第4章 4 无线电波的发射、传播与接收 5 无线电波与移动互联网-【优化探究】2025-2026学年新教材高中物理选择性必修第二册同步导学案配套PPT课件（教科版）

4　无线电波的发射、传播与接收 5　无线电波与移动互联网 第四章　电磁振荡与电磁波   [学习目标]　1.知道有效地发射电磁波的两个条件,了解无线电波的特点及传播规律(重点)。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(重点)。3.体会电磁波的应用对社会发展的推动作用。 课时作业 巩固提升 要点1　无线电波的发射 要点2　无线电波的传播和接收　无线电波与移动互联网 内容索引 要点1　无线电波的发射 一 4 梳理 必备知识 自主学习 1.发射条件 (1)振荡电路产生的电场和磁场必须分布到广大的　　　　空间中,才能有效地把电磁场的能量传播出去。  (2)要有足够高的　　 　　。  2.载波:用来“运载”信号的高频等幅波。 开放 振荡频率 3.电磁波的调制 (1)定义:把传递的信号“加”到载波上的过程叫作调制。 (2)两种调制方法 ①调幅:使高频振荡的　　　　随信号而变。  ②调频:使高频振荡的　　　　随信号而变。  振幅 频率 [思考与讨论] 将两根铝管固定在感应圈的两极上,另两根铝管接微安表头并固定在绝缘手柄上,如图所示。 (1)接通感应圈电源,把手柄上两铝管平行靠近感应圈上的两铝管,你看到什么现象了?为什么? 提示:(1)微安表头指针偏转,这说明绝缘手柄上的铝管收到了电磁波。 (2)当把感应圈两极上的铝管拆掉后,把手柄靠近感应圈有什么现象?为什么? 提示: (2)没有装铝管时,微安表头指针不偏转,说明绝缘手柄上的铝管没有收到电磁波。因为发射电磁波要有天线。   1.对开放电路的认识 有效发射电磁波,电磁波的频率必须足够大,而且要采用开放电路。采用开放电路,使振荡电路的电磁场必须尽可能地分布到较大的空间。天线和地线可组成开放电路。 归纳 关键能力 合作探究 2.电磁波的发射与调制 在电磁波发射技术中,使电磁波随各种信号而改变的技术叫作调制。调制的装置如图a所示。 (1)调幅:使高频振荡的振幅随信号而变的叫作调幅。调幅示意图如图b所示。   甲:声音信号的波形; 乙:高频等幅振荡电流的波形; 丙:经过调幅的高频振荡电流的波形。 (2)调频:使高频振荡的频率随信号而变的叫作调频。 调频的示意图如图c所示。 甲:声音信号的波形; 乙:高频等幅振荡电流的波形; 丙:经过调频的高频振荡电流的波形。 (3)电磁波的发射示意图如图d所示。 [典例1]　(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.使振荡电容器的正对面积足够小 D.尽可能使电场和磁场分散开 BC 提高电磁波发射本领(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B、C正确。 [针对训练]　1.实际发射无线电波的过程如图甲所示,高频振荡器产生高频等幅振荡电流如图乙所示,人对着话筒说话时,产生的低频电流信号如图丙所示,则发射出去的电磁波图像应是(　　) B 使电磁波随各种信号而改变的技术,叫作调制。调制共有两种方法: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,即通过改变频率来实现信号加载,由各选项的图形可知,该调制波为调幅波,即发射信号的振幅随声音信号振幅的变化而变化,故B正确。 二 要点2　无线电波的传播和接收　无线电波与移动互联网 18 1.无线电波的接收 (1)接收原理:电磁波在传播时遇到　　　　会使导体里感应出振荡电流,所以导体可用来接收电磁波,这个导体就是接收　　　　。  (2)电磁谐振:当振荡电路的　　　　与传播来的电磁波的　　相等时,电路中激起的感应电流最强,这种现象叫作电磁谐振,也称为电谐振。  (3)调谐:使接收电路中产生　　　　的过程叫作调谐。  梳理 必备知识 自主学习 导体　 天线 固有频率 频率 电谐振 2.无线电波与移动互联网 (1)信息技术的核心内容:获取、表达、　　　　和　　　　。  (2)蜂窝系统:每一个　　　的工作范围经过合理的调配后呈正六边形,排列起来像蜂窝一样,这就是“蜂窝系统”名字的由来。  (3)网络协议:无线路由器以及与它相连的各种设备间遵守的一个共同的约定。设备间的连接方式除Wi-Fi外还有蓝牙和近场通信(　　)等。  (4)用电磁波传递二进制数据:二进制数据也可以通过调幅波或 　　　　向外传播。  存储　 基站 调频波 传递 NFC [思考与讨论] 移动通信的过程如图所示。思考问题: (1)两个人在同一地点用手机通话时,信号是直接相互传播的吗? 提示:(1)不是。两个人在同一地点用手机通话时,信号也要通过附近的基站传到总机,总机对信号处理后再传给基站发射出来,由另一部手机接收。不过此时两部手机共用一个基站。 (2)采用哪种方式进行传播的? 提示: (2)移动通信中的电磁波信号采用直线传播的方式,所以要建设许多的基站。 1.无线电波的接收原理 利用电磁感应在接收电路产生和电磁波同频率的电流。 2.无线电波的接收方法 (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)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。 归纳 关键能力 合作探究 [典例2]　(多选)关于无线电波的接收,下列说法正确的是(　　) 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作调谐 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,叫作调谐 ABC 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,A正确;根据调谐概念可知,B正确,D错误;收音机的接收电路是LC回路,C正确。 [典例3]　(多选)关于无线电波的传播,下列说法正确的是(　　) A.发射出去的电磁波,可以传到无限远处 B.无线电波遇到导体,就可以在导体中激起同频率的振荡电流 C.波长越短的电磁波,越接近直线传播 D.移动电话是利用无线电波进行通信的 BCD 无线电波在传播过程中,遇到障碍物就会被吸收一部分,遇到导体,会在导体内产生感应电流(同频率的振荡电流),故A错误,B正确;波长越短,传播方式越接近直线传播,移动电话发射或接收的电磁波属于无线电波的高频段,故C、D正确。 [针对训练]　2.20世纪中叶以后,移动电话快速发展,移动电话(　　) A.既能发射电磁波,也能接收电磁波 B.只能发射电磁波,不能接收电磁波 C.不能发射电磁波,只能接收电磁波 D.既不能发射电磁波,也不能接收电磁波 A 因为移动电话能将我们的声音信息用电磁波发射到空中,同时它也能在空中捕获电磁波,得到对方讲话的信息,所以移动电话既能发射电磁波,也能接收电磁波,A正确。 3.调节收音机的调谐电路时,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 D 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,f增大,S调到最小时,即C最小时,f还未达到高频率f0,则必须使L减小,即减少谐振线圈的圈数,C错误,D正确;频率f与电源电压无关,A、B错误。 三 课时作业 巩固提升 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 [A组　基础巩固练] 1.(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 13 ACD 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;产生电谐振是在接收过程,B错误。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 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 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 C 电磁波的接收过程是调谐—解调—放大—显示,故C正确。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 3.下列关于无线电广播要对电磁波进行调制的原因说法正确的是(　　) 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时波长才能不变 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传递过去 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 D 声音信号的频率很低,衰减快,不能直接发射,高频电磁波衰减慢、辐射能力强,适合发射,A、C错误,D正确;经过调制后的电磁波在空间传播的速度不变,故B错误。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 4.关于电磁波的发射与接收,下列说法正确的是(　　) 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 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 C 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。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 5.电视机的室外天线能把电信号接收下来,是因为(　　) A.天线处于变化的电磁场中,天线中产生感应电流,相当于电源,通过馈线输送给LC振荡电路 B.天线只处于变化的电场中,天线中产生感应电流,相当于电源,通过馈线输送给LC振荡电路 C.天线只是有选择地接收某电视台信号,而其他电视台信号则不接收 D.天线将电磁波传输到电视机内 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 A 室外天线处于变化的电磁场中,天线产生了感应电流,此电流通过馈线输送给LC振荡电路,此电流中包括空间各电视台信号激起的电流,但只有频率与调谐电路频率相等的电信号对应电流最强,然后再通过解调处理输送给后面的电路,故A正确,B、C、D错误。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 6.收看某个频道播放的电视节目具体是由下列哪个单元电路决定的(　　) A.接收天线　　　　　　　 B.调制器 C.调谐器 D.解调器 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 C 接收天线负责接收信号,但不能选择信号,故A错误;调制器的作用是将音频及视频信号加载到高频信号中,故B错误;当我们调至某个频道时,调谐器将对相应的频率信号进行选择,使这一频率的电磁波产生的感应电流达到最大,然后输送给解调器,就可看到相应频道的电视节目,解调器的作用是将输入信号中的音频及视频信号检出送给放大电路,故C正确,D错误。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 7.(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,越易沿地面传播 B.电磁波频率越高,越易沿直线传播 C.电磁波在各种介质中传播波长恒定 D.只要有三颗均匀分布的同步卫星在赤道上空传递微波,微波信号就可以传遍除两极等少部分地区外的世界各地 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 BD 由c=λf可判定,电磁波频率越高,波长越短,衍射性越差,不宜沿地面传播,而跟光的传播相似,沿直线传播,故A错误,B正确;电磁波在介质中传播时,频率不变,而传播速度改变,由v=λf,可判断波长改变,故C错误;由于同步卫星相对地面静止在赤道上空36 000 km高的地方,把它作为微波中继站,只要有三颗均匀分布的同步卫星,微波信号就可以传遍除两极等少部分地区外的世界各地,故D正确。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 8.有一列真空中波长为λ=30 m的电磁波信号,收音机为了接收该信号,必须调节接收电路产生电磁谐振,该过程叫作　　　　(选填“调谐”或“解调”),此时该电路的固有频率应该调为　　　　Hz。  2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 调谐 1×107 收音机为了接收该信号,必须调节接收电路产生电磁谐振,该过程叫作调谐。由c=λf,得f== Hz=1×107 Hz。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 [B组　综合强化练] 9.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 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 C 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C正确。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 10.(多选)如图所示为无线电波实际发射过程的示意图,如图甲、乙、丙所示为发射过程产生的电流图像,关于这三种图像,下列说法中正确的是(　　 )     A.图甲为高频振荡器产生的高频等幅振荡电流 B.图乙为人对着话筒说话时产生的低频信号 C.图丙表示高频电磁波的振幅随信号的强弱而变 D.图丙表示高频电磁波的频率随信号的强弱而变 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 ABC 由高频振荡器产生的高频振荡电流如题图甲所示,A正确;题图乙为人对着话筒说话时产生的低频信号,B正确;题图丙的调制方法是调幅,可以使载波的振幅随信号的强弱而变,C正确,D错误。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 11.如果收音机调谐电路中是采用改变电容的方式来改变回路固有频率的,那么当接收的电磁波的最长波长是最短波长的3倍时,电容器的最大电容与最小电容之比为(　　) A.3∶1 B.9∶1 C.6∶1 D.27∶1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 B 13 最长波长是最短波长的3倍,根据公式c=λf可知,最短波长和最长波长对应波的频率之比为3∶1,由f=,可知电容与频率的平方成反比,故电容器的最大电容与最小电容之比为9∶1,B正确。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 12.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? 答案:改变可变电容器C2的电容,使得C2为50 pF　1.78 MHz 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 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。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 [C组　培优选做练] 13.某同学自己绕制天线线圈,制作一个简单的收音机,用来收听中波的无线电广播,初步制作后发现有一个频率最高的中波电台收不到,但可以接收其 他中波电台。适当调整后,去户外使用,假设空间中存在波长分别为300 m、397 m、566 m的无线电波,下列说法正确的是(　　) A.使接收电路产生电谐振的过程叫作解调 B.在电磁波发射技术中,只有调频这种调制方式 C.为更好接收波长为300 m的无线电波,应把收音机的调谐频率调到1 MHz D.为了能收到频率最高的中波电台,应增加线圈的匝数 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 C 使接收电路产生电谐振的过程叫作调谐,故A错误;在电磁波发射技术中,有调频和调幅两种调制方式,故B错误;为更好接收波长为300 m的无线电波,根据f== Hz=1×106 Hz=1 MHz,可知应把收音机的调谐频率调到1 MHz,故C正确;为了能收到频率最高的中波电台,应增大调谐电路的固有频率,根据f=可知应减少线圈的匝数,故D错误。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 $$