高中人教物理選擇性必修二4.3 無(wú)線電波的發(fā)射和接收（導(dǎo)學(xué)案）-同步備課

1、4.3 無(wú)線電波的發(fā)射和接收1、了解無(wú)線電波發(fā)射的基本條件；2、知道無(wú)線電波的發(fā)射及接收過(guò)程；3、構(gòu)建無(wú)線電波發(fā)射及接收過(guò)程所涉及的基本概念如調(diào)制、解調(diào)、載波、調(diào)頻、調(diào)幅等?！局攸c(diǎn)】建構(gòu)無(wú)線電波調(diào)制解調(diào)等有關(guān)概念，了解無(wú)線電波發(fā)射調(diào)制和接收解調(diào)過(guò)程?！倦y點(diǎn)】用物理技術(shù)的視角解決分析無(wú)線電波對(duì)生產(chǎn)生活的實(shí)際問(wèn)題。 【課前自主學(xué)習(xí)】一、知識(shí)前置無(wú)線電波的發(fā)射1有效地向外發(fā)射電磁波，振蕩電路必須具有的兩個(gè)特點(diǎn)：(1)要有足夠高的_ _：頻率越高，發(fā)射電磁波的本領(lǐng)越大。(2)采用_電路：用開(kāi)放電路可以使振蕩電路的電磁場(chǎng)盡可能地分散到大的空間實(shí)際應(yīng)用中的開(kāi)放電路：線圈的一端用導(dǎo)線與_相連，這就是地線；線

2、圈的另一端則高高架在空中，叫做_，無(wú)線電波就是由這樣巨大的開(kāi)放電路發(fā)射出去的2電磁波的發(fā)射與調(diào)制(1)調(diào)制：在電磁波發(fā)射技術(shù)中，使電磁波隨各種 而改變的技術(shù)(2)調(diào)制的分類調(diào)幅：使高頻電磁波的振幅隨信號(hào)的強(qiáng)弱而改變的技術(shù)，如圖所示（圖見(jiàn)課本P81頁(yè)）甲為聲音信號(hào)的波形，乙為高頻等幅振蕩電流的波形，丙為經(jīng)過(guò)調(diào)幅的高頻振蕩電流的波形調(diào)頻：使高頻電磁波的_隨信號(hào)的強(qiáng)弱而改變的調(diào)制技術(shù)，如圖所示甲為聲音信號(hào)的波形，乙為高頻等幅振蕩電流的波形，丙為經(jīng)過(guò)調(diào)頻的高頻振蕩電流的波形無(wú)線電波的接收1無(wú)線電波的接收原理：電磁波在傳播過(guò)程中如果遇到導(dǎo)體，會(huì)在導(dǎo)體中產(chǎn)生_，因此空中的導(dǎo)體可以用來(lái)接收_2電諧振與調(diào)諧(

3、1)電諧振：當(dāng)接收電路的固有頻率跟收到的電磁波的頻率_時(shí)，接收電路中產(chǎn)生的振蕩電流_ _的現(xiàn)象它相當(dāng)于機(jī)械振動(dòng)中的_(2)調(diào)諧：使接收電路產(chǎn)生_的過(guò)程調(diào)諧電路：能夠調(diào)諧的接收電路選臺(tái)：調(diào)節(jié)調(diào)諧電路可調(diào)電容或電感，改變電路的固有頻率，使它與要接收的電臺(tái)的電磁波的頻率_，這個(gè)電磁波在調(diào)諧電路里激起較強(qiáng)的感應(yīng)電流3解調(diào)：使聲音或圖像信號(hào)從高頻電流中_出來(lái)的過(guò)程，它是_的逆過(guò)程，調(diào)幅波的解調(diào)也叫_4無(wú)線電波：波長(zhǎng)_1 mm(頻率低于300 GHz)的電磁波，按_(頻率)可把無(wú)線電波分為若干波段不同波段的無(wú)線電波的傳播特點(diǎn)不同，發(fā)射和接收所用的設(shè)備和技術(shù)也不相同，因此用途也不相同問(wèn)題1：為什么在無(wú)線電波

4、發(fā)射技術(shù)中要進(jìn)行調(diào)制呢?問(wèn)題2：在無(wú)線電波的接收中,為什么要進(jìn)行“選臺(tái)”?問(wèn)題3：兩個(gè)人在同一地點(diǎn)用手機(jī)通話時(shí),信號(hào)是直接相互傳播的嗎?二、新知學(xué)習(xí)1.想一想：在普通的 LC 振蕩電路中，電場(chǎng)主要集中在電容器的極板之間，磁場(chǎng)主要集中在線圈內(nèi)部。在電磁振蕩的過(guò)程中，電場(chǎng)能和磁場(chǎng)能主要是在電路內(nèi)互相轉(zhuǎn)化，輻射出去的能量很少，怎樣才能有效地發(fā)射電磁波呢？無(wú)線電波的發(fā)射我們?nèi)绾尾拍苡行У南蛲饨绨l(fā)射電磁波呢？第一，要有_的振蕩頻率。頻率越高，發(fā)射電磁波的本領(lǐng)就越大。第二，振蕩電路的電場(chǎng)和磁場(chǎng)必須分散到盡可能大的空間，這樣才能有效地把_。我們可以采取些什么措施呢？根據(jù)振蕩頻率公式 _ ,可知減小自感系數(shù)L

5、或減小電容C，都可增大頻率。故可考慮增大板間距d，減小正對(duì)面積S. 【思考】：同學(xué)們想想還有那些措施呢？ 實(shí)際應(yīng)用中的開(kāi)放電路1895年，一位年輕的意大利人 _(公元18741937年)發(fā)明了 _技術(shù)線圈的一端用導(dǎo)線與大地相連，這條導(dǎo)線叫作 _；線圈的另一端與高高地架在空中的天線相連。 _就能由這樣的開(kāi)放電路有效地發(fā)射出去。實(shí)際的發(fā)射裝置如何利用無(wú)線電波傳遞各種信號(hào)（1）載波: _。（2）調(diào)制：_。（3）調(diào)幅：_。（4）調(diào)頻：_。無(wú)線電波音頻信號(hào)的發(fā)射過(guò)程無(wú)線電波的接收發(fā)射的無(wú)線電波如何被接收到呢？電磁波在空間傳播時(shí)，如果遇到_，會(huì)使導(dǎo)體產(chǎn)生感應(yīng)電流，感應(yīng)電流的頻率跟激起它的電磁波的_相同。因

6、此利用放在電磁波傳播空間中的導(dǎo)體，就可以接收到_。如何使我們需要的電磁波在接收天線中激起的感應(yīng)電流最強(qiáng)呢？當(dāng)接收電路的固有頻率跟接收到的電磁波的頻率相同時(shí)，接收電路中產(chǎn)生的振蕩電流最強(qiáng)。（這種現(xiàn)象叫做_） 如何如何還原聲音與圖像信號(hào)由調(diào)諧電路接收到的感應(yīng)電流，是經(jīng)過(guò)調(diào)制的高頻電流，還不是我們需要的聲音或圖像信號(hào)，因此還要把聲音或圖像信號(hào)從高頻電流中還原出來(lái)。這個(gè)過(guò)程是_過(guò)程，所以叫作_（demodulation）。調(diào)幅波的解調(diào)也叫_。電視廣播的發(fā)射和接收電視廣播信號(hào)也是一種_。在現(xiàn)代電視發(fā)射系統(tǒng)中，首先通過(guò)攝像機(jī)的感光器件將景物的光信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)開(kāi)。這種電信號(hào)可以通過(guò)線路直接傳輸，但是由于_原因，

7、很難遠(yuǎn)距離傳播。因此，_。高頻信號(hào)的主要傳播方式_(3)_1（單選）關(guān)于無(wú)線電波的發(fā)送和接收，下述說(shuō)法中正確的是()A為了將信號(hào)發(fā)送出去，先要進(jìn)行調(diào)諧B為了從各個(gè)電臺(tái)發(fā)出的電磁波中將需要的信號(hào)選出來(lái)，就要進(jìn)行調(diào)制C為了從高頻電流中取出聲音信號(hào)，就要進(jìn)行調(diào)頻D為了將信號(hào)發(fā)送出去，先要進(jìn)行調(diào)制2（單選）下列關(guān)于無(wú)線電廣播需要對(duì)電磁波進(jìn)行調(diào)制的原因，正確的是()A經(jīng)過(guò)調(diào)制后的高頻電磁波向外界輻射能量的本領(lǐng)更強(qiáng)B經(jīng)過(guò)調(diào)制后的電磁波在空間傳播波長(zhǎng)才能不變C經(jīng)過(guò)調(diào)制后的電磁波在空間才能傳播得快D經(jīng)過(guò)調(diào)制后的高頻電磁波才能把我們要告知對(duì)方的信號(hào)傳遞出去3.(多選)下列關(guān)于電視的工作原理說(shuō)法中正確的是()A電

8、視信號(hào)的發(fā)射、接收過(guò)程是：圖像電信號(hào)電磁波電信號(hào)圖像B攝像機(jī)在1秒鐘內(nèi)要傳遞24張畫(huà)面C顯像管是將電信號(hào)還原成景物的像的關(guān)鍵部件D畫(huà)面更換迅速和視覺(jué)暫留現(xiàn)象使人們?cè)跓晒馄辽峡吹降氖腔顒?dòng)影像4.（單選）所有電磁波在真空中傳播時(shí)，具有的相同物理量是()A頻率B波長(zhǎng)C能量D波速5(多選)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t變化的四種情況，如圖所示，其中能產(chǎn)生電場(chǎng)的有_圖所示的磁場(chǎng)，能產(chǎn)生持續(xù)電磁波的有_圖所示的磁場(chǎng)6.一收音機(jī)調(diào)諧回路中線圈電感是30 H，電容器可變，最大電容是270 pF，最小電容是30 pF，求接收到的無(wú)線電波的波長(zhǎng)范圍多大？ 參考答案1.【答案】D【解析】要將信號(hào)發(fā)送出去，先要進(jìn)行的是調(diào)

9、制要從各個(gè)電臺(tái)發(fā)出的電磁波中將需要的信號(hào)選出來(lái)，要進(jìn)行的是調(diào)諧要從高頻電流中把聲音信號(hào)取出來(lái)，要進(jìn)行的是解調(diào)2.【答案】D【解析】電磁波的傳播能量與電磁波的頻率密切相關(guān)，一般的聲音、圖像信號(hào)頻率太低，不足以形成電磁信號(hào)傳播，而需要把聲音、圖像等信號(hào)通過(guò)調(diào)制加到高頻電磁波上傳播，且調(diào)制的電磁波頻率等于發(fā)射頻率3.【答案】ACD【解析】我國(guó)電視系統(tǒng)每秒要傳送25幀畫(huà)面，所以B項(xiàng)錯(cuò)誤，其余三項(xiàng)均正確4.【答案】D【解析】不同電磁波在真空中傳播時(shí)，只有速度相同，即為光速5.【答案】BCDBD【解析】椐麥克斯韋的電磁場(chǎng)理論，可以做如下判斷：A圖的磁場(chǎng)是恒定的，不能產(chǎn)生新的電場(chǎng)，更不能產(chǎn)生電磁波；B圖中的磁場(chǎng)是周期性變化的，可以產(chǎn)生周期性變化的電場(chǎng)，因而可以產(chǎn)生持續(xù)的電磁波；C圖中的磁場(chǎng)是均勻變化的，能產(chǎn)生恒定的電場(chǎng)，而恒定的電場(chǎng)不能再產(chǎn)生磁場(chǎng)，不能產(chǎn)生向外擴(kuò)展的電磁場(chǎng)，因此不能產(chǎn)生持續(xù)的電磁波；D圖所示磁場(chǎng)是周期性變化的，能產(chǎn)生周期性變化的電場(chǎng)，能產(chǎn)生電磁波6.【答案】56.52 m169.56 m【解析】vf feq f(1,2r(LC)由得：veq f(,2r(L