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(共32张PPT)
3　无线电波的发射和接收
素养 目标定位
目标素养
1.能说出电磁波的发射、传播和接收的过程。知道无线电通信的基本原理
2.能正确区分调制、调幅、调频、调谐、解调等概念
3.能结合生活实际,说出无线电通信在生活中的应用
知识概览
课前 基础认知
一、无线电波的发射
1.要有效地发射电磁波,振荡电路必须具有两个特点:第一,要有足够高的振荡频率,频率越高,发射电磁波的本领越大。第二,振荡电路的电场和磁场必须分散到尽可能大的空间。
2.开放电路: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。
3.电磁波传递信号。
(1)载波:用来携带信号的高频电磁波。
(2)电磁波的调制。
①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。
②调制的分类。
a.调幅(AM):使高频电磁波的振幅随信号的强弱而变的调制技术。
b.调频(FM):使高频电磁波的频率随信号的强弱而变的调制技术。
微思考 1895年,一位年轻的意大利人马可尼发明了无线电通信技术。从此,人们不必依赖电线,就可以在遥远的地方互通信息。电视台发射电视信号为什么要建高耸入云的发射塔呢
提示:电视信号要有效地发射出去,必须采用高频开放电路,电磁波的波长比较短,以直线传播为主,遇到障碍物会被阻挡,所以发射天线要架得高一些。
二、无线电波的接收
1.接收原理:电磁波在传播时如果遇到导体,会使导体中产生感应电流。
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:使接收电路中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。调幅波的解调也叫
检波。
微判断1 (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)收音机能够直接接收声波。(　　)
√
×
√
×
三、电视广播的发射和接收
1.电视广播的发射:通过摄像机的感光器件将景物的光信号转变为电信号,然后通过载波将信号调制成高频信号进行传播。
2.高频电视信号的传播方式:地面无线电传输、有线网络传输和卫星传输。
3.电视广播的接收:接收到高频电磁波信号后,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息。接收天线收到的电磁波除了载有图像信号外,还有伴音信号,伴音信号经过解调后送到扬声器。
微判断2 (1)电视台发射的电磁波都经过了调制。(　　)
(2)高频电视信号可以通过卫星传输。(　　)
(3)不同传播方式需要使用不同频率范围的电磁波。(　　)
(4)不同频率的电磁波,需采用不同的调制方式。(　　)
(5)要使电视机的屏幕上出现图像,必须将电视机接收到的无线电信号解调。(　　)
√
√
√
√
√
课堂 重难突破
对无线电波的发射和接收过程的理解
问题探究
将两根铝管固定在感应圈的两极上,另两根铝管接微安表头并固定在绝缘手柄上,如图所示。
(1)接通感应圈电源,把手柄上的两铝
管平行靠近感应圈上的两铝管,你看
到了什么现象 为什么
(2)当把感应圈两极上的铝管拆掉后,
把手柄靠近感应圈有什么现象
为什么
提示:(1)微安表头指针偏转,因为绝缘手柄上的铝管接收到了电磁波。(2)没有装铝管时,微安表头指针不偏转,说明绝缘手柄上的铝管没有接收到电磁波。因为发射电磁波要有天线。
归纳总结
1.无线电波的发射和接收过程。
(1)发射过程。
(2)接收过程。
2.“调幅”和“调频”的比较。
(1)两种调制的图示。
①调幅。
②调频。
(2)两种调制方式的应用。
①一般电台的中波、短波广播以及电视中的图像信号采用调幅波。
②电台的立体声广播和电视中的伴音信号采用调频波。
3.解调是调制的逆过程。
(1)声音、图像等信号频率相对较低,不能转化为电信号直接发射出去,而要将这些低频信号加载到高频电磁波信号上去。将声音、图像信号加载到高频电磁波上的过程就是调制。
(2)将声音、图像信号从高频信号中还原出来的过程就是解调。
4.正确理解调谐的作用。
世界上有许许多多的无线电台、电视台及各种无线电信号,如果不加选择全部接收下来,那必然是一片混乱,分辨不清。因此接收信号时,首先要从各种电磁波中把我们需要的选出来,通常叫选台。在无线电技术中是利用电谐振达到该目的的。
(1)电谐振就是电磁振荡中的“共振”。
(2)调谐与电谐振不同,电谐振是一个物理现象,而调谐则是一个操作过程。
典型例题
【例题】 (多选)为了有效地把能量以电磁波形式发射到尽可能大的空间,除了开放电路,还可以(　　)
A.增大电容器极板间的距离
B.减小电容器极板的面积
C.减小线圈的匝数
D.采用低频振荡电流
答案:ABC
特别提醒
LC振荡电路与开放电路耦合后,振荡电路中产生的高频振荡电流通过两个电路线圈间的互感作用,使开放电路中也产生同频率的振荡电流,振荡电流在开放电路中激发出无线电波,向四周发射。所以发射出电磁波的频率就等于LC振荡电路中电磁振荡的频率。
成 果 验 收 站
1.为了使需要传递的信息(如声音、图像等)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:需要传递的信息的频率较小,不能直接发射,必须通过调制,加到高频交变电流上后再发射。选项C正确,A、B、D错误。
2.小明学习了“无线电波的发射和接收”一节后,发现有三个名词“调制”“调谐”“解调”经常混淆,为此他设计了一个流程图来明确它们的关系。下列设计正确的是(　　 )
A.信号→调制→传播→接收→调谐→解调→信号
B.信号→调制→传播→接收→解调→调谐→信号
C.信号→调谐→传播→接收→调制→解调→信号
D.信号→调谐→传播→接收→解调→调制→信号
答案:A
解析:调制是发射端的操作,指将待传输的低频信号加载到高频载波上,使信号适合远距离传播;调谐是接收端的选频操作,指从接收到的众多频率的无线电波中选出所需频率的信号;解调是接收端的还原操作,指将低频信号从选中的高频载波中分离出来,得到原始信号。无线电波发射和接收是指发射端信号先调制再传播,接收端先接收信号,经调谐选频后解调还原出原始信号。
3.电视机的室外天线能把电信号接收下来,是因为(　　)
A.天线处于变化的电磁场中,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.天线只是有选择地接收某电台的信号,而其他电视台信号则不接收
D.天线将电磁波传输到电视机内
答案:A
解析:根据无线电波的接收原理,可知选项A正确。
4.关于电视接收的原理,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
5.雷达向远处发射无线电波,每次发射的时间是1 μs,两次发射的时间间隔为100 μs,在指示器的荧光屏上呈现出的尖形波如图所示,已知图中lab=lbc,障碍物与雷达之间的距离是多大
答案:7.5×103 m
解析:题图中a和c处的尖形波是雷达向目标发射无线电波时出现的,b处的尖形波是雷达收到障碍物反射回来的无线电波时出现的。
由lab=lbc可知,无线电波由发射到返回所用时间为50 μs。
设障碍物与雷达之间的距离为x,由题意可知无线电波来回时间为t=50 μs,

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