2022年《电磁波的发射和接收》教学设计.docx

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1、名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -电磁波的发射和接收教学设计河南省确山县第一高级中学 刘玉中【教学内容 】人教版高中物理选修3-4 第十四章第3 节；【教学目标 】1明白有效地发射电磁波的两个条件；2明白调制、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；3通过对电磁波的产生、发射、接收过程及基本电路的简洁分析,领悟无线电波在实际生活、生产中的作用；4明白无线电波的波长范畴；【教学重点 】1电磁波有效发射的条件,调制的含义及调制方式；2无线电波接收原理；细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - -

2、 - - - 第 1 页,共 15 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -【教学难点 】1无线电波调制的含义及调幅和调频的区分；2“ 电谐振” 概念；【教学用具 】多媒体投影仪,示波器；【教学方法 】讲解法,同学自学、争论法【教学过程 】一、提出问题、引入新课1古代人们有那些传递信息的方式？（烽火台,鸽子,驿站,邮差等）2请问现在我们有那些传递信息的方式？（广播,电视,电话,手机,互联网等）细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 2 页,共 15 页 -

3、- - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -（过渡）：现在的传递方式有线和无线之分,无线主要依靠电磁波,在无线电技术中使用的电磁波叫做无线电波；上节课我们学习了电磁振荡的学问,知道：在 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,电场能和磁场能主要在不同元件之间相互转化,辐射出去的电磁能或者电磁波很少；那么如何才能有效地发射和接收电磁波呢？二、新课过程（一）无线电波的发射师：要有效地向外发射电磁波,振荡电路必需具有哪些特点呢？（同学阅读教材,然后回答；）生： 1要有足够高的振荡频率；由于频率

4、越高,发射电磁波的本事越大；2振荡电路的电场和磁场必需分散到尽可能大的空间,只有这样才能有效地把电磁能（电磁波）传播出去；师：要满意上述两述条件,就需要把振荡电路改造变成开放电路（老师在黑板上画出图1、图 2、图 3、图 4）,那么如何改造呢？同学们认真观看一下,图 1 到图 4 是如何变化？师生争论得出：图 2 中,电容器的极板倾斜,张口变大,便于把电磁能辐射出去；线圈的匝数变少, 其自感系数变小, 便于发射高频率的电磁波；图 3 中电容器极板间的距离增大,正对面积削减, 线圈匝数进一步削减,便于发射较高频率的电磁波,图 4 中电容器极板间的距离进一步增大,正对面积削减至为零,线圈匝数为零,

5、以便能够发射更高频率的电磁波；细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 3 页,共 15 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -图 1 图 2 图3 图 4师：那么,实际中的开放电路是如何发射电磁波的呢？细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 4 页,共 15 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -图 5师：在实际应用中

6、常把开放电路的下端跟地连接；跟地连接的导线叫做地线；线圈上部接到比较高的导线上,这条导线叫做天线；天线和地线形成了一个放开的电容器,电磁波就是由这样的开放电路发射出去的；电视发射塔要建得很高,是为了使电磁波发射得较远；实际发射无线电波的装置中仍需在开放电路旁加一个振荡器电路与之耦合,如图 5 所示,振荡器电路产生的高频率振荡电流通过 L2 与 L1的互感作用,使 L1 也产生同频率的振荡电流,振荡电流在开放电路中激发出电磁波,向四周发射；调制：调幅与调频（以老师讲解为主）细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 5 页,共 15 页 - - -

7、 - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -师：发射电磁波是为了利用它传递某种信号；要想电磁波传得远,就必需使用高频率的电磁波；但我们要传递的信号却是一些低频信号,如：声音信号频率只有几百至几千赫兹,图象信号频率也不过上万赫兹,不行能把它们直接发送出去；这就要求发射的电磁波随信号而转变；在电磁波发射技术中,假如把这种电信号“ 加” 到高频等幅振荡电流上,那么,载有信号的高频振荡电流产生的电磁波（也就是载波） 就载着要传送的信号一起发射出去把要传递的信号“ 加” 到高频等幅振荡电流上,使电磁波随各种信号而转变的技术叫做调制；高频

8、振荡电流, 类似于可远飞的信鸽；要传送的信号类似于要发出的信件,调制类似于把信件绑在信鸽的身上；师：一种调制的方法是使高频振荡电流的振幅随信号的强弱而转变,这种调制叫做调幅（结合课本相应图讲解）；另一种调制的方法是使高频振荡电流的频率随调制信号的强弱而转变,这种调制叫做调频（结合课本相应图讲解）；细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 6 页,共 15 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -图 6电波的发射： 结合图 6 阐述低频信号的调制和发射过程；低频

9、信号电流叠加在高频振荡电流上,这就是调制,调制后的振荡电流通过互感作用经开放电路向外发射出电磁波；（二）电磁波的接收师：发射的无线电波如何被接收到呢？（同学先阅读课文,老师引导同学回答）细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 7 页,共 15 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -生：电磁波在空间传播时,假如遇到导体,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了；师：如何使我们需要

10、的电磁波在接收天线中激起的感应电流最强呢？生：当接收电路的固有频率跟接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； 在无线电技术里,是利用电谐振来达到这个目的的；当接收电路的固有频率跟接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；这种现象叫做电谐振,相当于机械振动中的共振；（用示波器观看电谐振波形）；接收电路产生电谐振的过程叫做调谐,能够调谐的接收电路叫做调谐电路；如图7,调剂可变电容器的电容可以转变调谐电路的频率,使它跟要接收的电台发出的电磁波的频率相同,这个频率的电磁波在调谐电路里激起较强的感应电流,这样就选出了这个电台；图8 中收音机内的接收电路就是调谐电路； 第

11、 8 页,共 15 页 细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 9 页,共 15 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -图 7 图 8解调 （以老师讲解为主）由调谐电路接收到的感应电流,是经过调制的高频振荡电流,仍不是我们需要的声音或图像信号；因此仍

12、要使声音或图像信号从高频振荡电流中仍原出来；细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 10 页,共 15 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -从接收到的高频振荡电流中“ 检” 出所携带的调制信号过程,叫做解调；解调是调制的逆过程,调制的方法不同,解调的方法也不同；如图9 是调幅波的解调,也叫检波；解调类似于把绑在信鸽的信取下来；解调之后的信号再经过放大、重现,我们就可以听到或看到了；图 9（三）无线电波学问（同学自主学习为主）在信息技术高速进展的今日,电磁

13、波对我们来说越来越重要,无论是广播、 电视仍是无线电通信以及航空、航天中的自动掌握和通信联系,都离不开电磁波；细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 11 页,共 15 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -无线电报的波长从几毫米到几十千米；通常依据波长或频率把无线电波分成长波、中波、中短波、短波和微波等几个波段；（老师可以结合教材上相应表格中数据,让同学比较各个波段的波长范畴和频率范畴,简述各波段无线电波的传播方式以及主要用途；仍可以适当补充一些其它学问

14、,如：调幅广播（AM）一般使用中波和短波波段；调频广播（FM）和电视广播都采纳调频的方法来调制,通常使用微波中的甚高频（VHF）和超高频（ UHF）波段；例题 1：一台收音机的接收频率范畴从 f1=22MHz到 f=22MHz；设这台收音机能接收的相应波长范畴从 1 到 2,调谐电路中电容器的相应电容量变化范畴从 C1 到 C2,求 1：2； C 1：C2引导同学解答：细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 12 页,共 15 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - -

15、- - -由 得,所以细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 13 页,共 15 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -例题 2：请设计一个方框图说明调制、调谐、解调之间的关系；教学反思：本节以有效发射电磁波的两个条件为线索,学习了开放电路以及调制、调频、 调幅、解调、电谐振等概念,教学时要求同学对它们有一个大致的明白即可,不宜分析太深太细,对 第 14 页,共 15 页 细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -于电谐振这一概念可以类比机械波中的共振现象进行学习；对无线电技术感爱好的同学,可以引导他们阅读有关书籍、组织课外讲座与试验小组进展他们的爱好与特长；细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 15 页,共 15 页 - - - - - - - - -