【人教版初三物理】第20講：信息的傳遞教案

第第20講講信息的傳遞

概述概述適用學(xué)科初中物理適用年級初中三年級適用區(qū)域課時時長（分鐘）120知識點現(xiàn)代順風(fēng)耳——電話2、電磁波的海洋3、廣播、電視和移動通信4、越來越寬的信息之路教學(xué)目標1、了解電話是怎樣把信息傳遞到遠方的。2、了解電話交換機的用處。3、了解模擬通信和數(shù)字通信的基本區(qū)別。4、了解電磁波的產(chǎn)生和傳播。5、知道光是電磁波，電磁波在真空中的傳播速度。6、知道波長、頻率和波速的關(guān)系。7、了解無線電廣播的大致工作過程。8、大致了解電視的工作過程。9、了解移動電話是怎樣工作的。10、常識性了解衛(wèi)星通信、光線通信、網(wǎng)絡(luò)通信。教學(xué)重點電話2、電磁波教學(xué)難點波長波速頻率的關(guān)系【教學(xué)建議】本節(jié)的教學(xué)重點是電磁波的應(yīng)用。學(xué)生學(xué)習(xí)本節(jié)內(nèi)容時可能會在以下兩個方面出現(xiàn)問題：1.波長、頻率和波速的關(guān)系。2.常識性了解衛(wèi)星通信、光線通信、網(wǎng)絡(luò)通信。教學(xué)過程教學(xué)過程一、導(dǎo)入一、導(dǎo)入本章在中考試題中，主要以填空、選擇和綜合應(yīng)用題的形式考查。選擇題主要考查電磁波的應(yīng)用。在今后的中考試題中，仍會與往年相同?？疾榈闹R點有：電磁波的應(yīng)用等。本章雖然不是中考的重點考查內(nèi)容，但是通過學(xué)習(xí)現(xiàn)代通信知識，了解科技為人類帶來的便利，可以提高科學(xué)的興趣。同時通過了解廣播、電視和移動電話的工作過程，初步認識科技對現(xiàn)代生活的影響。感受到科技給人類帶來的改變。知識點知識點1現(xiàn)代順風(fēng)耳——電話1、電話——1876年美國發(fā)明家貝爾發(fā)明了第一部電話（1）基本結(jié)構(gòu)：主要由話筒和聽筒組成。（2）工作原理：話筒把聲信號變成變化的電流，電流沿著導(dǎo)線把信息傳到遠方，在另一端，電流使聽筒的膜片振動，攜帶信息的電流又變成了聲音。（話筒把聲信號轉(zhuǎn)化為電信號；聽筒把電信號轉(zhuǎn)化為聲信號）2、電話交換機為了提高線路的利用率，人們發(fā)明了電話交換機。3、模擬通信和數(shù)字通信模擬信號：聲音轉(zhuǎn)換成信號電流時，信號電流的頻率、振幅變化的情況跟聲音的頻率、振幅變化的情況完全一樣，“模仿”著聲信號的“一舉一動”，這種電流傳遞的信號叫做模擬信號，使用模擬信號的通信方式叫做模擬通信。數(shù)字信號：用不同符號的不同組合表示的信號叫做數(shù)學(xué)信號，使用數(shù)學(xué)信號的通信方式叫做數(shù)字通信。模擬信號容易失真；數(shù)字信號抗干擾能力強，便于加工處理，可以加密。在電話與交換機之間一般傳遞模擬信號，在交換機之間傳遞數(shù)字信號。知識點2知識點2電磁波的海洋電磁波的產(chǎn)生——導(dǎo)線中電流的迅速變化會在周圍空間激起電磁波。電磁波可以在真空中傳播，不需要任何介質(zhì)。電磁波在真空中的波速為c,大小和光速一樣，c=3×108m/s=3×105km/s電磁波波速、波長λ和頻率f的關(guān)系：（1）波長：電流每振蕩一次電磁波向前傳播的距離叫做波長，用λ表示，單位是m。波長表示相鄰兩個波峰之間的距離，或相鄰兩個波谷之間的距離。（2）頻率：一秒內(nèi)電流振蕩的次數(shù)交頻率，用f表示，單位是赫茲（Hz），比赫茲（Hz）大的還有千赫（kHz）、兆赫（MHz）。1MHz=103kHz1kHz=103Hz1MHz=106Hz（3）波速：一秒內(nèi)電磁波傳播的距離，用c表示，單位是m/s。（4）波長、頻率和波速的關(guān)系c=λfλ=eq\f(c,f)f=eq\f(c,λ)。（5）電磁波的波長λ與頻率f成反比。電磁波中用于廣播、電視和移動電話的是頻率為數(shù)百千赫至數(shù)百兆赫的那一部分，叫做無線電波（無線電技術(shù)中使用的電磁波）。無線電波特點：無線電波的波長從幾毫米道幾千米，通常根據(jù)波長或頻率把無線電波分成幾個波段，包括：長波、中波、短波、微波等，各個波段的無線電波有各自的傳播方式和用途，如下表所示。波段波長頻率傳播方式主要用途長波30000m~300m10kHz~100kHz地波超遠程無線電通信和導(dǎo)航中波3000m~200m100kHz~1500kHz地波和天波調(diào)幅（AM）、無線電廣播、電報中短波200m~50m1500kHz~6000kHz短波50m~10m6MHz~30MHz天波微波米波（VHF）10m~1m30MHz~300MHz近似直線傳播調(diào)頻（FM）、無線電廣播、電視、導(dǎo)航分米波（UHF）10dm~1dm300MHz~3000MHz直線傳播移動通信、電視、雷達、導(dǎo)航厘米波10cm~1cm3000MHz~30000MHz毫米波10mm~1mm30000MHz~300000MHz知識點知識點3廣播、電視和移動通信電磁波是傳遞信息的載體。無線電通信系統(tǒng)由發(fā)射裝置和接收裝置兩大部分組成。1、無線電廣播信號的發(fā)射和接受：無線電廣播信號的發(fā)射由廣播電臺完成，信號的接受由收音機完成。2、電視信號的發(fā)射與接收：電視用電磁波傳送圖像信號和聲音信號。電視信號的發(fā)射由電視臺完成，接收由電視機完成。3、移動電話：移動電話由空間的電磁波來傳遞信息。移動電話機既是無線發(fā)射臺又是無線電接收臺。移動電話的體積很小，發(fā)射功率不大，它的天線也很簡單，靈敏度不高，因此，它和其他用戶的通話要靠較大的固定無線電臺轉(zhuǎn)移，這種固定的電臺叫基地臺。4、音頻、視頻、射頻和頻道：由聲音變成的電信號，它的頻率跟聲音相同，在幾十赫到幾千赫之間，叫做音頻信號。由圖像變成的電信號，它的頻率在幾赫到幾兆赫之間，叫做視頻信號。音頻電流和視頻電流在空間激發(fā)電磁波的能力很差，需要把它們加載到具有更好的發(fā)射能力的電流上，才能發(fā)射到天空中，這種電流的頻率更高，這種更高頻率的電流教做射頻電流。不同的電視臺使用不同的射頻范圍進行廣播，以免互相干擾；這一個個不同的頻率范圍就叫做頻道。知識點知識點4越來越寬的信息之路信息理論表明，作為載體的無線電波，頻率越高，在相同時間內(nèi)傳輸?shù)男畔⒕驮蕉唷?、微波通信微波的波長在10m~1mm之間，頻率在30MHz~3×105MHz之間。微波的性質(zhì)更接近光波，大致沿直線傳播，不能沿地球繞射，因此，必須每隔50km左右就建設(shè)一個微波中繼站。2、衛(wèi)星通信通信衛(wèi)星相當于微波通信的中繼站。通信衛(wèi)星大多是相對地球“靜止”的同步衛(wèi)星，在地球的周圍均勻地配置3顆同步通信衛(wèi)星，就覆蓋了幾乎全部地球表面，可以實現(xiàn)全球通信。3、光纖通信光纖通信是光從光導(dǎo)纖維的一端射入，在內(nèi)壁上多次反射，從另一端射出，這樣就把它攜帶的信息傳到了遠方。光導(dǎo)纖維是很細很細的玻璃絲，由內(nèi)芯和外套兩部分組成。光纖通信傳送的不是普通的光，而是一種頻率單一、方向高度集中的激光，激光最早是在1960年由美國科學(xué)家梅曼發(fā)現(xiàn)的。光纖通信的保密性強，不受外界條件的干擾，傳播距離遠，容量大。4、網(wǎng)絡(luò)通信目前使用最頻繁的網(wǎng)絡(luò)通信形式是電子郵件。世界上最大的計算機網(wǎng)絡(luò)，叫做因特網(wǎng)。計算機之間的聯(lián)結(jié)，除了使用金屬線外，還使用光纜、通信衛(wèi)星等各種通信手段。寬帶網(wǎng)是指頻率較高，能傳輸更多信息的網(wǎng)絡(luò)。三、例題三、例題精析【教學(xué)建議】此處內(nèi)容主要用于教師課堂的精講，每個題目結(jié)合試題本身、答案和解析部分，教師有的放矢的進行講授或與學(xué)生互動練習(xí)。例題1例題1【題干】2010年5月1日至10月31日，第四十一屆世博會在上海舉行。媒體通過通訊衛(wèi)星用

波把上海世博會的信息及時傳到世界各地。中央電視臺第一套節(jié)目的頻率為52.5MHz（1MHz=106Hz），則中央電視臺第一套節(jié)目的波長為

m?！敬鸢浮侩姶挪?.7m【解析】通訊衛(wèi)星也是利用電磁波來傳遞信息的。由公式由c＝λf得f＝＝＝5.7m例題2例題2【題干】“3G時代”的到來，可以使用3G手機隨時通過無線網(wǎng)絡(luò)上網(wǎng)。手機無線上網(wǎng)時，是（）

A．利用電磁波傳輸?shù)臄?shù)字信號

B．利用電磁波傳輸?shù)哪M信號

C．利用超聲波傳輸?shù)臄?shù)字信號

D．利用紅外線傳輸?shù)哪M信號【答案】A【解析】手機也就是移動電話，它既是無線電發(fā)射臺也是無線電接收臺，是靠電磁波來傳遞信息的。隨著數(shù)字信號的普及，數(shù)字信號已逐漸取代了模擬信號。例題例題3【題干】2009年3月1日北京時間16時13分10秒，“嫦娥一號”探月衛(wèi)星在完成全部使命后，準確落于月球的預(yù)定撞擊點，為我國探月一期工程畫上了圓滿的句號，假如你登上了月球，在月球上可以完成的是（）

A．用電磁波傳遞信息

B．開演唱會

C．用電風(fēng)扇送風(fēng)

D．用水銀氣壓計測大氣的壓強【答案】A【解析】月球上是真空，真空不能傳播聲音。也不能形成風(fēng)沒有大氣壓。例題4例題4【題干】我市目前已全面開通了3G手機通信業(yè)務(wù)。使用3G手機不僅可以通話，還可以隨時通過無線網(wǎng)絡(luò)上網(wǎng)。下列說法正確的是（）A.電磁波不能在真空中傳播B.手機通話是直接傳輸聲信號C.電磁波在空氣中的傳播速度是340m/sD.手機無線上網(wǎng)是利用電磁波傳輸數(shù)字信號【答案】D【解析】手機通話和無線上網(wǎng)都是依靠電磁波傳遞信息，而電磁波的傳遞不需要介質(zhì)，故A錯、D對；電磁波在真空中可以傳播，其速度為3×108m/s，故C錯；手機通話與固定電話一樣，先要把聲音信號轉(zhuǎn)換成電信號，通過電磁波傳遞后，再由聽筒把電信號還原成聲音信號，故B錯。例題例題5【題干】2012年6月16日，我國成功發(fā)射“神舟九號”載人飛船。飛船承擔著如圖所示的與“天宮一號”交會對接任務(wù)。地面飛控中心和航天員的聯(lián)系主要是通過下面的哪種方式來實現(xiàn)（）A.發(fā)射超聲波B.發(fā)射次聲波C.發(fā)射微波D.發(fā)射可見光【答案】C【解析】超聲波和次聲波都不能在真空中傳播，所以地面飛控中心和航天員的聯(lián)系不能靠超聲波或次聲波來完成，要依靠微波來傳遞信息，故本題應(yīng)選C。四、課堂運用四、課堂運用【教學(xué)建議】在對課堂知識講解完，把握了重點突破了難點以及練習(xí)精講了之后，再用練習(xí)進行課堂檢測，根據(jù)學(xué)生情況建議分3個難度層次：易，中，難?；A(chǔ)基礎(chǔ)1.移動通信是利用

波傳遞信號的，其信號傳播速度與光速相同，光在真空中的傳播速度是

m／s.【答案】電磁

3×108

【解析】移動通信是由空間的電磁波來傳遞信息的，光波也是一種電磁波，它們在真空中的傳播速度都是3×108m/s。

2.人們所需的生活或生產(chǎn)用品中涉及到很多物理知識，下列對應(yīng)關(guān)系正確的是（）

A．筷子--省力杠桿

B．驗鈔機--紅外線

C．汽油機--電流的熱效應(yīng)

D．移動電話--電磁波【答案】D【解析】A、動力臂大于阻力臂的杠桿是省力杠桿，動力臂小于阻力臂的杠桿是費力杠桿；

B、驗鈔機是利用紫外線能使熒光物質(zhì)發(fā)光的特性工作的；

C、汽油機是汽油燃燒把汽油的化學(xué)能先轉(zhuǎn)化為氣體內(nèi)能，氣體內(nèi)能再轉(zhuǎn)化為機械能而工作的；

D、移動電話是通過電磁波實現(xiàn)通信的．3.電磁波給人類生活帶來日新月異變化的同時，也帶來了電磁污染．長期使用如圖所示的通信設(shè)備，會對人體健康產(chǎn)生影響的是（）搖柄電話B.拔號電話C移動電話D.按鍵電話【答案】C【解析】A、B、D都是固定電話，只是樣式不同．固定電話是利用電現(xiàn)象和聲現(xiàn)象之間的聯(lián)系來工作的，不會對人體健康產(chǎn)生影響；

C是移動電話，移動電話是利用電磁波來工作的，過量的電磁波會造成電磁輻射，會對人體造成傷害．

故選C．鞏固鞏固4.隨著社會的進步，光纖網(wǎng)絡(luò)開始進入普通老百姓家庭．光纖的主要用途是（）A．輸電 B．導(dǎo)熱 C．通信 D．照明【答案】C【解析】光纖已經(jīng)成為現(xiàn)代通信的主要傳輸工具，它具有容量大、不受外界磁場的干擾、不怕腐蝕、不怕潮、能量損耗少等優(yōu)點．故選C．5.使用藍牙耳機接聽手機來電，信號傳輸示意圖如圖，藍牙通信的電磁波（）A．是藍光B．波長比手機通信的電磁波短C．在真空中傳播速度為340m/sD．在真空中傳播速度比手機通信的電磁波小【答案】B【解析】A、藍牙通訊的是電磁波，不是光信號；故A錯誤；B、藍牙通訊比手機通訊的電磁波頻率高，所以波長短；故B正確；C、電磁波在真空中的傳播速度約為3×108m/s，不是340m/s，故C錯誤；D、藍牙通訊和手機通訊使用的都是電磁波，在真空中傳播速度相同；故D錯誤。6.隨著科技的迅猛發(fā)展，電磁波有了非常廣泛的應(yīng)用．如圖所示的電器設(shè)備中，利用電磁波工作的是（）微波爐 B．電磁起重機 C．B超 D．電吹風(fēng)【答案】A【解析】A、微波爐是利用微波的劇烈震動加熱物體的，所以是利用電磁波工作的，故A正確；B、電磁起重機是利用電流的磁效應(yīng)工作的，故B錯誤；C、B超是利用超聲傳遞信息的，故C錯誤；D、電吹風(fēng)是利用電流的熱效應(yīng)的原理工作的，故D錯誤；拔高拔高7.下列關(guān)于電磁波的說法，正確的是（）電磁波只能在真空中傳播電場隨時間變化時一定產(chǎn)生電磁波做變速運動的電荷會在空間產(chǎn)生電磁波D．麥克斯韋第一次用實驗證實了電磁波的存在【答案】C【解析】A、電磁波在介質(zhì)中也能傳播，比如光是一種電磁波，在水和玻璃等介質(zhì)中也傳播；故A錯誤．B、均勻變化的電場產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場，不能再產(chǎn)生電場，從而不能產(chǎn)生電磁波；故B錯誤．

C、做變速運動的電荷會在空間產(chǎn)生變化的電磁場，形成電磁波；故C正確．D、麥克斯韋預(yù)言了電磁波的存在，是赫茲第一次用實驗證實了電磁波的存在．故D錯誤．

故選C8.地面與航天器之間傳輸信息的載體是（）A．超聲波 B．次聲波 C．電磁波 D．光導(dǎo)纖維[來源:Zxxk.Com]【答案】C【解析】電磁波可以在真空中傳播，因此地面與航天器之間傳輸信息的載體是電磁波．9.通信技術(shù)的發(fā)展日新月異，4G手機以其上網(wǎng)速快、傳遞信息量大備受人們喜愛，4G手機傳遞信息利用的是（）A．紫外線 B．紅外線 C．超聲波 D．電磁波【答案】D【解析】4G手機也屬于移動電話，所以4G網(wǎng)絡(luò)傳輸信息是利用電磁波來實現(xiàn)的．課堂小結(jié)課堂小結(jié)【教學(xué)建議】此處內(nèi)容主要用于教師對本節(jié)課重點內(nèi)容進行總結(jié)，一方面是對本節(jié)課的重點難點內(nèi)容的回顧，更重要的是針對這節(jié)課學(xué)生出現(xiàn)的問題再次進行復(fù)習(xí)提問等，以達到讓學(xué)生課上掌握的目的，同時可以對下節(jié)課內(nèi)容進行簡單的鋪墊，以體現(xiàn)出本節(jié)課內(nèi)容與下節(jié)課內(nèi)容之間的關(guān)系。1、了解電話是怎樣把信息傳遞到遠方的。2、了解電話交換機的用處。3、了解模擬通信和數(shù)字通信的基本區(qū)別。4、了解電磁波的產(chǎn)生和傳播。5、知道光是電磁波，電磁波在真空中的傳播速度。6、知道波長、頻率和波速的關(guān)系。7、了解無線電廣播的大致工作過程。8、大致了解電視的工作過程。9、了解移動電話是怎樣工作的。10、常識性了解衛(wèi)星通信、光線通信、網(wǎng)絡(luò)通信。課后作業(yè)課后作業(yè)【教學(xué)建議】此處內(nèi)容主要用于教師根據(jù)學(xué)生掌握情況有針對性的進行課后作業(yè)的布置，掌握好的同學(xué)可以適當?shù)牟贾秒y度大一些的作業(yè)，成績一般的同學(xué)可以以基礎(chǔ)題和鞏固題目為主，但是一定要控制作業(yè)的數(shù)量，給學(xué)生布置的作業(yè)一般不要超過5題，這樣學(xué)生才能保證做題的質(zhì)量?；A(chǔ)基礎(chǔ)1.有一種“隱形飛機”，可以有效避開雷達的探測，秘密之一在于它的表面有一層特殊材料，這種材料能夠_______（選填“增強”或“減弱”）對電磁波的吸收作用，秘密之二在于它的表面制成特殊形狀，這種形狀能夠_______（選填“增強”或“減弱”）電磁波反射回雷達設(shè)備?！敬鸢浮吭鰪姕p弱【解析】“隱形飛機”能夠“隱形”就在于它對電磁波的反射較弱，是通過增強對電磁波的吸收和減弱對電磁波的反射來達到目的。2.當你使用手機和遠在北京的朋友通話時，你說話的聲音通過______傳播到手機，手機接收到信息后，將它轉(zhuǎn)化成_______信號傳遞給設(shè)在附近的基地臺，再通過基地臺的設(shè)備傳輸?shù)侥闩笥训碾娫?，從而引起電話中發(fā)聲體_______，朋友就聽到了你的聲音?！敬鸢浮靠諝怆姶挪ㄕ駝印窘馕觥课覀兯l(fā)出的聲音是由空氣傳播到手機的話筒，而手機與手機之間是由基地臺通過電磁波承載著聲音信號來發(fā)送的，最后通過手機的聽筒轉(zhuǎn)化成說話者的聲音。3.閱讀短文，回答問題。地球同步衛(wèi)星人造地球同步衛(wèi)星發(fā)射過程可簡化為點火加速、離開大氣層后關(guān)閉發(fā)動機自由上升和調(diào)整姿態(tài)三個階段。從地面上看，它相對于地球靜止于赤道上空，與地球轉(zhuǎn)動同步，故稱地球同步衛(wèi)星。在赤道上空約為36000km的高度上布設(shè)3顆通信衛(wèi)星，可實現(xiàn)除兩極外的全球通信。地球同步衛(wèi)星常用于通信、氣象、廣播電視、導(dǎo)彈預(yù)警、數(shù)據(jù)中繼等方面，以實現(xiàn)對同一地區(qū)的連續(xù)工作。（1）同步衛(wèi)星相對于地面是__________（選填“運動”或“靜止”）的。（2）點火加速階段中能量轉(zhuǎn)化為：化學(xué)能→內(nèi)能→_______能。（3）從地面發(fā)送電磁波信號通過同步衛(wèi)星返回至少需要_______s。（4）同步衛(wèi)星的用途有_________（答出兩種即可）。【答案】（1）靜止（2）機械（3）0.24（4）通信、廣播電視【解析】同步衛(wèi)星相對于地面的位置不發(fā)生變化，所以同步衛(wèi)星相對于地面是靜止的；在點火加速階段，首先是燃料燃燒化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，然后內(nèi)能再轉(zhuǎn)化為機械能，使同步衛(wèi)星加速上升；從地面發(fā)送電磁波信號通過同步衛(wèi)星返回需要的時間；根據(jù)短文可知同步衛(wèi)星的用途有通信、氣象、廣播電視、導(dǎo)彈預(yù)警、數(shù)據(jù)中繼等。鞏固鞏固“汶川大地震”中，救援人員用雷達式、熱紅外等多種生命探測儀援救被困的同胞，其中熱紅外生命探測儀是利用紅外線的________效應(yīng)工作的，在黑暗中________（能與不能）發(fā)現(xiàn)目標．【答案】熱；能【解析】人有生命時，溫度比較高，輻射紅外線的本領(lǐng)比較強，生命探測儀能利用紅外線熱效應(yīng)強作用，探尋生命的存在．

故答案為：熱；能．5.我們生活在電磁波的海洋中．下列關(guān)于電磁波的說法正確的是（）A．月球上沒有空氣，電磁波不能傳播B．手機不是用電磁波來傳遞信息的C．微波爐是用電磁波來傳遞信息的D．利用電磁波不能傳遞聲音信號，只能傳遞圖象信號【答案】C【解析】A、電磁波的傳播不需要介質(zhì)，月球上電磁波可以傳播，故A錯誤；B、手機是利用電磁波來傳遞信息的，故B錯誤；C、微波爐是用電磁波來傳遞信息的，故C正確；D、電磁波既能傳遞聲音信號又能傳遞圖象信號，故D錯誤．6.下列設(shè)備中，沒有利用電磁波工作的是（）A．收音機 B．微波爐C．體檢用B型超聲波診斷儀 D．紅外線測距儀【答案】C【解析】A、收音機，是利用無線電波，無線電波是一種電磁波，故此選項不符合題意；B、微波爐，是利用微波，微波是一種電磁波，故此選項不符合題意；C、體檢用B型超聲波診斷儀，應(yīng)用了聲波，故此選項符合題意；D、紅外線測距儀，是利用紅外線，紅外線