4.3 无线电波的发射和接收-【无畏物理】2024-2025学年高二物理同步学案(人教版2019选择性必修二)
2024-11-22
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2份
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精品
资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | 高中物理人教版选择性必修 第二册 |
| 年级 | 高二 |
| 章节 | 3. 无线电波的发射和接收 |
| 类型 | 教案-讲义 |
| 知识点 | 电磁波的产生与应用 |
| 使用场景 | 同步教学-新授课 |
| 学年 | 2024-2025 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 1.71 MB |
| 发布时间 | 2024-11-22 |
| 更新时间 | 2024-11-22 |
| 作者 | East.Y |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2024-11-22 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/48871360.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
高中物理 选择性必修二 第四章 电磁振荡与电磁波
4.3 无线电波的发射和接收
电磁波的发射
知识点一
1.发射电磁波的振荡电路的特点
(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.
2.电磁波的调制
(1)概念:把要传递的信号“加”到高频等幅振荡电流上,使载波随各种信号而改变.
(2)调制的分类
①调幅:使高频电磁波的振幅随信号的强弱而改变. ②调频:使高频电磁波的频率随信号的强弱而改变
3.电磁波的发射示意图(如图所示)
电磁波的接收
知识点二
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,这个导体就是接收天线。
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,这种现象叫作电谐振,相当于机械振动中的共振.。
(2)调谐:使接收电路产生电谐振的过程。
(3)解调:把声音或图像信号从高频电流中还原出来的过程.调幅波的解调也叫检波.
(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。
电视广播的发射和接收
知识点三
1.电视广播信号是一种无线电信号,实际传播中需要通过载波将信号调制成高频信号再进行传播.
2.高频电视信号的三种传播方式:地面无线电传输、有线网络传输以及卫星传输.
3.电视信号的接收:电视机接收到的高频电磁波信号经过解调将得到的信号转变为图像信号和伴音信号.
摄像管:摄取景物的图像并将其转换为电信号 →
→ →
基础过关
1. 思考判断(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)各种频率的电磁振荡都能辐射电磁波,振荡周期越大,越容易辐射电磁波. (×)
(2)频率越高,振荡电路发射电磁波本领越大。 (√)
(3)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. (√)
(4)电视台发射的电磁波都经过了调制。 (√)
(5)当接收电路的固有频率和电磁波频率相同时,出现谐振现象。 (√)
(6)当处于电谐振时,只有被接收的电磁波才能在接收电路中产生感应电流. (×)
(7)调幅就是高频电磁波的振幅随信号的强弱而改变. (√)
(8)解调就是使声音或图像信号从高频电流中还原出来. (√)
(9)收音机能够直接接收声波。 (×)
(10)要使电视机的屏幕上出现图像,必须将电视机接收到的无线电信号解调。 (√)
2.(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( BC )
A.增加辐射波的波长
B.增加辐射波的频率
C.使振荡电容的正对面积足够小
D.尽可能使电场和磁场分散开
[解析:提高电磁波辐射本领(功率)应增大f,电磁场应尽可能扩散到周围空间,形成开放电路。
f=,C=,要使f增大,应减小L或C,故正确答案为B、C。]
3.(多选)关于电磁波的发射和接收,下列说法中正确的是( BCD )
A.为了使振荡电路有效地向空间辐射能量,电路必须是闭合的
B.音频电流的频率比较低,不能直接用来发射电磁波
C.当接收电路的固有频率与收到的电磁波的频率相同时,接收电路产生的振荡电流最强
D.要使电视机的屏幕上有图像,必须要有检波过程
[解析:有效发射电磁波,必须采用开放电路和高频发射;一般的音频电流的频率较低,不能直接用来发射电磁波;电磁波接收原理是一种叫电谐振的现象,与机械振动中的共振有些相似;电视机显示图像时,必须通过检波过程,把有效的信号从高频调制信号中取出来,否则就不能显示,B、C、D正确。]
电磁波的发射
考点一
【例1】(多选)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( ABD )
A.减小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.向外抽出铁芯
[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。故选A、B、D。]
【例2】为了把需要传递的信号(图像、声音等)加载到电磁波上发射出去,必须对振荡电流进行 调制 。(选填“调谐”“调制”或“解调”)
[解析:信息(声音或图像等)转化为电信号后,往往由于信号频率低不能直接用来发射,需要把要传递的电信号“加载”到高频电磁波上,这就是调制。]
电磁波的接收
考点二
【例3】(多选)下列说法正确的是( AD )
A.当处于电谐振时,所有的电磁波仍能在接收电路中产生感应电流
B.当处于电谐振时,只有被接收的电磁波才能在接收电路中产生感应电流
C.由调谐电路接收的感应电流,再经过耳机就可以听到声音了
D.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
[解析:当处于电谐振时,所有的电磁波仍能在接收电路中产生感应电流,只不过频率跟谐振电路固有频率相等的电磁波,在接收电路中激发的感应电流最强。由调谐电路接收的感应电流,要再经过检波(也就是调制的逆过程)、放大,通过耳机才可以听到声音,故正确答案为A、D。]
【例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 。
[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。
【例3】调节收音机的调谐回路时,可变电容器的动片从全部旋入到完全旋出仍接收不到某较高频率的电台信号,为接收到该电台信号,则应( D )
A.加大电源电压
B.减小电源电压
C.增加谐振线圈的圈数
D.减少谐振线圈的圈数
[解析:由于f=,C越小、L越小,f越大.动片旋出,正对面积S减小,C减小,S调到最小,即C最小时,f还未达到高频率f0,则必须调节L减小,即减少谐振线圈的圈数,选项C错误,D正确;频率f与电源电压无关,选项A、B错误.]
【例3】在如图所示的电路中,C1=200 pF,L1=40 μH,L2=160 μH,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?
[解析:发生电谐振时两电路的固有频率相同.为使回路发生电谐振,可以改变可变电容器C2,使f2=f1,
即=,C2== pF=50 pF.发生电谐振时的频率,f1=≈1.78×106 Hz=1.78 MHz.
课后巩固
1.【难度1】目前雷达发射的电磁波频率多在200 MHz至1 000 MHz的范围内。下列关于雷达和电磁波的说法不正确的是( B )
A.真空中上述雷达发射的电磁波的波长范围在0.3 m至1.5 m之间
B.电磁波是由恒定不变的电场或磁场产生的
C.测出从发射电磁波到接收反射波的时间间隔可以确定雷达和目标的距离
D.波长越短的电磁波,反射性能越强
[解析:电磁波在真空中的传播速度等于光速,由c=λf,可求得波长范围,A正确;恒定不变的电场或磁场不能产生变化的磁场与电场,从而形成电磁波,B错;依据2s=c·t,我们测出从发射电磁波到接收反射波的时间间隔可以确定雷达和目标的距离,C正确;波长越短的电磁波,传播的直线性越好,反射性能越强,D正确。]
2.【难度1】(无线电波的发射)(多选)关于电磁波的发射过程,下列说法正确的是( ACD )
A.必须对信号进行调制
B.必须使信号产生电谐振
C.必须把传输信号加到高频电流上
D.必须使用开放电路
[解析:电磁波的发射过程中,一定要对低频输入信号进行调制,把传输信号加到高频电流上,为了有效地向外发射电磁波,必须使用开放电路,A、C、D正确.而产生电谐振是在接收过程,B错误.]
3.【难度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,除了使用开放电路,还可以( ABC )
A.增大电容器极板间的距离
B.减小电容器极板的正对面积
C.减小线圈的匝数
D.采用低频振荡电流
[解析:实行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,D错误.]
4.【难度1】关于电磁波的发射与接收,下列说法中正确的是( C )
A.调频与调幅都是用高频载波发送信号,原理相同,无本质区别
B.解调是将低频信号加载到高频电磁波上进行发射传送的过程
C.手持移动电话与其他用户通话时,要靠较大的固定的无线电台转送
D.调谐就是将接收电路的振幅调至与电磁载波的振幅相同
[解析:调频与调幅都是用高频载波发送信号,但是原理不同,故A错误;解调是接收电磁波过程中的步骤,是将低频信号从高频载波信号中分离出来的过程,故B错误;手持移动电话与其他用户通话时,要靠较大的固定的无线电台转送,故C正确;调谐是将接收电路的频率调至与电磁波的频率相同,故D错误。]
5.【难度1】为了使需要传递的信息(如声音、图像等)加载到电磁波上发射到远方,必须对振荡电流进行( C )
A.调谐
B.放大
C.调制
D.检波
[解析:声音、图像信号的频率很低,不能直接发射出去,只有高频电磁波才能向外发射,所以要用高频电磁波携带着低频信号才能向外发射出去,而把低频信号加到高频电磁波上去的过程叫调制.]
6.【难度1】(多选)下列对无线电广播要对电磁波进行调制的原因的说法正确的是( AD )
A.经过调制后的高频电磁波向外辐射能量的本领更强
B.经过调制后的电磁波在空间传播得更快
C.经过调制后的电磁波在空间传播波长才能不变
D.经过调制后的高频电磁波才能把我们要告知对方的信号有效地传递出去
[解析:调制是把低频信号加到高频电磁波上增强发射能力,频率变大;即辐射本领变强,符合题意;电磁波的波速接近光速,传播速度不变,不符合题意;根据v=λ·f可知,速度不变的情况下,频率改变,则波长必然改变,不符合题意;要把电磁波有效发射出去,必须有足够高的频率,经过调制之后的波具有较高频率,从而把我们要告知对方的信息有效传递出去,符合题意。]
7.【难度2】简单的、比较有效的电磁波的发射装置,至少应具备以下电路中的( B )
①调谐电路;②调制电路;③高频振荡电路;④开放振荡电路
A.①②③
B.②③④
C.①④
D.①②④
[解析:比较有效的发射电磁波的装置应该有调制电路、高频振荡电路和开放振荡电路。调制电路是把需要发射的信号装载在高频电磁波上才能发射出去,高频振荡电路能产生高频电磁波,开放振荡电路能把电磁波发送的更远。而调谐电路是在接收端需要的电路。]
8.【难度2】关于无线电广播发射过程中的振荡器的作用,下列说法正确的是( A )
A.振荡器的作用是产生等幅高频信号
B.振荡器的作用是产生低频音频信号
C.振荡器的作用是产生高频音频信号
D.振荡器的作用是产生等幅低频信号
[解析:无线电广播发射过程中的振荡器的作用是产生等幅高频信号,然后将声音信号加载在振荡器发出的电磁波发射出去,A正确。]
9.【难度2】电台将播音员的声音转换成如图甲所示的电信号,再加载到如图乙所示的高频载波上,使高频载波的振幅随电信号改变(如图丙所示).这种调制方式称为( C )
A.调频
B.调谐
C.调幅
D.解调
[解析:使电磁波随各种信号而改变的技术叫作调制,而调制共有两种方式:一种是调幅,即通过改变电磁波的振幅来实现信号加载;另一种是调频,即通过改变电磁波的频率来实现信号加载.由题意可知高频载波的振幅随电信号改变,故为调幅,故选C.]
10.【难度2】在无线电广播的接收中,调谐和检波是两个必须经历的过程,下列关于接收过程的顺序,正确的是( A )
A.调谐→高频放大→检波→音频放大
B.检波→高频放大→调谐→音频放大
C.调谐→音频放大→检波→高频放大
D.检波→音频放大→调谐→高频放大
[解析:调谐是从众多的电磁波中选出所需频率的高频信号,然后进行高频放大,再从放大后的高频信号中“检”出高频信号所承载的低频声音信号,最后将这些低频声音信号放大后通过扬声器播放出来,综上所述,A对.]
11.【难度2】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( C )
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
[解析:电磁波的接收过程是调谐——解调——放大——显示,故C正确。]
12.【难度3】(多选)如图为收音机接收电磁波的电路,由线圈L1与可变电容器C组成,它相当于一个LC振荡电路,当各个无线电台发射的电磁波都通过磁棒后,会在L1中不同程度地产生感应电流(振荡电流),当可变电容调至某一值(选台)使其振荡频率恰好与武汉人民广播电台发射频率相同时,仅可接收该台广播节目。若要改为接收中央人民广播电台(高于武汉台频率)的节目,可采取的措施是 ( BCD )
A.增加电容器电容C
B.减小电容器电容C
C.减少磁棒上线圈匝数
D.将磁棒从线圈中抽出部分
[解析:当收音机调谐电路的频率等于要接收的电磁波的频率时才发生电谐振,即接收到该台。要使接收的电台电磁波频率升高,由f=知,当L和C减小时,频率f增大,故B、C、D正确。]
13.【难度3】(多选)调谐电路的可变电容器的动片从完全旋出到完全旋入仍接收不到较高频率的电台发出的电信号,要收到该电台的信号,可采用下列何种办法( CD )
A.增加调谐电路中线圈的匝数
B.加大电源电压
C.减少调谐电路中线圈的匝数
D.将线圈中的铁芯取走
[解析:当调谐电路的固有频率等于电台发出信号的频率时发生电谐振才能收听到电台信号。由题意知收不到电信号的原因是调谐电路固有频率低,由f=可知,在C无法再调节的前提下,可减小自感系数L,即可通过选项C、D的操作升高调谐电路的固有频率。]
14.【难度3】一个LC电路中的电感L=3.6×10-3 H,电容C=14 400 pF,求它所发射的电磁波的波长。
[解析:LC电路的振荡频率为:f=,所以它所发射的电磁波的波长为:λ==2πc=2×π×3×108× m=13564.8 m。]
1.【难度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( D )
A.收听到的电台离收音机最近
B.收听到的电台频率最高
C.接收到的电台电磁波能量最强
D.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
[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.]
2.【难度2】关于电视信号的发射,下列说法中错误的是( A )
A.摄像管输出的电信号可以直接通过天线向外发射
B.摄像管输出的电信号必须“加”在高频振荡电流上,才能向外发射
C.伴音信号和图像信号是同步向外发射的
D.电视台发射的是带有信号的高频电磁波
[解析:摄像管输出的电信号是低频的电流,不能直接发射,必须将其“加”在高频振荡电流上才能向外发射,伴音信号和图像信号是通过高频电磁波同步向外发射的,故选A.]
3.【难度2】用一平行板电容器和一个线圈组成LC振荡电路,要增大发射电磁波的波长可采用的做法是( B )
A.增大电容器两极板间的距离
B.减小电容器两极板间的距离
C.减小电容器两极板的正对面积
D.增大电容器两极板的电压
[解析:根据f=及v=λf可知,λ=2πv,增大电容器电容,可以增大发射电磁波的波长,由C=,可知,减小电容器两极板的距离、增大正对面积都可以增大电容器电容,故选项B正确。]
4.【难度3】(多选)实际的LC电磁振荡电路中,如果没有外界能量的适时补充,振荡电流的振幅总是要逐渐减小,下述各种情况中,哪些是造成振幅减小的原因( BCD )
A.线圈自感电动势对电流的阻碍作用
B.电路中的电阻对电流的阻碍作用
C.线圈铁芯上涡流产生的电热
D.向周围空间辐射电磁波
[解析:线圈自感对电流的阻碍作用,是把电流的能量转化为磁场能,不会造成振荡能量的损失,振幅不会减小;电路中电阻对电流的阻碍作用使部分电能转化为内能,从而造成振荡能量的损失,使振幅减小;线圈铁芯上涡流产生的电热,也是由振荡能量转化来的,也会引起振荡能量的损失,使振幅减小;向周围空间辐射电磁波,使振荡能量以电磁波的形式散发出去,引起振荡能量的损失,使振幅减小,故选项B、C、D正确。]
1.【难度3】降噪耳机越来越受到年轻人的喜爱。某型号降噪耳机工作原理如图所示,降噪过程包括如下几个环节:首先,由安置于耳机内的微型麦克风采集耳朵能听到的环境中的中、低频噪声(比如100~1000 Hz);接下来,将噪声信号传至降噪电路,降噪电路对环境噪声进行实时分析、运算等处理工作;在降噪电路处理完成后,通过扬声器向外发出与噪声相位相反、振幅相同的声波来抵消噪声,最后,我们的耳朵就会感觉到噪声减弱甚至消失了。对于该降噪耳机的下述说法中,正确的有( D )
A.该耳机正常使用时,降噪电路发出的声波与周围环境的噪声能够完全抵消
B.该耳机正常使用时,该降噪耳机能够消除来自周围环境中所有频率的噪声
C.如果降噪电路能处理的噪声频谱宽度变小,则该耳机降噪效果一定会更好
D.如果降噪电路处理信息的速度大幅度变慢,则耳机使用者可能会听到更强的噪声
[解析:因周围环境产生的噪声频率在100~1 000 Hz范围之内,而降噪电路只能发出某一种与噪声相位相反、振幅相同的声波来抵消噪声,所以降噪电路发出的声波与周围环境的噪声不能够完全抵消,即不能完全消除来自周围环境中所有频率的噪声,选项A、B错误;如果降噪电路能处理的噪声频谱宽度变大,则该耳机降噪效果一定会更好,选项C错误;如果降噪电路处理信息的速度大幅度变慢,则在降噪电路处理完成后,通过扬声器可能会向外发出与噪声相位相同、振幅相同的声波来加强噪声,则耳机使用者可能会听到更强的噪声,选项D正确。]
2.【难度3】(无线电波的接收)在如图的LC振荡电路中,已知线圈的电感不变,电容器为可调电容器,开始时电容器的电容为C0,要发生电谐振应使振荡电路的固有频率加倍.则电容器的电容应变为( D )
A.4C0
B.2C0
C.C0
D.C0
[解析:由题意,固有频率变为原来的2倍,即周期变为原来的,由T=2π知,L不变,只有C=C0时符合要求,D正确.]
3.【难度3】收音机中的调谐电路线圈的电感为L,要想接收波长为λ的电台信号,应把调谐电路中电容器的电容调至(c为光速)( D )
A.
B.
C.
D.
[解析:由T=2π, 在真空中c=得,C=,故选D.]
4.【难度3】一台无线电接收机,当接收频率为535 kHz的信号时,调谐电路里电容器的电容是360 pF。如果调谐电路里的电感线圈保持不变,要接收频率为1 605 kHz的信号时,调谐电路里电容器的电容应变为( A )
A.40 pF
B.120 pF
C.1 080 pF
D.3 240 pF
[解析:由f=得=;因为f1=535×103 Hz、f2=1 605×103 Hz、L1=L2、C1=360 pF,解得C2=40 pF,故选项A正确。]
5.【难度3】(多选)如图甲所示是一个调谐接收电路,乙、丙、丁为电路中的电流随时间变化的图像,则( ACD )
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
[解析:L1中由于电磁感应,产生的感应电流的图像同乙图相似,但是由于L2和D串联,所以当L2的电压与D反向时,电路不通,因此这时L2没有电流,所以L2中的电流图像应是丙图中的i2.高频部分通过C2,通过耳机的电流如丁图中的i3,只有低频的音频电流,故选项A、C、D正确,B错误.]
6.【难度3】某收音机接收电磁波的波长范围在577 m和182 m之间,该收音机LC电路的可变电容器的动片全部旋出时,电路总电容为39 pF,试分析:(计算结果均保留三位有效数字)
(1)动片全部旋出时,对应收音机接收电磁波的波长为多大?此LC电路的线圈的电感为多少?
(2)该收音机LC电路的可变电容器的动片完全旋入时,电容器的电容为多大?
[解析:(1)由λ=c·T,T=2π可得λ=2πc,动片完全旋出时,电容器极板正对面积最小,由C=可知,此时电容器的电容最小,电容为C=39 pF,所以此时对应的接收电磁波的波长最小,为182 m,
由上面关系式可导出L=,代入数据可求出L≈0.239 mH.
(2)由λ=2πc得=,所以Cmax=Cmin=×39 pF≈392 pF.]
7.【难度3】如图线圈的自感系数为3 μH,在线圈的中间有抽头2,电容器的电容可在150~300 pF之间变化,S为转换开关。求此回路的最大周期和最大频率。
[解析:根据T=2π得Tmax=2π=2π=1.88×10-7 s,
根据f==得fmax== Hz]=1.06×107 Hz。]
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高中物理 选择性必修二 第四章 电磁振荡与电磁波
4.3 无线电波的发射和接收
电磁波的发射
知识点一
1.发射电磁波的振荡电路的特点
(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.
2.电磁波的调制
(1)概念:把要传递的信号“加”到高频等幅振荡电流上,使载波随各种信号而改变.
(2)调制的分类
①调幅:使高频电磁波的振幅随信号的强弱而改变. ②调频:使高频电磁波的频率随信号的强弱而改变
3.电磁波的发射示意图(如图所示)
电磁波的接收
知识点二
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,这个导体就是接收天线。
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,这种现象叫作电谐振,相当于机械振动中的共振.。
(2)调谐:使接收电路产生电谐振的过程。
(3)解调:把声音或图像信号从高频电流中还原出来的过程.调幅波的解调也叫检波.
(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。
电视广播的发射和接收
知识点三
1.电视广播信号是一种无线电信号,实际传播中需要通过载波将信号调制成高频信号再进行传播.
2.高频电视信号的三种传播方式:地面无线电传输、有线网络传输以及卫星传输.
3.电视信号的接收:电视机接收到的高频电磁波信号经过解调将得到的信号转变为图像信号和伴音信号.
摄像管:摄取景物的图像并将其转换为电信号 →
→ →
基础过关
1. 思考判断(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)各种频率的电磁振荡都能辐射电磁波,振荡周期越大,越容易辐射电磁波. ( )
(2)频率越高,振荡电路发射电磁波本领越大。 ( )
(3)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. ( )
(4)电视台发射的电磁波都经过了调制。 ( )
(5)当接收电路的固有频率和电磁波频率相同时,出现谐振现象。 ( )
(6)当处于电谐振时,只有被接收的电磁波才能在接收电路中产生感应电流. ( )
(7)调幅就是高频电磁波的振幅随信号的强弱而改变. ( )
(8)解调就是使声音或图像信号从高频电流中还原出来. ( )
(9)收音机能够直接接收声波。 ( )
(10)要使电视机的屏幕上出现图像,必须将电视机接收到的无线电信号解调。 ( )
2.(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.增加辐射波的波长
B.增加辐射波的频率
C.使振荡电容的正对面积足够小
D.尽可能使电场和磁场分散开
3.(多选)关于电磁波的发射和接收,下列说法中正确的是( )
A.为了使振荡电路有效地向空间辐射能量,电路必须是闭合的
B.音频电流的频率比较低,不能直接用来发射电磁波
C.当接收电路的固有频率与收到的电磁波的频率相同时,接收电路产生的振荡电流最强
D.要使电视机的屏幕上有图像,必须要有检波过程
电磁波的发射
考点一
【例1】(多选)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.减小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.向外抽出铁芯
【例2】为了把需要传递的信号(图像、声音等)加载到电磁波上发射出去,必须对振荡电流进行 。(选填“调谐”“调制”或“解调”)
电磁波的接收
考点二
【例3】(多选)下列说法正确的是( )
A.当处于电谐振时,所有的电磁波仍能在接收电路中产生感应电流
B.当处于电谐振时,只有被接收的电磁波才能在接收电路中产生感应电流
C.由调谐电路接收的感应电流,再经过耳机就可以听到声音了
D.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
【例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 ,产生了 。
【例3】调节收音机的调谐回路时,可变电容器的动片从全部旋入到完全旋出仍接收不到某较高频率的电台信号,为接收到该电台信号,则应( )
A.加大电源电压
B.减小电源电压
C.增加谐振线圈的圈数
D.减少谐振线圈的圈数
【例3】在如图所示的电路中,C1=200 pF,L1=40 μH,L2=160 μH,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?
课后巩固
1.【难度1】目前雷达发射的电磁波频率多在200 MHz至1 000 MHz的范围内。下列关于雷达和电磁波的说法不正确的是( )
A.真空中上述雷达发射的电磁波的波长范围在0.3 m至1.5 m之间
B.电磁波是由恒定不变的电场或磁场产生的
C.测出从发射电磁波到接收反射波的时间间隔可以确定雷达和目标的距离
D.波长越短的电磁波,反射性能越强
2.【难度1】(无线电波的发射)(多选)关于电磁波的发射过程,下列说法正确的是( )
A.必须对信号进行调制
B.必须使信号产生电谐振
C.必须把传输信号加到高频电流上
D.必须使用开放电路
3.【难度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,除了使用开放电路,还可以( )
A.增大电容器极板间的距离
B.减小电容器极板的正对面积
C.减小线圈的匝数
D.采用低频振荡电流
4.【难度1】关于电磁波的发射与接收,下列说法中正确的是( )
A.调频与调幅都是用高频载波发送信号,原理相同,无本质区别
B.解调是将低频信号加载到高频电磁波上进行发射传送的过程
C.手持移动电话与其他用户通话时,要靠较大的固定的无线电台转送
D.调谐就是将接收电路的振幅调至与电磁载波的振幅相同
5.【难度1】为了使需要传递的信息(如声音、图像等)加载到电磁波上发射到远方,必须对振荡电流进行( )
A.调谐
B.放大
C.调制
D.检波
6.【难度1】(多选)下列对无线电广播要对电磁波进行调制的原因的说法正确的是( )
A.经过调制后的高频电磁波向外辐射能量的本领更强
B.经过调制后的电磁波在空间传播得更快
C.经过调制后的电磁波在空间传播波长才能不变
D.经过调制后的高频电磁波才能把我们要告知对方的信号有效地传递出去
7.【难度2】简单的、比较有效的电磁波的发射装置,至少应具备以下电路中的( )
①调谐电路;②调制电路;③高频振荡电路;④开放振荡电路
A.①②③
B.②③④
C.①④
D.①②④
8.【难度2】关于无线电广播发射过程中的振荡器的作用,下列说法正确的是( )
A.振荡器的作用是产生等幅高频信号
B.振荡器的作用是产生低频音频信号
C.振荡器的作用是产生高频音频信号
D.振荡器的作用是产生等幅低频信号
9.【难度2】电台将播音员的声音转换成如图甲所示的电信号,再加载到如图乙所示的高频载波上,使高频载波的振幅随电信号改变(如图丙所示).这种调制方式称为( )
A.调频
B.调谐
C.调幅
D.解调
10.【难度2】在无线电广播的接收中,调谐和检波是两个必须经历的过程,下列关于接收过程的顺序,正确的是( )
A.调谐→高频放大→检波→音频放大
B.检波→高频放大→调谐→音频放大
C.调谐→音频放大→检波→高频放大
D.检波→音频放大→调谐→高频放大
11.【难度2】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
12.【难度3】(多选)如图为收音机接收电磁波的电路,由线圈L1与可变电容器C组成,它相当于一个LC振荡电路,当各个无线电台发射的电磁波都通过磁棒后,会在L1中不同程度地产生感应电流(振荡电流),当可变电容调至某一值(选台)使其振荡频率恰好与武汉人民广播电台发射频率相同时,仅可接收该台广播节目。若要改为接收中央人民广播电台(高于武汉台频率)的节目,可采取的措施是 ( )
A.增加电容器电容C
B.减小电容器电容C
C.减少磁棒上线圈匝数
D.将磁棒从线圈中抽出部分
13.【难度3】(多选)调谐电路的可变电容器的动片从完全旋出到完全旋入仍接收不到较高频率的电台发出的电信号,要收到该电台的信号,可采用下列何种办法( )
A.增加调谐电路中线圈的匝数
B.加大电源电压
C.减少调谐电路中线圈的匝数
D.将线圈中的铁芯取走
14.【难度3】一个LC电路中的电感L=3.6×10-3 H,电容C=14 400 pF,求它所发射的电磁波的波长。
1.【难度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( )
A.收听到的电台离收音机最近
B.收听到的电台频率最高
C.接收到的电台电磁波能量最强
D.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
2.【难度2】关于电视信号的发射,下列说法中错误的是( )
A.摄像管输出的电信号可以直接通过天线向外发射
B.摄像管输出的电信号必须“加”在高频振荡电流上,才能向外发射
C.伴音信号和图像信号是同步向外发射的
D.电视台发射的是带有信号的高频电磁波
3.【难度2】用一平行板电容器和一个线圈组成LC振荡电路,要增大发射电磁波的波长可采用的做法是( )
A.增大电容器两极板间的距离
B.减小电容器两极板间的距离
C.减小电容器两极板的正对面积
D.增大电容器两极板的电压
4.【难度3】(多选)实际的LC电磁振荡电路中,如果没有外界能量的适时补充,振荡电流的振幅总是要逐渐减小,下述各种情况中,哪些是造成振幅减小的原因( )
A.线圈自感电动势对电流的阻碍作用
B.电路中的电阻对电流的阻碍作用
C.线圈铁芯上涡流产生的电热
D.向周围空间辐射电磁波
1.【难度3】降噪耳机越来越受到年轻人的喜爱。某型号降噪耳机工作原理如图所示,降噪过程包括如下几个环节:首先,由安置于耳机内的微型麦克风采集耳朵能听到的环境中的中、低频噪声(比如100~1000 Hz);接下来,将噪声信号传至降噪电路,降噪电路对环境噪声进行实时分析、运算等处理工作;在降噪电路处理完成后,通过扬声器向外发出与噪声相位相反、振幅相同的声波来抵消噪声,最后,我们的耳朵就会感觉到噪声减弱甚至消失了。对于该降噪耳机的下述说法中,正确的有( )
A.该耳机正常使用时,降噪电路发出的声波与周围环境的噪声能够完全抵消
B.该耳机正常使用时,该降噪耳机能够消除来自周围环境中所有频率的噪声
C.如果降噪电路能处理的噪声频谱宽度变小,则该耳机降噪效果一定会更好
D.如果降噪电路处理信息的速度大幅度变慢,则耳机使用者可能会听到更强的噪声
2.【难度3】(无线电波的接收)在如图的LC振荡电路中,已知线圈的电感不变,电容器为可调电容器,开始时电容器的电容为C0,要发生电谐振应使振荡电路的固有频率加倍.则电容器的电容应变为( )
A.4C0
B.2C0
C.C0
D.C0
3.【难度3】收音机中的调谐电路线圈的电感为L,要想接收波长为λ的电台信号,应把调谐电路中电容器的电容调至(c为光速)( )
A.
B.
C.
D.
4.【难度3】一台无线电接收机,当接收频率为535 kHz的信号时,调谐电路里电容器的电容是360 pF。如果调谐电路里的电感线圈保持不变,要接收频率为1 605 kHz的信号时,调谐电路里电容器的电容应变为( )
A.40 pF
B.120 pF
C.1 080 pF
D.3 240 pF
5.【难度3】(多选)如图甲所示是一个调谐接收电路,乙、丙、丁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
6.【难度3】某收音机接收电磁波的波长范围在577 m和182 m之间,该收音机LC电路的可变电容器的动片全部旋出时,电路总电容为39 pF,试分析:(计算结果均保留三位有效数字)
(1)动片全部旋出时,对应收音机接收电磁波的波长为多大?此LC电路的线圈的电感为多少?
(2)该收音机LC电路的可变电容器的动片完全旋入时,电容器的电容为多大?
7.【难度3】如图线圈的自感系数为3 μH,在线圈的中间有抽头2,电容器的电容可在150~300 pF之间变化,S为转换开关。求此回路的最大周期和最大频率。
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