第4章3电磁波的发射和接收

高中人教版物理选修1-1第四章第三节电磁波的发射和接收同步测试1.发射电视信号时通常采用波长较短的米波，在高楼密集的城市楼群中，电视机上经常出现重影，当电视天线接收到强信号后，接着又接收到弱信号，屏幕上出现强弱交替的影像，这是由于()A. 电磁波的干涉B. 电磁波的衍射C. 电磁波的反射D. 电磁波的折射2.电磁波已广泛运用于很多领域．下列关于电磁波的说法符合实际的是（）A. 电磁波不能产生衍射现象B. 常用的遥控器通过发出紫外线脉冲信号来遥控电视机C. 根据多普勒效应可以判断遥远天体相对于地球的运动速度D. 光在真空中运动的速度在不同惯性系中测得的数值可能不同3.关于现代通信和电磁波，下列叙述正确的是（）A. 光纤通信传输的信息量很大，主要用于无线电广播B. 卫星通信利用人造卫星作为中继站进行通信C. 电磁波的应用对人类有利无害D. 电磁波不能在真空中传播4.红外夜视镜在美国对伊拉克反美武装力量实施的夜间打击中起到重要作用，红外夜视镜是利用了( )A. 红外线波长长，易绕过障碍物的特点B. 红外线的热效应强的特点C. 一切物体都在不停地辐射红外线的特点D. 红外线不可见的特点5.下列关于电磁波和电磁波谱的认识正确的是（）A. 电磁波是横波B. 电磁波在真空中不能传播C. 麦克斯韦通过实验证实了电磁波的存在D. 红外线的频率比紫外线频率大6.2为实现全球的电视转播，下列方案中，正确的一种是（）A. 只需运用一颗同步卫星，在赤道平面上空运行B. 至少需要三颗同步卫星，在赤道平面上空运行C. 只需运用一颗同步卫星，绕着通过南北极的上空运行D. 至少需要三颗同步卫星，绕着通过南北极的上空运行7.1927年，英国发明家贝尔德在伦敦第一次用电传递了活动的图象，标志着电视的诞生．电视塔天线发送的是（）A. 电子B. 电流C. 声波D. 电磁波8.卫星定位系统在日常生活中有广泛的应用，定位时，接收器需要获得卫星发送的信号．卫星发送的是（）A. 声波B. 电磁波C. 次声波D. 机械波9.下列说法中，正确的是（）A. 电磁波不能在真空中传播B. 无线电通信是利用电磁波传输信号的C. 电磁波在真空中的传播速度与频率有关D. 无线电广播与无线电视传播信号的原理毫无相似之处10.下列应用没有利用电磁波技术的是A. 白炽灯B. 移动电话C. 雷达D. 无线电广播11.关于电磁波谱，下列说法正确的是( )A. 波长不同的电磁波在本质上完全相同B. 电磁波的波长若差异太大则会出现本质不同的现象C. 电磁波谱的频带很宽D. 电磁波的波长很短，所以电磁波谱的频带很窄12.下列说法中正确的是（）A. 摄像机实际上是一种将光信号转变为电信号的装置B. 电视机实际上是一种将电信号转变为光信号的装置C. 摄像机在1 s内要传送25张画面D. 电视机接收的画面是连续的13.关于电磁波的传播，下列叙述正确的是()A. 电磁波频率越高，越易沿地面传播B. 电磁波频率越高，越易沿直线传播C. 电磁波在各种介质中传播波长恒定D. 只要有三颗同步卫星在赤道上空传递微波，就可把信号传遍全世界14.有一种“隐形飞机”，可以有效避开雷达的探测，秘密之一在于它的表面有一层特殊材料，这种材料能够________（填“增强”或“减弱”）对电磁波的吸收作用；秘密之二在于它的表面制成特殊形状，这种形状能够________（填“增强”或“减弱”）电磁波反射回雷达设备．15.两人面对面交谈时是利用________传递声音，现代广播、电视、通信系统是利用________传递信息．电磁波的传播速度v、频率f、波长的关系为v=________16.“嫦娥三号”依靠________（选填“电磁”或“声”）波将拍到的月貌图片传回地球，此波由真空进入大气的传播过程中，保持不变的是________（选填“速度”或“频率”）．17.电磁波谱（波长从大到小的顺序）________．按这个循序频率逐渐变________大能量逐渐变________大在同一介质中折射率逐渐变________.18.如图1所示是接收无线电波的简易收音机电路图．已知L和C ，当C调至时，图1（1）指出哪些元件组成了调谐电路，周期是多少？（2）这时该电路能收到的无线电波波长是多少？（3）元件D、起什么作用？答案及解析1.【答案】C【解析】【解答】直接接收的是强信号，经反射后再由天线接收到弱信号，故出现重影。

第四章第2、3节电磁场与电磁波、无线电波的发射和接收教学设计一、教材分析电磁场的形成、电磁波的产生以及发射和接收是这两节的知识主干，在物理观念的形成上作为重点落实。

由于LC回路产生电磁振荡不如机械振动直观，要引导学生结合教材图示分析理解，并通过多媒体手段和实验演示等讲这一过程形象化，帮助学生在物理思维的培养上再上一个台阶。

电磁场的概念和麦克斯韦电磁理论是电磁学的核心内容，但是中学对电磁场理论是要求初步了解。

教材突出了理论的核心内容是：变化的电场产生磁场，变化的磁场产生电场，交替产生的电场和磁场传播出去形成电磁波。

能够动手实验的要学生亲自动手培养学生的科学探究能力。

无线电波的发射和接收涉及概念较多，可以结合图表、思维导图、流程图等多种手段，或者利用运送货物的装卸等流程来帮助学生理解调制、调谐、解调等一系列名次含义。

对电磁波的发现以及无线电波的应用，可以介绍赫兹和马可尼等人的不懈努力以及科技成果，落实培养学生的科学态度与责任。

二、学情分析学生在学习电磁场理论时，已经具备：静电场的知识、电流的产生和电流的磁效应知识、电磁感应现象等知识；接触并了解过电磁波的接收(半导体收音机等)或发射的机械设备。

学生对电磁场的知识掌握还不够全面和系统化，要更好的创设情境，精心组织素材，进一步培养学生的抽象思维和创造思维能力。

三、素养目标1．了解电磁场的形成、电磁波的产生。

2．了解电磁波的发射、传播和接收过程，知道无线电通信的基本原理。

3.能正确区分调制、调幅、调频、调谐和解调等概念。

4.结合实际生活，说出无线电通信在生活中的应用。

四、教学重点、难点1．教学重点：电磁场的形成、电磁波的产生、无线电的传播过程。

2．教学难点：无线电波传播的各种概念辨析。

五、教学方法实验演示法、类比分析法.六、教学过程同学们请看，这是电视台发射电视信号的信号塔效果图。

那么，为什么要建高耸入云的发射塔呢？这是为了接受信号，也就是电磁波。

接下来我们就来学习一下关于电磁波以及电磁波的发射和接收的相关知识。

《电磁波的发射、传播和接收》讲义一、电磁波的基本概念在深入探讨电磁波的发射、传播和接收之前，我们先来了解一下什么是电磁波。

电磁波是由同相且互相垂直的电场与磁场在空间中衍生发射的振荡粒子波，是以波动的形式传播的电磁场。

电磁波在真空中的传播速度恒定，约为每秒299792458 米，这个速度通常被称为光速。

电磁波的波长和频率是其两个重要的特性。

波长是指电磁波在一个周期内传播的距离，而频率则是指电磁波在单位时间内完成的周期数。

它们之间的关系可以用公式c ＝λf 来表示，其中c 是光速，λ 是波长，f 是频率。

电磁波涵盖了从极长波长的无线电波到极短波长的伽马射线的广泛频谱。

不同波长和频率的电磁波具有不同的特性和应用。

二、电磁波的发射电磁波的发射需要一个源头，这个源头通常是一个能够产生交变电流的装置。

当电流在导体中快速变化时，就会产生变化的电场和磁场，从而向外发射电磁波。

例如，在无线电广播中，广播电台的发射机通过电子管或晶体管等元件产生高频振荡电流。

这个电流经过天线时，会在天线周围产生变化的电磁场，并向空间辐射电磁波。

为了有效地发射电磁波，天线的设计和尺寸是非常重要的。

天线的长度通常与所发射电磁波的波长有关。

一般来说，天线的长度应该接近或等于电磁波波长的四分之一或二分之一，这样才能更好地发射电磁波。

此外，电磁波的发射功率也会影响其传播范围和效果。

发射功率越大，电磁波能够传播的距离就越远，但同时也需要考虑到对其他电子设备的干扰以及能源消耗等问题。

三、电磁波的传播电磁波在空间中的传播可以分为三种主要方式：地波传播、天波传播和空间波传播。

地波传播是指电磁波沿着地球表面传播。

这种传播方式适用于波长较长的电磁波，如中波和长波无线电波。

地波传播的优点是能够绕过障碍物，传播距离较远，但信号容易受到地面吸收和干扰的影响。

天波传播是指电磁波被发射到高空的电离层后，被反射回地面的传播方式。

这种传播方式适用于短波无线电波。

电离层能够反射电磁波是因为它是由带电粒子组成的，对电磁波具有折射和反射作用。

雷达原理简介首先，大家必须先了解雷达的基本原理，因为雷达仍是目前用来侦测移动物体最普遍的方法．雷达英文为RADAR,是Radio Detection And Ranging的缩写．所有利用雷达波来侦测移动物体速度的原理，其理论基础皆源自于“多谱勒效应”,其应该也是一般常见的多谱勒雷达(Doppler Radar），此原理是在19世纪一位澳地利物理学家所发现的物理现像，后来世人为了纪念他的贡献，就以他的名字来为该原理命名．都卜勒的理论基础为时间．波是由频率及振幅所构成，而无线电波是随着波而前进的．当无线电波在行进的过程中，碰到物体时,该无线电波会被反弹，而且其反弹回来的波，其频率及振幅都会随着所碰到的物体的移动状态而改变．若无线电波所碰到的物体是固定不动的，那么所反弹回来的无线电波其频率是不会改变的．然而，若物体是朝着无线电线发射的方向前进时，此时所反弹回来的无线电波会被压缩，因此该电波的率频会随之增加；反之，若物体是朝着远离无线电波方向行进时,则反弹回来的无线电波，其频率则会随之减小．速度侦测装置（即台湾警方所使用的测速雷达)所应用的原理，就是可以侦测到发射出现的无线电波,及反弹回来的无浅电波其间的频率变化．由这两个不同频率的差值,便可以依特定的比例关系，而计算是该波所碰撞到物体的速度．当然，此种速度侦测装置可以将所侦测到的速度，转换为「公里/小时」或是「英哩/小时」．也许大家还是无法体会什么是「都卜勒效应」，但每个人在日常生活中应该都有「听」过「都卜勒效应」．例如：当火车鸣笛或救护车的警报声一直朝着你接近时，会发现声音会一直在变化,这就是所谓的「都卜勒效应」，此例子是生活中最常见的例子，因为当声波一直朝着你接近时，该声波的频率会一直增加，所以听到的声音才会一直变．这跟测速雷达所用到的原理是一样的,只不过测速雷达所使用的不是声波，而是无线电波．由于警方的测速雷达总是侦测到一个较强的反单电波后，才决定该移动物体(车子)的速度;而通常体积较大的物体其反弹的电波也较强；另外，离发射电波较近的物体，其所反弹的电波也会较强．根据这个原理，若有两辆大小相同的车子，同样都是超速时，测速雷达只会侦测到开在较前面车子的速度；若有一辆未超速的大卡车开在前方，而另一辆已超速的小客车开在后方时，测速雷达是无法侦测出该小客车已超速，除非该小客车已经超越了大卡车而继续超速．这告诉我们,利用雷达波来侦测车速时,是无法在车阵中，侦测到特定车辆的速度，而只能侦测到开在车阵最前面，且体积较大的车子的速度．雷达（radar)原是“无线电探测与定位”的英文缩写。