第四章 3．无线电波的发射和接收-【名师导航】2025-2026学年高中物理选择性必修第二册教师用书配套课件（人教版）

该高中物理课件聚焦无线电波的发射和接收，涵盖有效发射条件、调制、调谐、解调等核心知识点，通过“问题初探”预习检测衔接电磁振荡知识，构建从理论到应用的学习支架。 其亮点在于以问题驱动科学探究，结合典例分析培养科学思维，如通过LC振荡电路参数调整案例推理发射能力影响因素，联系电视广播、蓝牙等应用渗透科学态度与责任。学生能深化理解，教师可高效开展结构化教学。

第四章　电磁振荡与电磁波 3．无线电波的发射和接收 [学习目标]　1．知道有效地发射电磁波的两个特点。2．了解调制、调幅、调频、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，领会无线电波在实际生活生产中的应用流程。 3．无线电波的发射和接收 [教用·问题初探]——通过让学生回答问题来了解预习教材的情况 问题1　有效地发射电磁波时，振荡电路的两个特点是什么？ 问题2　调幅、调频的含义是什么？ 问题3　电谐振的含义是什么？ 3．无线电波的发射和接收 探究重构·关键能力达成 【链接教材】　在普通的LC振荡电路中，电场主要集中在电容器的极板之间，磁场主要集中在线圈内部。在电磁振荡的 过程中，电场能和磁场能主要是在电路内互相转化， 辐射出去的能量很少，怎样才能有效地发射电磁波呢？ 知识点一　无线电波的发射 第一单元　伟大的复兴·中国革命传统作品研习 提示：(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。 探究重构 课时分层作业 应用迁移 3．无线电波的发射和接收 【知识梳理】　 1．有效地发射电磁波，振荡电路必须具有两个特点 (1)要有______的振荡频率。频率越__，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__的空间，这样才能有效地把能量辐射出去。 足够高 高 大 探究重构 课时分层作业 应用迁移 3．无线电波的发射和接收 2．开放电路 (1)增大电容器极板间的____，减小极板间的________，从而使电场和磁场扩展到电容器的外部。这样的振荡电路叫作开放电路。 (2)实际应用中的开放电路，线圈的一端用导线与____相连；线圈的另一端与高高地架在空中的____相连。 距离 正对面积 大地 天线 探究重构 课时分层作业 应用迁移 3．无线电波的发射和接收 3．电磁波传递信号 (1)载波：用来携带信号的高频电磁波。 (2)调制：在电磁波发射技术中，使载波随各种____而改变的技术。 调制的两种方法： ①调幅：使高频电磁波的____随信号的强弱而变，这种调制叫作调幅(AM)。 ②调频：使高频电磁波的____随信号的强弱而变，这种调制叫作调频(FM)。 信号 振幅 频率 探究重构 课时分层作业 应用迁移 3．无线电波的发射和接收 【思考讨论】　1895年，一位年轻的意大利人马可尼(公元1874～1937年)发明了无线电通信技术。从此，携带了人类信息的电磁波开始在空间自由旅行，人们不必依赖电线，就可以在遥远的地方互通信息。 探究重构 课时分层作业 应用迁移 3．无线电波的发射和接收 问题1　电视台发射电视信号为什么要建高耸入云的发射塔呢？ 提示：电视信号要有效地发射出去，必须采用高频开放电路，电视信号所用电磁波的波长比较短，以直线传播为主，遇到障碍物会被阻挡，所以发射天线要架得高一些。 问题2　为什么发射电磁波必须调制？ 提示：因为传递的声音、图像等信号频率低，不易直接发射出去。 探究重构 课时分层作业 应用迁移 3．无线电波的发射和接收 【知识归纳】　 1．调幅和调频是调制的两种不同方式 (1)使高频电磁波的振幅随信号的强弱而变的调制方式叫调幅，一般电台的中波、中短波、短波广播以及电视中的图像信号采用调幅波。 (2)使高频电磁波的频率随信号的强弱而变的调制方式叫调频，电台的立体声广播和电视中的伴音信号采用调频波。 探究重构 课时分层作业 应用迁移 3．无线电波的发射和接收 2．电磁波的发射示意图 探究重构 课时分层作业 应用迁移 3．无线电波的发射和接收 【典例1】　(电磁波的发射)(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措施中的(　　) 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 √ √ √ 探究重构 课时分层作业 应用迁移 3．无线电波的发射和接收 ABD　[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、减小相对介电常数的办法，故A、B、D正确。] 【典例2】　(电磁波的调制) (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传递的信号传递出去 √ √ 探究重构 课时分层作业 应用迁移 3．无线电波的发射和接收 AD　[调制是把要发射的信号“加”到高频的电磁波上去，频率越高，传播信息能力越强，A、D正确；电磁波在空气中以接近光速传播，B错误；由v＝λf，知波长与波速和传播频率有关，C错误。] 规律方法　(1)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，用调制器将需要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。 (2)一般电台的中波、中短波、短波广播以及电视中的图像信号，都采用调幅波；电台的调频广播和电视中的伴音信号，都采用调频波。低频信号类比成货物，高频波类比成运载工具，调制的过程类比成将货物装载到运载工具上。 探究重构 课时分层作业 应用迁移 3．无线电波的发射和接收 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________，因此，空中的导体可以用来接收电磁波。 知识点二　无线电波的接收 感应电流 探究重构 课时分层作业 应用迁移 3．无线电波的发射和接收 2．电谐振与调谐 (1)电谐振：当接收电路的________跟收到的电磁波的____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______的过程。 固有频率 频率 电谐振 探究重构 课时分层作业 应用迁移 3．无线电波的发射和接收 3．电视广播的发射和接收 摄像管：通过感光器件将景物的光信号转换为______。 ⇓ ⇓ ⇓ 电信号 探究重构 课时分层作业 应用迁移 3．无线电波的发射和接收 提醒：电视接收端，接收到高频电磁波，经过解调处理，将得到的电信号通过显示设备转变为图像信息，伴音信号经解调后送到扬声器。 探究重构 课时分层作业 应用迁移 3．无线电波的发射和接收 【思考讨论】　收音机在使用时需要调节旋钮才能接收到电台发出的信息。 探究重构 课时分层作业 应用迁移 3．无线电波的发射和接收 问题1　我们调节旋钮改变的是什么？ 提示：调节旋钮改变的是可变电容器的电容，可以改变调谐电路的频率。 问题2　调节的目的又是什么？ 提示：使它跟要接收的电台发出的电磁波的频率相同，这个频率的电磁波在调谐电路里激起较强的感应电流，这样就选出了这个电台。 探究重构 课时分层作业 应用迁移 3．无线电波的发射和接收 【知识归纳】　 1．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。 探究重构 课时分层作业 应用迁移 3．无线电波的发射和接收 2．接收电路示意图 探究重构 课时分层作业 应用迁移 3．无线电波的发射和接收 【典例3】　(电磁波的接收)(多选)蓝牙设备使用无线电波连接手机和电脑。蓝牙产品包含一块小小的蓝牙模块以及支持连接的蓝牙无线电和软件。当两台蓝牙设备想要相互交流时，它们需要进行配对，并通过蓝牙耳机发出声音，在接收电路中必须经过下列过程中的(　　) A．调幅 B．调频 C．调谐 D．解调 CD　[接收电路中必须通过调谐接收到载有信号的电磁波，再通过解调得到声音信号，C、D正确。] √ √ 探究重构 课时分层作业 应用迁移 3．无线电波的发射和接收 【典例4】　(调谐电路的应用)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低频率电台发出的信号，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．将调谐电路线圈中的铁芯抽走 D．减小电源电压 √ 探究重构 课时分层作业 应用迁移 3．无线电波的发射和接收 A　[当调谐电路的固有频率等于接收电磁波的频率时，发生电谐振，才能较好地收到电台信号，本题中接收不到较低频率电台发出的信号的原因是调谐电路的固有频率较高，所以要接收到信号，可减小调谐电路的固有频率f，由f＝，可知，在电容C无法再调节的情况下，若增加调谐电路中线圈的匝数，则L增大，f减小；若将调谐电路线圈中的铁芯抽走，则L减小，f增大；显然f与电源电压无关，故选A。] 规律方法　相近概念的辨析技巧 (1)调频和调幅：这是调制的两种方式，使电磁波的频率随信号改变的调制方式叫调频；使电磁波的振幅随信号改变的调制方式叫调幅。 (2)调制和解调：把低频电信号加载到高频等幅振荡电流上叫调制；把低频电信号从高频载波中还原出来叫解调，是调制的逆过程。 探究重构 课时分层作业 应用迁移 3．无线电波的发射和接收 应用迁移·随堂评估自测 1．下列关于无线电广播的叙述正确的是(　　) A．发射无线电广播信号必须采用调频方式 B．发射无线电广播信号必须进行调谐 C．接收无线电广播信号必须进行调制 D．接收到无线电广播信号后必须进行解调才能由扬声器播放 √ 第一单元　伟大的复兴·中国革命传统作品研习 D　[发射无线电广播信号必须经过调制，可以采用调频方式，也可以采用调幅方式，A、B错误；接收无线电广播信号必须经过调谐，C错误；无线电波中有高频信号，所以需要经过解调将低频信号还原出来，才能由扬声器播放，D正确。] 2．(多选)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．减小电容器两极板正对面积 D．在电容器两极板间加入电介质 √ √ 探究重构 课时分层作业 应用迁移 3．无线电波的发射和接收 BD　[由λ＝知，要增大发射电磁波的波长，必须减小振荡电路的振荡频率，由f＝可知，要减小f，就必须增大电容器的电容C或电感L，由C＝，可判断B、D两选项的操作满足要求。] 3．电视机的室外天线能把电信号接收下来，原因是(　　) A．天线处于变化的电磁场中，产生的电流输送给LC电路 B．天线只处于变化的电场中，产生的电流输送给LC电路 C．天线只是有选择地接收某电台信号，其他电台信号则不接收 D．天线将电磁波传输到电视机内 √ 探究重构 课时分层作业 应用迁移 3．无线电波的发射和接收 A　[室外天线处于空间变化的电磁场中，天线中产生了感应电流，此电流输送给LC电路，此电流中空间各电台信号激起的电流均存在，但只有频率与调谐电路频率相等的电信号对应的电流最强，然后再通过解调处理输入后面电路，故A正确。] 回归本节知识，完成以下问题： (1)怎样提高发射电磁波的能力？ 提示：发射频率足够高，采用开放电路。 (2)调谐和解调的区别？ 提示：调谐是选台的过程，也就是选出携带有用信号的高频振荡电流。解调是将高频电流中携带的有用信号分离出来。 探究重构 课时分层作业 应用迁移 3．无线电波的发射和接收 探究重构 课时分层作业 应用迁移 3．无线电波的发射和接收 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 11 12 题组一　电磁波的发射 1．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 课时分层作业(十五)　无线电波的发射和接收 √ 第一单元　伟大的复兴·中国革命传统作品研习 38 B　[比较有效地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得更远，而调谐电路是在接收端需要的电路，故②③④正确，B正确。] 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 11 12 39 2．我国建成了世界上首个民用极低频大功率电磁波发射台，其探测半径达数千公里，探测深度达十公里，形成了可覆盖我国领土和领海的高信噪比极低频电磁波信号源，为了使需要传递的信息(如声音、图像等)装载在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．解调 √ 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 11 12 C　[要远距离发送电磁波，必须进行调制，故选C。] 探究重构 课时分层作业 应用迁移 3．无线电波的发射和接收 40 3．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调制，调制分调幅和调频两种，如图所示，甲是需要输送的低频信号，乙和丙是调制后的电磁波，则下列说法中正确的是(　　) 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 11 12 探究重构 课时分层作业 应用迁移 3．无线电波的发射和接收 41 A．图甲低频信号可直接发射，且发射效率高 B．在电磁波的发射技术中，图中乙是调频波 C．在电磁波的发射技术中，图中丙是调幅波 D．通过电谐振可以把需要的电磁波接收下来 √ 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 11 12 D　[题图甲低频信号可直接发射，但发射效率低，故A错误；在电磁波的发射技术中，题图乙是调幅波，题图丙是调频波，故B、C错误；通过电谐振可以把需要的电磁波接收下来，故D正确。] 探究重构 课时分层作业 应用迁移 3．无线电波的发射和接收 42 4．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．使振荡电容的正对面积足够小 C．减小电容器两极板间的距离 D．增加回路中的电容和电感 √ 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 11 12 探究重构 课时分层作业 应用迁移 3．无线电波的发射和接收 43 B　[频率越高，电磁波发射本领越大，电磁场应尽可能扩散到周围空间，形成开放电路。由f＝，C＝可知，要使f增大，应减小L或C，只有B符合题意。] 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 11 12 44 题组二　电磁波的接收 5．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 √ 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 11 12 C　[电磁波的接收过程是调谐——解调——放大——显示，故C正确。] 探究重构 课时分层作业 应用迁移 3．无线电波的发射和接收 45 6．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 √ 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 11 12 探究重构 课时分层作业 应用迁移 3．无线电波的发射和接收 46 D　[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，故D正确。] 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 11 12 47 7．(多选)如图所示为调幅振荡电流图像，此电流存在于电磁波发射和接收中的哪些阶段(　　) A．经调制后 B．经调谐后 C．经检波后 D．耳机中 √ 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 11 12 √ 探究重构 课时分层作业 应用迁移 3．无线电波的发射和接收 48 AB　[为了把信号传递出去，需要将信号“加”到高频振荡电流上，这就是调制。而题图是将信号加上后使高频振荡电流的振幅随信号变化，这叫调幅。在接收电路中，经过调谐，电路中将出现调幅振荡电流，经检波后，信号从高频电流中还原出来，而在耳机中只有低频信号电流，故A、B正确。] 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 11 12 49 8．一LC振荡电路的振荡频率为f1，一发射源发射的电磁波的频率为f2，欲使该振荡电路与发射源发射的电磁波发生电谐振，采取的措施是使电容器两极板间的距离减小。则下列关系式正确的是(　　) A．f1<f2 B．f1>f2 C．f1＝f2 D．无法确定 √ 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 11 12 B　[由f1＝和C＝可知，当d减小时，C增大，频率f1减小，则f1>f2，B正确。] 探究重构 课时分层作业 应用迁移 3．无线电波的发射和接收 50 9．“小蜜蜂”是老师上课常用的扩音设备，随着无线电技术的应用，很多老师用上了蓝牙“小蜜蜂”(蓝牙属于电磁波)，麦克风与扩音器不用导线连接，老师拿着麦克风在教室中间说话，放在讲台上的扩音器也能工作。下列说法正确的是(　　) A．“小蜜蜂”直接接收到了来自麦克风的声波信号 B．为了将信号发射出去，先要进行解调 C．“小蜜蜂”接收电磁波时，要使接收电路中出现电谐振现象，称为调谐 D．载波频率越高，经调制后发射出来的电磁波传播的越快 √ 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 11 12 探究重构 课时分层作业 应用迁移 3．无线电波的发射和接收 51 C　[无线麦克风含有一个无线电发射装置，可以把声音信号转化成电磁波信号，再发射出去，故A错误；为了将信号发射出去，需要把声音信号加到高频电磁波中，这个过程叫调制，故B错误；“小蜜蜂”接收电磁波时，需要使接收电磁波的LC振荡电路的固有频率与电磁波的频率相同，发生电谐振，这个过程叫调谐，故C正确；在空气中电磁波传播速度接近光速，而在真空中任何频率电磁波的传播速度都等于光速，故D错误。] 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 11 12 52 10．如图甲所示为收音机的调谐电路，改变可变电容器C的电容，进而改变调谐电路的频率。若“调频”后，电路中的最强的高频电流i随时间t的变化规律为图乙所示的正弦曲线。下列说法或做法正确的是(　　) 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 11 12 探究重构 课时分层作业 应用迁移 3．无线电波的发射和接收 53 A．改变电容器C的电容的目的是使调谐电路的固有频率跟接收的电磁波频率相同 B．将可变电容器的电容减小，电路将接收到波长更大的电信号 C．在t1～t2时间内，电容器C正在放电 D．电路中电场能随时间变化的周期等于t4 √ 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 11 12 探究重构 课时分层作业 应用迁移 3．无线电波的发射和接收 54 A　[改变电容器C的电容的目的是达到共振，即使调谐电路的固有频率跟接收的电磁波频率相同，故A正确；根据f＝，将可变电容器的电容减小，固有频率会增加，根据公式λ＝可知，频率越大，波长越小，所以将可变电容器的电容减小后，将接收到波长更小的电信号，故B错误；在t1～t2时间内，电路中电流在减小，电容器在充电，故C错误；一个周期电容器充放电两次，所以电路中的电场能随时间变化的周期等于t4，故D错误。] 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 11 12 55 11．电磁辐射是一种复合的电磁波，以相互垂直的电场和磁场随时间的变化而传递能量。人体生命活动包含一系列的生物电活动，这些生物电对环境的电磁波非常敏感，因此，电磁辐射可以对人体造成影响和损害。当电磁辐射强度(单位时间内垂直通过单位面积的电磁辐射能量)不超过0.15 W/m2时，对人体没有影响。某办公区域内采用一种无线路由器，若它的电磁辐射功率是7.5 W，则人体与该装置的安全距离至少为(计算时，可以将该无线路由器视为发出球面电磁波的波源) (　　) A．2.0 m B．3.0 m C．4.0 m D．6.0 m √ 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 11 12 探究重构 课时分层作业 应用迁移 3．无线电波的发射和接收 56 A　[设人体与该装置的安全距离至少为x，则＝0.15 W/m2，解得x≈2.0 m，故A正确。] 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 11 12 57 12．一台收音机的LC调谐电路由电感线圈和可变电容器组成，可变电容器电容的变化范围是30～300 pF，调谐电路能接收的电磁波的最小频率是550 kHz，已知光速c＝3×108 m/s，求它能接收的电磁波的最大频率和最小波长。 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 11 12 探究重构 课时分层作业 应用迁移 3．无线电波的发射和接收 58 [解析]　由f＝知，当C最大时，f最小，当C最小时，f最大，所以f最大＝f最小≈1 739 kHz；由c＝λf知，当f最大时，λ最小，所以λ最小≈173 m。 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 11 12 [答案]　1 739 kHz　173 m 59 $