2025年高二物理同步培优讲练（人教版选择性必修第二册）4.3无线电波的发射和接收（解析版）.docx

4.3无线电波的发射和接收

学习目标

学习目标

课程标准

物理素养

1.知道有效发射电磁波的两个条件.

2.了解无线电波的特点及传播规律.

3.了解调制(调幅、调频)、电谐振、调谐、解调在电磁波发射、接收过程中的作用．

物理观念：了解调制、调幅、调频、调谐、解调、电谐振的概念及其相互关系。

科学思维：能解释无线电波发射、接收的过程。

科学探究：了解电视广播的发射与接收的原理与过程。

科学态度与责任：领会高频电磁波在无线电发射与接收中的重要作用。

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思维导图

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知识梳理

课前研读课本，梳理基础知识：

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，因此采用开放电路．

2．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．电磁波的调制：在电磁波发射技术中，使载波随各种信号而改变的技术．调制分为调幅和调频．

(1)调幅(AM)：使高频电磁波的振幅随信号的强弱而变的调制方法．

(2)调频(FM)：使高频电磁波的频率随信号的强弱而变的调制方法．

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，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，相当于机械振动中的共振．

(1)调谐：使接收电路产生电谐振的过程．

(2)解调：把声音或图像信号从高频电流中还原出来的过程．调幅波的解调也叫检波．

三、电视广播的发射和接收

1．电视广播信号是一种无线电信号，实际传播中需要通过载波将信号调制成高频信号再进行传播．

2．高频电视信号的三种传播方式：地面无线电传输、有线网络传输以及卫星传输．

3．电视信号的接收：电视机接收到的高频电磁波信号经过解调将得到的电信号转变为图像信号和伴音信号．

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题型精讲

【题型一】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两个特点：

(1)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．

(2)采用开放电路．采用开放电路可以使振荡电路的电磁场分散到尽可能大的空间，如图．

2．调制

(1)概念：把要传递的信号“加”到高频等幅振荡电流上，使载波随各种信号而改变.

(2)调制的分类

①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．

②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．

【典型例题1】实际发射无线电波的过程如图甲所示，高频振荡器产生高频等幅振荡如图乙所示，人对着话筒说话时产生低频信号如图丙所示．则发射出去的电磁波图像应是()

【答案】B

【解析】使电磁波随各种信号而改变的技术，叫作调制．调制共有两种方式：一种是调幅，即通过改变电磁波的振幅来实现信号加载；另一种是调频，即通过改变频率来实现信号加载，由各选项的图形可知，该调制波为调幅波，即发射信号的振幅随声音信号振幅的变化而变化．故选B.

【对点训练1】1886年，赫兹做了如图所示实验，关于该实验，以下说法正确的是（）

A．实验证实了电磁波的存在

B．实验证实了法拉第的电磁场理论

C．实验可以说明电磁波是一种纵波

D．在真空环境下进行实验，仍能观察到明显的火花放电

【答案】A

【解析】ABC．该实验是赫兹用来发射和接收电磁波的实验，不能说明电磁波是横波还是纵波。之后进行了一系列实验观察到电磁波的反射、折射、干涉、偏振和衍射等现象，测出了电磁波在真空中的速度等于光速证明了电磁波与光的统一性，才证实了麦克斯韦的电磁场理论。故A正确；BC错误；

D．实验中火花放电是空气被击穿的现象，在真空环境下进行实验，不能观察到明显的火花放电。故D错误。

故选A。

【题型二】无线电波的接收

1．无线电波的接收原理

利用电磁感应在接收电路产生和电磁波同频率的电流．

2．方法

(1)利用调谐产生电谐振，使接收电路的感应电流最强．

(2)利用解调把接收电路中的有用信号分离出来．

(3)调谐和解调的区别：调谐就是一个选台的过程，即选携带有用信号的高频振荡电流，在接收电路中产生最强的感应电流的过程；解调是将高频电流中携带的有用信号分离出来的过程．

【典型例题2】如图甲所示为收音机的调谐电路，改变可变电容器C的电容，进而改变调谐电路的频率。若“调频”后，电路中的最强的高频电流i随时间t的变化规律为图乙所示的正弦曲线。下列说法或做法正确的是（）

A．改变电容器C的电容