高中物理人教版 (2019)选择性必修 第二册3 无线电波的发射和接收优秀导学案及答案

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4.3 无线电波的发射和接收 学案一、自主预习1. 在调谐电路中由于电感的调节不方便，因此一般采用调节__________的方法来改变。 2．“wifi”是以无线方式互相连接的技术，无线路由器和电脑、手机之间是通过________传递信息的；电视遥控器前端的发光二极管可以发出不同的__________。课堂探究 情景设问 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？新知探究考点一：无线电波的发射　1、发射电磁波的条件：第一，要有足够高的振荡频率。频率越高，发射电磁波的本领就越大。第二，振荡电路的电场和磁场必须分散到尽可能大的空间，这样才能有效地把能量辐射出去。2、开放电路：为了满足发射条件，可以减小电容器的极板面积，增大极板间距，使电容器变成两条长直线，一条伸入高空称为天线，另一条接入地下成为地线。3、电磁波的调制：（1）定义：把低频电信号加载到高频等幅振荡电流上称为调制。（2）分类：①调幅：使高频电磁波的振幅随信号的强弱而变。②调频：使高频电磁波的频率随信号的强弱而变。4、无线电波音频信号的发射过程考点二：无线电波的接收1、无线电波的接收原理：电磁波在传播过程中如果遇到导体会使导体中产生感应电流，因此空中的导体可以用来接收电磁波。电谐振与调谐： （1）电谐振：当接收电路的固有频率跟接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。（这种现象叫做电谐振）（2）调谐：接收电路产生电谐振的过程。3、解调：把声音或图像信号从高频电流中还原出来。这个过程是调制的逆过程。4、检波：调幅波的解调也叫检波。5、如何利用无线电波传递各种信号（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，使载波随各种信号而改变的技术。 （3）调幅：使高频电磁波的振幅随信号的强弱而变。（4）调频：使高频电磁波的频率随信号的强弱而变。考点三：电视广播的发射和接收发射：电视广播信号是一种无线信号，现代电视发射系统中，首先将光信号转变为电信号，再通过载波将信号调制成高频信号进行传播。2、传播方式 ：(1)地面无线电传输(2)有线网络传输(3)卫星传输。说明：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：电视接收端接收到高频电磁波信号经过调解处理，就可以将得到的信号通过显示设备转变为图像信息。三、典例精讲例题展示：例1：下列关于电磁场与电磁波的说法错误的是（　　）A．麦克斯韦提出光是电磁波的一种形态 B．赫兹的火花实验证明了电磁波的存在 C．电磁波是纵波，不能发生偏振现象 D．变化的电场周围可能产生稳定的磁场 例2：下列关于电磁波的说法中正确的是（　　）A．可见光的波长比紫外线的短 B．电磁波不可以在真空中传播 C．在电磁波谱中，频率最高的是γ射线 D．因红外线具有荧光作用，可以用于防伪四、核心素养专练1. 下列说法正确的是（　　）A．电磁波必须依赖介质才能向远处传播 B．光由空气进入水中，频率不变，波长变短 C．光的干涉、衍射、偏振现象表明光的粒子性 D．介质折射率越大，光从介质射向真空时发生全反射的临界角越大 2. 按照麦克斯韦电磁场理论，以下说法中正确的是（　　）A．电场一定产生磁场，磁场一定产生电场 B．稳定的电场产生稳定的磁场，稳定的磁场产生稳定的电场 C．周期性变化的电场产生周期性变化的磁场，周期性变化的磁场产生周期性变化的电场 D．均匀变化的电场产生均匀变化的磁场，均匀变化的磁场产生均匀变化的电场 3. 现行的第四代移动通信技术4G，采用1880～2635MHz频段的无线电波；2020年我国将全面推行第五代移动通信技术5G，采用3300～5000MHz频段的无线电波。未来5G网络的传输速率是4G网络的50-100倍。下列说法中正确的是（　　）A．5G信号和4G信号都是横波 B．在空气中5G倍号比4G信号传播速度大 C．5G信号和4G信号相遇能产生干涉现象 D．5G和4G电磁波信号的磁感应强度随时间是均匀变化的 4. 关于电磁波，下列说法正确的是（　　）A．雷达是用X光来测定物体位置的设备 B．使电磁波随各种信号而改变的技术叫做调制 C．用红外线照射时，大额钞票上用荧光物质印刷的文字会发出可见光 D．变化的电场一定可以产生电磁波 五、参考答案参考答案自主预习1. 电容2. 电磁波；红外线典例精讲例1. A.1865年麦克斯韦提出电磁场理论，并提出光是电磁波的一种形态。故A正确；B．赫兹的火花实验证明了电磁波的存在。故B正确；C．电磁波为横波，可以发生偏振现象。故C错误；D．如果是均匀变化的电场，其周围可产生稳定的磁场，故D正确。本题选说法错误的，故选：C。例2. A、可见光的波长比紫外线的长。故A错误；B、电磁波可以在真空中传播。故B错误；C、在电磁波谱中，频率最高的是γ射线。故C正确；D、紫外线具有荧光作用，可以用于防伪。故D错误；故选：C。核心素养专练1． A、电磁波传播的是振荡的电磁场，而电磁场本身就是物质，所以电磁波传播不需要依赖介质，在真空中也能传播，故A错误。B、光由空气进入水中，频率不变，波速变小，由波速公式v=λf知波长变短。故B正确。C、偏振是横波特有现象，光的偏振现象表明光是横波，说明了光的波动性，故C错误。D、根据临界角公式sinC=1/n 分析知，介质折射率越大，光从介质射向真空时发生全反射的临界角越小，故D错误。故选：B。2． AB、稳定电场不能产生磁场，稳定磁场不能产生电场，变化的电场一定产生磁场，变化的磁场一定产生电场。故A、B错误；C、根据麦克斯韦理论可知，周期性变化的电场周围产生周期性变化的磁场，周期性变化的磁场周围产生周期性变化的电场，故C正确；D、均匀变化电场周围产生稳定的磁场，均匀变化磁场周围产生稳定的电场，故D错误；故选：C。 3． A、5G和4G信号都是电磁波，电磁波都是横波，故A正确；B、任何电磁波在真空中的传播速度均为光速，故传播速度相同，故B错误；C、波的干涉条件是两列波的频率相同，振动情况相同，5G和4G信号的频率不同，相遇不能产生干涉现象，故C错误；D、根据麦克斯韦电磁场理论可知，均匀变化的电（磁）场只能产生恒定不变的磁（电）场，不能形成电磁波，故5G和4G电磁波信号的磁感应强度随时间不是均匀变化的，故D错误。故选：A。4．A、雷达是根据超声波测定物体位置的，故A错误；B、使电磁波随各种信号而改变的技术叫做调制，故B正确；C、用紫外线照射时大额钞票上用荧光物质印刷的文字会发出可见光，利用紫外线的荧光效应，故C错误；D、根据麦克斯韦电磁场理论可知变化的电场可以产生变化的磁场、变化的磁场产生电场，而变化均匀的电场只能产生稳定的磁场，则不会产生电磁波，故D错误。故选：B。