《【精品】2019版高中物理第三章電磁振蕩電磁波3電磁波譜電磁波的應(yīng)用4無線電波的發(fā)射傳播和接收學(xué)案教.pdf》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《【精品】2019版高中物理第三章電磁振蕩電磁波3電磁波譜電磁波的應(yīng)用4無線電波的發(fā)射傳播和接收學(xué)案教.pdf（11頁珍藏版）》請?jiān)趨R文網(wǎng)上搜索。

1、13 電磁波譜電磁波的應(yīng)用4 無線電波的發(fā)射、傳播和接收 學(xué)習(xí)目標(biāo) 1.了解電磁波各波段的特性和主要作用.2.了解電磁波的應(yīng)用和在科技、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)發(fā)展中的作用.3.了解有效地發(fā)射電磁波的兩個(gè)條件.4.了解調(diào)制、調(diào)幅、調(diào)諧、電諧振在電磁波發(fā)射、接收過程中的作用.一、電磁波譜電磁波的應(yīng)用1.電磁波譜：按電磁波的波長(或頻率)大小的順序把它們排列成譜，叫電磁波譜.2.電磁波譜按頻率由小到大的順序排列為：無線電波、紅外線、可見光、紫外線、X射線、射線.3.不同電磁波的特點(diǎn)及應(yīng)用(1)無線電波：波長從幾毫米到幾十千米的電磁波，主要用于通信、廣播及其他信號傳播.(2)紅外線波長位于微波和可見光之間的電磁波

2、.波長范圍在760106nm.應(yīng)用：遙控、加熱、紅外線遙感.(3)紫外線波長范圍為60400nm，不能直接引起視覺.應(yīng)用：滅菌消毒、防偽、有助于人體合成維生素D.(4)X 射線波長比紫外線還短的電磁波.特點(diǎn)：穿透能力很強(qiáng).應(yīng)用：可用于檢查工件內(nèi)部、透視人體.(5)射線比 X射線波長更短的電磁波，波長范圍為107 102nm.特點(diǎn)：穿透能力比X射線更強(qiáng).應(yīng)用：工業(yè)上進(jìn)行探傷；醫(yī)學(xué)上用來治療某些疾病.二、無線電波的發(fā)射、傳播和接收1.無線電波的發(fā)射(1)要有效地發(fā)射電磁波，振蕩電路必須具有如下特點(diǎn)：2第一，振蕩電路產(chǎn)生的電場和磁場必須分布到廣大的開放空間中，才能有效地把電磁場的能量傳播出去.第二，

3、要有足夠高的振蕩頻率.(2)載波：用來“運(yùn)載”信號的高頻等幅波.(3)調(diào)制：把傳遞的信號“加”到載波上的過程.分類調(diào)幅：使高頻振蕩的振幅隨信號而變.調(diào)頻：使高頻振蕩的頻率隨信號而變.2.無線電波的傳播(1)地波：沿地球表面空間傳播的無線電波.適用于能夠繞過地面障礙物的長波、中波和中短波.短波和微波不宜用地波傳播.(2)天波：依靠電離層的反射來傳播的無線電波.適用于不易吸收和穿過電離層而易被電離層反射的短波.實(shí)驗(yàn)證明：微波易穿過電離層進(jìn)入太空，長波易被電離層吸收.(3)直線傳播：沿直線傳播的電磁波，叫做空間波或視波.適用于微波.3.無線電波的接收(1)接收原理電磁波在傳播過程中如果遇到導(dǎo)體，會(huì)在

4、導(dǎo)體中產(chǎn)生感應(yīng)電流.因此空中的導(dǎo)體可以用來接收電磁波.(2)電磁諧振(電諧振)當(dāng)振蕩電路的固有頻率跟傳播來的電磁波的頻率相等時(shí)，電路中激起的感應(yīng)電流最強(qiáng).(3)調(diào)諧使接收電路產(chǎn)生電諧振的過程.調(diào)諧電路：能夠調(diào)諧的接收電路.即學(xué)即用 判斷下列說法的正誤.(1)各種電磁波中最容易表現(xiàn)出干涉和衍射現(xiàn)象的是 射線.()(2)X 射線的穿透本領(lǐng)比 射線更強(qiáng).()(3)低溫物體不能輻射紅外線.()(4)調(diào)制就是將低頻信號變成高頻信號，再放大后直接發(fā)射出去.()(5)當(dāng)處于電諧振時(shí)，只有被接收的電磁波才能在接收電路中產(chǎn)生感應(yīng)電流.()3一、電磁波譜及電磁波的應(yīng)用 導(dǎo)學(xué)探究 電磁波在我們?nèi)粘Ｉ钪袘?yīng)用相當(dāng)廣泛

5、，請你列舉出下列電磁波的應(yīng)用實(shí)例：無線電波、微波、紅外線、可見光、紫外線、X射線和 射線.答案無線電波：收音機(jī)；微波：電視機(jī)；紅外線：電烤箱；可見光：人可看到的五彩繽紛的世界；紫外線：紫外線消毒燈；X射線：X光透視機(jī)；射線：射線探傷.知識深化 不同電磁波的特性及應(yīng)用電磁波譜無線電波紅外線可見光紫外線X射線 射線頻率由左向右，頻率變化為由小到大真空中的波長由左向右，波長變化為由長到短特性波動(dòng)性強(qiáng)熱效應(yīng)強(qiáng)感光性強(qiáng)化學(xué)作用、熒光效應(yīng)強(qiáng)穿透力強(qiáng)穿透力最強(qiáng)用途通信、廣播、天體物理研究遙控、遙測、加熱、紅外攝像、紅外制導(dǎo)照明、照相等日光燈、殺菌、防偽、治療皮膚病等檢查、探測、透視、治療探測、治療例 1(多

6、選)關(guān)于電磁波譜，下列說法正確的是()A.波長不同的電磁波在本質(zhì)上完全相同B.電磁波的波長若差異太大則會(huì)出現(xiàn)本質(zhì)不同的現(xiàn)象C.電磁波譜的頻帶很寬D.電磁波的波長很短，所以電磁波的頻帶很窄答案AC 解析電磁波譜中的電磁波在本質(zhì)上是完全相同的，只是波長或頻率不同而已.其中最長波長是最短波長的1021倍以上.例 2下面列出一些醫(yī)療器械的名稱和這些器械運(yùn)用的物理現(xiàn)象，請將相應(yīng)的字母填寫在運(yùn)用這種現(xiàn)象的醫(yī)療器械后面的空格上.(1)X 光機(jī)，.(2)紫外線燈，.(3)理療醫(yī)用“神燈”照射傷口，可使傷口愈合得較好.這里的“神燈”是利用.A.光的全反射4B.紫外線具有很強(qiáng)的熒光作用C.紫外線具有殺菌消毒作用D

7、.X 射線有很強(qiáng)的貫穿力E.紅外線具有顯著的熱效應(yīng)F.紅外線波長較長，易發(fā)生衍射答案(1)D(2)C(3)E 解析(1)X光機(jī)是用來透視人體內(nèi)部器官的，因此需要具有較強(qiáng)穿透力的電磁波，但又不能對人體造成太大的傷害，因此采用了穿透能力比較強(qiáng)又不會(huì)給人體造成太大的傷害的X射線，故選擇D.(2)紫外線燈主要是用來殺菌的，因此它應(yīng)用的是紫外線的殺菌作用而非熒光作用，故選擇C.(3)“神燈”又稱紅外線燈，主要是用于促進(jìn)局部血液循環(huán)，它利用的是紅外線的熱效應(yīng)，使人體局部受熱，血液循環(huán)加快，故選擇E.二、無線電波的發(fā)射、傳播和接收 導(dǎo)學(xué)探究 1.將兩根鋁管固定在感應(yīng)圈的兩極上，另兩根鋁管接微安表頭并固定在絕

8、緣手柄上，如圖1所示.圖 1(1)接通感應(yīng)圈電源，把手柄上兩鋁管平行靠近感應(yīng)圈上的兩鋁管，你看到了什么現(xiàn)象？為什么？(2)當(dāng)把感應(yīng)圈兩極上的鋁管拆掉后，把手柄靠近感應(yīng)圈有什么現(xiàn)象？為什么？答案(1)微安表頭指針偏轉(zhuǎn)，這說明絕緣手柄上的鋁管接收到了電磁波.(2)沒有裝鋁管時(shí)，微安表頭指針不偏轉(zhuǎn)，說明絕緣手柄上的鋁管沒有接收到電磁波.因?yàn)榘l(fā)射電磁波要有天線.2.按圖 2 甲，用兩個(gè)萊頓瓶(附矩形發(fā)射框和帶氖泡的矩形接收框)、感應(yīng)圈和直流電源連成電路.如圖乙所示，發(fā)射框上的銅球與萊頓瓶上的銅球相距約1 2cm，氖泡兩端分別接萊頓瓶的內(nèi)壁和外壁金屬箔.感應(yīng)圈高壓加在銅球和萊頓瓶上，使銅球間發(fā)生火花放電

9、.調(diào)節(jié)接收框上的可移動(dòng)的豎直金屬滑動(dòng)桿，使它從最右端慢慢向左移動(dòng)，觀察接收框上的氖泡發(fā)光有什么變化？并說明產(chǎn)生這種變化的原因.5圖 2 答案在滑動(dòng)桿向左滑動(dòng)的過程中，氖泡先變亮后變暗，當(dāng)矩形接收框與發(fā)射框的大小差不多時(shí)氖泡最亮.當(dāng)兩框大小相等時(shí)，兩框的電感接近相等，與萊頓瓶組成的LC振蕩電路的固有頻率接近相同，發(fā)射電路與接收電路發(fā)生電諧振，接收框接收到的信號最強(qiáng)，所以氖泡最亮.知識深化 1.無線電波的發(fā)射、傳播和接收過程2.對概念的理解(1)“調(diào)幅”和“調(diào)頻”都是調(diào)制過程，解調(diào)是調(diào)制的逆過程.(2)電諧振就是電磁振蕩中的“共振”.(3)調(diào)諧與電諧振不同，電諧振是一個(gè)物理現(xiàn)象，而調(diào)諧則是一個(gè)操作

10、過程.例 3為了增大無線電臺(tái)向空間發(fā)射無線電波的能力，對LC振蕩電路的結(jié)構(gòu)可采用下列哪些措施()A.增大電容器極板的正對面積B.增大電容器極板的間距C.增大電感線圈的匝數(shù)D.提高供電電壓答案B 解析要增大無線電波向空間發(fā)射電磁波的能力，必須提高其振蕩頻率，即減小L或減小C，要減小L，可通過減小線圈匝數(shù)、向外抽鐵芯的方法；要減小C，可采用增大板間距、減小極板正對面積、減小介電常數(shù)的辦法.故 B正確.例 4在如圖 3 所示的電路中，C1200pF，L140H，L2160 H，怎樣才能使回路2 與回路 1 發(fā)生電諧振？發(fā)生電諧振的頻率是多少？6圖 3 答案改變可變電容器C2的電容，使得C2為 50p

11、F 1.78MHz 解析發(fā)生電諧振時(shí)兩電路的固有頻率相同.為使回路發(fā)生電諧振，可以改變可變電容器C2的電容，使f2f1，即12L2C212L1C1C2L1C1L240 200160 pF 50 pF.發(fā)生電諧振時(shí)的頻率f112L1C11.78 106 Hz 1.78 MHz.1.(電磁波譜)(多選)在電磁波中，波長按從長到短排列的是()A.無線電波、可見光、紅外線B.無線電波、可見光、射線C.紅光、黃光、綠光D.紫外線、X射線、射線答案BCD 解析電磁波譜按波長從長到短的排列順序依次是無線電波紅外線可見光(紅、橙、黃、綠、青、藍(lán)、紫)紫外線 X射線 射線，由此可知B、C、D選項(xiàng)正確.2.(電磁

12、波的特性及應(yīng)用)電磁波在生活中有著廣泛的應(yīng)用.不同波長的電磁波具有不同的特性，因此也有不同的應(yīng)用.下列器材與其所應(yīng)用的電磁波對應(yīng)關(guān)系不正確的是()A.雷達(dá)無線電波B.手機(jī) X射線C.紫外消毒柜紫外線D.遙控器紅外線答案B 解析雷達(dá)是利用了無線電波中的微波來測距的，故A正確；手機(jī)采用的是無線電波，X射線對人體有很大的輻射，不能用于通信，故 B錯(cuò)誤；紫外線具有很強(qiáng)的消毒作用，故 C正確；紅外線可以用于遙控器，故D正確.3.(電磁波的發(fā)射)(多選)關(guān)于電磁波的發(fā)射過程，下列說法正確的是()A.必須對信號進(jìn)行調(diào)制B.必須使信號產(chǎn)生電諧振7C.必須把傳輸信號加到高頻電流上D.必須使用開放回路答案ACD

13、解析在電磁波的發(fā)射過程中，一定要對低頻輸入信號進(jìn)行調(diào)制，把傳輸信號加到高頻電流上.為了有效地向外發(fā)射電磁波，必須使用開放電路，A、C、D正確.而產(chǎn)生電諧振是在接收過程中，B錯(cuò)誤.4.(電磁波的接收)一臺(tái)收音機(jī)可接收中波、短波兩個(gè)波段的無線電波，打開收音機(jī)后蓋，在磁棒上能看到兩組線圈，其中一組是用細(xì)線密繞匝數(shù)多的線圈，另一組是用粗線疏繞匝數(shù)少的線圈，由此可以判斷()A.匝數(shù)多的電感大，使調(diào)諧電路的固有頻率較小，故用于接收中波B.匝數(shù)多的電感小，使調(diào)諧電路的固有頻率較大，故用于接收短波C.匝數(shù)少的電感小，使調(diào)諧電路的固有頻率較小，故用于接收中波D.匝數(shù)少的電感大，使調(diào)諧電路的固有頻率較大，故用于接

14、收短波答案A 解析根據(jù)匝數(shù)多密繞的線圈電感大、匝數(shù)少疏繞的線圈電感小，可排除B、D選項(xiàng)；根據(jù)T2LC，電感越大，回路固有頻率越小，可排除C選項(xiàng)；根據(jù)cf，頻率越小，波長越長，故用細(xì)線密繞匝數(shù)多的線圈可用于接收中波，可知A選項(xiàng)是正確的.一、選擇題考點(diǎn)一電磁波譜1.一種電磁波入射到半徑為1m的孔上，可發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象，這種波屬于電磁波譜中的()A.可見光 B.射線 C.無線電波D.紫外線答案C 2.在電磁波譜中，紅外線、可見光和倫琴射線(X 射線)三個(gè)波段的頻率大小關(guān)系是()A.紅外線的頻率最大，可見光的頻率最小B.倫琴射線的頻率最大，紅外線的頻率最小C.可見光的頻率最大，紅外線的頻率最小D.倫

15、琴射線的頻率最大，可見光的頻率最小答案B 解析在電磁波譜中，紅外線、可見光和倫琴射線(X 射線)按照頻率從大到小的排列順序是：倫琴射線(X 射線)、可見光、紅外線.8考點(diǎn)二電磁波的特性及應(yīng)用3.(多選)電磁波按波長大小的順序把它們排列成譜，如圖1 所示，由電磁波譜可知()圖 1 A.微波是不可見光B.紅外線可以滅菌消毒C.紫外線的波長比紅外線長D.X 射線能穿透物質(zhì)，可以用來檢查生物骨骼結(jié)構(gòu)答案AD 解析微波是不可見光，選項(xiàng) A正確；紅外線有熱效應(yīng)，紫外線可以滅菌消毒，選項(xiàng) B錯(cuò)誤；紫外線的波長比紅外線短，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；X射線穿透性強(qiáng)，可以用來檢查生物骨骼結(jié)構(gòu)，選項(xiàng) D正確.4.關(guān)于生活中遇到的

16、各種波，下列說法正確的是()A.電磁波可以傳遞信息，聲波不能傳遞信息B.手機(jī)在通話時(shí)涉及的波既有電磁波又有聲波C.太陽光中的可見光和醫(yī)院“B超”中的超聲波傳播速度相同D.遙控器發(fā)出的紅外線波長和醫(yī)院“CT”中的 X射線波長相同答案B 解析聲波、電磁波都能傳遞能量和信息，A項(xiàng)錯(cuò)誤；在手機(jī)通話過程中，既涉及電磁波又涉及聲波，B 項(xiàng)正確；可見光屬于電磁波，B 超中的超聲波是聲波，波速不同，C 項(xiàng)錯(cuò)誤；紅外線波長較X射線波長長，故D項(xiàng)錯(cuò)誤.5.在烤箱中能看見一種淡紅色的光，下列關(guān)于這種光的說法中正確的是()A.是電熱絲發(fā)出的紅外線B.是電熱絲發(fā)出的紅光C.主要是利用這種光為食物加熱D.給食物加熱是利用

17、比這種光波長更短的電磁波答案B 解析烤箱中看到的淡紅色的光是可見的紅光，起加熱作用的主要是波長較長的紅外線，而不是紅光，故正確選項(xiàng)為B.6.“紅外夜視儀”在夜間也能看清黑暗中的物體，主要是因?yàn)?)9A.“紅外夜視儀”發(fā)射出強(qiáng)大的紅外線，照射被視物體B.一切物體均在不停地輻射紅外線C.一切高溫物體均在不停地輻射紅外線D.“紅外夜視儀”發(fā)射出 射線，被視物體受到激發(fā)而放出紅外線答案B 解析所有物體都發(fā)射紅外線，因而“紅外夜視儀”可以看清黑暗中的物體.7.如圖 2 所示的容器中盛有含碘的二硫化碳溶液，在太陽光的照射下，地面呈現(xiàn)的是圓形黑影，在黑影中放一支溫度計(jì)，可發(fā)現(xiàn)溫度計(jì)顯示的溫度明顯上升，則由此

18、可判定()圖 2 A.含碘的二硫化碳溶液對于可見光是透明的B.含碘的二硫化碳溶液對于紫外線是不透明的C.含碘的二硫化碳溶液對于紅外線是透明的D.含碘的二硫化碳溶液對于紅外線是不透明的答案C 解析紫外線具有熒光效應(yīng)，紅外線熱效應(yīng)明顯，可見光有視覺感應(yīng)，地面呈現(xiàn)的是圓形黑影，說明含碘的二硫化碳溶液對于可見光是不透明的；溫度計(jì)顯示的溫度明顯上升，紅外線熱效應(yīng)明顯，故說明含碘的二硫化碳溶液對于紅外線是透明的.故選 C.考點(diǎn)三無線電波的發(fā)射、傳播和接收8.(多選)關(guān)于無線電廣播過程，下列說法正確的是()A.話筒將聲音信號轉(zhuǎn)變成音頻信號B.每個(gè)電臺(tái)都能使用任意頻率發(fā)射電磁波信號C.接收機(jī)上的天線，直接接收

19、來自廣播臺(tái)的聲音信號D.收音機(jī)上的“調(diào)諧”旋鈕起到選臺(tái)的作用答案AD 解析話筒是聲傳感器，將聲音信號轉(zhuǎn)變成音頻信號(低頻電信號)，故 A正確；每個(gè)電臺(tái)發(fā)射的電磁波的頻率都是特定的，故 B錯(cuò)誤；接收機(jī)上的天線，通過電諧振原理將所需信號從眾多的電磁波信號中選出來，故C錯(cuò)誤；收音機(jī)上的“調(diào)諧”旋鈕通過改變自身頻率，利用電諧振原理將所需信號從眾多的電磁波信號中選出來，起到選臺(tái)的作用，故D正確.9.世界各地有許多無線電臺(tái)同時(shí)廣播，用收音機(jī)一次只能收聽到某一電臺(tái)的播音，而不是同10時(shí)收聽到許多電臺(tái)的播音，其原因是()A.收聽到的電臺(tái)離收音機(jī)最近B.收聽到的電臺(tái)頻率最高C.接收到的電臺(tái)電磁波能量最強(qiáng)D.接收

20、到的電臺(tái)電磁波與收音機(jī)調(diào)諧電路的頻率相同，產(chǎn)生了電諧振答案D 解析選臺(tái)就是調(diào)諧過程，使f固f電磁波，在接收電路中產(chǎn)生電諧振激起的感應(yīng)電流最強(qiáng)，故選 D.10.(多選)如圖 3 所示，調(diào)諧電路可變電容器的動(dòng)片從完全旋入到完全旋出仍接收不到較高頻率電臺(tái)發(fā)出的電信號，要收到電信號，可采用以下哪種措施()圖 3 A.增大調(diào)諧電路中線圈的匝數(shù)B.加大電源電壓C.減少調(diào)諧電路中線圈的匝數(shù)D.將線圈中的鐵芯取走答案CD 解析當(dāng)調(diào)諧電路的固有頻率等于接收電磁波的頻率時(shí)，發(fā)生電諧振才能較好地收到電臺(tái)信號.題圖調(diào)諧電路收不到信號的原因是調(diào)諧電路的固有頻率低，由f12LC知，在C無法再調(diào)節(jié)的情況下，可減小L以提高f

21、，故選項(xiàng)C、D正確.11.收音機(jī)中的調(diào)諧電路線圈的電感為L，要想接收波長為 的電臺(tái)信號，應(yīng)把調(diào)諧電路中電容器的電容調(diào)至(c為光速)()A.2LcB.12LcC.22Lc2D.242Lc2答案D 解析由T2LC，在真空中cT得，C242Lc2，故選 D.1112.(多選)圖 4 甲為一個(gè)調(diào)諧接收電路，圖乙、丙、丁為電路中的電流隨時(shí)間變化的圖像，則()圖 4 A.i1是L1中的電流圖像B.i1是L2中的電流圖像C.i2是L2中的電流圖像D.i3是流過耳機(jī)的電流圖像答案ACD 解析L1中由于電磁感應(yīng)，產(chǎn)生的感應(yīng)電流的圖像同題圖乙相似，但是由于L2和D串聯(lián)，所以當(dāng)L2的電壓與D反向時(shí)，電路不通，因此這時(shí)L2中沒有電流，所以L2中的電流圖像應(yīng)是題圖丙.高頻部分通過C2，通過耳機(jī)的電流如同題圖丁中的i3，只有低頻的音頻電流，故選項(xiàng) A、C、D正確.二、非選擇題13.(電磁波的接收)收音機(jī)調(diào)諧回路中可變電容器旋到電容為100pF 時(shí)能收到波長為300m的電磁波，如果要收到波長為240m的電磁波，可變電容器的電容要調(diào)為多少？這個(gè)回路的電感為多少？答案64pF 2.5 10 4H 解析根據(jù)vf和f12LC，有 v2LC，其中v 3108m/s，則 300 31082L100101224031082LC解得：L2.5 104H，C 64pF.