高中第4章 电磁波第2节 电磁波的发射、传播和接收课后练习题

电磁波的发射、传播和接收

(15分钟　30分)

一、选择题(本题共4小题，每题5分，共20分)

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

【解析】选C。把要传递的信息(如声音、图像等)加载到电磁波上发射出去的过程叫作调制，故只有C正确，A、B、D三项应是电磁波接收端需进行的过程。

【补偿训练】

　　转换电视频道，选择自己喜欢的电视节目，称为(　　)

A.调幅　　　　  B.调频

C.调制    D.调谐

【解析】选D。选择电视频道是调整谐振电路的频率与待选定频道信号的频率一致，从而产生电谐振，这是调谐的过程。

2.用一台简易收音机收听某一电台的广播，必须经过的两个过程是(　　)

A.调制和解调   B.调谐和检波

C.检波和解调   D.调频和调幅

【解题指南】解答本题要注意两点：

(1)明确收音机的功能，明确收音机只具有接收电磁波的功能；

(2)收音机内部具有调谐、检波和音频放大的功能。

【解析】选B。调频、调幅都属于发射端的调制过程，故A、D错误；检波就是解调过程，故C错误；要收听某一电台的广播必须经过调谐选台和检波还原出原信号才可以，故B正确。

3.2020年1月13日我国在武汉建成了世界上首个民用极低频大功率电磁波发射台，其探测半径达数千公里，探测深度达十公里，形成了可覆盖我国领土和领海的高信噪比极低频电磁波信号源，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，可以使用下列哪种形式传播(　　)

A.天波    B.地波

C.空间波    D.卫星通信

【解析】选B。频率极低，根据c=λf可知：电磁波的波长极长，长波衍射能力很好，可以很容易绕过障碍物，所以这种电磁波适合用地波传播，选项B正确。

4.关于电磁波的发射，下列说法中正确的是(　　)

A.各种频率的电磁振荡都能辐射电磁波，只是辐射的能量所占振荡总能量的比例不同罢了，振荡周期越大，越容易辐射电磁波

B.为了有效向外辐射电磁波，振荡电路必须采用开放电路，同时提高振荡频率

C.为了有效向外辐射电磁波，振荡电路不必采用开放电路，但要提高振荡频率

D.提高振荡频率和电路开放是发射电磁波的必要手段，振荡电路开放的同时，其振荡频率也随之提高

【解析】选B。电磁波的发射应该采用开放电路，同时频率越高，发射范围越大。

二、计算题(10分)

5.某收音机接收电磁波的波长范围在200 m和600 m之间，如图是收音机LC调谐电路，该调谐电路的可变电容器的动片可以旋动，回路中线圈的自感系数为0.3 mH，试分析：

(1)该收音机LC回路的可变电容器的最大电容与最小电容之比是多少？

(2)当波长为200 m时电容器的电容是多少？(计算结果保留三位有效数字)

【解析】(1)由λ=c·T，T=2π可得

C===

(2)回路中线圈的自感系数为0.3 mH，当波长为200 m时代入

C== F=3.76×10-11 F

答案：(1)9∶1　(2)3.76×10-11 F

【补偿训练】

　　某收音机接收电路的电感为L=10-3 mH，为了接收波长为500 m的电磁波，其电容器的电容C应调到多少？

【解析】该电磁波的频率为

f== Hz=6×105 Hz

那么该电路的固有频率也应调到f=6×105 Hz

由f=代入数据得

C=7.04×10-2 μF。

答案：7.04×10-2 μF

(10分钟　20分)

6.(6分)(多选)如图(a)为一个调谐接收电路，(b)、(c)、(d)为电路中的电流随时间变化的图像，则(　　)

A.i1是L1中的电流图像

B.i1是L2中的电流图像

C.i2是L2中的电流图像

D.i3是流过耳机的电流图像

【解析】选A、C、D。C1、L1振荡电路通过电谐振会产生调幅电流，即i1，A正确，B错误；L2中由于电磁感应，产生的感应电动势的图像是同(b)图相似的，但是由于L2和二极管D串联，所以L2中的电流图像应是i2，C正确；通过D的电流，高频成分由C2流过，所以i3是流过耳机的电流图像，D正确。

【补偿训练】

　　无线充电器是指不用传统的充电线连接到需要充电的终端设备上的充电器。无线充电系统主要采用电磁感应原理，通过线圈进行能量耦合实现能量的传递。所谓能量耦合是指两个或两个以上的电路元件的输入与输出之间存在紧密配合与相互影响，并通过相互作用从一侧向另一侧传输能量的现象。除此之外，无线充电中还涉及到磁场共振原理，以及其他的一些交流感应技术。根据上述描述，下列认识合理的是(　　)

A.无线充电系统所涉及的电磁感应原理最早是由奥斯特发现的

B.变压器是一种典型的能量耦合应用

C.无线充电器的优点之一是充电过程中没有电能量损失

D.无线充电器充电的时候发射端和接收端的交流电频率是不同的

【解析】选B。无线充电系统所涉及的电磁感应原理最早是由法拉第发现的，选项A错误；变压器是一种典型的能量耦合应用，选项B正确；采用电磁感应技术实现无线充电的优点是原理简单，适合短距离充电，但需特定的摆放位置才能精确充电，所以在充电过程中有电能量损失，选项C错误；根据电磁感应原理，无线充电器充电的时候发射端和接收端的交流电频率是相同的，选项D错误；故选B。

7.(14分)图中A为某火箭发射场，B为山区，C为城市。发射场正在进行某型号火箭的发射试验。为了转播火箭发射的实况，在发射场建立了发射台用于发射广播与电视信号。已知传输无线电广播所用的电磁波波长为550 m，而传输电视信号所用的电磁波波长为0.566 m，为了不让山区挡住信号的传播，使城市居民能收听和收看火箭发射的实况，必须通过建在山顶上的转发站来转发______(选填“无线电广播信号”或“电视信号”)。这是因为　 　。

【解析】从题中知，传输无线电广播所用电磁波波长为550 m，根据发生明显衍射现象的条件，已知该电磁波很容易发生衍射现象，绕过山坡而传播到城市所在的C区，因而不需要转发装置。电视信号所用的电磁波波长为0.566 m，其波长很短，衍射现象很不明显，几乎沿直线传播，能传播到山顶却不能传播到城市所在的C区，要想使信号传到C区，必须通过建在山顶的转发站来转发。

答案：电视信号　电视信号波长短，沿直线传播，受山坡阻挡，不易衍射