【人教版初三物理】第20讲：信息的传递教案

第第20讲讲信息的传递

概述概述适用学科初中物理适用年级初中三年级适用区域课时时长（分钟）120知识点现代顺风耳——电话2、电磁波的海洋3、广播、电视和移动通信4、越来越宽的信息之路教学目标1、了解电话是怎样把信息传递到远方的。2、了解电话交换机的用处。3、了解模拟通信和数字通信的基本区别。4、了解电磁波的产生和传播。5、知道光是电磁波，电磁波在真空中的传播速度。6、知道波长、频率和波速的关系。7、了解无线电广播的大致工作过程。8、大致了解电视的工作过程。9、了解移动电话是怎样工作的。10、常识性了解卫星通信、光线通信、网络通信。教学重点电话2、电磁波教学难点波长波速频率的关系【教学建议】本节的教学重点是电磁波的应用。学生学习本节内容时可能会在以下两个方面出现问题：1.波长、频率和波速的关系。2.常识性了解卫星通信、光线通信、网络通信。教学过程教学过程一、导入一、导入本章在中考试题中，主要以填空、选择和综合应用题的形式考查。选择题主要考查电磁波的应用。在今后的中考试题中，仍会与往年相同。考查的知识点有：电磁波的应用等。本章虽然不是中考的重点考查内容，但是通过学习现代通信知识，了解科技为人类带来的便利，可以提高科学的兴趣。同时通过了解广播、电视和移动电话的工作过程，初步认识科技对现代生活的影响。感受到科技给人类带来的改变。知识点知识点1现代顺风耳——电话1、电话——1876年美国发明家贝尔发明了第一部电话（1）基本结构：主要由话筒和听筒组成。（2）工作原理：话筒把声信号变成变化的电流，电流沿着导线把信息传到远方，在另一端，电流使听筒的膜片振动，携带信息的电流又变成了声音。（话筒把声信号转化为电信号；听筒把电信号转化为声信号）2、电话交换机为了提高线路的利用率，人们发明了电话交换机。3、模拟通信和数字通信模拟信号：声音转换成信号电流时，信号电流的频率、振幅变化的情况跟声音的频率、振幅变化的情况完全一样，“模仿”着声信号的“一举一动”，这种电流传递的信号叫做模拟信号，使用模拟信号的通信方式叫做模拟通信。数字信号：用不同符号的不同组合表示的信号叫做数学信号，使用数学信号的通信方式叫做数字通信。模拟信号容易失真；数字信号抗干扰能力强，便于加工处理，可以加密。在电话与交换机之间一般传递模拟信号，在交换机之间传递数字信号。知识点2知识点2电磁波的海洋电磁波的产生——导线中电流的迅速变化会在周围空间激起电磁波。电磁波可以在真空中传播，不需要任何介质。电磁波在真空中的波速为c,大小和光速一样，c=3×108m/s=3×105km/s电磁波波速、波长λ和频率f的关系：（1）波长：电流每振荡一次电磁波向前传播的距离叫做波长，用λ表示，单位是m。波长表示相邻两个波峰之间的距离，或相邻两个波谷之间的距离。（2）频率：一秒内电流振荡的次数交频率，用f表示，单位是赫兹（Hz），比赫兹（Hz）大的还有千赫（kHz）、兆赫（MHz）。1MHz=103kHz1kHz=103Hz1MHz=106Hz（3）波速：一秒内电磁波传播的距离，用c表示，单位是m/s。（4）波长、频率和波速的关系c=λfλ=eq\f(c,f)f=eq\f(c,λ)。（5）电磁波的波长λ与频率f成反比。电磁波中用于广播、电视和移动电话的是频率为数百千赫至数百兆赫的那一部分，叫做无线电波（无线电技术中使用的电磁波）。无线电波特点：无线电波的波长从几毫米道几千米，通常根据波长或频率把无线电波分成几个波段，包括：长波、中波、短波、微波等，各个波段的无线电波有各自的传播方式和用途，如下表所示。波段波长频率传播方式主要用途长波30000m~300m10kHz~100kHz地波超远程无线电通信和导航中波3000m~200m100kHz~1500kHz地波和天波调幅（AM）、无线电广播、电报中短波200m~50m1500kHz~6000kHz短波50m~10m6MHz~30MHz天波微波米波（VHF）10m~1m30MHz~300MHz近似直线传播调频（FM）、无线电广播、电视、导航分米波（UHF）10dm~1dm300MHz~3000MHz直线传播移动通信、电视、雷达、导航厘米波10cm~1cm3000MHz~30000MHz毫米波10mm~1mm30000MHz~300000MHz知识点知识点3广播、电视和移动通信电磁波是传递信息的载体。无线电通信系统由发射装置和接收装置两大部分组成。1、无线电广播信号的发射和接受：无线电广播信号的发射由广播电台完成，信号的接受由收音机完成。2、电视信号的发射与接收：电视用电磁波传送图像信号和声音信号。电视信号的发射由电视台完成，接收由电视机完成。3、移动电话：移动电话由空间的电磁波来传递信息。移动电话机既是无线发射台又是无线电接收台。移动电话的体积很小，发射功率不大，它的天线也很简单，灵敏度不高，因此，它和其他用户的通话要靠较大的固定无线电台转移，这种固定的电台叫基地台。4、音频、视频、射频和频道：由声音变成的电信号，它的频率跟声音相同，在几十赫到几千赫之间，叫做音频信号。由图像变成的电信号，它的频率在几赫到几兆赫之间，叫做视频信号。音频电流和视频电流在空间激发电磁波的能力很差，需要把它们加载到具有更好的发射能力的电流上，才能发射到天空中，这种电流的频率更高，这种更高频率的电流教做射频电流。不同的电视台使用不同的射频范围进行广播，以免互相干扰；这一个个不同的频率范围就叫做频道。知识点知识点4越来越宽的信息之路信息理论表明，作为载体的无线电波，频率越高，在相同时间内传输的信息就越多。1、微波通信微波的波长在10m~1mm之间，频率在30MHz~3×105MHz之间。微波的性质更接近光波，大致沿直线传播，不能沿地球绕射，因此，必须每隔50km左右就建设一个微波中继站。2、卫星通信通信卫星相当于微波通信的中继站。通信卫星大多是相对地球“静止”的同步卫星，在地球的周围均匀地配置3颗同步通信卫星，就覆盖了几乎全部地球表面，可以实现全球通信。3、光纤通信光纤通信是光从光导纤维的一端射入，在内壁上多次反射，从另一端射出，这样就把它携带的信息传到了远方。光导纤维是很细很细的玻璃丝，由内芯和外套两部分组成。光纤通信传送的不是普通的光，而是一种频率单一、方向高度集中的激光，激光最早是在1960年由美国科学家梅曼发现的。光纤通信的保密性强，不受外界条件的干扰，传播距离远，容量大。4、网络通信目前使用最频繁的网络通信形式是电子邮件。世界上最大的计算机网络，叫做因特网。计算机之间的联结，除了使用金属线外，还使用光缆、通信卫星等各种通信手段。宽带网是指频率较高，能传输更多信息的网络。三、例题三、例题精析【教学建议】此处内容主要用于教师课堂的精讲，每个题目结合试题本身、答案和解析部分，教师有的放矢的进行讲授或与学生互动练习。例题1例题1【题干】2010年5月1日至10月31日，第四十一届世博会在上海举行。媒体通过通讯卫星用

波把上海世博会的信息及时传到世界各地。中央电视台第一套节目的频率为52.5MHz（1MHz=106Hz），则中央电视台第一套节目的波长为

m。【答案】电磁波5.7m【解析】通讯卫星也是利用电磁波来传递信息的。由公式由c＝λf得f＝＝＝5.7m例题2例题2【题干】“3G时代”的到来，可以使用3G手机随时通过无线网络上网。手机无线上网时，是（）

A．利用电磁波传输的数字信号

B．利用电磁波传输的模拟信号

C．利用超声波传输的数字信号

D．利用红外线传输的模拟信号【答案】A【解析】手机也就是移动电话，它既是无线电发射台也是无线电接收台，是靠电磁波来传递信息的。随着数字信号的普及，数字信号已逐渐取代了模拟信号。例题例题3【题干】2009年3月1日北京时间16时13分10秒，“嫦娥一号”探月卫星在完成全部使命后，准确落于月球的预定撞击点，为我国探月一期工程画上了圆满的句号，假如你登上了月球，在月球上可以完成的是（）

A．用电磁波传递信息

B．开演唱会

C．用电风扇送风

D．用水银气压计测大气的压强【答案】A【解析】月球上是真空，真空不能传播声音。也不能形成风没有大气压。例题4例题4【题干】我市目前已全面开通了3G手机通信业务。使用3G手机不仅可以通话，还可以随时通过无线网络上网。下列说法正确的是（）A.电磁波不能在真空中传播B.手机通话是直接传输声信号C.电磁波在空气中的传播速度是340m/sD.手机无线上网是利用电磁波传输数字信号【答案】D【解析】手机通话和无线上网都是依靠电磁波传递信息，而电磁波的传递不需要介质，故A错、D对；电磁波在真空中可以传播，其速度为3×108m/s，故C错；手机通话与固定电话一样，先要把声音信号转换成电信号，通过电磁波传递后，再由听筒把电信号还原成声音信号，故B错。例题例题5【题干】2012年6月16日，我国成功发射“神舟九号”载人飞船。飞船承担着如图所示的与“天宫一号”交会对接任务。地面飞控中心和航天员的联系主要是通过下面的哪种方式来实现（）A.发射超声波B.发射次声波C.发射微波D.发射可见光【答案】C【解析】超声波和次声波都不能在真空中传播，所以地面飞控中心和航天员的联系不能靠超声波或次声波来完成，要依靠微波来传递信息，故本题应选C。四、课堂运用四、课堂运用【教学建议】在对课堂知识讲解完，把握了重点突破了难点以及练习精讲了之后，再用练习进行课堂检测，根据学生情况建议分3个难度层次：易，中，难。基础基础1.移动通信是利用

波传递信号的，其信号传播速度与光速相同，光在真空中的传播速度是

m／s.【答案】电磁

3×108

【解析】移动通信是由空间的电磁波来传递信息的，光波也是一种电磁波，它们在真空中的传播速度都是3×108m/s。

2.人们所需的生活或生产用品中涉及到很多物理知识，下列对应关系正确的是（）

A．筷子--省力杠杆

B．验钞机--红外线

C．汽油机--电流的热效应

D．移动电话--电磁波【答案】D【解析】A、动力臂大于阻力臂的杠杆是省力杠杆，动力臂小于阻力臂的杠杆是费力杠杆；

B、验钞机是利用紫外线能使荧光物质发光的特性工作的；

C、汽油机是汽油燃烧把汽油的化学能先转化为气体内能，气体内能再转化为机械能而工作的；

D、移动电话是通过电磁波实现通信的．3.电磁波给人类生活带来日新月异变化的同时，也带来了电磁污染．长期使用如图所示的通信设备，会对人体健康产生影响的是（）摇柄电话B.拔号电话C移动电话D.按键电话【答案】C【解析】A、B、D都是固定电话，只是样式不同．固定电话是利用电现象和声现象之间的联系来工作的，不会对人体健康产生影响；

C是移动电话，移动电话是利用电磁波来工作的，过量的电磁波会造成电磁辐射，会对人体造成伤害．

故选C．巩固巩固4.随着社会的进步，光纤网络开始进入普通老百姓家庭．光纤的主要用途是（）A．输电 B．导热 C．通信 D．照明【答案】C【解析】光纤已经成为现代通信的主要传输工具，它具有容量大、不受外界磁场的干扰、不怕腐蚀、不怕潮、能量损耗少等优点．故选C．5.使用蓝牙耳机接听手机来电，信号传输示意图如图，蓝牙通信的电磁波（）A．是蓝光B．波长比手机通信的电磁波短C．在真空中传播速度为340m/sD．在真空中传播速度比手机通信的电磁波小【答案】B【解析】A、蓝牙通讯的是电磁波，不是光信号；故A错误；B、蓝牙通讯比手机通讯的电磁波频率高，所以波长短；故B正确；C、电磁波在真空中的传播速度约为3×108m/s，不是340m/s，故C错误；D、蓝牙通讯和手机通讯使用的都是电磁波，在真空中传播速度相同；故D错误。6.随着科技的迅猛发展，电磁波有了非常广泛的应用．如图所示的电器设备中，利用电磁波工作的是（）微波炉 B．电磁起重机 C．B超 D．电吹风【答案】A【解析】A、微波炉是利用微波的剧烈震动加热物体的，所以是利用电磁波工作的，故A正确；B、电磁起重机是利用电流的磁效应工作的，故B错误；C、B超是利用超声传递信息的，故C错误；D、电吹风是利用电流的热效应的原理工作的，故D错误；拔高拔高7.下列关于电磁波的说法，正确的是（）电磁波只能在真空中传播电场随时间变化时一定产生电磁波做变速运动的电荷会在空间产生电磁波D．麦克斯韦第一次用实验证实了电磁波的存在【答案】C【解析】A、电磁波在介质中也能传播，比如光是一种电磁波，在水和玻璃等介质中也传播；故A错误．B、均匀变化的电场产生稳定的磁场，不能再产生电场，从而不能产生电磁波；故B错误．

C、做变速运动的电荷会在空间产生变化的电磁场，形成电磁波；故C正确．D、麦克斯韦预言了电磁波的存在，是赫兹第一次用实验证实了电磁波的存在．故D错误．

故选C8.地面与航天器之间传输信息的载体是（）A．超声波 B．次声波 C．电磁波 D．光导纤维[来源:Zxxk.Com]【答案】C【解析】电磁波可以在真空中传播，因此地面与航天器之间传输信息的载体是电磁波．9.通信技术的发展日新月异，4G手机以其上网速快、传递信息量大备受人们喜爱，4G手机传递信息利用的是（）A．紫外线 B．红外线 C．超声波 D．电磁波【答案】D【解析】4G手机也属于移动电话，所以4G网络传输信息是利用电磁波来实现的．课堂小结课堂小结【教学建议】此处内容主要用于教师对本节课重点内容进行总结，一方面是对本节课的重点难点内容的回顾，更重要的是针对这节课学生出现的问题再次进行复习提问等，以达到让学生课上掌握的目的，同时可以对下节课内容进行简单的铺垫，以体现出本节课内容与下节课内容之间的关系。1、了解电话是怎样把信息传递到远方的。2、了解电话交换机的用处。3、了解模拟通信和数字通信的基本区别。4、了解电磁波的产生和传播。5、知道光是电磁波，电磁波在真空中的传播速度。6、知道波长、频率和波速的关系。7、了解无线电广播的大致工作过程。8、大致了解电视的工作过程。9、了解移动电话是怎样工作的。10、常识性了解卫星通信、光线通信、网络通信。课后作业课后作业【教学建议】此处内容主要用于教师根据学生掌握情况有针对性的进行课后作业的布置，掌握好的同学可以适当的布置难度大一些的作业，成绩一般的同学可以以基础题和巩固题目为主，但是一定要控制作业的数量，给学生布置的作业一般不要超过5题，这样学生才能保证做题的质量。基础基础1.有一种“隐形飞机”，可以有效避开雷达的探测，秘密之一在于它的表面有一层特殊材料，这种材料能够_______（选填“增强”或“减弱”）对电磁波的吸收作用，秘密之二在于它的表面制成特殊形状，这种形状能够_______（选填“增强”或“减弱”）电磁波反射回雷达设备。【答案】增强减弱【解析】“隐形飞机”能够“隐形”就在于它对电磁波的反射较弱，是通过增强对电磁波的吸收和减弱对电磁波的反射来达到目的。2.当你使用手机和远在北京的朋友通话时，你说话的声音通过______传播到手机，手机接收到信息后，将它转化成_______信号传递给设在附近的基地台，再通过基地台的设备传输到你朋友的电话，从而引起电话中发声体_______，朋友就听到了你的声音。【答案】空气电磁波振动【解析】我们所发出的声音是由空气传播到手机的话筒，而手机与手机之间是由基地台通过电磁波承载着声音信号来发送的，最后通过手机的听筒转化成说话者的声音。3.阅读短文，回答问题。地球同步卫星人造地球同步卫星发射过程可简化为点火加速、离开大气层后关闭发动机自由上升和调整姿态三个阶段。从地面上看，它相对于地球静止于赤道上空，与地球转动同步，故称地球同步卫星。在赤道上空约为36000km的高度上布设3颗通信卫星，可实现除两极外的全球通信。地球同步卫星常用于通信、气象、广播电视、导弹预警、数据中继等方面，以实现对同一地区的连续工作。（1）同步卫星相对于地面是__________（选填“运动”或“静止”）的。（2）点火加速阶段中能量转化为：化学能→内能→_______能。（3）从地面发送电磁波信号通过同步卫星返回至少需要_______s。（4）同步卫星的用途有_________（答出两种即可）。【答案】（1）静止（2）机械（3）0.24（4）通信、广播电视【解析】同步卫星相对于地面的位置不发生变化，所以同步卫星相对于地面是静止的；在点火加速阶段，首先是燃料燃烧化学能转化为内能，然后内能再转化为机械能，使同步卫星加速上升；从地面发送电磁波信号通过同步卫星返回需要的时间；根据短文可知同步卫星的用途有通信、气象、广播电视、导弹预警、数据中继等。巩固巩固“汶川大地震”中，救援人员用雷达式、热红外等多种生命探测仪援救被困的同胞，其中热红外生命探测仪是利用红外线的________效应工作的，在黑暗中________（能与不能）发现目标．【答案】热；能【解析】人有生命时，温度比较高，辐射红外线的本领比较强，生命探测仪能利用红外线热效应强作用，探寻生命的存在．

故答案为：热；能．5.我们生活在电磁波的海洋中．下列关于电磁波的说法正确的是（）A．月球上没有空气，电磁波不能传播B．手机不是用电磁波来传递信息的C．微波炉是用电磁波来传递信息的D．利用电磁波不能传递声音信号，只能传递图象信号【答案】C【解析】A、电磁波的传播不需要介质，月球上电磁波可以传播，故A错误；B、手机是利用电磁波来传递信息的，故B错误；C、微波炉是用电磁波来传递信息的，故C正确；D、电磁波既能传递声音信号又能传递图象信号，故D错误．6.下列设备中，没有利用电磁波工作的是（）A．收音机 B．微波炉C．体检用B型超声波诊断仪 D．红外线测距仪【答案】C【解析】A、收音机，是利用无线电波，无线电波是一种电磁波，故此选项不符合题意；B、微波炉，是利用微波，微波是一种电磁波，故此选项不符合题意；C、体检用B型超声波诊断仪，应用了声波，故此选项符合题意；D、红外线测距仪，是利用红外线，红外线