選修3-4第十四章電磁波14.2 電磁震蕩14.3電磁波的發射和接受【教學目標】1知道什么是LC振蕩電路和振蕩電流。2知道LC回路中振蕩電流的產生過程。3知道LC回路的周期和頻率公式。4知道什么樣的電磁振蕩和電路有利于向外發射電磁波。5了解利用電磁波傳遞信號要對電磁波進行調制，調制方法有兩種：調幅和調頻。知道什么是調制、什么是調幅和調頻。6知道接收需要的電磁波要進行調諧，知道還原信號還要進行解調，了解什么是調諧和解調。重點：知道什么是調制、什么是調幅和調頻。了解什么是調諧和解難點：知道產生電磁振蕩過程中，LC振蕩電路中的能量轉換情況【自主預習】1.大小和方向都做周期性迅速變化的電流，叫做_電流，產生_的電路叫做振蕩電路。2由_和_組成的電路，就是最簡單的振蕩電路，稱為LC振蕩電路。3在LC振蕩電路中，通過電容器不斷地_，從而使電路中出現了大小、方向都在變化的電流，即振蕩電流。當電容器放電結束時，電路中的_最大，_最小；當電容器充電結束時，電路中的_能最大，_能最小。4.要有效地發射電磁波，振蕩電路必須具有如下特點：第一，要有足夠高的_。第二，振蕩電路的電場和磁場必須分散到_的空間，這樣才能有效地把能量輻射出去。5實際應用中的開放電路，線圈的一端用導線與大地相連，這條導線叫做_；線圈的另一端與高高地架在空中的_相連。6在電磁波發射技術中，使電磁波隨各種信號而改變的技術叫做_。7一種調制的方法是使高頻電磁波的_隨信號的強弱而變，這種調制叫做調幅(AM)；另一種調制的方法是使高頻電磁波的_隨信號的強弱而變，這種調制叫做調頻(FM)。8當接收電路的_頻率跟收到的電磁波的頻率相同時，接收電路中產生的振蕩電流最強，這種現象叫做_。使接收電路產生_的過程叫做調諧。9使聲音或圖像信號從高頻電流中還原出來，這個過程是_的逆過程，叫做_。調幅波的_也叫檢波。 10. (1)無線電波無線電波：無線電技術中使用的波長大于1 mm的電磁波。無線電波的波長范圍從幾毫米到幾十千米。無線電波按波長(或頻率)分成若干個波段，各個波段有其不同的主要用途。(2)有效發射電磁波的條件要有足夠高的振蕩頻率。 采用開放電路 。11. 無線電波的接收(1)電諧振：當接收電路的固有頻率跟接收到電磁波的頻率相同時，接收電路中產生的振蕩電流最強，這種現象叫電諧振。(2)調諧：使接收電路產生電諧振的過程叫調諧。能夠調諧的接收電路叫做調諧電路。 調諧的方法一般是改變電路的L或C。 (3) 解調：要使聲音或圖像信號從高頻電流中還原出來，這個過程是調制的逆過程，叫做解調。調幅波的解調也叫檢波。【典型例題】 一、無線電波的發射【例1】要提高LC振蕩電路輻射電磁波的本領，應該采取的措施是()A增加輻射波的波長B使振蕩電容的正對面積足夠小C盡可能使電場和磁場分散開D增加回路中的電容和電感【例2】為了增大無線電臺向空間輻射無線電波的能力，對LC振蕩電路結構可采取下列哪些措施()A增大電容器極板的正對面積B增大電容器極板的間距C增大自感線圈的匝數D提高供電電壓二、無線電波的接收【例3】如圖所示，為某人收音機接收電路，其電感為L103 mH，為了接收波長為500 m的電磁波，其電容器C應調到多少？【例4】調諧電路的可變電容器的動片從完全旋入到完全旋出仍接收不到較高頻率電臺發出的電信號，要收到電信號，應()A增大調諧電路中線圈的匝數B加大電源電壓C減少調諧電路中線圈的匝數D將線圈中的鐵芯取走【課后練習】1在LC振蕩電路中，電容器上的帶電量從最大值變化到零所需的最短時間是()A. B.C D22在LC振蕩電路中，用以下的哪種辦法可以使振蕩頻率大一倍()A自感L和電容C都增大一倍B自感L增大一倍，電容C減小一半C自感L減小一半，電容C增大一倍D自感L和電容C都減小一半3為了增大LC振蕩電路的固有頻率，下列辦法中可采取的是()A增大電容器兩極板的正對面積并在線圈中放入鐵芯B減小電容器兩極板的距離并增加線圈的匝數C減小電容器兩極板的距離并在線圈中放入鐵芯D減小電容器兩極板的正對面積并減小線圈的匝數4下列對電磁波的發射技術中調制的理解正確的是()A使發射的信號振幅隨高頻振蕩信號而改變叫調幅B使高頻振蕩信號振幅隨發射的信號的改變叫調幅C使發射的信號頻率隨高頻振蕩信號而改變叫調頻D使高頻振蕩信號的頻率隨發射的信號而改變叫調頻5關于電磁波的發射，下列說法中正確的是()A各種頻率的電磁振蕩都能輻射電磁波，只是輻射的能量所占振蕩總能量的比例不同罷了，振蕩周期越大，越容易輻射電磁波B為了有效向外輻射電磁波，振蕩電路必須采用開放電路，同時提高振蕩頻率C為了有效向外輻射電磁波，振蕩電路不必采用開放電路，但要提高振蕩頻率D提高振蕩頻率和電路開放是發射電磁波的必要手段，振蕩電路開放的同時，其振蕩頻率也隨之提高6收音機中的調諧電路線圈的自感系數為L，要想接收波長為的電臺信號，應把調諧電路中電容器的電容調至(c為光速)()A/2Lc B1/2C2/2Lc2 D2/42Lc27為了有效地把磁場的能量以電磁波形式發射到盡可能大的空間。如果用敞露空間的電路后，還需要加上行之有效的辦法是()A增大電容器極板間的距離B減小電容器極板的正對面積C減小線圈的匝數D采用低頻振蕩電流8電視機的室外天線能把電信號接收下來，是因為()A天線處于變化的電磁場中，天線中產生感應電流，相當于電源，通過饋線輸送給LC電路B天線只處于變化的電場中，天線中產生感應電流，相當于電源，通過饋線輸送給LC電路C天線只是有選擇地接收某電臺信號，而其他電視臺信號則不接收D天線將電磁波傳輸到電視機內9如果收音機調諧電路中是采用改變電容的方式來改變回路固有頻率的。當接收的電磁波的最長波長是最短波長的3倍時，則電容器的最大電容量與最小電容量之比為()A31 B91C13 D1910一臺收音機可接收中波、短波兩個波段的無線電波，打開收音機后蓋，在磁棒上能看到兩組線圈，其中一組是細線密繞匝數多的線圈，另一組是粗線疏繞匝數少的線圈，由此可以判斷()A匝數多的電感大，使調諧電路的固有頻率較小，故用于接收中波B匝數多的電感小，使調諧電路的固有頻率較大，故用于接收短波C匝數少的電感小，使調諧電路的固有頻率較小，故用于接收短波D匝數少的電感大，使調諧電路的固有頻率較大，故用于接收中波11關于電磁波，下列說法正確的是()A雷達是用X光來測定物體位置的設備B使電磁波隨各種信號而改變的技術叫做解調C用紅外線照射時，大額鈔票上用熒光物質印刷的文字會發出可見光D變化的電場可以產生變化的磁場12關于電磁波的傳播，下列敘述正確的是()A電磁波頻率越高，越易沿地面傳播B電磁波頻率越高，越易沿直線傳播C電磁波在各種介質中傳播波長恒定D只要有三顆同步衛星在赤道上空傳遞微波，就可把信號傳遍全世界13手機A撥手機B時，手機B發出鈴聲屏上顯示A的號碼。若將手機A置于一真空玻璃罩中，用手機B撥叫手機A，則()A能聽到A發出的鈴聲，并看到A顯示B的號碼B不能聽到A發出的鈴聲，但看到A顯示B的號碼C不能聽到A發出的鈴聲，但看到A顯示A的號碼D既不能聽到A發出的鈴聲，也不能顯示B的號碼14關于無線電廣播的接收，下列說法中正確的是()A用調諧器取出的高頻電流，通過喇叭即可聽到聲音且接受到的高頻電流只有通過解調，才能產生音頻電流B接受到的高頻電流只有通過解調，才能產生音頻電流C調諧器的作用就是將音頻信號從高頻信號中取出D通過解調電路的電流，再通過喇叭才能聽到聲音15在LC振蕩電路的電容器兩極板距離減小后與某一外來電磁波發生電諧振，那么LC振蕩電路原來的周期T1與外來的電磁波的周期T2的關系是()AT1T2 BT1T2CT1T2 D都有可能例題答案：1. 【答案】B【解析】理論證明，電磁波發射本領(功率)與頻率(f)成正比，電磁場盡可能擴散到周圍空間，形成開放電路。f，C，要使f增大，應減小L或C，通過選項，只有B符合題意。2. 解析：要增大無線電臺向空間輻射電磁波的能力，必須提高其振蕩頻率，由f知，可減小L和C以提高f，要減小L可采取減少線圈匝數，向外抽出鐵芯的辦法，要減小C可采取增大極板間距，減小正對面積，減小介電常數的辦法。故B正確，A、C、D錯誤。答案：B3. 【答案】7.04102 F【解析】該電磁波的頻率為fc/3108/500 Hz6105 Hz那么該電路的固有頻率也應調到f。由電磁振蕩的頻率公式得C1/42f2L，代入數據得C7.04102 F4. 解析：當調諧電路的固有頻率等于接收電磁波的頻率時，發生電諧振才能較好地收到電臺信號，本題中收不到信號的原因是調諧電路的固有頻率低，由f1/(2 )知在C無法再調節的情況下，可減小L以提高f，故C、D正確。答案：C、D課后練習答案：1.解析：LC振蕩電路的周期T2 ，其電容器上的帶電量從最大值變化到零的最短時間tT/4，所以t 。答案：B2.解析：由LC的振蕩電路的頻率f，當自感系數L和電容C都減小一半時，其中振蕩頻率恰好增大一倍。答案：D3. 解析：本題考查LC振蕩電路的頻率公式f。由此式可知增大固有頻率f的辦法是減小L或減小C或同時減小L和C。另外電容器兩極板的正對面積增大則C增大，正對面積減小則C減小。在線圈中放入鐵芯或增加線圈的匝數則L增大，減小線圈的匝數則L減小，故選項D正確。答案：D4. 解析：由調幅和調頻的概念可知B、D正確。答案：B、D5. 解析：電磁波的發射應該采用開放電路，同時頻率越高，發射范圍越大。答案：B6. 解析：波長為的信號，頻率為f，故，解得C，選項D正確。答案：D7. 解析：有效發射電磁波的條件是高頻率和開放電路，要提高頻率，由f可知，減小L或減小C，L與線圈匝數及有無鐵芯等有關，C，與r、S、d有關，分析可知A、B、C正確。答案：A、B、C8. 解析：室外天線處于空間變化的電磁場中，天線中產生了感應電流，此電流通過饋線輸送給LC電路，此電流中空間各電臺信號激起的電流均存在，但只有頻率與調諧電路頻率相等的電信號對應的電流最強，然后再通過解調處理輸入后面電路，故A正確，B、C、D均錯誤。答案：A9. 解析：由c2 知，c2 3c2 ，則，B項正確。答案：B10. 解析：解答本題必須對匝數與電感大小的關系，電感與固有頻率的關系，頻率與波長的關系和調諧電路的固有頻率與接收電磁波波長的關系很清楚，才能準確選取出正確的選項。根據匝數多密繞的線圈電感大，匝數少疏繞的線圈電感小，可排除B、D選項；根據T2 ，電感越大，回路固有頻率越小，可排除C選項；根據cf，頻率越小，波長越大，可知A選項是正確的。答案：A11. 解析：雷達是利用微波來定位的，A項錯誤；使電磁波隨各種信號而改變的技術叫做調制，B項錯誤；鈔票是利用紫外線的熒光作用，C項錯誤；根據麥克斯韋電磁場理論，變化的電場會產生變化的磁場，D項正確。答案：D12. 解析：由cf可判定：電磁波頻率越高，波長越短，衍射性越差，不宜沿地面傳播，而跟光的傳播相似，沿直線傳播，故B對A錯；電磁波在介質中傳播時，頻率不變，而傳播速度改變，由vf，可判斷波長改變，C錯；由于同步衛星相對地面靜止