高中物理-电磁波的发射和接收
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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。
第三节电磁波的发射、传播和接收一、无线电波的发射1.有效地向外发射电磁波时,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.(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.电磁波的调制1.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,导体可以用来接收电磁波.2.电谐振与调谐(1)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的现象.(2)调谐:使接收电路产生最强的振荡电流的过程.3.解调使声音或图象信号从高频电流中还原出来的过程,它是调制的逆过程.4.无线电波技术上把波长范围是1_mm~30_km的电磁波称做无线电波,并按波长把无线电波分为若干波段:长波、中波、中短波、短波、微波.预习交流学生讨论:调谐电路的可变电容器的动片从完全旋出到完全旋入仍接收不到某较低频率电台发出的信号,要收到该电台的信号,可采用什么办法?答案:①增加谐振线圈的匝数;②在线圈中插入铁芯;③在线圈两端并联一个较小的电容器;④在电容器两板间插入电介质等方法.一、无线电波的发射1.开放电路是如何形成的?答案:在LC振荡电路中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的直线,一条竖立在高空成为天线,另一条接入地下成为地线,使电场完全暴露在空中,形成开放电路.2.在发射电磁波时为什么要对电磁波进行调制?答案:声音、图象信号的频率很低,不能直接发射出去,只有把声音、图象的低频信号加到高频电磁波上才能向外发射,高频电磁波带着低频信号向外发射,电磁波随着各种信号而改变.3.通常情况下如何对电磁波进行调制?答案:有调幅和调频两种.(1)调幅是使高频电磁波的振幅随信号的强弱而变化.(2)调频是使高频电磁波的频率随信号的强弱而变化.无线电波的发射和接收主要经历哪些过程?无线电传播的方式跟什么因素有关?有哪些传播方式?答案:见解析解析:无线电波的发射主要经历调制、信号放大和通过天线向外发射的过程;无线电波的接收主要经历调谐、检波等过程;无线电波传播的方式跟波长(频率)有关,其传播方式有地波传播、天波传播和直线传播.1.要有效地向外发射电磁波,振荡电路必须具有两个特点:(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;(2)必须是开放电路.2.无线电波的波长范围是1 mm~30 km,不同波长的电磁波在传播方式上也各不相同.无线电波主要的传播方式有:地波传播、天波传播和直线传播三种.二、无线电波的接收1.如何才能接收到我们所需要的电磁波?答案:用一个LC接收电路,使LC回路的固有频率等于所要接收的电磁波的频率,使接收电路产生电谐振,即应用调谐电路.2.如何才能从经过调制的电磁波中得到声音、图象信号?答案:要对接收到的调制信号进行解调,去掉高频成分,只保留声音、图象这些低频信号,即从振荡电流中“检"出声音、图象信号.3.为什么超远程无线电利用无线电波中的长波波段,而雷达利用微波波段?答案:根据波的衍射特性,波长越长,越容易绕过障碍物,所以超远程无线电利用长波波段.微波波长短,传播时直线性好.雷达正是应用了微波直线性好的特点.4.无线电的接收过程如图所示:由图可知,一台最简单的收音机,除了接收天线和扬声器外,至少还必须具备哪些单元电路?答案:调谐电路和检波电路.下图中A为某火箭发射场,B为山区,C为城市.发射场正在进行某型号火箭的发射试验.为了转播火箭发射的实况,在发射场建立了发射台用于发射广播与电视信号.已知传输无线电广播所用的电磁波波长为550 m,而传输电视信号所用的电磁波波长为0.566 m,为了不让山区挡住信号的传播,使城市居民能收听和收看到火箭发射的实况,必须通过建在山顶上的转发站来转发________(填“无线电广播信号"或“电视信号”),这是因为______________________.点拨:弄清波发生明显衍射现象的条件是正确处理此题的关键.答案:电视信号电视信号波长短,沿直线传播,受山体阻挡,不易衍射解析:从题中知,传输无线电广播所用的电磁波波长为550 m,根据波发生明显衍射现象的条件,知该电磁波很容易发生衍射现象,绕过山坡而传播到城市所在的C区,因而不需要转发装置.电视信号所用的电磁波波长为0。
工业技术科技创新导报 Science and Technology Innovation Herald121高中物理电磁波信号发射与接收电路学习,是物理课程中一节实验探究性较强的章节,需要教师进行模拟仿真,让学生真实地体验电路仿真的实验效果,方便学生对电磁波信号发射和接收线路的了解以及进行课下的自我学习。
其次,学生通过教师的教学也可以课下进行一些电磁波信号发射和接受线路之间的研究,便于自己更直观地掌握知识点。
1 电磁波信号发射的电路和仿真分析无线传输的过程中,为了获得较高的辐射效率,无线尺寸需要和发射的信号波长相比拟,如若将信号加载到高频信号当中,就可以运用调制信号去控制及约束高频载波的服务,致使其振幅按照调制信号的要求变化,进而使已经调制好的信号和信道内的带通特性相互匹配,从而提升无线信号的传输性能。
在这一系列的过程步骤中调频和调幅起着十分关键的作用,它们的调动直接关系到电磁波信号传输的准确性和高效性,以下则是对调幅和调频的简单概述。
1.1 调幅电路的调幅含义和仿真分析调幅(A M)是用低频调制信号然后去控制高频载波的幅度,在这中间使得振幅按照调制信号规律变化的过程。
在对调幅电路仿真分析过程中,需要变容二极管调频电路、锁相环调频电路仿真分析[1]。
以下则是对其仿真分析的具体概述。
1.1.1 变容二极管调频电路变容耳机管调频仿真电路是将虚拟的示波器连接到输出端,接着按下F5键就可以启动该仿真装置,在启动之后,双击4踪示波器,就可以观察到仿真电路的输出波形[2]。
1.1.2 锁相环调频电路的仿真分析锁相环调频电路的结构原理完全不同于变容二极管的调频结构。
锁相环的调频主要是由3个重要部分组成,它们分别是鉴相器(P D)、压控振荡器(V C O)以及环路滤波器(LP)。
1.2 调频信号的原理及仿真分析实现调频的方法主要可以划分成两个不同的层次类别及直接调频和间接调频两种类型。
直接调频是利用调制信号去直接的控制振荡器的振荡频率,让调制信号按照其调制规律进行发展变化。
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。
2018高中物理选修第一章知识点总结:电磁振荡电磁波的发射和接收2018高中物理选修第一章知识点总结:电磁振荡电磁波的发射和接收第四章、电磁振荡电磁波的发射和接收 1、LC回路振荡电流的产生先给电容器充电,把能以电场能的形式储存在电容器中。
(1)闭合电路,电容器C通过电感线圈L开始放电。
由于线圈中产生的自感电动势的阻碍作用。
放电开始瞬时电路中电流为零,磁场能为零,极板上电荷量最大。
随后,电路中电流加大,磁场能加大,电场能减少,直到电容器C两端电压为零。
放电结束,电流达到最大、磁场能最多。
(2)由于电感线圈L中自感电动势的阻碍作用电流不会立即消失,保持原来电流方向,对电容器反方向充电,磁场能减少,电场能增多。
充电流由大到小,充电结束时,电流为零。
接着电容器又开始放电,重复(1)、(2)过程,但电流方向与(1)时的电流方向相反。
电磁波的发射和接收有效的向外发射电磁波的条件:(1)要有足够高的振荡频率,因为频率越高,发射电磁波的本领越大。
(2)振荡电路的电场和磁场必须分散到尽可能大的空间,才有可能有效的将电磁场的能量传播出去。
采用什么手段可以有效的向外界发射电磁波?改造振荡电路――由闭合电路成开放电路 2 、电磁波的接收条件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:使接收电路产生电谐振的过程。
通过改变电容器电容来改变调谐电路的频率。
③检波:从接收到的高频振荡中“检”出所携带的信号。
.电磁波谱及其应用Ⅰ 3 、光的电磁说(1)麦克斯韦计算出电磁波传播速度与光速相同,说明光具有电磁本质(2)电磁波谱电磁波谱无线电波红外线可见光紫外线 X射线射线产生机理在振荡电路中,自由电子作周期性运动产生原子的外层电子受到激发产生的原子的内层电子受到激发后产生的原子核受到激发后产生的(3)光谱①观察光谱的仪器,分光镜②光谱的分类,产生和特征发射光谱连续光谱产生特征由炽热的固体、液体和高压气体发光产生的由连续分布的,一切波长的光组成明线光谱由稀薄气体发光产生的由不连续的一些亮线组成吸收光谱高温物体发出的白光,通过物质后某些波长的光被吸收而产生的在连续光谱的背景上,由一些不连续的暗线组成的光谱③ 光谱分析:一种元素,在高温下发出一些特点波长的光,在低温下,也吸收这些波长的光,所以把明线光波中的亮线和吸收光谱中的暗线都称为该种元素的特征谱线,用来进行光谱分析。