《新步步高》2015-2016学年高二物理教科版选修3-4学案：第三章 2 电磁波谱　电磁波的应用　无线电波的发射、传播和接收 WORD版含解析.docx

1、学案2电磁波谱电磁波的应用无线电波的发射、传播和接收目标定位 1.了解电磁波各波段的特性和主要作用.2.了解电磁波的应用和在科技、经济、社会发展中的作用.3.了解有效地发射电磁波的两个条件.4.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、电磁波谱、电磁波的应用问题设计电磁波是一个大家庭，在生产、生活中有广泛的应用，你能举一些应用电磁波的例子吗？答案红外线摄影、红外线体温计、利用紫外线工作的验钞机、微波炉利用微波加热食物、电视信号的传播、医学上的透视.要点提炼1按电磁波的波长或频率大小的顺序把它们排列起来，叫做电磁波谱电磁波谱按频率由小到大的顺序排列为：无线电波、红

2、外线、可见光、紫外线、X射线、射线2各种电磁波的共性(1)它们在本质上都是电磁波，它们遵循相同的规律，各波段之间的区别并没有绝对的意义(2)都遵守公式vf，它们在真空中的传播速度都是c3108 m/s.(3)它们的传播都不需要介质(4)它们都具有反射、折射、衍射和干涉的特性3不同电磁波的特点及应用电磁波谱无线电波红外线可见光紫外线X射线射线频率由左向右，频率变化为由小到大真空中波长由左向右，波长变化为由长到短特性波动性强热效应强感光性强化学作用、荧光效应强穿透力强穿透力最强用途通信广播、天体物理研究遥控、遥测、加热、红外摄像、红外制导照明、照相等日光灯、杀菌、防伪、治疗皮肤病等检查、探测、透视

3、、治疗探测、治疗4.电磁波的能量电磁波是运动中的电磁场，各种各样的仪器能够探测到许许多多电磁波，表明电磁波可以传递能量二、无线电波的发射和传播问题设计1如今在我们周围空间充满了各种频率不同、传递信息各异的电磁波，你知道这些电磁波是如何发射出去的吗？答案由巨大的开放电路发射出去的2电台发射的信号，如声音信号，为什么不直接将声音信号转化为电信号发射出去，而是加载到高频信号中发射呢？答案因为声音信号频率较低，而电台要向外发射电磁波，要有足够高的频率实践证明，只有提高发射频率才能提高发射能力，高频振荡信号就是那些有用的低频信号的“载体”，而把频率较低的信号加载到高频信号上去的过程就是调制过程要点提炼1

4、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(2)采用开放电路2电磁波的调制在电磁波发射技术中，使电磁波随各种信号而改变的技术包括：(1)调幅(AM)：使高频振荡的振幅随信号而变的调制方法(2)调频(FM)：使高频振荡的频率随信号而变的调制方法3无线电波的三种主要传播方式(1)地波：沿地球表面空间传播的无线电波叫做地波根据波的衍射条件可知，长波、中波和中短波可用地波传播，但短波和微波则不宜用地波传播(2)天波：依靠电离层的反射来传播的无线电波叫做天波实验证明，短波最适宜以天波的形式传播(3)直线传播：沿直线传播的电磁波叫做空间波或视波，微波一般都采取这种方式传

5、播由于这种传播方式受大气干扰小，能量损耗少，所以接收到的信号较强而且比较稳定，电视、雷达采用的都是微波三、无线电波的接收问题设计在我们周围弥漫着各种电台、电视台及无线电设备发出的电磁波，我们若想收听某一电台的广播时，需要调节收音机的旋钮选台，你知道“选台”的作用吗？答案“选台”是为了使想收听的某一电台发射的电磁波的频率与收音机的接收电路的固有频率相同要点提炼1无线电波的接收原理电磁波在空间传播过程中如果遇到导体，会使导体中感应出振荡电流，因此，空间中的导体可以用来接收电磁波2电磁谐振与调谐(1)电磁谐振：当振荡电路的固有频率跟传播来的电磁波的频率相等时，电路里激起的感应电流就最强，这种现象叫做

6、电磁谐振(2)调谐：使接收电路产生电磁谐振的过程一、电磁波谱例1下面列出了一些医疗器械的名称和这些器械运用的物理现象，请将相应的字母填写在运用这种现象的医疗器械后面的空格上(1)X光机，_.(2)紫外线灯，_.(3)理疗医用“神灯”照射伤口，可使伤口愈合得较好这里的“神灯”是利用_A光的全反射B紫外线具有很强的荧光作用C紫外线具有杀菌消毒作用DX射线具有很强的贯穿力E红外线具有显著的热效应F红外线波长较长，易发生衍射解析(1)X光机是用来透视人体内部器官的，因此需要具有较强穿透力的电磁波，但又不能对人体造成太大的伤害，因此采用了穿透能力比较强又不会给人体造成太大的伤害的X射线，故选择D.(2)

7、紫外线灯主要是用来杀菌的，因此它应用的是紫外线的杀菌作用而非荧光作用，故选择C.(3)“神灯”又称红外线灯，主要是用于促进局部血液循环，它利用的是红外线的热效应，使人体局部受热，血液循环加快，故选择E.答案(1)D(2)C(3)E二、电磁波的发射与接收例2要提高LC振荡电路辐射电磁波的本领，应该采取的措施是()A增加辐射波的波长B使振荡电容的正对面积足够小C减小电容器两极板间的距离D增加回路中的电容和电感解析研究表明频率越高，电磁波发射本领越大，电磁场应尽可能扩散到周围空间，形成开放电路f，C，要使f增大，应减小L或C，只有B符合题意答案B例3关于电磁波的接收，下列说法正确的是()A当处于电谐

8、振时，所有的电磁波仍能在接收电路中产生感应电流B当处于电谐振时，只有被接收的电磁波才能在接收电路中产生感应电流C由调谐电路接收的感应电流，再经过耳机就可以听到声音了D由调谐电路接收的感应电流，再经过检波、放大，通过耳机才可以听到声音解析当处于电谐振时，所有的电磁波仍能在接收电路中产生感应电流，只不过频率跟谐振电路固有频率相等的电磁波，在接收电路中激发的感应电流最强由调谐电路接收的感应电流，要再经过检波(也就是调制的逆过程)、放大，通过耳机才可以听到声音，故正确答案为A、D.答案AD1(电磁波谱)雷达采用微波的原因是()A微波具有很高的频率B微波具有直线传播的特性C微波的反射性强D微波比其它无线

9、电波(长波、中波、短波等)传播的距离更远答案ABC解析雷达采用微波，是利用微波的频率高，不容易发生衍射，具有很好的直线传播的特性和反射性强的特点，所以A、B、C均正确，因微波不易发生衍射，传播的距离不一定比无线电波的长波、中波、短波段远，因此D不正确2(电磁波谱)关于电磁波谱，下列说法中正确的是()AX射线对生命物质有较强的作用，过量的X射线辐射会引起生物体的病变B射线是波长最短的电磁波，它比X射线的频率还要高C紫外线比紫光更容易发生干涉和衍射D在电磁波谱中，最容易发生衍射现象的是射线答案AB解析X射线对生命物质有较强的作用，过量的X射线辐射会引起生物体的病变，故A正确射线是波长最短的电磁波，

10、它比X射线的频率还要高，故B正确在电磁波谱中从无线电波到射线，波长逐渐减小，频率逐渐增大，而波长越大，越容易发生干涉、衍射现象，因此紫光比紫外线更容易发生干涉和衍射现象，无线电波最容易发生衍射现象，故C、D错3(电磁波的发射与接收)关于无线电波的发射过程，下列说法正确的是()A必须对信号进行调制B必须使信号产生电谐振C必须把传输信号加到高频电流上D必须使用开放回路答案ACD解析电磁波的发射过程中，一定要对低频输入信号进行调制，用开放电路发射4(电磁波的发射与接收)要接收到载有信号的电磁波，并通过耳机发出声音，在接收电路中必须经过下列过程中的()A调幅 B调频C调谐 D解调答案CD解析接收电路中

11、必须通过调谐接收到载有信号的电磁波，再通过解调得到声音信号题组一电磁波谱1在电磁波谱中，红外线、可见光和伦琴射线(X射线)三个波段的频率大小关系是()A红外线的频率最大，可见光的频率最小B伦琴射线的频率最大，红外线的频率最小C可见光的频率最大，红外线的频率最小D伦琴射线的频率最大，可见光的频率最小答案B解析在电磁波谱中，红外线、可见光和伦琴射线(X射线)按照频率从大到小的排列顺序是：伦琴射线(X射线)、可见光、红外线2下列说法中正确的是()A各种电磁波中最容易表现出干涉和衍射现象的是射线B红外线有显著的热效应，紫外线有显著的化学作用CX射线的穿透本领比射线更强D低温物体不能辐射红外线答案B解析

12、干涉和衍射现象是光的波动性的体现，波长越长，越容易产生，而射线波长最短，故A选项错误；频率越高，穿透本领越强，故C选项错误；一切物体都能辐射红外线，故D错误，正确选项为B.3关于红外线的作用与来源，下列说法正确的是()A一切物体都在不停地辐射红外线B红外线具有很强的热作用和荧光作用C红外线的显著作用是化学作用D红外线容易穿透云雾答案AD解析荧光作用和化学作用都是紫外线的重要用途，红外线波长较可见光长，绕过障碍物能力强，易穿透云雾4北京时间2003年10月29日14时13分，太阳风暴袭击地球，太阳日冕抛射出的大量带电粒子流击中地球磁场，产生了强磁暴当时，不少地方出现了绚丽多彩的极光太阳风暴袭击地

13、球时，不仅会影响通信，威胁卫星，而且会破坏臭氧层臭氧层作为地球的保护伞，是因为臭氧能吸收太阳辐射中()A波长较短的可见光 B波长较长的可见光C波长较短的紫外线 D波长较长的红外线答案C解析臭氧层的主要作用就是吸收由太阳射向地球的紫外线，从而有效地保护地球上的动植物，故正确选项是C.5如图1所示是电磁波谱；一种电磁波入射到半径为1 m的孔上，可发生明显的衍射现象，这种波属于电磁波谱中的()图1A可见光 B射线C无线电波 D紫外线答案C题组二电磁波的发射和接收6为了有效地把磁场的能量以电磁波的形式发射到尽可能大的空间，除了用开放电路，还有()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减小

14、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振荡频率是发射电磁波的两种有效方法由f、C可知，A、B、C选项正确7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，必须要有检波过程答案BCD解析有效发射电磁波，必须采用开放电路和高频发射；一般的音频电流的频率较低，不能直接用来发射电磁波；电磁波接收原理是一种叫电谐振的现象，与机械振动中的共振有些相似；电视机显示图像时，必须通过检波过程

15、，把有效的信号从高频调制信号中取出来，否则就不能显示故A错误，B、C、D正确8简单的、比较有效的电磁波的发射装置，至少应具备以下电路中的()调谐电路调制电路高频振荡电路开放振荡电路A BC D答案B解析比较有效的发射电磁波的装置应该有调制电路、高频振荡电路和开放振荡电路调制电路是把需要发射的信号装载在高频电磁波上才能发射出去，高频振荡电路能产生高频电磁波，开放振荡电路能把电磁波发送的更远而调谐电路是在接收端需要的电路9关于无线电波的传播，下列说法正确的是()A发射出去的电磁波，可以传到无限远处B无线电波遇到导体，就可以在导体中激起同频率的振荡电流C波长越短的电磁波，越接近直线传播D移动电话是利用无线电波进行通信的答案BCD解析无线电波在传播过程中，遇到障碍物就会被吸收一部分，遇到导体，会在导体内产生涡流(同频率的振荡电流)，故A错误，B正确波长越短，传播方式越接近光的直线传播，移动电话发射或接收的电磁波属于无线电波的高频段，故C、D正确