1、3无线电波的发射和接收1知道有效地发射电磁波的振荡电路必须具有的两个特点。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。一、无线电波的发射1有效地发射电磁波的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。使电场和磁场扩展到电容器外部的振荡电路叫作开放电路。2电磁波信号的发射技术(1)载波：为了利用电磁波传递信号，就要让高频的电磁波随着被传递的信号而改变，这种用来携带信号的高频电磁波叫作载波。(2)调制：在电磁波发射技术中，使载波随各种信号而改变的技术叫作调制。调制的方法有两
2、种：调幅：使高频电磁波的振幅随信号的强弱而变；调频：使高频电磁波的频率随信号的强弱而变。二、无线电波的接收1接收原理：电磁波能使导体中产生感应电流，所以空中的导体可以用来接收电磁波，这个导体就是接收天线。2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，这种现象叫作电谐振。3调谐：把接收电路产生电谐振的过程叫作调谐。4解调：把声音或图像信号从接收到的高频电流中还原出来，这个过程是调制的逆过程，叫作解调。调谐波的解调也叫检波。三、电视广播的发射和接收1信号采集：电视广播信号是一种无线电信号。在现代电视发射系统中，首先通过摄像机的感光器件将景物的光信号转变为电
3、信号。2信号调制：为了使信号远距离传播，需要通过载波将信号调制成高频信号再进行传播。3信号传播：目前，高频电视信号的传播方式主要有三种：地面无线电传输、有线网络传输、卫星传输。不同的传播方式使用不同频率范围的电磁波，采取不同的调制方式。4信号接收处理：在电视接收端，接收到高频电磁波信号以后，将图像信号经过解调处理，送到显示设备转变为图像信息，将伴音信号经解调后送到扬声器。判一判(1)制作天线必须用导体。()(2)只有接收电路发生电谐振时，接收电路中才有振荡电流。()(3)解调是调制的逆过程。()(4)电谐振相当于机械振动中的共振。()(5)高频电视信号的几种传播方式采取相同的调制方式。()提示
4、：(1)(2)(3)(4)(5)想一想开放电路是如何形成的？提示：在LC振荡电路中减小电容器两极板正对面积，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。课堂任务无线电波的发射和接收仔细观察下列图片，认真参与“师生互动”。活动1：如图甲所示的普通LC振荡电路中，电场和磁场的分布有什么特点？提示：在普通的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。活动2：如图甲电路在电磁振荡的过程中，电场能和磁场能主要是在电路内互相转化，辐射出去的能量很少，乙与甲相比，哪个电路能更有效地发射电磁波呢？乙与丙
5、相比呢？提示：乙与甲相比，乙电路电场分布更广，所以乙能更有效地发射电磁波。乙与丙相比，丙的电场分布更广，磁场分布也广，所以丙比乙能更有效地发射电磁波。活动3：研究表明，振荡电路向外辐射能量的本领，与振荡频率有关。结合以上活动，应从哪些方面提高振荡电路发射电磁波的本领？提示：振荡频率，以及电场和磁场的分布空间。活动4：根据电磁感应现象，考虑如何接收电磁波信号？提示：变化的磁场会使导体中产生感应电流，所以放置一个闭合导体电路，当有电磁波经过时，变化的磁场会在导体电路中产生变化的感应电流，这样就可以接收到电磁波信号。1无线电波的发射(1)有效发射电磁波的条件要有效地向外发射电磁波，振荡电路必须具有的
6、两个特点：要有足够高的振荡频率。频率越高，振荡电路发射电磁波的本领越大，如果是低频信号，要用高频信号运载才能将其更有效地发射出去。振荡电路的电场和磁场必须分散到尽可能大的空间。即采用开放电路，如下图。实际应用中的开放电路：线圈的一端用导线与大地相连，这条导线叫作地线；线圈的另一端与高高地架在空中的天线相连。无线电波就是由这样的开放电路有效地发射出去。(2)调制调制：在电磁波发射过程中，使载波随各种信号而改变的技术。调制的分类a调幅：使高频电磁波的振幅随信号的强弱而改变的调制技术，如图所示。b调频：使高频电磁波的频率随信号的强弱而改变的调制技术，如图所示。(3)无线电波的发射由振荡器(常用LC振
7、荡电路)产生高频振荡电流，用调制器将需传送的电信号调制到振荡电流上，再耦合到一个开放电路中激发出无线电波，向四周发射出去。2无线电波的接收(1)无线电波的接收原理电磁波在空间传播时，如果遇到导体，就会使导体产生感应电流，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导体，就可以接收到电磁波。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。(2)无线电波的接收处理过程接收电路如图所示。调谐：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，这种现象叫作电谐振。使接收电路产生电谐振的过程叫作调谐。调节可调电容器的电
8、容改变电路的固有频率，使它跟要接收的电磁波的频率相同，这个电磁波在调谐电路中激起较强的感应电流，于是就选出了这个电台。解调：把声音或图像信号从高频电流中还原出来的过程叫作解调。它是调制的逆过程，调幅波的解调也叫检波。3电视广播的发射和接收电视广播的发射和接收过程例(多选)关于电磁波的发射和接收，下列说法中正确的是()A为了使振荡电路有效地向空间辐射能量，电路必须是闭合的B音频电流的频率比较低，不能直接用来发射电磁波C当接收电路的固有频率与收到的电磁波的频率相同时，接收电路产生的振荡电流最强D要使电视机的屏幕上有图像，必须要有解调过程(1)无线电波的发射应该采用怎样的电路？提示：应该采用开放电路
9、。(2)电视机是怎样接收电视信号的？提示：由电视天线接收电磁波，经调谐、解调后得到所需信号。规范解答要有效地发射电磁波，必须采用开放电路和高频发射；音频电流的频率比较低，不能直接用来发射电磁波，故A错误，B正确。当接收电路的固有频率与收到的电磁波的频率相同时，接收电路产生的振荡电流最强，这种现象叫作电谐振，C正确。电视机显示图像时，必须经过解调过程，把有效的信号从高频调制信号中取出来，否则就不能显示，D正确。完美答案BCD规律点拨无线电波的发射和接收过程(多选)为了有效地把能量以电磁波的形式发射到尽可能大的空间，除了使用开放电路，还可以()A增大电容器极板间的距离B减小电容器极板的正对面积C减
10、小线圈的匝数D采用低频振荡电流答案ABC解析实行开放电路和提高发射频率是提高电磁波发射能力的两种有效方法；由f、C以及电感L由线圈的大小、形状、匝数及有无铁芯决定可知，A、B、C正确。 1(无线电波的接收)关于电视的接收的原理，下列说法正确的是()A电视接收天线接收到的电磁波中包括图像信号和伴音信号B电视接收天线接收到电磁波，天线上并不产生感应电流C电视机接收到电磁波，通过显示器显示电视节目的伴音信号D电视机接收到电磁波，直接经扬声器得到电视节目的伴音信号答案A解析电视信号中有图像信号和伴音信号，即电视接收天线接收到的电磁波中包括图像信号和伴音信号，A正确；电视接收天线接收到电磁波，引起电磁感
11、应，使天线上产生感应电流，B错误；电视机接收到电磁波后，经过解调处理，将得到的电信号通过显示设备转变为图像信号，C错误；电视机接收到的电磁波，除了载有图像信号外，还有伴音信号。伴音信号经解调后送到扬声器得到电视节目的伴音信号，D错误。2(无线电波的发射)上海人民广播电台发射一种电磁波的频率为990 kHz，中央人民广播电台发射一种电磁波的频率是15.58 MHz，两广播电台发射的电磁波相比，以下分析正确的是 ()A两广播电台发射的电磁波，波速相同，但上海人民广播电台的波长较长B中央人民广播电台的波速大，两者的波长相等C中央人民广播电台的波速大，上海人民广播电台的波长较长D两广播电台发射的电磁波
12、，波速相同，中央人民广播电台的波长较长答案A解析因为不同频率的电磁波在空气中的传播速度都相同，B、C错误；根据cf，由于波速都相同，所以波长与频率是成反比的，上海人民广播电台的电磁波频率小于中央人民广播电台电磁波的频率，则上海人民广播电台的波长比中央人民广播电台的波长长，A正确，D错误。3(无线电波的接收)转换电视频道，选择自己喜欢的电视节目，称为()A调幅 B调频 C调制 D调谐答案D解析我们选择电视节目时，将接收电路的频率调到跟需要接收的某个频率的电磁波的频率相同，即使接收电路产生电谐振，这个过程为调谐，D正确。4(电视广播的发射和接收)下列关于电视广播的发射和接收，说法不正确的是()A发
13、射电视广播信号必须采用调频方式B发射电视广播信号必须进行调制C接收电视广播信号必须进行调谐D接收到电视广播信号必须进行解调才能由扬声器播放答案A解析发射电视广播信号可以采用调频方式，也可以采用调幅方式，A错误；发射电视广播信号必须进行调制，B正确；接收电视广播信号必须进行调谐以进行选台，C正确；接收到电视广播信号必须进行解调还原出低频信号，才能由扬声器播放，D正确。此题选择不正确的，故选A。5(调制)如图甲所示，对讲机是深山探险爱好者必备的通讯工具，不使用时高频振荡器产生的高频等幅振荡如图乙所示，在正常使用的过程中，即探险家对话筒喊话时产生的低频振荡如图丙所示。根据以上信息可知，该对讲机发射的
14、无线电波应为()答案B解析为了把声音信号有效地发射出去，需要对信号进行调制，一种调制方式是：使振荡电流的振幅随着声音信号的强弱而变化，这就是调幅；另一种调制方式是：使振荡电流的频率随信号的强弱而变化，这就是调频。调制不但影响振荡电流的正半周，也影响振荡电流的负半周。综上分析，只有B正确。6. (调制和解调)(多选)如图所示为调幅振荡电流图像，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经解调后 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。而题中图像表示高频振荡电流的振幅随信号而变化，这叫调幅。在接收电路中，经过调谐，回路中将出现
15、调幅振荡电流，经解调后，低频信号从高频电流中还原出来，而在耳机中只有低频信号电流，A、B正确，C、D错误。7(综合)用一自感系数为L的线圈和一电容器构成一调谐电路。要使该调谐电路能接收到波长为的无线电波，则该电容器的电容应为(已知无线电波在空气中的速度为c)()A. B.C. D.答案D解析由可得波长为的无线电波的频率f，故调谐电路的频率也应为f，又因为f，所以，解得C，故D正确。8(电谐振)在如图所示的电路中，C1200 pF，L140 H，L2160 H，怎样才能使回路2与回路1发生电谐振？发生电谐振的频率是多少？答案改变可变电容器C2的电容，使得C2为50 pF1.78 MHz解析发生电
16、谐振时两电路的固有频率相同。为使两回路发生电谐振，可以改变可变电容器的电容，使f2f1，即解得C2 pF50 pF。发生电谐振时的频率f11.78106 Hz1.78 MHz。9(综合)(多选)如图为一个调谐接收电路，a、b、c为电路中的电流随时间变化的图像，则()Ai1是L1中的电流图像Bi1是L2中的电流图像Ci2是L2中的电流图像Di3是流过耳机的电流图像答案ACD解析C1、L1振荡电路通过电谐振会产生调幅电流，即i1，A正确，B错误；L2中由于电磁感应，产生的感应电动势的图像同a图相似，但是由于L2和二极管D串联，所以L2中的电流图像应是i2，C正确；通过D的电流，高频成分由C2流过，
17、所以i3是流过耳机的电流图像，D正确。10(综合)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较低频率电台发出的信号，要收到该电台的信号，可采用下列何种办法()A增加调谐电路中线圈的匝数B加大电源电压C更换一个电容较小的可变电容器D减小电源电压答案A解析接收不到较低频率电台发出的信号是由于调谐电路频率较高，根据f，可采用的办法有增大线圈自感系数，或增大电容器的电容，A正确。11(综合)(多选)用一平行板电容器和一个线圈组成LC振荡电路，要减小电磁波的发射频率，可采用的做法是()A减小电容器两极板间的距离B减小电容器两极板的正对面积C增大电容器两极板的正对面积D在电容器两极板间加入电
18、介质答案ACD解析由f可知，要减小f，就必须增大平行板电容器的电容C或线圈的自感系数L；由C可知，要增大C，就必须减小电容器两极板间的距离、增大电容器两极板的正对面积或在电容器两极板间加入电介质，故A、C、D正确。12. (综合)如图所示的电路中，变压器的原线圈连接在频率为f的交流电源上，电感为L的副线圈接一个适当的电容器成为LC振荡电路，这种振荡电路和机械振动中的_振动相类似，其振荡周期等于_。改变电容器的电容，当电容等于_时，振荡电流最强。答案受迫解析变压器的副线圈中感应电流的频率与原线圈中的电流频率相同，类似于机械振动中的受迫振动，其振荡周期为。改变电容器的电容，可以改变LC振荡回路的固
19、有频率，当固有频率与原线圈中电流的频率相等时，发生电谐振，振荡电流最强，即f，求得C。13(综合)某收音机接收电磁波的波长范围在577 m和182 m之间，该收音机LC回路的可变电容器的动片全部旋出时，回路总电容为39 pF，试分析：(计算结果保留三位有效数字)(1)动片全部旋出时，对应收音机接收电磁波的波长为多大？此LC回路的线圈的自感系数为多少？(2)该收音机LC回路的可变电容器的动片完全旋入时，电容器的电容为多大？答案(1)182 m0.239 mH(2)392 pF解析(1)由cT，T2可得2c。动片完全旋出时，电容器极板正对面积最小，对应电容器的电容最小，因此，对应收音机接收的电磁波波长最小，为182 m，此时电容器的电容为Cmin39 pF由上面关系式可导出L代入数据可求出L0.239 mH。(2)当可变电容器的动片完全旋入时，电容器极板正对面积最大，对应电容器的电容最大。对应收音机接收的电磁波最长，为577 m，由2c得所以CmaxCmin39 pF392 pF。
