逍遥右脑 2013-06-08 16:27
班级_________ 姓名_________ 第_______组
人教版物理选修3-4学案：14.3《电磁波的发射和接收导学案》
审核：高二物理组 编写人：朱栋栋
寄语：为了自己的将，好好努力学习吧！
【学习目标】
1．了解有效地发射电磁波的两个条。
2．了解调制、调幅、调频、调谐、解调、电谐振在电磁波发射、接收过程中的作用。
3．通过对电磁波的产生、发射、接收过程及基本电路的简单分析，领会无线电波在实际生活、生产中的作用。
【学习重点和难点】
1．电磁波有效发射的条，调制的含义及调制方式。
2．无线电波接收原理。
3．无线电波调制的含义及调幅和调频的区别。
4．“电谐振”概念。
一、提出问题、引入新
在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，电场能和磁场能主要在不同元之间相互转化，辐射出去的电磁能或者电磁波很少。那么如何才能有效地发射和接收电磁波呢？这就是我们本节所学的内容。
二、自主学习：
（一）无线电波的发射
1、要有效地向外发射电磁波，振荡电路必须具有哪些特点呢？答：①要有足够高的___________。因为频率越高，发射电磁波的_____越大。②．振荡电路的电场和磁场必须分散到______________，只有这样才能有效地把电磁能（电磁波）传播出去。
注意：要满足上述两述条，就需要把振荡电路改造变成开放电路那么如何改造呢？同学们仔细观察一下，图1到图4是如何变化？
图2中，电容器的极板倾斜，张口变大，便于把电磁能辐射出去；线圈的匝数变少，其自感系数变小，便于发射高频率的电磁波。图3中电容器极板间的距离增大，正对面积减少，线圈匝数进一步减少，便于发射较高频率的电磁波，图4中电容器极板间的距离进一步增大，正对面积减少至为零，线圈匝数为零，以便能够发射更高频率的电磁波。
图1 图2 图3 图4
2、实际中的开放电路是如何发射电磁波的呢？
图5
答：在实际应用中常把开放电路的下端跟地连接。跟地连接的导线叫做地线。线圈上部接到比较高的导线上，这条导线叫做天线。天线和地线形成了一个敞开的电容器，电磁波就是由这样的开放电路发射出去的。电视发射塔要建得很高，是为了使电磁波发射得较远。实际发射无线电波的装置中还需在开放电路旁加一个振荡器电路与之耦合，如图5所示，振荡器电路产生的高频率振荡电流通过L2与L1的互感作用，使L1也产生同频率的振荡电流，振荡电流在开放电路中激发出电磁波，向四周发射。
3、调制：调幅与调频
发射电磁波是为了利用它传递________。要想电磁波传得远，就必须使用________的电磁波。但我们要传递的信号却是一些低频信号，如：声音信号频率只有几百至几千赫兹，图象信号频率也不过上万赫兹，不可能把它们直接发送出去。这就要求发射的电磁波随信号而改变。在电磁波发射技术中，使电磁波随各种信号而改变的技术叫做_____。高频振荡电流，类似于可远飞的信鸽；要传送的信号类似于要发出的信，调制类似于把信绑在信鸽的身上。
一种调制的方法是使高频振荡电流的____随信号的强弱而改变，这种调制叫做调幅。
另一种调制的方法是使高频振荡电流的_____随调制信号的强弱而改变，这种调制叫做调频。
（二）电磁波的接收
1、发射的无线电波如何被接收到呢？答：电磁波在空间传播时，如果遇到导体，会使导体产生_______，感应电流的频率跟激起它的电磁波的频率相同。因此利用放在电磁波传播空间中的______，就可以接收到电磁波了。
2、如何使我们需要的电磁波在接收天线中激起的感应电流最强呢？答：当接收电路的__________跟接收到的____________相同时，接收电路中产生的振荡电流最强。在无线电技术里，是利用______达到这个目的的。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，相当于机械振动中的共振。接收电路产生电谐振的过程叫做____，能够调谐的接收电路叫做____电路。看本82页图14.3-4，调节可变电容器的电容可以改变 调谐电路的频率，使它跟要接收的电台发出的电磁波的频率相同，这个频率的电磁波在调谐电路里激起较强的感应电流，这样就选出了这个电台。
3、解调：由调谐电路接收到的感应电流，是经过调制的高频振荡电流，还不是我们需要的声音或图像信号。因此还要使声音或图像信号从高频振荡电流中还原出。从接收到的高频振荡电流中“检”出所携带的调制信号过程，叫做____。解调是____的逆过程，调制的方法不同，解调的方法也不同。调幅波的解调，也叫____。解调类似于把绑在信鸽的信取下。解调之后的信号再经过放大、重现，我们就可以听到或看到了。
班级_________ 姓名_________ 第_______组
14.3《电磁波的发射和接收过关检测卡》
审核：高二物理组 编写人：朱栋栋
1．（A级）在无线电波发射和接收的过程中，为了如下目的，各采用的技术措施是什么？可供选择的答案有：A．调制 B．开放电路 C．检波 D．调谐
（1）为了向外界更多、更有效地发射电磁波, 采用（ ）
（2）为了把某种信号传递出去, 采用（ ）
（3）为了接收某种频率的电磁波, 采用（ ）
（4）为了从高频振荡电流中分离得到信号, 采用（ ）
2. （A级）为使发射的电磁波的波长增为原的两倍，可以将振荡电路的电容 （ ）
A.变为原的两倍 B.变为原的一半
C.变为原的4倍 D.变为原的
3．（A级）空气中波长为20m的电磁波，它的频率是多少？
4. （B级）一振荡电路的电容C、自感系数L分别是另一LC电路的3倍和 倍，它们的频率之比为_____；它们的电磁波在真空中的波长之比为_____。
5. （B级）有一振荡电路，线圈的自感系数L＝8μH，电容器的电容C ＝20pF，此电路能在真空中产生电磁波的波长是_____m。