无线电通讯资料.docx

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无线电通讯资料

第十三章无线电通讯常识

一、教法建议

抛砖引玉

本章内容包括电磁波、电磁波的发射与接受、激光与激光通信。

这些知识是电磁感应现象及其规律的应用和发展。

电磁感应现象的发现为把电能作为一种能源加以开发利用提供了理论基础。

据此，人们制造出了交流发电机，产生了交流电。

而电磁振荡的发现进步揭示出电磁场是一个统一体，电磁场的传播形成了电磁波。

发现电磁感应现象的法拉第的磁感线和场的概念，为建立电磁场的数学理论提供了物理依据。

法拉第虽然有深奥的物理思想和极高超的实验技巧，但他数学水平不高，无法用数学来描绘电场和磁场。

完成建立电磁场理论的历史任务是由英国物理学家麦克斯韦完成的。

麦克斯韦（JamesClerkMaxwell，英国人，1831～1879年）用了近十年的时间研究由法拉第开始的电磁场问题，终于在1864年发表了题名为《电磁场的动力理论》，他完成了电磁场理论的建立，提出了著名的5个麦克斯韦方程。

麦克斯是一位极有胆识的物理学家，他不仅预言了电磁波的存在，而且还多提出光的电磁理论，认为光一种短波长的电磁波。

之后，在1878年柏林大学物理学教授亥姆霍兹向学生提出个物理竞赛的题目，要求学生用实验的方法验证麦克斯韦的理论。

从此，他的学生赫兹就致力于这个课题的研究。

1886年赫兹做了一个放电实验，在放电过程中，偶然发现近旁有一个线圈也发出了火花；赫兹敏锐地想到这叮能是电磁共振。

于是他集中力量去研究，终于1886年得到突破，做成功了赫兹实验。

由于赫兹实验具有划时代的意义及所用器材不多，为一般学校实验室都可具备，因此在教学中应做好这个实验，同时可讲述电磁场理论的建立经过，用以培养学生的创新精神，并说明物理学是以实验为基础的科学，在研究物理学时数学知识具有不可或缺的重要意义。

指点迷津

本章的重点：

（1）电磁波的概念；

（2）电磁波的频率、波长的概念；

（3）电磁波的传播速度；

（4）无线电广播发射、接收的主要过程；

（5）激光的特性以及激光通信的原理。

本章的难点：

（1）电磁波概念的理解；

（2）电磁波的发射和接收的原理。

二、学海导航

思维基础

完成下列填空题。

1.当导体中有电流时，在它的周围空间就会产生电磁波。

2.电磁波振荡的次数叫做它的频率。

频率的单位是。

3.每电磁波向前传播的距离等于它的波长。

波长的单位是。

4.电磁波的传播速度跟速一样，在真这中是米/秒。

5.对电磁波来说，波速的公式是：

波速=×。

6.无线电通信是利用来传递信号和信号的。

7.激光具有很高的性、性、度等特性。

·参考答案·

1.振荡2.每秒赫兹3.振荡一次米4.光3×1085.波长频率6.电磁波声音图像7.方向单色高亮

学法指要

小木棍在水面上下振动可以形成水波，当导体中有振荡电流时，在它的周围空间就会产生电磁波。

振荡电流是指方向来回迅速变化的电流。

振荡电流产生的电磁波，它的频率等于振荡电流的频率，即每秒内电流振荡的次数。

电流每振荡一次电磁波向前传播的距离表示电磁波的波长。

电磁波的传播速度跟光速一样是3×105千米/秒。

波速=波长×频率

式中频率的单位是赫兹，简称赫。

例题1夏季雷雨天，可在半导体收音机里听到“咔、咔”声，这说明在打雷的同时，也向周围发出。

分析：

打雷时云层里同时存在振荡电流，产生的电磁波向远处传播，传播到收音机里即发出“咔、咔”声。

答：

此题应填电磁波。

例题2不同的无线电台发射的电磁波的波长不同，频率也就不同，电磁波波长越长的频率越。

分析：

由波速=波长×频率，可知当电磁波的传播速度都等于3×108米/秒时，波长若越长，其频率就会越低。

答：

此题应填低。

例题3中央人民广播电台发射的一种电磁波，频率为15.55兆赫，迷种电磁波的波长为米。

分析：

电磁波的频率为15.585×106赫，其波长为

答：

此题应填19.3。

例题4从地球向月球发射电磁波，地球与月球的距离为3.84×105千米，从发射到接收反射回来的电磁波共需秒。

分析：

设地球到月球的距离为d，则电磁波在地球与月球间往返一次所用的时间t为

式中d=3.84×105千米=3.84×108米，c=3×108米/秒。

所以

答：

此题应填2.56。

图13-1

无线电通信是利用电磁波来传递声音信号和图像信号的。

广播电台和电视台把载有声音信号和图像信号的电磁波发射出去。

发射声音信号的13-1所示。

其中振荡器是产生振荡电流的装置，用话筒和调制器使高频振荡电流随声音信号而变化。

把这样的振荡电流送到发射天线处，发射的电磁波就带有声音信号了。

收音机和电视机接收载有信号的电磁波，并把信号检出，还原成声音和图像。

声音信号接收过程如图13-2所示。

其中无线可以接收各种频率的电磁波。

调谐器可以调节电路以得到需要的带有声音信号的高频振荡电流。

检波器再从这种高频振荡电流中把声音检出来。

从检波器出来的电流通过耳机，就还原成声音。

图13-2

例题5无线电广播的基本原理是：

先把声音（或图像）转变成电流，并把它加到从振荡器中得到的电流上，然后把这种经过调制的电流，送到发射天线去发出电磁波，从而播出信号。

分析：

先要把声音（或图像）转为成变化电流，再把它加到从振荡器中得到的高频振荡电流上；然后再把这种经过调制的高频振荡电流送到发射天线上去。

答：

此题应填变化的，高频振荡，高频振荡。

例题6如图13-3所示，用这个简单的装置可以从耳机中收听到当地电台的播音。

但当地若有几个电台同时播音，它并不能把它们区分开来。

对照接受过程的方框图，可知这个装置里缺少的是（）

（A）检波器（B）调谐器

（C）耳机（D）接收天线

分析：

此装置中缺少调谐器。

答：

此题应选（B）。

图13-3

思维体操

例题如图13-4（a）那样连成电路，这时小灯泡正常发光；当把电池的正、负极调换成如图（b）的情况时，小灯泡就不发光了。

可见，晶体二极管具有性。

分析：

因为晶体二级管D有单向导电性，如果在图（a）情况下小灯泡正常发光，把电池的正、负极调换成图（b）的情况，电路中将没有电流，这是因为晶体二极管作用的结果。

答：

此题应填单向导向。

图13-4

三、智能显示

中心有数

本章讲述电磁波的常识，内容包括电磁波、无线电广播和电视等。

其中电磁波是本章的重点，要以实验为基础，讲清有关的概念和规律。

但在中考或期中考试时，一般不做要求。

动脑动手

1.振荡电流是的电流。

2.当导体中有振荡电流时，在它周围的空间就会产生。

3.电磁波叫做它的频率。

4.频率的单位是，简称。

1千赫=赫，1兆赫=赫。

收音机上频率的单位用字母表示，用表示千赫，用表示兆赫。

5.每振荡一次电磁波向前传播的距离等于它的。

6.电磁波传播的速度为米/秒。

7.由太阳发射的电磁波大约经过500秒的时间到达地球，太阳与地球之间的距离约为

千米。

·参考答案·

1.方向来回迅速变化2.电磁波3.每秒振荡的次数4.赫兹赫103106kHzMHz5.波长6.3×1087.1.5×108

创新园地

请完成下面题目。

例题如何用发光二极管做一个判断电源正负极的简单装置。

·参考答案·

电路图如图13-5所示。

图中R为限流电阻，其阻值可取560Ω，发光二极管用GD55-2型。

图13-5

当此装置A接电池正极、B接电池负极时，发光二极管可发光。

四、同步题库（综合）

一、单选题

1.家庭电路的供电电压是（）

（A）380伏（B）220伏（C）110伏（D）不高于36伏

2.下列电器设备中，应用电磁感应现象制成的是（）

（A）电磁继电器（B）电烤箱（C）电动机（D）发电机

3.首先发现电与磁之间的联系的科学家是（）

（A）奥斯特（B）法拉第（C）焦耳（D）瓦特

4.通常情况下下列物质中，属于导体的是（）

（A）油（B）橡胶棒（C）塑料（D）保险丝

5.坐在行驶船中的乘客，如果说他运动，是选下列哪能个物体为参照物的（）

（A）船舱（B）同方向同速度行驶的另一条船

（C）河岸上的房屋（D）同船的其他乘客

6.人从平面镜里看到自己的像是（）

（A）正立、缩小的虚像（B）正立、等大的虚像

（C）随着人到镜面蹁的减小而增大的正立的虚像

（D）正立、等大的实像

7.下列现象属于升华的是（）

（A）夏天自来水管外壁上出现小水珠（B）樟脑块放久了会变小

（C）寒冷的冬天，玻璃窗内表面出现冰花（D）河水结冰

8.下列过程中，属于重力势能转化为动能的是（）

（A）雪橇从同坡下滑下（B）玩具弹簧枪将“子弹”水平射出去

（C）汽车沿斜坡匀速向上行驶（D）正在旋转上升的滚摆

9.下列说法中正确的是（）

（A）只要有力作用在物体上，物体就一定会运动

（B）没有力作用的物体上，物体就不会运动

（C）力可以脱离物体而存在

（D）划船时，使船和桨一起向前运动的力的施力物体是水

10.扩散现象说明（）

（A）物质由分子构成

（B）分子有一定质量

（C）分子间存在相互作用的引力的斥力

（D）一切物体的分子都在不停地做无规则运动

11.在图13-6的4个电路，与右边实物连接图相对应的是（）

（A）

（B）（C）（D）

图13-6

12.一辆重100牛的小车，受到10牛的水平推力，沿水平路面前进行了30米，则推力做的功是（）

（A）300焦（B）3000焦（C）1000焦（D）条件不足，无法确定

13.在图13-7中，平底试管坚直浸入液面下的深度为h，如果在试管中装入一些细砂，试管浸入液面下的浓度增加了

，则试管装入细砂前后液体对试管底的压强之比P1:

P2是（）

图13-7图13-8

（A）2:

5（B）5:

7（C）5:

8（D）7:

5

14.如图13-8所示电路，电源电压一定，当滑动变阻器的滑片P由中点向右移动时，下列判断正确的是（）

（A）电压表示数不变，电流表示数减小

（B）电压表示数减小，电流表示数增大

（C）电压表示数减小，电流表示数减小

（D）电压表示数增大，电流表示数增大

15.杠杆两端挂着质量相等的铜块和铁块，杠杆恰好平衡。

若将铜块浸没在水中，铁块浸没在煤油中，则（）

（ρ铜=8.9×103千克/米3，ρ煤油=0.8×103千克/米3）

（A）杠杆失去平衡，挂铜块的一端下沉

（B）杠杆失去平衡，挂铁块的一端下沉

（C）杠杆保持平衡（D）无法判断

二、多选题

1.关于安全用电，下列说法错误的是（）

（A）为了保险，选用保险丝越细越好

（B）可以接触低压带电体，不可以靠近高压带电体

（C）保险丝熔断时，不可以用铜丝或铁丝来代替

（D）使用测电笔时，手一定不能接触笔尾的金属体

2.关于物态变化，下列说法正确的是（）

（A）所有的气体，温度降到足够低的时候都可以液化

（B）冰的温度达到0℃时，不一定能熔化

（C）在一个标准大气压下，水的混点是100℃

（D）晶体熔化时吸收热量，温度升高

3.下列力的作用时，属于一对平衡力的是（）

（A）游泳划水时，手对水的作用力和水对手的作用力

（B）站在地面上的人，受到的重力和地面对人的支持力

（C）铁块与磁铁间的相互吸引力

（D）平直公路上匀速行驶的汽车，受到的牵引力和地面对它的阻力（空气阻不计）

4.焦距是15厘米的凸透镜，要想用它产生放大的像，物体到凸透镜的距离应是（）

（A）大于30厘米（B）小于15厘米

（C）大于15厘米，小于30厘米（D）等于15厘米

5.两个灯泡的额定电压都是220伏，将它们串联后接在220伏的电源上，则下列判断正确的是（）

（A）两灯中较亮的灯的额定功率大

（B）两灯中较亮的灯的额定功率小

（C）两灯的实际功率之和一定小于其中任意一个灯的额定功率

（D）两灯的实际功率之和可能大于其中一个灯的额定功率

三、填空题

1.光在真空中传播的速度是米/秒。

2.月球的周围是真空，在月球上的宇航员面对面交谈也要借助无线电通讯设备，这是因为声音的传播需要。

3.家庭电路中电流过大的原因，一是短路，二是。

4.由于光的折射，插入水中的筷子，在水中的部分看起来向弯折。

5.从在电影院的不同位置的人都能看到银幕上的像，这是因为银幕能使光发生的缘故。

6.摄氏温度把的的温度规定为0℃。

7.一辆小汽车在30秒内行驶了600米，它的平均速度是米/秒。

8.冬天手冷的时候，两手互相搓搓就暖和了，这是通过的方法，使手的内能增加。

9.温度一定、长短和粗细相同的两条导线，由于它们的不相同，电阻一般也不相同。

10.小明用50牛竖直向上的力提起重40牛的物体，物体受的合力是牛，方向。

11.灯L1和L2串联接入电路中，若通过灯L1的电流是0.1安，则通过灯L2的电流是

安。

12.灯L1和L2并联接入电路中，若灯L1的电阻大于灯L2的电阻，则灯L1的两端的电压一定灯L2两端的电压。

（填“”大于、“等于”或“小于”）

13.家庭电路中，灯与开关是联的。

14.100厘米3的水结成冰后，冰的质量是克。

15.一个石块重490牛，放在水平地面上，若石块与地面的接触面积是0.5米2，它对地顶的压强是帕。

16.水池中水深2米时，水对池底的压强是帕。

17.小孩从滑梯匀速滑下，他的机械能。

（填“变大”、“不变”或“变小”）

18.日常用的高压锅，是利用压强，沸点升高的道理来更快地煮熟食品的。

19.焦炭的燃烧值3.0×107焦/千克。

完全燃烧0.1千克的焦炭，放出的热量是焦。

20.一把“220V100W”的电烙铁，正常工作10分钟产生焦的热量。

21.矿井下9米深处，每分钟有10吨的地下水冒出来，若要将水抽将（交水抽至井上），抽水机的功率必须大于瓦。

图13-9图13-10

四、作图、实验题

1.在图13-9中画出力F对支点O的力臂，并用字母L标出。

2.已知入射光线和它的反向光线之间的夹角是90°，在图13-10中画同平面镜，并标出入射光线和镜面之间的夹角。

3.图13-11是研究凸透镜成像规律的实验，物体AB经凸透镜成的像A'B'，根据像的位置和大小在图中大致标出物体AB所在的位置和大小。

4.图13-12中标出通电螺线管中电流的方向。

5.图13-13中标出了部分电路的电流方向，要求在图中a、b或c、d之间填入电池组和开关的电路图符号，使开关闭合后两灯均能发光。

6.图13-14表示了温度计的一部分，它的示数是℃。

图13-11图13-12

图13-13图13-14图13-15

7.用天平和量筒测量金属块的密度。

（1）实验所依据的公式是。

（2）在实验中，先调节好天平，然后把金属块放在天平左盘内，当天平平衡时所用法码和游码位置如图13-15所示，金属块的质量是克。

（3）若把金属块放入装有70厘米3水的量筒内，量筒中水面如图13-16所示，则金属块的体积是厘米3。

图13-16

（4）根据以上数据计算出金属的密度为千克/米3。

8.测额定电压为3.8伏小灯泡正常工作时的电阻。

（1）在图13-17的实物连接图中，把电压表正确连入电路。

（2）闭合开关，调节滑动变阻器，使电压表的指针指在伏，此时根据图13-18电流表的指针位置，可知电流I=安，则小灯光正常工作时的电阻R=欧。

图13-17图13-18

五、计算题

解题要求：

（1）写出依据的主要公式或变形公式；

（2）代放数据

（3）凡有数字运算的题目，运算过程和结果都要写明单位。

1.质量是2千克的水，温度由17℃升高了75℃时吸收了多少热量？

[c水=4.2×103焦/千克·℃]

2.一石柱重1.25×104牛竖立在水平地面上时与地面的接触面积为0.1米2，试问：

（1）这个石柱对地面的压强是多大？

（2）为了减小压强，在石柱下方垫一块柱形基石，若该基石的密度为2.5×103千克/米3，底面积为0.2米2，则基石对地面的压强是多大？

3.如图13-19所示，圆柱形容器的底面积为250厘米2。

物体A、B的密度分别为0.4×103千克/米3。

物体B的体积是250厘米3，将沉在水底的B放在A上，平衡时，物体A露出水面的体积是其体积的1/10。

试问：

（1）物体A的体积多大？

（2）容器中的水面比原来升高了多少？

4.如图13-20所示，电源电压U保持不变。

当开关S闭合，电灯L的功率为25瓦；当开关S断开时，电阻R0的功率为4瓦。

RL>R0，且不考虑温度对电阻的影响，试求：

（1）开磁S断开和闭合时，通过电灯L的电流之比；

（2）开关S断开时，电灯L的功率。

图13-19图13-20

·参考答案·

一、单选题

1.（B）2.（D）3.（A）4.（D）5.（C）6.（B）7.（B）8.（A）9.（D）10.（D）11.（B）12.（A）13.（B）14.（A）15.（B）

二、多选题

1.（A）（B）（D）2.（A）（B）（C）3.（B）（D）4.（B）（C）5.（B）（C）

三、填空题（略）

四、作图、实验题（略）

五、计算题

1.6.3×105焦2.

（1）1.25×105帕

（2）6.75×104帕3.

（1）3×103厘米3

（2）5厘米4.

（1）5:

4

（2）16瓦