無線電波的發(fā)射和接收-高二物理新教材基礎(chǔ)+鞏固+提升三級(jí)跳

新教材基礎(chǔ)鞏固提升三級(jí)跳第四章電磁振蕩與電磁波4.3無線電波的發(fā)射和接收基礎(chǔ)知識(shí)知識(shí)點(diǎn)梳理：知識(shí)點(diǎn)一、電磁波的發(fā)射(1)要有效地發(fā)射電磁波，振蕩電路必須具有兩個(gè)特點(diǎn)：第一，要有足夠高的振蕩頻率，頻率越高，發(fā)射電磁波的本領(lǐng)越大。第二，應(yīng)采用開放電路，振蕩電路的電場(chǎng)和磁場(chǎng)必須分散到足夠大的空間。(2)開放電路：實(shí)際的開放電路，線圈的一端用導(dǎo)線與大地相連，這條導(dǎo)線叫做地線，線圈的另一端高高地架在空中，叫做天線。(3)無線電技術(shù)：使電磁波隨各種信號(hào)而改變的技術(shù)叫做調(diào)制。調(diào)制的方法有兩種，一是調(diào)幅，使高頻電磁波的振幅隨信號(hào)的強(qiáng)弱而改變；另一種叫調(diào)頻，使高頻電磁波的頻率隨信號(hào)的強(qiáng)弱而改變。知識(shí)點(diǎn)二、無線電波的接收(1)接收原理：電磁波能使導(dǎo)體中產(chǎn)生感應(yīng)電流，所以導(dǎo)體可用來接收電磁波，這個(gè)導(dǎo)體就是接收天線。(2)電諧振：當(dāng)接收電路的固有頻率跟接收到的電磁波的頻率相等時(shí)，接收電路里產(chǎn)生的振蕩電流最強(qiáng)，這種現(xiàn)象叫做電諧振。(3)調(diào)諧：使電路中產(chǎn)生電諧振的過程叫做調(diào)諧。(4)解調(diào)：使聲音或圖像信號(hào)從接收到的高頻電流中還原出來，這個(gè)過程是調(diào)制的逆過程，叫做解調(diào)。(5)無線電波：波長(zhǎng)大于1mm(頻率低于300GHz)的電磁波稱作無線電波，并按波長(zhǎng)分成若干個(gè)波段，像長(zhǎng)波、中波、短波、微波等。不同波段所用的設(shè)備和技術(shù)不同，因此有不同的用途?！局仉y點(diǎn)探究】一、有效地發(fā)射電磁波的兩個(gè)條件1．高頻電路：理論研究證明了發(fā)射電磁波的功率與振蕩頻率的四次方成正比，頻率越高，發(fā)射電磁波的本領(lǐng)就越大，所以采用高頻電路。2．開放電路：振蕩電路中的電場(chǎng)和磁場(chǎng)必須分散到盡可能大的空間，這樣才能有效地把能量輻射出去。實(shí)際的開放電路由天線、線圈和地線組成，天線相當(dāng)于電容器的一個(gè)極板，大地是另一個(gè)極板，這樣做有兩個(gè)好處，一是滿足開放的條件，讓電場(chǎng)和磁場(chǎng)盡可能地分散到更大的空間，二是電容器的電容非常小，可以產(chǎn)生高頻率。二、對(duì)電諧振及其作用的理解世界上有許許多多的無線電臺(tái)、電視臺(tái)及各種無線電信號(hào)，如果不加選擇全部接收下來，那必然是一片混亂，分辨不清。因此接收信號(hào)時(shí)，首先要從各種電磁波中把我們需要的選出來，通常叫選臺(tái)。在無線電技術(shù)中利用電諧振(類似于機(jī)械振動(dòng)中的共振)達(dá)到目的。使接收電路中產(chǎn)生電諧振的過程叫調(diào)諧，能夠調(diào)諧的接收電路叫調(diào)諧電路。如圖所示，調(diào)節(jié)電容器的電容，當(dāng)該LC振蕩電路的固有頻率與某電臺(tái)的頻率相同時(shí)，這個(gè)電臺(tái)的電磁波在電路中激起的感應(yīng)電流最強(qiáng)，這樣就選出了這個(gè)電臺(tái)。收音機(jī)一般是通過改變電容來調(diào)諧，而電視機(jī)一般通過改變電感來調(diào)諧。三、無線電波的分類λ>1mm的電磁波叫無線電波。無線電波可以分成若干波段。波段波長(zhǎng)/m頻率/MHz傳播方式主要用途長(zhǎng)波30000～30000.01～0.1地波調(diào)幅(AM)廣播、導(dǎo)航中波3000～2000.1～1.5地波和天波調(diào)幅(AM)廣播、電報(bào)、通信中短波200～501.5～6短波50～106～30天波微波米波(VHF)10～130～300近似直線傳播調(diào)頻(FM)廣播、電視、導(dǎo)航分米波(UHF)1～0.1300～3000直線傳播電視、雷達(dá)、導(dǎo)航預(yù)習(xí)基礎(chǔ)：一、填空題1．雷達(dá):（1）雷達(dá)是利用______來測(cè)定物體位置的無線電設(shè)備。（2）雷達(dá)既是電磁波的____端,又是電磁波的_____端。（3）原理:雷達(dá)用直線性好的微波定位。無線電波的傳播速度是c,測(cè)出從發(fā)射無線電波到接收反射波的時(shí)間t,就可以確定障礙物的距離L=。實(shí)際上,障礙物的距離等數(shù)據(jù)由電子電路自動(dòng)計(jì)算并在熒光屏上顯示。2．實(shí)際應(yīng)用中的開放電路，線圈的一端用導(dǎo)線與_________相連，這條導(dǎo)線叫作地線；線圈的另一端與高高地架在空中的_________相連。3．我們用一些常見的家用電器,如電視機(jī)、遙控器、收音機(jī)、無繩電話、手機(jī)、微波爐、電動(dòng)剃須刀、驗(yàn)鈔器等,做許多關(guān)于電磁波的小實(shí)驗(yàn)?？梢燥@示出電磁的_________、____________、__________、___________、_______________等現(xiàn)象。4．一臺(tái)收音機(jī)，把它的調(diào)諧電路中的可變電容器的動(dòng)片從完全旋入到完全旋出，仍然收不到某一較高頻率的電臺(tái)信號(hào)，要想收到該電臺(tái)信號(hào)。應(yīng)該__________（填“增加”或“減少”）電感線圈的匝數(shù)。5．1999年11月20日我國(guó)成功發(fā)射和回收了“神舟”號(hào)實(shí)驗(yàn)飛船,標(biāo)志著我國(guó)的航天技術(shù)和運(yùn)載火箭技術(shù)水平已躋身于世界先進(jìn)行列。（1）如圖所示，圖中A為某火箭發(fā)射場(chǎng)，B為山區(qū)，C為城市。發(fā)射場(chǎng)正在進(jìn)行某型號(hào)火箭的發(fā)射試驗(yàn)。該火箭起飛時(shí)質(zhì)量為2.20×105kg，起飛推力2.75×106N，火箭發(fā)射塔高100m，則該火箭起飛時(shí)的加速度大小為_______m/s2。在火箭推力不變的情況下，若不考慮空氣阻力及火箭質(zhì)量的變化，火箭起飛后，經(jīng)_______s飛離火箭發(fā)射塔。（參考公式及常數(shù)：F合=ma，v1=v0+at，，g取9.8m/s2），（2）為了轉(zhuǎn)播火箭發(fā)射的實(shí)況，在發(fā)射場(chǎng)建立了發(fā)射臺(tái)用于發(fā)射廣播與電視信號(hào)。已知傳輸無線電廣播所用的電磁波波長(zhǎng)為550m，而傳輸電視信號(hào)所用的電磁波波長(zhǎng)為0.566m，為了不讓山區(qū)擋住信號(hào)的傳播，使城市居民能收聽和收看火箭發(fā)射的實(shí)況，必須通過建在山頂上的轉(zhuǎn)發(fā)站來轉(zhuǎn)發(fā)________（選填“無線電廣播信號(hào)”或“電視信號(hào)”）。這是因?yàn)椋篲________。鞏固所學(xué)二、單選題6．某調(diào)諧電路的可變電容器的動(dòng)片從完全旋入到完全旋出，仍接收不到某較高頻率電臺(tái)發(fā)出的信號(hào)。要收到該電臺(tái)的信號(hào)，應(yīng)采用的方法是（）A．增加調(diào)諧電路中線圈的匝數(shù) B．加大電源電壓C．減少調(diào)諧電路中線圈的匝數(shù) D．減小電源電壓7．2021年10月16日，“神舟十三號(hào)”載人飛船成功發(fā)射，將3名航天員送入中國(guó)空間站開展為期6個(gè)月的科學(xué)實(shí)驗(yàn)。在空間站，航天員與地面通信采用的是（）A．超聲波 B．無線電波 C．有線通信 D．聲波8．“小蜜蜂”是老師上課常用的擴(kuò)音設(shè)備，隨著無線電技術(shù)的應(yīng)用，很多老師用上了藍(lán)牙“小蜜蜂”（藍(lán)牙屬于電磁波），麥克風(fēng)與擴(kuò)音器不用導(dǎo)線連接，老師拿著麥克風(fēng)在教室中間說話，放在講臺(tái)上的擴(kuò)音器也能工作。下列說法正確的是（）A．“小蜜蜂”直接接收到了來自麥克風(fēng)的聲波信號(hào)B．為了將信號(hào)發(fā)射出去，先要進(jìn)行解調(diào)C．“小蜜蜂”接收電磁波時(shí)，要使接收電路中出現(xiàn)電諧振現(xiàn)象，稱為調(diào)諧D．載波頻率越高，經(jīng)調(diào)制后發(fā)射出來的電磁波傳播的越快9．“4G改變生活，5G改變社會(huì)”?，F(xiàn)代生活中人類與電磁波結(jié)下了不解之緣，關(guān)于電磁波下列說法正確的是（）A．赫茲首先預(yù)言了電磁波的存在B．5G信號(hào)比4G信號(hào)在真空中的傳播速度更大C．劃亮一根火柴，就形成了電磁波D．空間只要有變化的電場(chǎng)存在，就一定能形成電磁波10．手機(jī)A撥叫手機(jī)B時(shí)，手機(jī)B發(fā)出鈴聲且屏上顯示A的號(hào)碼。若將手機(jī)A置于一真空玻璃罩中，用手機(jī)B撥叫手機(jī)A，則（）A．能聽到A發(fā)出的鈴聲，并看到A顯示B的號(hào)碼B．不能聽到A發(fā)出的鈴聲，但能看到A顯示B的號(hào)碼C．能聽到A發(fā)出的鈴聲，但不能看到A顯示B的號(hào)碼D．既不能聽到A發(fā)出的鈴聲，也不能顯示B的號(hào)碼11．以下說法正確的是（）A．麥克斯韋第一次通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了電磁波的存在B．電磁波是橫波，磁場(chǎng)方向與電場(chǎng)方向同向均與傳播方向垂直C．均勻變化的電場(chǎng)或均勻變化的磁場(chǎng)不能對(duì)外輻射電磁波D．利用氧氣的摩爾質(zhì)量、密度以及阿伏加德羅常數(shù)就可以算出一個(gè)氧氣分子的體積能力提升三、多選題12．在飛機(jī)上使用下列哪些物品會(huì)干擾飛機(jī)的通訊系統(tǒng)（）A．手機(jī) B．MP3 C．手提電腦 D．單放機(jī)13．下列說法中，正確的是（

）A．電磁波不能在真空中傳播B．無線電通信是利用電磁波傳輸信號(hào)的C．電磁波在真空中的傳播速度等于光速D．無線電廣播與無線電視傳播信號(hào)的原理相似14．關(guān)于電磁波及其應(yīng)用，下列說法正確的是（）A．電磁波的傳播需要傳播介質(zhì)B．均勻變化的磁場(chǎng)能在周圍空間產(chǎn)生電磁波C．電磁波的頻率越高，相同時(shí)間內(nèi)傳遞的信息量越大D．紅外線溫度計(jì)是根據(jù)體溫不同發(fā)射的紅外線的強(qiáng)度不同這一原理來測(cè)量體溫的15．關(guān)于電磁波，下列說法正確的是（）A．電磁波在真空和介質(zhì)中的傳播速度相同B．周期性變化的電場(chǎng)和磁場(chǎng)可以相互激發(fā)，形成電磁波C．電磁波譜中的無線電波與可見光相比，更容易產(chǎn)生顯著的衍射現(xiàn)象D．電磁振蕩可以產(chǎn)生電磁波，若波源的電磁振蕩停止，其發(fā)射到空間的電磁波隨即消失E．反射電磁波是為了用它傳遞某種信號(hào)，載有信號(hào)的電磁波可以在真空中傳播也可以通過光纜傳輸參考答案：1．

無線電波

發(fā)射

接收【來源】2021-2022學(xué)年高二物理10分鐘課前預(yù)習(xí)練（人教版2019必修第三冊(cè)）13.4電磁波的發(fā)現(xiàn)及應(yīng)用【詳解】（1）[1]雷達(dá)是利用無線電波來測(cè)定物體位置的無線電設(shè)備。（2）[2][3]雷達(dá)既是電磁波的發(fā)射端,又是電磁波的接收端。2．

大地

天線【來源】2021人教版選擇性必修第二冊(cè)第四章4.3無線電波的發(fā)射和接收導(dǎo)學(xué)案【解析】略3．

發(fā)射

接收

干擾

屏蔽

反射【來源】滬科版高二下學(xué)期階段測(cè)試（三）---基礎(chǔ)練習(xí)【詳解】[1][2][3][4][5]我們用一些常見的家用電器,如電視機(jī)、遙控器、收音機(jī)、無繩電話、手機(jī)、微波爐、電動(dòng)剃須刀、驗(yàn)鈔器等,做許多關(guān)于電磁波的小實(shí)驗(yàn)?？梢燥@示出電磁的發(fā)射、接收、干擾、屏蔽、反射等現(xiàn)象。4．減少【來源】2019滬教版選擇性必修第二冊(cè)第4章4.3無線電通信【詳解】調(diào)諧電路的固有頻率和被接收電臺(tái)的頻率相同時(shí)，發(fā)生電諧振，才能收到電臺(tái)信號(hào)。由公式可知，電感L、電容C越小，頻率f越大。當(dāng)調(diào)節(jié)電容C達(dá)不到目的時(shí)，就應(yīng)減小電感L，因此要減少匝數(shù)。5．

2.5

8.94

電視信號(hào)

電視信號(hào)的波長(zhǎng)短，沿直線傳播，受山坡阻擋，不易衍射【來源】2010年福建古田五中高二下學(xué)期期末測(cè)試物理【詳解】（1）[1][2]設(shè)火箭起飛的加速度大小為a，則由牛頓第二定律有解得設(shè)火箭起飛后經(jīng)t時(shí)間飛離發(fā)射塔，由勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律有解得（2）[3][4]城市中的居民要收聽和收看實(shí)況，就要使用電視信號(hào)；因?yàn)殡娨曅盘?hào)所用的電磁波的波段為微波，波長(zhǎng)短，只能沿直線傳播，此處受山地阻擋，因此必須在山頂建立轉(zhuǎn)發(fā)站，把微波傳出去。6．C【來源】2023高考領(lǐng)航大一輪復(fù)習(xí)第十一章第3講電磁場(chǎng)與電磁波【詳解】可變電容器的動(dòng)片從完全旋入到完全旋出，仍然收不到某一較高頻率的電臺(tái)信號(hào)，因此需要改變調(diào)諧電路的固有頻率，若改變電感線圈匝數(shù)，必須是減小。只有減小線圈匝數(shù)，導(dǎo)致自感系數(shù)減小，從而導(dǎo)致固有頻率增大，由電磁振蕩的頻率可知，與電源的電壓無關(guān)。故選C。7．B【來源】湖北省咸豐春暉學(xué)校2021-2022學(xué)年高二下學(xué)期3月物理試題【詳解】空間站與地面之間有段距離沒有空氣，聲波、超聲波不能夠傳播；地面和太空之間距離太遠(yuǎn)，也不可能通過有線的方式來通信，只能通過電磁波（無線電波）來通信。故選B。8．C【來源】江蘇省鹽城市東臺(tái)創(chuàng)新高級(jí)中學(xué)2021-2022學(xué)年高二下學(xué)期5月檢測(cè)物理試題【詳解】A．無線麥克風(fēng)含有一個(gè)無線電發(fā)射裝置，可以把聲音信號(hào)轉(zhuǎn)化成電磁波信號(hào)，再發(fā)射出去，故A錯(cuò)誤；B．為了將信號(hào)發(fā)射出去，需要把聲音信號(hào)加到高頻電磁波中，這個(gè)過程叫調(diào)制，故B錯(cuò)誤；C．“小蜜蜂”接收電磁波時(shí)，需要使接收電磁波的LC振蕩電路的固有頻率與電磁波的頻率相同，從而發(fā)生電諧振，這個(gè)過程叫調(diào)諧，故C正確；D．真空中任何頻率電磁波的速度都等于光速，故D錯(cuò)誤；故選C。9．C【來源】湖北省武昌首義學(xué)院附屬高級(jí)中學(xué)2021-2022學(xué)年高二下學(xué)期3月物理試題【詳解】A．預(yù)言了電磁波的存在的科學(xué)家是麥克斯韋，故A錯(cuò)誤；B．5G信號(hào)和4G信號(hào)在真空中的傳播速度一樣大，都等于光速，故B錯(cuò)誤；C．劃亮一根火柴，產(chǎn)生熱和光，光是電磁波，故C正確；D．變化的電場(chǎng)不一定能產(chǎn)生磁場(chǎng)，只有交變的電場(chǎng)和交變的磁場(chǎng)在空間相互激發(fā)，才能在空間產(chǎn)生電磁波，故D錯(cuò)誤。故選C。10．B【來源】4.2電磁場(chǎng)與電磁波（練習(xí)）—2022-2023學(xué)年高二物理課后培優(yōu)分級(jí)練人教版（2019）選擇性必修第二冊(cè)【詳解】聲波是機(jī)械波，不能在真空中傳播，當(dāng)手機(jī)B撥叫真空玻璃罩中手機(jī)A時(shí)，不能聽到A發(fā)出的鈴聲；而電磁波能在真空中傳播，因此電磁信號(hào)可以被手機(jī)A接收到，能看到A顯示B的號(hào)碼。故選B。11．C【來源】安徽省合肥市第一中學(xué)2021-2022學(xué)年高二下學(xué)期期中考試物理試題【詳解】A．赫茲第一次通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了電磁波的存在，故A錯(cuò)誤；B．電磁波是橫波，在傳播過程中，電場(chǎng)方向、磁場(chǎng)方向和傳播方向三者相互垂直，故B錯(cuò)誤；C．均勻變化的電場(chǎng)周圍將產(chǎn)生恒定的磁場(chǎng)，均勻變化的磁場(chǎng)周圍將產(chǎn)生恒定的電場(chǎng)，不能對(duì)外輻射電磁波，故C正確；D．利用氧氣的摩爾質(zhì)量、密度和阿伏加德羅常數(shù)，可以算出氧氣分子運(yùn)動(dòng)占據(jù)的空間的體積，不能算出一個(gè)氧氣分子的體積，故D錯(cuò)誤。故選C。12．AC【來源】2021-2022學(xué)年高二物理精講精練（新粵教版必修第三冊(cè)）-第六章電磁現(xiàn)象與電磁波總結(jié)提升【詳解】飛機(jī)通訊系統(tǒng)依靠電磁波來工作，手機(jī)、手提電腦在使用時(shí)，也會(huì)輻射較強(qiáng)的電磁波，所以手機(jī)、手提電腦不可用。