2023新教材高中物理第四章电磁振荡与电磁波3无线电波的发射和接收作业新人教版选择性必修第二册

这是一份2023新教材高中物理第四章电磁振荡与电磁波3无线电波的发射和接收作业新人教版选择性必修第二册，共7页。
3.无线电波的发射和接收1.无线电波的发射(1)要有效地向外发射电磁波，振荡电路必须具有的两个特点：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。电磁波的频率与振荡电路中电磁振荡的频率相同。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。(2)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。(3)调制：在电磁波发射技术中，使载波(用来携带信号的高频电磁波)随各种信号而改变的技术。①调幅(AM)：使高频电磁波的振幅随信号的强弱而变的调制方法。②调频(FM)：使高频电磁波的频率随信号的强弱而变的调制方法。2．无线电波的接收(1)接收原理：电磁波在传播时遇到导体，会使导体中产生感应电流。因此，空中的导体可用来接收电磁波，这就是接收天线。(2)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，这种现象叫作电谐振，相当于机械振动中的共振。(3)调谐：使接收电路产生电谐振的过程。(4)解调：把声音或图像信号从高频电流中还原出来的过程，它是调制的逆过程。调幅波的解调也叫检波。3．电视广播的发射和接收(1)发射过程：通过摄像机的感光器件将景物的光信号转变为电信号。通过载波将信号调制成高频信号再进行传播。(2)传播方式：目前，高频电视信号的传播方式主要有三种，即地面无线电传输、有线网络传输以及卫星传输。不同的传播方式使用不同频率范围的电磁波，采取不同的调制方式。(3)接收过程：经过解调处理后将得到的电信号通过显示设备转变为图像信息。接收天线收到的电磁波还载有伴音信号，伴音信号经解调后送到扬声器。 　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　典型考点一　无线电波的发射1．(多选)下列对电磁波的发射技术中调制的理解，正确的是(　　)A．使发射的信号振幅随高频振荡信号而改变叫调幅B．使高频振荡信号振幅随发射的信号而改变叫调幅C．使发射的信号频率随高频振荡信号而改变叫调频D．使高频振荡信号的频率随发射的信号而改变叫调频答案　BD解析　由调幅、调频定义可知B、D正确。2．下列对无线电广播要对电磁波进行调制的原因的说法中，正确的是(　　)A．经过调制后的电磁波可以传播的距离更远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传递过去答案　D解析　调制是把要发射的信号“加”到高频电磁波上去，与传播距离的远近无关，A错误，D正确；调制不影响电磁波在空气中的传播速度，B错误；由λ＝，知波长与波速和传播频率均有关，C错误。3．(2019·广东珠海一中期中考试)对讲机是深山探险爱好者必备的通讯工具，其电路结构如图甲所示，不使用时高频振荡器产生的高频等幅振荡如图乙所示，在正常使用的过程中，即探险家对话筒喊话时产生的低频振荡如图丙所示。根据以上信息可知，该对讲机发射的无线电波应为(　　)答案　B解析　高频振荡器产生高频等幅振荡，话筒里有碳膜电阻，它的阻值随压力变化而变化。当我们对着它说话时，空气对它的压力随着声音而变化，那么它的电阻也就随声音信号而变化，振荡电流的振幅也就随着声音信号而变化，这就是调制。由题设知此调制为调幅，它不但影响了正半周，也影响了负半周，B正确。典型考点二　无线电波的接收4．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答案　A解析　电视机的室外天线处于空中变化的电磁场中，天线中产生的感应电流通过馈线输送给LC电路，此电流包含空中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视台信号对应的振荡电流才最强，然后再通过解调处理输入后面电路，故A正确，B、C、D错误。5．(多选)关于无线电波的接收，下列说法中正确的是(　　)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强B．使接收电路中产生电谐振的过程叫做调谐C．收音机的接收电路是LC振荡回路D．从接收到的高频振荡中“检”出所携带的信号，叫作检波答案　ABC解析　当接收电路与电磁波发生电谐振，即接收电路的固有频率等于电磁波的频率时，电路中激起的电流最强，A正确；根据调谐概念可知，B正确；收音机的接收电路是LC振荡回路，C正确；把声音或图像信号从高频电流中还原出来，叫作解调。调幅波的解调也叫检波。D错误。6．(多选)调谐电路通常情况下是通过调节电容器的电容和电感线圈的自感系数来实现接收，但是在某次调节的过程中，电容器的电容由最大值调到最小值，仍没有接收到某电台发出的高频信号。为了接收到该高频信号，应采取的措施为(　　)A．将线圈的匝数增加  B．使用电压更高的电源C．将线圈的匝数减少  D．取走线圈中的铁芯答案　CD解析　当调谐电路的固有频率等于电台发出信号的频率时，发生电谐振才能接收到电台信号。由题意知收不到电信号的原因是调谐电路固有频率低，由公式f＝可知在电容器的电容大小C无法调节得更小的前提下，可减小电感线圈自感系数L，而影响电感线圈自感系数L的因素有线圈匝数、粗细、长短及有无铁芯等，即可通过C、D的操作增大f。故选C、D。典型考点三　电视广播的发射和接收7．关于电视接收的原理，下列说法中正确的是(　　)A．电视接收天线接收到的电磁波中包括有图像信号和伴音信号B．电视接收天线收到电磁波，天线上并不产生感应电流 C．电视接收机收到电磁波，通过电子枪的扫描显示电视节目的伴音信号D．电视接收机收到电磁波，直接经扬声器得到电视节目的伴音信号答案　A解析　电视接收天线收到的电磁波中包括有图像信号和伴音信号，A正确；电视接收天线收到电磁波，天线上发生电磁感应，产生感应电流，B错误；电视接收机收到电磁波，通过电子枪的扫描显示电视节目的图像信号，而不是伴音信号，C错误；电视接收机收到电磁波，要先检波、放大再经扬声器播放电视节目的伴音信号，D错误。 　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　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．检波答案　C解析　为了利用电磁波传递信号，例如传递声音、电视图像，就要让高频的电磁波随着被传递的信号而改变。这种用来携带信号的高频电磁波叫作载波。在电磁波发射技术中，使载波随各种信号而改变的技术叫作调制。故C正确。2．经过调制的高频电流变为图像信号电流的过程叫(　　)A．调幅  B．调频  C．调谐  D．解调答案　D解析　解调是调制的逆过程，该过程把声音信号或图像信号从高频电流中还原出来，故D正确。3．(多选)关于无线电波的发射过程，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．必须使用开放电路答案　ACD解析　为了有效地发射电磁波，一定要对低频输入信号进行调制，且用开放电路发射，A、C、D正确；产生电谐振的过程是在接收电路中，B错误。4．(多选)关于电磁波的接收，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，再经过解调、放大，通过耳机才可以听到声音答案　AD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，只不过频率跟调谐电路固有频率相等的电磁波，在接收电路中激起的感应电流最强。由调谐电路接收的感应电流是经过调制的高频电流，且很微弱，要再经过解调、放大，通过耳机才可以听到声音，故A、D正确。5．(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，必须是闭合电路B．为了使振荡电路有效地向外辐射能量，必须是开放电路C．当接收电路的固有频率与收到的电磁波的频率相同时，接收电路中产生的振荡电流最强D．要使电视机的屏上有图像，必须要有解调过程答案　BCD解析　为了使振荡电路有效地向空间辐射能量，必须是开放电路，故A错误，B正确；当接收电路的固有频率与收到的电磁波的频率相同时，发生电谐振，接收电路中产生的振荡电流最强，故C正确；把声音或图像信号从高频电流中还原出来的过程称为解调，故D正确。6．在无线电广播的接收中，调谐和解调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→解调→音频放大B．解调→高频放大→调谐→音频放大C．调谐→音频放大→解调→高频放大D．解调→音频放大→调谐→高频放大答案　A解析　无线电波的接收过程中，首先要利用电谐振接收电磁波，即调谐；接收的高频振荡电流很弱，故需要高频放大；高频振荡电流还需要经过解调从中还原出低频声音信号；这个声音信号电流很弱，需经过音频放大才能送到扬声器。综上所述，A正确。7．(多选)用一个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答案　BD解析　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f，由f＝可知，要减小f，就必须增大电容器的电容C或电感线圈的自感系数L，由C＝，可判断B、D操作满足要求。8．(2019·福建福州一中期中考试)有波长分别为290 m、397 m、566 m的无线电波同时传向收音机的接收天线，当把收音机的调谐电路的频率调到530 kHz时，则：(1)哪种波长的无线电波在收音机中产生的振荡电流最大？(2)如果想接收到波长为397 m的无线电波，应该把调谐电路中可变电容器的动片旋进一些还是旋出一些？答案　(1)波长为566 m的无线电波　(2)旋出一些解析　(1)设波长为290 m、397 m、566 m的无线电波的频率分别为f1、f2、f3，根据公式f＝，则有f1＝＝ Hz≈1034 kHzf2＝＝ Hz≈756 kHzf3＝＝ Hz≈530 kHz所以波长为566 m的无线电波在收音机中产生的振荡电流最大。(2)要接收波长为397 m的无线电波，应增大调谐电路的固有频率，由公式f＝可知，应使电容C减小，调节可变电容器的动片可以改变两极板的正对面积，因此应把调谐电路中可变电容器的动片旋出一些。