初中物理人教版九年级全册第二十章 电与磁综合与测试学案设计

信息的传递

【学习目标】

1.知道无线电波可以在真空中传播，它的速度等于光速。知道无线电波的波长、频率以及它们之间的定性关系。

2.知道无线电波的几个主要波段，它们的传播特点和主要用途。

3.知道什么是模拟信号、调频、调幅和调谐。

【要点梳理】

要点一、现代顺风耳——电话

1.电话：

（1）话筒：把声音信号转换成电信号。

（2）听筒：把电信号转换成声音信号。

2.电话交换机：

一个地区的电话都接到同一台交换机上，每部电话都编上号码。使用时，交换机把需要通话的两部电话接通，通话完毕再将线路断开。如果在一台交换机与另一台交换机之间连接上若干对电话线，这样，两个不同交换机的用户就能互相通话了。

3.模拟通信和数字通信：

（1）模拟通信：在话筒将声音转化成信号电流时，这种信号电流的频率、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”这声音信号的“一举一动”。这种电流传递的信号叫模拟信号。使用模拟信号的通信方式叫做模拟通信。

（2）数字通信：用不同符号的不同组合表示的信号，叫做数字信号，这种通信方式叫数字通信。

要点诠释：

（1）模拟信号在长距离传输和多次加工、放大的过程中，信号电流的波形会改变，从而使信号丢失一些信息，表现为声音、图像的失真，严重时会使通信中断。

（2）数字信号只包含两种不同的状态，形式简单，所以抗干扰能力特别强。现代电话已经全部采用数字信号进行传输和处理了，用数字信号传输的电视节目也已经进入家庭。

要点二、电磁波

1.电磁波的产生：导线中的电流迅速变化会在空间激起电磁波。

2.电磁波的传播：

（1）波峰、波谷：在一列水波的传播中，凸起的最高处，叫做波峰；凹下的最低处，叫做波谷。

（2）波长：邻近的两个波峰（波谷）的距离，叫做波长。

（3）波速：用来描述波传播速度的物理量。

（4）电磁波的传播速度：c=2.99792458×108m/s

（5）电磁波频率的单位：赫兹（Hz）

要点诠释：

（1）电磁波可以在真空中传播。

（2）电磁波是一个大家族，光也属于电磁波。通常用于广播、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。

要点三、广播、电视和移动通信

1.无线电广播信号的发射和接受

  （1）无线广播信号的发射由电台完成。话筒把播音员的声音信号转换成电信号，然后用调制器把音频信号加载到高频电流上，再通过天线产生电磁波发射到空中。

（2）信号的接受由收音机完成。收音机的天线接受各种各样的电磁波。转动收音机的旋钮，可以从中选出特定频率的信号。由调谐器选出的信号含有高频电流成分，需要通过解调将其滤去，将音频信号留下。

2.电视的发射和接受

（1）电视用电磁波传递图像信号和声音信号。声音信号的产生、传播和接受跟无线电广播工作过程相似。图像信号的工作过程是：摄像机把图像变成电信号，发射机把电信号加载到频率很高的电流上，通过发射天线发射到空中。

（2）电视机的接受天线把这样的高频信号接受下来，通过电视机把图像信号取出并放大，由显示器把它还原成图像。

3.移动电话：

（1）声音信息不是由导线中的电流来传递，而是由空间的电磁波来传递。

（2）移动电话机既是无线电发射台又是无线电接收台：它用电磁波把讲话的信息发射到空中；同时它又在空中捕获电磁波，得到对方讲话的信息。

要点四、越来越宽广的信息之路

1.微波通信：微波的波长在10m—1mm之间，频率在30MHz～3×105MHz之间，微波的频率高，其性质更接近光波，大致沿直线传播，所以需要在高处架设微波中继站来接转电磁波信号。

2.卫星通信：用通信卫星做微波中继站来进行通信。

3.光纤通信：激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递到了远方。

4.网络通信：把计算机联在一起可以进行网络通信。网络通信的形式是电子邮件，如图所示。当甲给乙发送一封电子邮件时，他的服务器A把邮件送到乙的服务器B，存储起来。

要点诠释：

（1）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。

（2）由于光的频率很高，在一定时间内可以传输大量的信息。光纤通信已经成为我国长途通信的骨干力量。

（3）计算机间的连接，除了使用金属导线外，还使用光缆、通信卫星等各种通信手段。

【典型例题】

类型一、基础知识

1.（2015•南沙区一模）北斗卫星导航系统是我国自主建立的卫星导航系统，覆盖中国全境及周边国家地区，该系统在传递信息过程中可以接收频率为1626MHz、2010MHz、2483MHz的微波辐射．下列说法正确的是（　　）

A．微波不属于电磁波

B．微波是可见光

C．这三种微波在真空中传播速度相同

D．这三种微波在真空中波长一样

【答案】C

【解析】A、微波属于电磁波，故A错误；B、微波是看不见，不属于可见光，所以B是错误的；C、各种频率的电磁波的传播速度都是一定的，故C正确；D、真空中电磁波的波速大约30万千米每秒，波速等于波长和频率的乘积，频率越高的电磁波波长越短，故D错误。故选C。

【总结升华】此题考查电磁波的种类、波长和频率的关系，以及电磁波的传播速度，是一道综合题。

举一反三：

【变式】长波在真空中的传播速度是          m/s，这个速度与        在真空中传播的速度相同。在空气中的传播速度近似等于          千米/秒。

【答案】3×108；光；3×105

2.（2015•钦州中考）现在家庭中使用的电器较多，例如：①吸尘器；②手机；③空调；④电视遥控器；⑤洗衣机。其中，应用电磁波工作的一组电器是（　　）

A．①②             B．③④              C．②④           D．②⑤

【思路点拨】（1）电流流过导体时导体要发热，这是电流的热效应。
（2）电流流过导体时导体具有了磁性，这是电流的磁效应。
（3）电流流过导体时导体发生了化学变化，这是电流的化学效应。

【答案】C

【解析】①吸尘器靠电动机的转动而工作，其工作原理是利用电流的磁效应；
②手机是利用电磁波来完成信号的接收和发射；
③空调是利用了物态变化的吸放热过程；
④电视遥控器利用红外线进行遥控，红外线是一种电磁波，与电磁波的应用有关；
⑤洗衣机靠电动机的转动而工作，其工作原理是利用电流的磁效应。故选C。

【总结升华】本题考查了电磁波的应用，体现了从生活走向物理，从物理走向社会的课标理念。

3. 中央电视台第四套节目的图象频率为77.25MHz，波长为λ1，伴音的频率为83.75MHz，波长为λ2，那么λ1     （填“>”“<”或“=”）λ2。

【答案】>

【解析】不同的频率对应不同的波长，频率越高，波长越短，反之，频率越低，波长越长。因为77.25MHz<83.75MHz,所以λ1>λ2。

【总结升华】本题考察了频率和波长之间定性的关系。

举一反三：

【变式】无线电广播是通过         传播信息的．收音机上标有中波和短波波段，中波与短波相比       的频率较高。

【答案】无线电波；短波

【解析】无线电广播是通过无线电波传播信息的；中波与短波相比，短波的波长更短，短波的频率较高。

类型二、综合应用

4.贾波特同学对如图所示的三水荷花世界电视录制和播放过程解释正确的是（　　）

A.摄像机是把电信号转化为光信号        B.话筒是把电能转化为声能

C.扬声器是把声信号转化为电信号        D.发射机发射电磁波把信号传给接收机

【思路点拨】电视信号的发射过程中，话筒把声信号转化成电信号，摄像机把图象变成电信号。这种电信号由于频率低，不会在空中激起强烈的电磁波，所以要通过调制器的调制，把这种记载着声音和图象信息的电流加载到高频电流上。

【答案】D

【解析】摄像机把光信号转化为电信号；话筒把声信号转化为电信号；扬声器是把电信号转化为声音号；发射机发射电磁波把信号传给接收机。故选D。

【总结升华】本题考查了电视信号的发射与接收过程，属于基础知识，是一道基础题

举一反三：

【变式】电视的工作过程和广播相似，声音或图象信号首先通过话筒或摄像机转换成        ，再通过   

    加载到高频电流上，通过发射天线发射到空中。

【答案】电信号；调制