高中物理选修3-4-14-3 电磁波的发射和接收

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基础夯实

1.为了使需要传递的信息(如声音、图像等)加载在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:声音、图像信号的频率很低,不能直接发射出去,只有高频电磁波才能向外发射。所以要用高频携带着低频才能向外发射出去。而把低频信号加到高频电磁波上去的过程叫调制。

2.(2011·延边高二检测)简单的、比较有效的电磁波的发射装置,至少应具备以下电路中的()

①调谐电路;②调制电路;③高频振荡电路;④开放振荡电路

A.①②③B.②③④

C.①④D.①②④

答案:B

解析:比较有效的发射电磁波的装置应该有调制电路、高频振荡电路和开放振荡电路。调制电路是把需要发射的信号装载在高频电磁波上才能发射出去,高频振荡电路能产生高频电磁波,开放振荡电路能把电磁波发送的更远。而调谐电路是在接收端需要的电路。

3.下列关于无线电波的叙述正确的是()

A.无线电波是波长从几十千米到几毫米的电磁波

B.无线电波在任何介质中传播速度均为3.0×108m/s

C.无线电波不能产生干涉和衍射现象

D.无线电波由真空进入介质传播时,波长变短

答案:AD

解析:无线电波的波长是从几十千米到几毫米的电磁波,故选项A正确;干涉、衍射是一切波都具有的特性,故选项C错误;无线电波由真空进入介质时,波速变小,故选项B错误;由v=λf知,频率不变,波速变小,波长变短,故选项D正确。

4.2008年8月8日号举世瞩目的奥运会在我国北京隆重举行,为了实现全球的电视节目转播,需要借助地球卫星,下列对卫星个数及所处位置的说法正确的是()

A.只需要一颗同步卫星,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.只需要一颗同步卫星,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

答案:B

解析:至少需要设置三颗同步卫星,就基本可以覆盖整个地球表面,其中在两极处还有两个小区域无法覆盖。

5.要提高LC振荡电路辐射电磁波的本领,应该采取的措施是()

A.增大电容器极板间距

B.使振荡电容器的正对面积足够大

C.尽可能使电场和磁场分散开

D.增加回路中的电容和电感

答案:AC

解析:要提高LC振荡电路辐射电磁波的本领,应从两个方面考

虑,一是提高振荡频率,二是使电磁场尽可能地分散开,所以C正

确,由f=

1

2πLC

可知,当增大电容器极板间的距离时,C变小,f

增大,A正确;使电容器正对面积变大,C变大,f变小,B错误;增大回路中的L、C,f变小,D也错误。

6.如图是手机、无线电话调制示意图,请简述其原理。

答案:振荡器产生高频等幅振荡信号,话筒产生低频信号,如图所示。这两种信号完成调制后,调制信号又通过L2与L1耦合到开放电路发射出去。

7.(物理与日常生活)早期电视机接收的频道为1~12频道(48.5 MHz~223 MHz),现在全频道电视机所接收的频道除了1~12频道外,还包括13~56频道(470 MHz~862 MHz),试求早期电视和全频道电视机所接收的无线电波的波长范围。

答案:1.35 m≤λ≤6.19m;0.35m≤λ≤6.19m

8.(思维拓展题)科学技术是一把双刃剑。电磁波的应用也是这样。它在使人类的生活发生日新月异变化的同时也存在副作用——电磁污染。频率超过0.1MHz的电磁波的强度足够大时就会对人体构成威胁。按照有关规定,工作场所受到的电磁辐射强度(单位时间内垂直通过单位面积的电磁辐射能量)不得超过0.50W/m2。若小型无线通讯装置的电磁辐射功率是1W,那么在距离该通讯装置多少米以外是符合规定的安全区域?(已知球面面积S=4πR2)

答案:0.40

解析:设半径为R的圆以外是安全区。

=0.50W/m2,所以R≈0.40m。

因为P

4πR2

能力提升

1.图中(a)为一个调谐接收电路,图(b)、图(c)、图(d)为电路中的电流随时间变化的图象,则()

A.i1是L1中的电流图象

B.i1是L2中的电流图象

C.i2是L2中的电流图象

D.i3是流过耳机的电流图象

答案:ACD

解析:L2中由于电磁感应,产生的感应电动势的图象同(a)图相似,但是由于L2和D串联,所以当L2的电压与D反向时,电路不通,因此这时L2没有电流,所以L2中的电流图象应是(b)图。高频部分通过C2,通过耳机的电流如同(c)图中的i3,只有低频的音频电流,故选项A、C、D正确。

2.电视机的室外天线能把电信号接收下来,是因为()

A.天线处在变化的电磁场中,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.天线只是选择地接收某电台信号,而其他电视台信号则不接

D.天线将电磁波传输到电视机内

答案:A

解析:室外天线处于空间变化的电磁场中,天线中产生了感应电流,此电流通过馈线输送给LC电路,此电流中空间各电台信号激起的电流均存在,但只有频率与调谐电路频率相等的电信号对应电流最强,然后再通过解调处理进入后面的电路,故选项A正确,B、C、D错误。

3.如图所示为调幅振荡电流图象,此电流存在于电磁波发射和接收中的哪些阶段()

A.经调制后B.经调谐后

C.经检波后D.耳机中

答案:AB

解析:为了把信号传递出去,需要将信号“加”到高频振荡电流上,这就是调制。而图象是将信号加上后使高频振荡电流的振幅随信