C正确。 答案　ABC 探究点二　无线电波的接收 1．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．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。 4．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。 5．无线电波的发射和接收过程如图所示： 　调节收音机的调谐回路时，可变电容器的