中考復(fù)習(xí)課《電磁波與現(xiàn)代通訊 能源與可持續(xù)發(fā)展》

1、中考復(fù)習(xí)課電磁波與現(xiàn)代通訊 能源與可持續(xù)發(fā)展南京市文樞中學(xué) 張愷寧教學(xué)設(shè)計(jì)電磁波與現(xiàn)代通訊、能源與可持續(xù)發(fā)展這兩章是新納入蘇科版物理教材的內(nèi)容，介紹了一些前沿科學(xué)在生活中的運(yùn)用。本節(jié)課依照知識(shí)框架圖，通過(guò)學(xué)生回憶知識(shí)點(diǎn)與練習(xí)相結(jié)合的方式對(duì)這兩章的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行概括梳理，達(dá)到復(fù)習(xí)提高的效果。教學(xué)目標(biāo)1、知識(shí)與技能知道波長(zhǎng)、頻率和波速的關(guān)系，了解波在信息傳播中的作用；知道光是電磁波，直到電磁波在真空中的傳播速度；通過(guò)實(shí)例了解能量及其存在不同形式；知道能量守恒定律，能舉出生活中能量守恒的實(shí)例； 2、過(guò)程與方法能通過(guò)具體事例，說(shuō)出能源與人類生存和社會(huì)發(fā)展的關(guān)系；有用能量轉(zhuǎn)化與守恒的觀點(diǎn)分析物理現(xiàn)象的意識(shí)；

2、3、情感、態(tài)度與價(jià)值觀了解電磁波的應(yīng)用及其對(duì)人類生活和社會(huì)發(fā)展的影響；了解視覺(jué)和我國(guó)的能源狀況，對(duì)于能源的開(kāi)發(fā)和利用有可持續(xù)發(fā)展的意識(shí)。、教具、學(xué)具、實(shí)驗(yàn)器材九下教參配套光盤、自制課件教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn)1、波是傳播能量的重要途徑 機(jī)械波是振動(dòng)形式在介質(zhì)中的傳播，它不僅傳播了振動(dòng)的形式，更主要是傳播了振動(dòng)的能量。當(dāng)信息加載到波上后，就可傳播出去。電磁波是在空間傳播的周期性變化的電磁場(chǎng)，由于電磁場(chǎng)本身具有物質(zhì)性，因此電磁波傳播時(shí)不需要介質(zhì)。波在不同介質(zhì)中傳播時(shí)速度不同，但波形變化快慢是由波源振動(dòng)頻率決定的，因此根據(jù)v = f，可知道，波在不同介質(zhì)中傳播時(shí)波長(zhǎng)是不相同的。 從無(wú)線電波到宇宙中射線都是電磁波

3、，不同波段的電磁波傳播的特點(diǎn)或特性不同，因此用途也不同。2能量守恒與能量轉(zhuǎn)化是辯證統(tǒng)一的 能量轉(zhuǎn)化是需要一定條件的，能量轉(zhuǎn)化中必然有損失或不可回收的能量，這就是能量轉(zhuǎn)化過(guò)程中具有效率的原因我們已知的機(jī)械效率、火爐效率、熱機(jī)效率等就是能量轉(zhuǎn)化效率的體現(xiàn)。課前復(fù)習(xí)的問(wèn)題1、波的種類，傳播及應(yīng)用2、能源的分類和運(yùn)用教學(xué)過(guò)程教學(xué)階段與時(shí)間分配教師引導(dǎo)學(xué)生活動(dòng)說(shuō)明信息與信息傳播5分鐘電磁波及其傳播15分鐘波的應(yīng)用5分鐘一、 電磁波與現(xiàn)代通訊1、信息與信息傳播提問(wèn)：什么是信息？人類特有的三種信息是什么？例題分析例1、信息是各種事物發(fā)出的有意義的消息，下述關(guān)于信息的說(shuō)法中錯(cuò)誤的是( )。A信息都是有實(shí)際意義

4、的B電報(bào)、電話、電視都是傳播信息的工具C歷史上信息傳播方式的每一次變革都使信息傳播量變大，傳播速度變快D語(yǔ)言、文字、表情都屬于信息信息本身的意義和信息能起的實(shí)際作用（即實(shí)際意義）是完全不同的兩個(gè)概念，要注意區(qū)分不能混淆。2、電磁波及其傳播提問(wèn)：波的種類有哪些？（課件演示）周期性的振動(dòng)在介質(zhì)中的傳播稱為機(jī)械波，周期性變化的電磁場(chǎng)在空中傳播被稱為電磁波。你們能舉出生活中有哪些波的例子嗎？提問(wèn)：電磁波的振幅、周期、頻率、波長(zhǎng)是什么？他們之間存在著什么關(guān)系？根據(jù)速度的概念，波的傳播速度v（簡(jiǎn)稱波速，反映波傳播的快慢）為：由頻率與周期的關(guān)系可知，波速與波長(zhǎng)、頻率的關(guān)系是： v = f提問(wèn)：電磁波在真空中

5、的傳播速度是多少？電磁波在傳播過(guò)程中的實(shí)質(zhì)是什么？ 例2、波是傳遞信息的一種重要方式下述關(guān)于波的說(shuō)法中正確的是( )A、同一波源發(fā)出的波，在任何介質(zhì)中傳播速度都是相同的B、波源振動(dòng)的快慢叫頻率，頻率是反映波源振動(dòng)次數(shù)的多少C、波傳遞過(guò)程中只傳遞了振動(dòng)的形式 D、波源振動(dòng)的強(qiáng)弱叫振幅，振幅反映了波源振動(dòng)時(shí)偏離平衡位置的最大距離 電磁波的特性課件演示：“真空玻璃罩中的手機(jī)”課件演示：“電磁波的屏蔽” a先將手機(jī)放在塑料盒中，打電話呼叫盒中的手機(jī)。b再將手機(jī)放在金屬容器中，打電話呼叫金屬容器中的手機(jī)例3、電磁波是現(xiàn)代通信的重要工具，下述關(guān)于電磁波的說(shuō)法中不符合事實(shí)的是( )A電磁波就是周期性變化的電

6、磁場(chǎng)在空間傳播而形成的B光也是電磁波的一種，波長(zhǎng)約幾百納米C電磁波傳播不需要介質(zhì)，因而電磁波可通過(guò)任何物質(zhì)傳播D真空或空氣中傳播的電磁波，不論波長(zhǎng)大小，傳播速度都約等于3X108ms3、波的應(yīng)用可以分為無(wú)線電通訊、衛(wèi)星通信、光纖通信、互聯(lián)網(wǎng)四大類。他們各自有哪些特點(diǎn)呢？學(xué)生回答：各種事物發(fā)出的有意義的消息稱為信息，人類特有的三種信息：語(yǔ)言、符號(hào)和圖像。學(xué)生分析：由古代的烽火臺(tái)到現(xiàn)在的互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，每一次變革都使傳播的信息量增大而速度加快我們?nèi)粘Ｉ钪械恼Z(yǔ)言、文字、符號(hào)、圖像、手勢(shì)、表情、顏色、旗語(yǔ)等都是屬于信息。信息盡管是含有意義的消息，但信息必須通過(guò)傳播才有實(shí)際意義，信息不流通就沒(méi)有實(shí)際的價(jià)值了

7、。 答案：應(yīng)選A學(xué)生回答：凹凸相間的波為橫波；疏密相間的波為縱波。學(xué)生舉例：木棍在水面上振動(dòng)會(huì)產(chǎn)生水波；說(shuō)話時(shí)聲帶的振動(dòng)在空氣中形成聲波與水波、聲波的形成相似，導(dǎo)線中電流的迅速變化會(huì)在空間激起電磁波。學(xué)生回答：振幅是指波源偏離平衡位置的最大距離，用字母A表示，單位是米（m），它反映了波源振動(dòng)的強(qiáng)弱。波源振動(dòng)一次所需要的時(shí)間叫做周期，用字母T表示，單位是秒（s）。波源每秒內(nèi)振動(dòng)的次數(shù)叫做頻率，用字母f表示，單位是赫茲（Hz）。頻率與周期反映了振動(dòng)的快慢。它們的關(guān)系是：波在一個(gè)周期T內(nèi)傳播的距離叫做波長(zhǎng)（），單位是米（m）。學(xué)生回答：v=3.0×108 m/s學(xué)生回答：傳播能量。學(xué)生分析

8、：機(jī)械波傳播必須要有介質(zhì)，電磁波靠自身交變電磁場(chǎng)可在真空中傳播，但在不同的介質(zhì)中，波傳播速度要發(fā)生變化，即各種波傳播速度由介質(zhì)決定而與波源無(wú)關(guān)。頻率和周期都反映波源振動(dòng)的快慢，頻率是指1s內(nèi)波源振動(dòng)的次數(shù)，在比較兩個(gè)波源振動(dòng)次數(shù)時(shí)必須控制“時(shí)間”量相等。波在傳播振動(dòng)形式的同時(shí)，更重要的是將振動(dòng)能量(電磁波為電磁場(chǎng)振蕩能量)傳播出去。振幅是反映波源振動(dòng)強(qiáng)弱的物理量。振幅是波源振動(dòng)時(shí)離開(kāi)平衡位置的最大距離。 答案：應(yīng)選D學(xué)生分析現(xiàn)象：聽(tīng)不到手機(jī)鈴聲響，能看到真空玻璃罩中手機(jī)接收到信號(hào)后的燈光顯示，說(shuō)明聲音不能在真空中傳播，但電磁波能在真空中傳播。 學(xué)生分析現(xiàn)象：能聽(tīng)到塑料盒中手機(jī)發(fā)出的呼叫信號(hào)，不

9、能聽(tīng)到金屬容器中手機(jī)發(fā)出的呼叫信號(hào)。說(shuō)明金屬容器能屏蔽電磁波。學(xué)生分析：依據(jù)麥克斯韋理論，可以知道周期變化的電磁場(chǎng)在空中傳播形成電磁波，光是電磁波大家庭的一員，在同一環(huán)境中各種波長(zhǎng)的電磁波速度相同，在空氣中傳播速度與在真空中傳播速度基本相等，可以認(rèn)為是相同電磁波傳播盡管不需要介質(zhì)，但鐵質(zhì)物體會(huì)對(duì)電磁波有屏蔽作用，因此不能說(shuō)電磁波可通過(guò)任何物質(zhì)傳播光是電磁波中的一員。 答案：應(yīng)選C 學(xué)生回答：無(wú)線電通訊分為長(zhǎng)、中、短波通訊。衛(wèi)星通訊由空間部分（通信衛(wèi)星）和地面部分（通信地面站）兩大部分組成，具有覆蓋面大，通信距離長(zhǎng)，不受環(huán)境限制等優(yōu)點(diǎn)。光纖通信是利用光波在光導(dǎo)纖維中傳輸信息的一種通信方式，光纖通

10、信的容量極大?；ヂ?lián)網(wǎng)即因特網(wǎng)（Internet），是全世界的計(jì)算機(jī)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)互相連接成的信息傳送網(wǎng)絡(luò)，它擁有豐富的信息資源。對(duì)基本的知識(shí)概念進(jìn)行歸納根據(jù)例題，學(xué)生進(jìn)行分析，進(jìn)一步深入理解信息。信息本身的意義和信息能起的實(shí)際作用（即實(shí)際意義）是完全不同的兩個(gè)概念，要注意區(qū)分不能混淆。振動(dòng)快慢與振動(dòng)次數(shù)多少?zèng)]有必然的聯(lián)系，就如物體運(yùn)動(dòng)速度大，不等于路程長(zhǎng)，功 率大的機(jī)器不等于做功多。盡管電磁場(chǎng)本身就具有物質(zhì)性，傳播不需介質(zhì)，但不等于可通過(guò)任何物質(zhì)傳播。常規(guī)能源3分鐘新能源8分鐘能量轉(zhuǎn)化守恒定律2分鐘可持續(xù)發(fā)展5分鐘二、能源與可持續(xù)發(fā)展1、 常規(guī)能源提問(wèn)：按利用狀況分類能源可以分為常規(guī)能源和新能源

11、兩類。常規(guī)能源有哪些？他們的能量是如何獲得的？2、 新能源提問(wèn)：新能源有哪些？（1）核能怎樣才能獲得核能呢？我們?nèi)绾问抢煤四艿哪?？核能是安全、清潔、廉價(jià)的能源嗎？（2）太陽(yáng)能大陽(yáng)能除可直接利用它的光和熱外，它還是地球上多種能源的主要源泉。地球上除核能、地?zé)崮芎统毕芤酝獾乃心軒缀醵紒?lái)源于太陽(yáng)。太陽(yáng)能在我們生活中有哪些利用呢？例4、太陽(yáng)是人類“能源之母”，下述關(guān)于太陽(yáng)能的說(shuō)法中錯(cuò)誤的是( )A三大常規(guī)能源都是太陽(yáng)能的產(chǎn)物B光合作用是太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換為化學(xué)能C光驅(qū)動(dòng)機(jī)械手表是太陽(yáng)能先轉(zhuǎn)換為電能，再轉(zhuǎn)換為機(jī)械能D自然界的風(fēng)能、水能、潮汐能也都來(lái)自于太陽(yáng)能3、 能量轉(zhuǎn)化守恒定律什么是能量轉(zhuǎn)化守恒定律？做

12、功使能量從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式。熱傳遞使能量從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體。4、 可持續(xù)發(fā)展可持續(xù)發(fā)展：是既滿足當(dāng)代人的需要，又不危害后代人滿足自身需要的發(fā)展”。實(shí)現(xiàn)人類可持續(xù)發(fā)展的途徑有哪些呢？例5、我們提倡用節(jié)能燈取代白熾燈，你認(rèn)為有什么好處?為什么一般居民還缺乏這種意識(shí)?學(xué)生回答：煤、石油、天然氣都是常規(guī)能源，他們都是燃燒獲得內(nèi)能的。學(xué)生回答：核能、地?zé)崮?、太?yáng)能等核裂變和鏈?zhǔn)椒磻?yīng)。我們把質(zhì)量較大的原子核分裂成兩個(gè)或兩個(gè)以上的中等質(zhì)量核的過(guò)程叫做裂變。兩個(gè)較輕的原子核比如氫核、氦核等結(jié)合成一個(gè)較重的原子核時(shí)，也能釋放出核能，這種現(xiàn)象叫做聚變。建造核電站?！罢健庇^點(diǎn)：核能是安全、清潔、廉

13、價(jià)的能源?！胺捶健庇^點(diǎn)：核能并非是安全、清潔、廉價(jià)的能源。學(xué)生回答：可以直接利用太陽(yáng)能。如太陽(yáng)能熱水器是將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換為內(nèi)能；太陽(yáng)能電池將太陽(yáng)輻射能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?；光化學(xué)電池將太陽(yáng)能先轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能，再轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔芑蚱渌问侥?。學(xué)生分析：常規(guī)能源是指煤、石油及天然氣，在其地質(zhì)形成過(guò)程中累積了太陽(yáng)能，因此其能量來(lái)自于太陽(yáng)；光合作用使太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換為化學(xué)能儲(chǔ)存在植物之中；光驅(qū)動(dòng)手表內(nèi)裝有太陽(yáng)能電池，先將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換為電能再轉(zhuǎn)換為指針轉(zhuǎn)動(dòng)的機(jī)械能；自然界的風(fēng)能、水能與太陽(yáng)能有關(guān)，而潮汐能是由引力作用產(chǎn)生的 答案：應(yīng)選D 學(xué)生回答；能量既不會(huì)憑空消滅，也不會(huì)憑空產(chǎn)生，它只會(huì)從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式，或者從一個(gè)物體轉(zhuǎn)

14、移到另一個(gè)物體，而在轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的過(guò)程中，其總量保持不變。學(xué)生回答：（1）依靠科技進(jìn)步，改變能源結(jié)構(gòu)；（2）開(kāi)發(fā)和推廣清潔的可再生能源；（3）提高能源的利用效率；（4）減少環(huán)境污染。學(xué)生分析討論：燈是用于照明的，使用時(shí)在電能轉(zhuǎn)化為光能的過(guò)程中，輸出的有用能量(光能)和輸入的能量(電能)之比，顯然冷光源要高得多，熱光源有大量能量轉(zhuǎn)化為內(nèi)能耗散了。由于節(jié)能燈制造成本高，導(dǎo)致價(jià)格高于白熾燈，同時(shí)對(duì)節(jié)能意識(shí)認(rèn)識(shí)不足導(dǎo)致節(jié)能燈還不能全面推廣使用。答案：就能量轉(zhuǎn)換效率而言，節(jié)能燈電能轉(zhuǎn)化光能達(dá)40一60，而白熾燈轉(zhuǎn)化效率一般不超過(guò)15，即使用相同電功率的燈泡，節(jié)能燈亮度大約是白熾燈的四倍，反之照明程度相同時(shí)，節(jié)能燈消耗電功率僅為白熾燈的四分之一，因此從節(jié)約能源上而言應(yīng)大力提倡節(jié)能燈，同時(shí)也會(huì)減少居民的電費(fèi)支出。一般居民對(duì)節(jié)電意識(shí)的淡薄及節(jié)能燈價(jià)格高于白熾燈的46倍是推廣節(jié)能燈的主要障礙學(xué)生在新課的學(xué)習(xí)中已經(jīng)討論過(guò)兩種觀點(diǎn)，現(xiàn)在加以歸納，不再討論。水能是指水在三態(tài)變化過(guò)程中的能量轉(zhuǎn)移，與太陽(yáng)有關(guān)；潮