九年级物理信息的传递教案设计新人教版
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21.4 《越来越宽的信息之路》教案 20242025学年人教版物理九年级全一册教案:《越来越宽的信息之路》一、设计意图本节课的设计方式采用了理论与实践相结合的方式,通过生活中的实例,引导学生了解信息传递的原理及其发展。
活动的目的是让学生理解信息传递在现代社会中的重要性,认识并掌握各种信息传递技术,并能够应用于实际生活中。
二、教学目标1. 知识与技能:了解信息传递的基本原理,掌握光纤通信、移动通信、互联网等现代信息传递技术。
2. 过程与方法:通过观察、实验、讨论等方式,提高学生分析问题和解决问题的能力。
3. 情感态度价值观:培养学生对信息技术的热爱,增强其对科技发展的信心。
三、教学难点与重点重点:信息传递的基本原理,光纤通信、移动通信、互联网等现代信息传递技术。
难点:信息传递技术的原理和应用。
四、教具与学具准备教具:电脑、投影仪、实验器材等。
学具:笔记本、实验报告表格等。
五、活动过程1. 导入:通过播放一段关于信息传递在现代社会中应用的视频,引发学生对信息传递的兴趣,引出本节课的主题。
2. 理论讲解:讲解信息传递的基本原理,包括光纤通信、移动通信、互联网等现代信息传递技术的原理和应用。
3. 实验演示:进行光纤通信、移动通信等实验,让学生直观地了解信息传递技术的原理和过程。
4. 小组讨论:让学生以小组为单位,讨论信息传递技术在生活中的应用,并分享各自的发现。
六、活动重难点活动重点:信息传递的基本原理,光纤通信、移动通信、互联网等现代信息传递技术。
活动难点:信息传递技术的原理和应用。
七、课后反思及拓展延伸课后反思:本节课通过理论与实践相结合的方式,让学生了解了信息传递的基本原理和现代信息传递技术。
但在实验环节,部分学生对实验操作不熟悉,影响了实验效果。
在今后的教学中,应加强实验操作的培训,提高学生的实验能力。
拓展延伸:让学生调查生活中使用最多的信息传递方式,了解其优缺点,并尝试提出改进措施。
重点和难点解析1. 信息传递的基本原理:为了让抽象的信息传递概念变得具体可感,我选择了生活中的实例来阐述这一原理。
第二十一章信息的传递复习与总结整体设计本章内容涉及日常生活中人们常用到的物品,像收音机、电视机、手机、电磁炉、电脑等,跟现实生活联系十分密切,且趣味性较强,有些知识只要求常识性了解,学生学习起来相对轻松。
全章内容排布十分合理,从有线传输到无线传输,无线传输即利用电磁波进行传输;接着学习电磁波的产生条件和传播条件;再学习中长波的传播,即广播、电视和移动通信所用的电磁波;再学习微波的传输、卫星通信、光纤通信和网络通信。
为把全章的知识系统地整合起来,首先请同学们在大屏幕上看“知识结构树”,要求不看课本的情况下,把知识树填写完整。
再请几个学生来补充或纠正。
之后再请同学们针对自己遗忘的知识点去回顾课本,就显得有的放矢。
对重点内容配以“典型例题”的形式出现,以加深理解、拓展提高。
“达标测试”中强调学生独立限时完成,旨在锻练学生独立做题时思维的严谨性、时间观念。
教学重、难点:对知识的梳理和理清解答问题的思路,掌握解题方法,提高分析问题的能力。
课时安排:1课时三维目标一、知识与技能1.通过学习,了解是怎样把信息传递到远方;了解交换机的应用;了解模拟通信和数字通信的基本区别;2.通过学习,了解电磁波是怎样产生和传播的,知道光是电磁波,电磁波在真空中的传播速度,波长、频率和波速的关系;3.通过学习,了解无线电广播、电视和移动的工作过程;4.常识性了解卫星通信、光纤通信和网络通信等多种通信形式。
二、过程与方法通过对本章知识的复习,提高学生的综合概括能力、对比应用能力、语言表达能力。
三、情感态度与价值观1.通过了解物理知识在实际中的应用,提高学习物理知识的兴趣;2.保护学生对科学知识的求知欲,逐步培养学生将科学知识应用到社会生活实践的意识;3.知道运用辩证主义观点看待事物,知道任何事物都具有两面性。
课前准备多媒体课件达标测试题教学设计[知识梳理]一、本章的整体结构二、知识拾零1.话筒里的碳粒整体,相当于一个变阻器,通过电阻的变化,在电路中产生了随声音的振动而强弱变化的电流。
《播送、电视和移动通信》教学方法实验讨论法、观察比照法使用器材多媒体课件和动画课时1课时教学过程设计教学环节教师活动学生活动设计意图一、引入新课问题引入:我们几乎每天都在打、发短信、上网收发E-mail、处理QQ留言······在享受现代信息技术高速开展给我们的生活带来便利的同时,你是否想过这些信息是怎样被传递的?思考、交流从学生熟知的资料入手来分析,符合学生的认知特点,有利于引入新课二、探究新知电磁波的传播——播送电视和移动通信一、电磁波传递声音和图像信号的原理电磁波传递声音和图像信号就象鸽子送信一样。
先将信号加载在电磁波上,再把载有信号的电磁波发射出去,到达接收处设法从电磁波上把信号检出来。
二、电磁波的发射过程1.由高频振荡器产生高频振荡电流;2.把要传递的声音和图像信号变成电流信号(电信号);3.将振荡器产生的高频振荡电流和声音、图像的信号电流一同输入到调制器中,使高频振荡电流随着传递的声音图像信号发生相应的变化,再把这样的高频振荡电流送到发射天线,发射的电磁波就带有要传递的声音图像信号了。
将要传递的信号“加载〞到电磁波上,把带有信号的电磁波发射出去。
三、无线电的接收过程1.用天线接收电磁波;2.用调谐器即收音机或电视机中选台的电路选出所需要的电信号;3.让高频振荡电流经过检波器,就能将要传递的声音信号和图像信号从高频振荡电流中“检〞出。
把声音信号和图象信号分别送到扬声器和电视机,就能听到声音和看到图像。
无线电播送的工作过程观察、思考、交流观察、思考、合作、实验观察、思考、合作、实验利用演示实验推进课程,使教学进程层层递进,使学生易于接受。
学生通过材料分析体会物理的价值,学以致用。
电视播送的工作过程移动通信三、课堂小结一、根本知识1.电磁波传递声音和图像信号的原理2.电磁波的发射过程3.天线的接收过程二、根本技能:会正确利用资料分析问题三、根本方法:比照法、分析法思考、答复、交流学生通过课堂小结,使知识更具系统性。
第二十一章信息的传递1.了解电话是怎样把信息传递到远方的;了解模拟通信和数字通信的根本区别.2.了解电磁波的应用及其对人类生活和社会发展的影响.3.知道电磁波在真空中的传播速度,会用波速公式进行简单的计算.4.了解无线电广播和电视的工作过程,知道手机和卫星通信都是电磁波技术的应用.5.常识性了解现代通信技术.这一章通过介绍通信技术的基本常识,开拓学生的视野,激发学生学习物理的兴趣,本章属于介绍性的科普常识,知识比较浅显,要求不高,学生通过学习,可以了解一些通信技术的初步知识,这对他们将来学习更深的物理知识和其他自然科学知识是必要的,同时也是现代生活中必备的科学常识.经过将近两年的物理学习,学生已经积累了一些必要的物理知识,尽管不够深入,但是在理解一些简单的物理应用上应该没有问题,本章主要的教学在于向学生介绍一些应用或是前沿的物理知识,扩大学生的知识面,这一章的物理现象又与现实生活密切相关,学生不会陌生,必然会有一定的兴趣,这些都是本章内容的优势所在.教学时应当多列举具体实例,在可能的情况下尽量让学生有体验的机会.例如,进行一些学生可以参与的实验,或是使用多媒体来展示通信技术的基本概念,让学生在互动的教学中学到丰富的知识。
在学习过程中,教师应当以讲解为主,探讨为辅,重在提出问题并且适当引导学生积极地思考与分析.第1节现代顺风耳——电话知识与技能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根本区别.过程与方法1.通过多媒体、老师的演示、实物剖析,了解电话是如何传递信息的.2.通过学生讨论,说明电话交换机的作用.3.通过学生活动,展示什么是数字通信.情感、态度与价值观1.通过讲述贝尔发明电话的过程,培养学生不怕困难、积极探索的精神,了解技术改革对人类社会发展的作用.2.通过学生讨论和学生活动,培养学生的学习主动性及合作的意识.重点1.电话是怎样把信息传递到远方的.2.电话交换机的用处.拿电筒,通过亮暗的次数来传递信息,通过这个实验,让学生了解模拟通信和数字通信.老师引导学生自学教材P148、149页中模拟通信和数字通信的相关内容,最后师生共同总结比较模拟通信和数字通信的优、缺点及应用范围.一、电话⎩⎪⎨⎪⎧结构作用二、电话交换机的作用三、模拟通信和数字通信动圈式话筒和电话话筒、扬声器与电话听筒的异同话筒种类很多,都是把声音的振动转化成强弱变化的电流,因此是动能转化为电能;作用都是把声信号转变为电信号.听筒也有很多种,都是把强弱变化的电流转化成声音的振动,因此是电能转化为动能;作用都是把电信号转变为声信号.扬声器和听筒都是将电信号转化成声信号的装置,扬声器是通过改变电流的方向来改变线圈的磁极,听筒是通过改变电流的大小来改变电磁铁的磁性强弱的;扬声器是利用电磁感应原理工作的,后者是利用欧姆定律工作的.模拟信号与数字信号的比较信号与声音的关系信号电流的形成优缺点应用模拟信号与声音的变化情况相仿连续的信号易丢失、失真现代常常要通过模/数转换,将它转化成数字信号方便于用计算机处理数字信号用两个数字的组合表示声音的变化离散的抗干扰能力强,易加工处理通信的发展趋势第2节电磁波的海洋知识与技能1.了解电磁波的产生与传播;2.知道光是电磁波,知道电磁波在真空中的传播速度;3.知道波长、频率和波速的关系;4.了解电磁波的应用及其对人类生活和社会发展的影响.过程与方法通过演示了解电磁波的产生,电磁波在真空中的传播.情感、态度与价值观初步认识科学及其相关技术对于社会发展、人类生活、军事的影响;产生科学服务于人类的意识.重点了解电磁波的产生与传播;知道波长、频率和波速的关系.难点知道波长、频率和波速的关系.收音机一台、5号干电池一节、导线一条、真空罩一个、抽气筒一个、手机两台和电教平台.教师活动学生活动设计意图课前活动讨论:你们是怎样听到老师说话的?讨论交流.类比学习,导人新课.导入新课打开收音机,收听中央电台,并提出问题:(1)播音员在北京说话,我们在广东为什么能听到?(2)打电话时,能听到对方的声音,对方的声音又是如何传过来的?讨论与交流.创设情境,启迪思维,从生活走向物理.新课教学一、电磁波的产生提出问题:关于电磁波,你想知道什么?演示教材插图21.2-2.看到什么?听到什么?培养学生提出问题能力.明确本节课学习的目的.培养学生收集信息获取知识的能力.类比学习法.教师活动学生活动设计意图四、电磁波的应用提出问题:电磁波是一个大家族,它里面分成多少类?每一类有什么应用?指导学生阅读教材图21.2-4,并进行讨论,边讨论边归纳“电磁波的家族”.五、动手动脑学物理课堂重点解决第3小题.提出问题:雷达的工作原理.放映有关雷达小知识.要破除“隐形”,我们应从哪些方面去考虑?在学生充分讨论后,上网输入“隐形飞机”,放大后请学生观看.观察、讨论,阅读.学生阅题.思考、观察、讨论交流.讨论、争议.学生小组小结,代表发言.观看,验证自己的分析与猜想.培养自主学习、分析信息、获取知识的能力,互动式学习.知识的拓展.学会思考问题的方法.考虑到部分学生课外没办法上网,在此作适当的介绍.小结与作业1.本节你学到了什么知识与方法?2.“动手动脑学物理”1、2题.3.阅读“科学世界”,到商场进一步了解微波的特点,把你了解到的信息记录在《成长档案本》上.学生练习.不仅仅要小结知识,还要小结学习的方法、学习的兴趣.巩固性练习.培养自主学习的习惯,体验科学就在身边,体现从物理到社会的理念.电磁波⎩⎪⎨⎪⎧产生:迅速变化的电流传播:不需介质速度:真空中c=30×105 km/s=3×108 m/s波速、波长、频率的关系:c=λf电磁波的家族电磁波的应用:广播、电视、微波炉、雷达、卫星通信等电磁波一、手机最怕什么?知道手机最怕什么吗?大自然的迫害和你自己的疏忽不小心都是造成它缩短寿命的原因!第一怕:潮湿的环境损害,避免在潮湿的环境中使用手机,以免大量水汽侵入电路板形成水渍,造成短路,或使金属接口氧化.第二怕:碰撞造成的损害.液晶屏幕所能承受的压力相当有限,使用时要注意!第三怕:温度环境的损害.应避免受热曝晒,第四怕:关于电池使用不当的损害.充电时不要开机.第五怕:灰尘、油脂的危害.二、电磁波与水波、声波的区别振源波的形成水波木棍在水中上下振动通过水使振动向外传播,形成水波声波发声体的振动通过空气使振动向外传播,形成声波电磁波导体中有方向、大小变化很快的电流可以在真空中或介质中通过变化的电场和变化的磁场相互激发,形成电磁波三、乘客不能在飞机上使用移动电话飞机在空中是沿着规定的航线飞行的,整个飞行过程都要靠地面航空人员的控制和指挥,飞行员利用飞机上的通信导航设备进行地空联系驾驶飞机,而飞机上的导航设备是利用无线电波来测向导航的,飞机上的导航定向设备接收地面导航站发射的电磁波后,便能测定飞机的准确位置.而移动电话是靠电磁波来传递信息的,如果乘客在机舱内使用移动电话,移动电话辐射的电磁波就会对飞机上导航、操纵系统产生严重干扰,飞机导航设备就会产生偏差,使飞机自动操纵设备产生错误,从而导致空难事故的发生.第3节广播、电视和移动通信知识与技能1.了解无线电广播的大致工作过程.2.大致了解电视的工作过程.3.了解移动电话是怎样工作的.过程与方法在学生回顾电磁波的基础知识和应用后,让学生了解生活中常见的无线广播、电视和移动通信的工作过程,激发他们的学习兴趣.情感、态度与价值观通过了解广播、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,激发学生探究科学知识的兴趣.1.无线电信号的发射和接收过程;2.初步培养学生收集资料、处理信息的能力;3.初步认识科技对现代生活的影响.学生课前收集、整理的资料,实物投影仪,收音机、电视机和移动电话各一台,教师用多媒体课件.教师活动学生活动设计意图课前活动布置学生在课前利用一切资料:教材、科普书籍和网络等,从以下几个方面了解本节内容:①广播的声音、电视的图像和声音分别是依靠什么传过来的?②无线电信号是如何发射的?又是如何接收的?③电视的工作过程是什么?④移动电话是怎样工作的?设立基地台的原因是什么?学生在课前利用手中的各种工具收集资料,处理信息.利用现有条件让学生尽可能多地参与到课堂教学中来,充分发挥学生的主动性,使学生成为学习的主动参与者,而不是被动接受者.扩大学生的知识面,提高学生学习物理的兴趣,促进学生学习物理的愿望.体现新课程是“完全开放的、学生自主参与的全新课程”的理念.变为高频电信号发射到空中;同时它又相当于一个收音机,捕捉空中的电磁波,使用户接收到通话对方送来的信息,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(基地台)转接.c.引导学生讨论无绳电话的工作过程.教师活动学生活动设计意图课堂小结引导学生小结本节所学内容.认真阅读音频、视频、射频和频道的概念并回答几个问题,如:如何连接DVD与电视机.通过阅读提高学生阅读专业文章的能力,以帮助学生尽快步入自主学习的轨道.布置作业将本节内容中你最感兴趣的话题整理一下,写成一篇小论文.布置学生在课堂上阅读“科学世界”.一、电磁波是传递信号的载体二、无线电广播信号的发射和接收过程(见下图)三、电视信号的发射和接收过程(见下图)四、移动电话1.工作原理:移动电话相当于无线电台,它将用户的声音转变为高频电信号发射到空中,同时它又捕捉空中的电磁波,使用户接收到通话对方送来的信息.2.设立基地台的原因:手持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,它跟其他用户的通话要靠较大的固定基地台转接.电流信号的发射与接收的过程1.电视台用电磁波传递声音信号和图像信号.2.声音信号的产生、传播和接收过程跟无线电广播的工作过程相似.3.图像信号的产生、传播和接收过程是:(1)摄像机把景物反射的光信号转换成电信号;(2)发射机把电信号加载到高频电磁波上;(3)天线把带有图像信号的电磁波发射到空中.广播、电视、移动电话信号传递的异同相同点不同点载体发射过程接收过程信号形式载波特点发射和接收设备接收方法广播电视移动电话电磁波信号转换、调制、天线接收天线接收、检波音频信号频率最小广播电台发射收音机接收调谐音频信号和视频信号频率较小电视台发射电视机接收调谐音频信号和视频信号频率最大移动电话发射、接收、基地台转换全球定位系统第4节越来越宽的信息之路知识与技能1.常识性了解:卫星通信、光纤通信、网络通信.2.通过教学使学生了解:为什么要用微波通信?如何实现微波通信?了解微波性质接近于光波,大致沿直线传播,不能沿地球表面绕射的特性,了解微波传播过程中的一些缺陷以及这些缺陷如何通过卫星通信来弥补.3.了解光纤通信的原理和优点.4.了解网络通信的发展过程和优点,掌握发电子邮件的方法.过程与方法通过师生共同交流来探讨现代信息的变化,用大量的多媒体图片、影视画面使学生掌握和了解卫星通信、光纤通信、网络通信的特点和粗略的原理.情感、态度与价值观通过学习现代通信知识,了解科技为人类带来的便利,提高学生学习科学的兴趣,使学生养成关注科学发展前沿的习惯,树立正确的科学观,培养振兴中华、用科学服务于人类的使命感和责任感.卫星通信、光纤通信、网络通信的优点和原理.激光笔、手电筒、光纤玩具灯、带小孔的塑料瓶、不透光的纸、水、多媒体课件.教师活动学生活动设计意图新课引入讲述:随着时代的发展、科技的进步,人类获取的信息量越来越大,越来越多,越来越快.这就说明信息之路越来越宽,越来越快.播放视频资料:0.5 min故事和0.5 min相同内容的电影提出问题:上面听到和看到的0.5 min的故事,哪个给你的信息量大?讲述:信息理论表明,作为载体的无线电波,频率越高,相同时间内输送信息量就越大.观看.比较后回答:看到的故事.创设情境,直观地把信息量的大小表示出来.新课教学一、微波通信请学生阅读教材并分小组讨论回答下列两个问题:①微波的波长、频率在什么范围?②微波通信有什么优点?有什么缺点?为什么?阅读、思考、回答问题:①波长在10 m~1 mm之间,频率在30兆赫兹~3×105兆赫兹之间②优点:一条微波线路可以同时开通几千、几万路电话:缺点;是每隔50 krn要设一个微波中继站.③因为微波大致沿直线传播,不能沿地球表面绕射.微波大培养学生自主学习的习惯和能力.教师活动学生活动设计意图讲述:激光频率单一,方向高度集中,解决了普通光线难携带信息的缺陷,通信所用激光的特殊通道叫光导纤维,它实现了光的通信.演示实验:①光沿水流传播②光沿着光纤玩具灯的玻璃丝传播介绍光纤传播的原理及其优点:光在光导纤维中传输损耗小,可长距离传输,光纤通信的通信容量极大,不怕雷击,不受电磁干扰,通信质量高,保密性好.四、网络通信指导学生阅读课本,总结网络通信的优点.观看自主学习小结作业小结本课内容完成“动手动脑学物理”中1、2题巩固所学知识.一、微波通信信息理论表明:作为载体的无线电波,频率越高,相同时间内输送信息的量就越大.优缺点:二、卫星通信实质:用通信卫星做微波通信的中继站三、光纤通信容量极大,不怕雷击,不受电磁干扰,通信质量高,保密性好.四、网络通信光纤通信的相关知识光纤由纤芯、包层和涂层组成,内芯一般为几十微米或几微米,比一根头发丝还细;中间层称为包层,由于纤芯和包层的折射率不同,从而实现了光信号在纤芯内的全反射也就是光信号的传输;涂层的作用就是增加光纤的韧性从而保护光纤.光纤通信是利用光波作载波,以光纤作为传输媒质将信息从一处传至另一处的通信方式.1966年英籍华人高锟博士发表了一篇划时代性的论文,他提出利用带有外层外材料的石英玻璃光学纤维,能作为通信媒质.从此,开创了光纤通信领域的研究工作.如今光纤通信已是最重要的通信方式之一.光纤通信是利用光波在光导纤维中传输信息的通信方式.由于激光具有高方向性、高相干性、高音色性等显著优点,光纤通信中的光波主要是激光,所以又叫做激光一光纤通信.光纤通信的原理是:在发送端首先要把传送的信息(如话音)变成电信号,然后调制激光器发出的激光束上,使光的强度随电信号的幅度(频率)变化而变化,并通过光纤发送出来;在接收端,检测器收到光信号后把它变换成电信号,经解调后恢复原信息.光纤通信是现代通信网的主要传输手段,它的发展历史只有一二十年,已经历三代;短波长多模光纤、长波长多模光纤和长波长单模光纤,采用光纤通信是通信史上的重大变革,美、日、英、法等20多个国家已宣布不再建设电缆通信线路,而致力于发展光纤通信.。
第21章信息的传递第1节现代顺风耳——电话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,了解模拟信号和数字信号的区别.3.通过观看录像,老师讲解,了解电话是如何传递信息的.4.通过学生分析、讨论,说明电话交换机的作用.5.通过了解贝尔发明电话的过程,激发学生不怕困难,积极探索的精神,了解技术对人类社会的作用.6.通过学生讨论分析,培养合作精神.一、电流把信息传到远方【自主预习】阅读课本第145、146页内容,完成下列问题:1.1876年,美国科学家贝尔发明了电话.2.最简单的电话由话筒和听筒组成,话筒的作用是把声音的振动转变为电流,听筒的作用是把电流转变为声音的振动,携带信息的电流沿导线传到远方.3.当你对着话筒说话时,膜片时紧时松地压迫炭粒,它们的电阻随之发生改变,流过炭粒的电流就会相应的发生改变,从而将声音的振动转变为强弱变化的电流.4.听筒内有一个磁铁,磁铁上绕着线圈,并吸引一块薄铁膜片.当有随声音变化的电流流过听筒时,对膜片的作用随之发生变化,使膜片振动,在空气中形成声波,所以听筒是利用电磁铁的原理制成的.【小组讨论】话筒和听筒是电话的两个基本组成部件,其中,图a是话筒;图b是听筒.【教师】1.电话的构造电话由话筒和听筒组成.2.电话的原理话筒和听筒之间连有一对电话线,话筒把声音变成变化的电流,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.3.最简单的电话是由话筒和听筒组成的,电流把话筒的信息传到对方的听筒,实现信息的传递.老式话筒中有一个装着炭粒的小盒子.当你对着话筒讲话时,膜片时紧时松地压迫炭粒,它们的电阻随之发生改变,流过炭粒的电流就会相应改变,于是形成了随声音变化的电流信号.现在,除了炭粒话筒外,还有其他许多种类的话筒,它们都能把声信号变成电信号.听筒内有一个磁铁,磁铁上绕着线圈,磁铁吸引一块薄铁膜片,传入听筒的电流流过线圈,由于电流的不断变化,电磁铁对膜片的作用也随之变化,使膜片振动,在空气中形成声波,这样就可以听到对方的讲话了.现在也有不同种类的听筒,它们都能把电信号变成声信号.【跟踪训练】1.话筒把声音变成变化的电流,电流沿着导线把信息传到远方,在另一端,听筒把变化的电流变成声音.2.关于电话的工作过程,有如下几句话,正确的排列顺序是②①③⑤④.①膜片忽松忽紧挤压炭粒;②人对话筒说话时,声波使膜片振动;③电阻忽大忽小;④磁体对铁片的吸引力忽大忽小,使铁片振动,振动情况和对方说话相同;⑤在电路中产生了强弱按声音振动而变化的电流.二、电话交换机【自主预习】阅读课本第146、147页内容,完成下列问题:1.早期的电话交换机是由话务员手工操作来接线和断线的,工作效率低,劳动强度大.现代的程控电话交换机利用了电子计算机技术.2.电话交换机的主要作用是( A )A.提高线路的利用率B.提高通信的质量C.加快通信的速度D.减少线路的热损失3.家在重庆渝中区的小明家里刚刚装上电话,他想马上给四川的叔叔家打电话,可是拨第一次电话就遇到了电话在“占线”,则下列说法中不可能的是( C )A.叔叔正在给小明家拨电话B.叔叔的同事正在和他打电话研究工作C.有其他人正在给小明家打电话D.重庆和四川之间太多的客户在通话【小组讨论】下面的5部电话机的任意2部电话都能互相通话,要架设多少对电话线?【教师】1.电话交换机的作用:电话交换机可以把需要通话的两部电话接通,通话完毕后再将线路拆开.这样可以节省许多线路,现在用的电脑操纵“程控电话”交换机功能更加齐全.2.电话交换机的交换方式有两种.第一种是人工交换,是依靠话务员手工操作进行接线和拆线,利用人工接转电话,效率低,而且劳动强度大.第二种是电话自动交换,电话自动交换机可通过电磁继电器进行接线,现代的程控电话机利用了电子计算机技术.【跟踪训练】如图所示为电话机原理图.电话的基本原理是通过话筒与听筒完成声音信号与电信号的相互转换.当人对着话筒说话时,滑动变阻器的滑片向左移动,则听筒电磁铁的磁性将变强(选填“变强”“变弱”或“不变”),其左端为S极.三、模拟信号和数字信号【自主预习】阅读课本第148、149页内容,完成下列问题:1.信号电流的频率、振幅变化情况与声音的频率、振幅变化情况完全一样,模仿声信号的电信号,叫做模拟信号;利用数字的组合来代表信息的信号叫做数字信号.2.电话分为模拟和数字两种,现代的电话已经全部采用数字信号进行传输和处理,只是在交换机和用户之间一两千米的距离上,还在使用模拟信号.3.下列不属于数字信号特点的是 ( D )A.形式简单B.是由不同符号组合而成C.可以编码加密D.信号传递时容易失真【小组讨论】下列关于模拟信号和模拟通信的说法中,正确的是( A )A.电话的模拟信号是在话筒将声音转换成信号电流时产生的B.电话的模拟信号是在话筒将变化的电流转换成声音时产生的C.使用数字信号通信的过程中肯定没有模拟信号D.模拟信号与声音的变化情况完全一样,所以现代通信多采用模拟信号【教师】1.电话分为模拟和数字两种.2.模拟信号:话筒将声音转换成信号电流,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”着声信号的“一举一动”,这种电流传递的信号叫做模拟信号.3.数字信号:用不同符号的不同组合表示的信号叫做数字信号.数字信号有抗干扰能力强,无噪声积累,便于存储、处理和交换等优点,所以各国都在积极发展数字通信.【跟踪训练】1.下列信号中不属于数字信号的是( B )A.古代,士兵们常在“烽火台”上点起烟火,向远处的同伴传递敌人来犯的消息B.电话机把说话声音变为电信号传给电话交换机C.汉字电报码D.海员举起的红色小旗或蓝色小旗向对方船只表示的信息2.电话信号分模拟信号和数字信号两种.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,这种电流传递的信号叫模拟信号.使用不同符号的不同组合表示的信号叫数字信号.第2节电磁波的海洋1.了解电磁波的产生和传播.2.知道电磁波在真空中的传播速度,知道光是电磁波.3.通过演示电磁波的产生及接收,感受电磁波的存在和传播.4.通过光的传播,领悟电磁波在真空中的传播.一、电磁波是怎样产生的【自主预习】阅读课本第150页内容,并完成下列问题:1.电磁波在信息的传递中扮演着非常重要的角色.2.声波(声音)是由物体的振动产生的.与声波相似,导线中电流的迅速变化会在空间激起电磁波.3.在日常生活中,当你打开或者关闭电灯时,你会从旁边工作着的电视机屏幕上看到一条水平线,出现这一现象的原因是( C )A.电流通断时开关中金属碰撞声的影响B.电路通断时交流电通过家庭电路对电视机的影响C.电流通断时发出的电磁波被电视机接收而产生的D.以上原因都不对【小组讨论】探究从水波和声波的产生,到电磁波的形成.【教师】1.对于电磁波的产生可采用类比法进行解释,手持木棍,让木棍下端接触水面并上下振动,通过水使振动向外传播,形成水波.2.两个音叉并排放置,并离得很近,敲击其中一个音叉,和另一个音叉接触的小球被弹起.音叉振动时,形成声波.声波看不见,摸不到,但声波传到我们的耳朵,会引起鼓膜振动,使我们产生听觉.3.打开收音机的开关,将调谐旋钮旋至没有电台的位置,将音量开大,取一节干电池和一截导线,拿到收音机附近,先将导线的一端与电池的负极相连,再将导线的另一端与电池的正极相摩擦,使它们时断时续地接触,从收音机里会听到“喀喀”的杂音.这是因为在导线与电池组成的电路中产生了快速变化的电流,变化的电流产生了电磁波,收音机接收了这一电磁波,并把它放大转换成声音,这就是我们听到的“喀喀”声.【跟踪训练】1.下列几种情况中,会产生电磁波的是( D )A.用电锯锯铝材时溅出火花B.用声呐探测海底时接收到海底反射回来的波C.敲击音叉时,音叉高速振动D.家庭电路中开灯或关灯的瞬间2.如图,打开收音机的开关,转动选台用的旋钮,调到一个没有节目的位置,使收音机收不到广播节目,然后开大音量,拿导线头迅速在钢锉上移动,这时收音机会发出“喀喀”的响声,表明有电磁波产生,由此可知产生电磁波的条件是导体中有迅速变化的电流.3.电磁波在空气中的传播速度约为3×108m/s;将一根导线的一端与电池的负极相连,另一端与电池的正极时断时续地接触,旁边的收音机就会发出“喀啦喀啦”的声音,这是因为收音机收到了电池与导线产生的电磁波;1月18日,我国发射的世界首颗量子卫星“墨子号”正式交付用户单位使用,“墨子号”与地面控制系统交流靠的是电磁波.二、电磁波的传播【自主预习】阅读课本第151、152页内容,完成下列问题:1.声音的传播需要介质;与此不同,电磁波的传播不需要介质,可在真空中传播.2.邻近的两个波峰(或波谷)的距离叫波长.3.真空中电磁波传播的速度是3×108 m/s,等于光在真空中的传播速度.4.电磁波频率的单位是Hz,还有千赫(kHz)和兆赫(MHz).【小组讨论】1.30年来,我国成功发射了各种用途的航天器进入太空,这标志着我国运载火箭技术已跻身世界先进行列.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和电视信号,已知传输无线电广播信号的电磁波是中波,而传输电视信号的电磁波为微波.为了不让山地阻挡信号的传播,使城市居民能收听收看实况,在山顶建的转发站是转发无线电广播信号还是电视信号?2.探究电磁波的分类及应用.【教师】1.电磁波向各个方向传播,不需要介质,可以在真空中传播.在空气中的速度近似等于真空中的传播速度即真空中电磁波的波速为c.(c=2.99792458×108 m/s≈3×108 m/s)2.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.邻近的两个波峰(或波谷)的距离,叫做波长.在某确定位置,1 s内有多少次波峰或波谷通过,波的频率就是多少.水波不停地向远处传播,用来描述波传播快慢的物理量叫做波速.跟水波类似,电磁波也有自己的频率、波长和波速.3.电磁波的分类:无线电波、红外线、可见光、紫外线、Hz,波长很短,为12.2 cm.因为这种波波长很短,所以叫做微波.食物的分子在微波的作用下剧烈振动,使得内能增加,温度升高.由于电磁波可以深入食物内部,所以用微波炉烧饭时食物的内部和外部几乎同时变熟,省时省电.【跟踪训练】1.(广元中考)下列关于电磁波的说法正确的是( D )A.电磁波在空气中的传播速度是340 m/sB.电磁波只能传播声音信号,不能传递图像信号C.电磁波不能在真空中传播D.北斗卫星定位系统既能发射也能接收电磁波2.(新疆中考)在相同时间内,5G通信传输的信息量约为4G的10倍.与4G 相比,5G电磁波( A )A.频率更高B.频率更低C.传播速度更小D.传播速度更大3.(永州中考)6月23日,北斗卫星导航系统全球组网完成,该导航系统依靠电磁波传递信息,传播速度是3×108m/s.4.以美国为首的多国部队曾在海湾战争中使用电子干扰取得了很好的效果.当今世界各军事强国都在积极研究电子干扰技术.所谓电子干扰,具体说就是( D )A.接收对方发射的电磁波B.对敌方发射很强的电磁波,把敌方杀伤C.对敌方发射频率很高的电磁波D.对敌方发射与敌方电子设备工作频率相同的高强度的电磁波,用来干扰敌方电子设备第3节广播、电视和移动通信1.了解无线电广播的大致工作过程.2.大概了解电视的工作过程.3.了解移动电话是怎样工作的.4.通过了解无线电广播、电视和移动电话的工作过程,提高学生应用科学文化知识解决实际问题、概括总结的能力.5.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.一、无线电广播信号的发射和接收【自主预习】阅读课本第154页内容,回答下列问题.1.无线电广播的工作过程如下:2.无线电广播信号的发射是由广播电台完成,话筒把播音员的声音信号转换成电信号,然后用调谐器把音频信号加载到高频电流上,再通过天线发射到空中.3.无线电广播信号的接收是由收音机的天线完成的,收音机的天线可以接收到各种各样的电磁波,转动收音机的调谐器的旋钮,可以从中选出特定频率的信号,收音机内的电子电路再把音频信号从中选出来,进行放大,送到扬声器里,从而把音频电信号转换成声音,我们就听到广播了.可见,载波发生器发出的高频电流相当于列车,在发射台将音频电信号装到列车上,通过空中运输,到达收音机里,收音机里的电子装置把音频电信号从列车上放下来,通过放大转化成声音.【小组讨论】某同学自制了一台极简单的收音机,实验表明,无论这台收音机天线怎么调,都只能听到一片嘈杂声,那么,这台收音机缺少的是什么?【教师】1.无线电广播信号的发射——广播电台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电信号加载到高频电流上,再通过天线发射到空中.2.无线电广播信号的接收——收音机收音机的天线接收到各种各样的电磁波,转动收音机调谐器的旋钮,可以从中选出特定频率的信号.收音机内的电子电路再把音频信号从中取出来,进行放大、送到扬声器里.扬声器把音频电信号转换成声音,我们就听到广播电台的节目了.【跟踪训练】1.在无线电的发射过程中,能产生高频振荡电流的装置是( B )A.话筒B.振荡器C.调制器D.天线2.在无线电广播中,声音信息是搭载在电磁波上通过发射台向空间传播的,其传播速度约为3×108m/s.二、电视信号的发射和接收【自主预习】阅读课本第155页内容,回答下列问题.1.电视广播的工作过程如下:2.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、接收跟无线电广播的工作过程相似,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.电视机的接收天线把这样的高频信号接收下来,通过电视机把图像信号取出并放大,显像管把它还原成图像.3.小明在看电视新闻,电视中的信息源于从电视台发出的信号,该信号被电视机的天线接收下来,然后通过显像管将电信号变成图像;通过扬声器将电信号变成声音,这样我们就可以看到图像,听到声音.【小组讨论】在收看电视节目的过程中,当有汽车路过或有人使用冲击钻时,会出现什么现象,这种现象是由什么原因造成的?【教师】1.电视信号的发射——电视台电视用电磁波传递图像信号和声音信号,声音信号的产生、传播和接收跟无线电广播的工作过程相似,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.电视信号的接收——电视机电视机的接收天线把这样的高频信号接收下来,通过电视机把图像信号取出并放大,由显像管把它还原成图像.【跟踪训练】1.电视机的频道转换开关,实际上就是一个( C )A.调制器B.振荡器C.调谐器D.检波器2.如图是电视的发射和接收原理图,图乙中显像管的作用是将接收的图像电信号还原成图像;扬声器的作用是将音频电信号转化成声音.三、移动电话【自主预习】阅读课本第156页内容,回答下列问题:1.移动电话机既是无线电发射台又是无线电接收台.2.移动电话在使用时信号的发射和接收必须使用的固定的电台叫做基地台.3.无线电话的座机和手机上各有一个天线,它们通过无线电波来沟通,座机相当于一个小型基地台,由于信号弱,所以手机和座机不能相距太远. 【小组讨论】比较移动电话和固定电话有何异同,并完成下表.相同点不同点移动电话固定电话【教师】移动电话:移动电话不需要电话线,比固定电话方便.移动电话与固定电话的工作原理基本一样,只是移动电话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,移动电话实际上是一个小型无线电发射台和无线电接收台的组合.【跟踪训练】1.移动电话是人们常用的通信工具,下列说法正确的是 ( ABD )A.移动电话靠电磁波传递信息B.给移动电话电池充电时,电能转化为化学能C.接电话时靠声音的响度分辨对方是谁D.电话的话筒工作原理是电磁感应2.手机已经进入“5G”时代,所谓“5G”指的是第五代移动通信技术.“5G”手机传递信息的载体是频率更高的电磁波(填“超声波”或“电磁波”);智能手机传递信息的电信号采用数字(填“模拟”或“数字”)信号.3.关于移动电话,下列说法中不正确的是 ( A )A.声音信号是由导线中的电流传来的B.声音信号是由空间的电磁波来传递的C.移动电话既是无线电发射台又是无线电接收台,两部移动电话间通信是通过基地台转接的D.移动电话跟有线电话通信靠电话交换机转接第4节越来越宽的信息之路1.常识性了解:微波通信、卫星通信、光纤通信、网络通信.2.了解微波性质接近于光波,大致沿直线传播,不能沿地球表面绕射的特性,了解微波传播过程中的一些缺陷以及这些缺陷如何通过卫星通信来弥补.3.了解光纤通信的原理和优点.4.了解网络通信的发展过程和优点,掌握发电子邮件的方法.一、微波通信【自主预习】阅读课本第158、159页内容,回答下列问题:1.微波:波长在1 mm到10 m之间,频率在30 MHz到3×105MHz之间的电磁波.2.微波的性质与光波接近,大致沿直线传播,不能沿曲线传播,在地面的传播距离短,因此需要大量的中继站,约50 km一个.【小组讨论】能否使用月球做中继站实现微波通信?为什么?【教师】同无线电波相比,微波的波长更短,在1 mm至10 m之间,频率更高,在30 MHz到3×105 MHz之间,一条微波线路可以传输更多的信息,因此可在上面通行几千、几万路电话.但微波传输过程需要在其中建中继站,因为地球是球形.微波性质更接近光波,大致沿直线传播,不能沿地球表面绕射.所以在每传播一定距离后需将微波向地面引进,如图所示.根据实际情况必须每隔大约50 km左右就要建设一个微波中继站.而且传播得越远,中继站需要得越多.微波通信受到挑战是因为必须建设中继站,并且在遇到雪山,大洋时根本无法建设,这样就受到限制.如何解决这一问题呢?开始有人想利用月球做中继站,但由于月球离我们太远,没有足够能量的微波无法到达月球,更无从谈携带信息反射回地面.后来人们想在天空中人造一个卫星做中继站,现在已经实现了,这得益于人造卫星的发展. 【跟踪训练】1.如图所示,是微波通信示意图,微波通信需要中继站,其原因是( C )A.微波信号易于被干扰,信号易丢失B.微波信号传播速度慢C.微波沿直线传播,不能沿地球表面绕射D.微波信号衰减特别快2.微波的波长在10 m~1 mm之间,则它的频率范围是( D )A.0~108 MHzB.30 MHz~300 MHzC.1 Hz~108 MHzD.30 MHz~3×105 MHz二、卫星通信【自主预习】阅读课本第159页内容,完成下列问题:1.利用通信卫星做中继站来进行通信的方式叫卫星通信.2.同步卫星优点:覆盖范围广,只要三个卫星就可以让信号覆盖全球. 【小组讨论】结合课本及生活常识小组讨论卫星通信的优点.【教师】航天事业的发展使人类已飞出地球,在太空中建立太空站,可以发射人造卫星为我们服务,用地球同步卫星做微波通信中继站,很好地解决了地面中继站的弊端,实现无障碍中继,覆盖整个地球(360°)只需三颗通信卫星(如图),卫星通信标志着信息已全球化.【跟踪训练】1.关于同步通信卫星,下列判断中正确的是( B )A.同步卫星的转动周期和地球的自转周期相同,相对于地球是运动的B.同步卫星在赤道正上空,绕地球转动的周期和地球自转周期一样,从地球上看,它是在赤道上空某处静止不动的C.同步卫星在空中静止不动D.同步卫星作为传播微波的中继站,地球上空只要4颗就几乎能覆盖全世界2.为了把北京冬奥会比赛节目及时传到世界各地,至少需要3颗同步通信卫星.卫星通信的实质是把卫星作为微波通信中继站,将地面站送来的信号接收下来,进行处理后,转发给另外的地面站.三、光纤通信【自主预习】阅读课本第160页内容,完成下列问题:1.光纤通信利用光进行信息传递.2.激光:频率单一,方向高度集中,可以用来传递信息.3.光导纤维:由内芯和外套两部分组成,内芯由光在其中传播速度小的物质制作,外套由光在其中传播速度大的物质制作.【小组讨论】光纤的主要用途是 ( D )A.照明B.输电C.导热D.通信【教师】比微波频率更高的电磁波是光波.能否运用光波传送信息呢?如果用光波传送信息,这条“信息高速路”要比短波、微波的“公路”宽出百万倍、千万倍.但发展光波通讯遇到这样一个问题,普通的光源夹杂了许多不同波长的光,难以携带信息或无法从光波中分离出信息.要想解决问题得制造一种频率单一且方向高度集中的光,作为载体才行.1960年,美国科学家梅曼制成了世界上第一台红宝石激光器.激光是一种频率单一,方向高度集中的光,它携带信息时,可以从中将信息分离出来.激光用于通信,由于携带信息量可以更多,因此得到快速发展,各个国家都有光缆的通信工程,光缆是光信息的路径,是一种用玻璃做成的光导纤维,光在里面经过数次反射,最终从光缆另一头射出(如图所示).光导纤维内心是空的,外面敷上保护层.由于光的频率很高,所以可以同时传递声音、图像等信息.【跟踪训练】1.华人科学家高锟以“涉及光纤传输的突破性成就”获诺贝尔物理学奖.关于光纤通信,下列说法正确的是 ( C )。
第二十一章信息的传递第1节现代顺风耳———电话教学目标一、知识与技能1.了解电话的基本结构以及电话是如何把声音传递到远方。
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。
二、过程与方法1.通过讨论和活动,说明电话交换机的作用和展示什么是数字通信,增强学生运用物理知识的观念和能力。
2.通过讨论和活动,增强学生学习主动性和合作意识。
三、情感、态度与价值观通过了解贝尔发明电话的过程,激发学生不怕困难、积极探索的精神,了解技术改革对人类社会发展的作用,提高学生的学习兴趣。
教学重点电话是怎样把信息传递到远方的及交换机的用处。
教学难点模拟通信和数字通信的基本区别。
教具准备多媒体课件。
教学过程新课引入如果我们想了解远在他乡的亲友的近况,你可以怎么做?由导出新课题电话。
合作探究探究点一电流把信息传递到远处活动1:教师介绍贝尔发明电话的过程,然后让同学们看PPT课件和阅读P145—P146。
小组交流讨论下列问题:(1)最简单电话是哪两部分组成?(2)电话是怎么样传声的?教师归纳总结:(1)电话由听筒和话筒组成。
(2)话筒由金属盒、碳粒、膜片构成。
人对话筒说话时,声波使膜片振动,膜片忽松忽紧的压挤碳粒,使金属盒的电阻忽大忽小,在电路里就产生了强弱随声音振动而变化的电流,是声音信号转化为变化的电信号。
听筒由永磁铁、螺线管、薄铁片构成。
当电路中忽强忽弱的电流通过听筒里的螺线管的时候,磁铁对听筒薄铁片的吸力就发生忽大忽小的变化,薄铁片在这种忽大忽小的力的作用下就振动起来,听筒薄铁片的振动情形跟话筒膜片的振动情形是一样的,就听到与话筒前面的讲话相同的声音。
它是使变化的电信号转化为声信号。
探究点二电话交换机活动1:思考下面问题,一个区有5部电话,如果一部话机只能固定的同另一部话机接通,要使这5部话机中的任意两部都能花香接通,要架设多少对电话线。
学生讨论交流后回答:要架设10对电话线。
活动2:思考能够想出一个办法,要求减少线路的数量,但人能保证5部电话中的任意两部可以互相通话?学生讨论交流后回答:装交换机,就知需要5对电话线。
教案:第二十一章信息的传递20232024学年学年人教版物理九年级上册一、教学内容本章主要内容包括:信息的传递、电磁波的传播、现代通信技术等。
通过本章的学习,使学生了解信息传递的基本原理,掌握电磁波的传播特性,以及了解现代通信技术的发展和应用。
二、教学目标1. 理解信息传递的基本原理,了解电磁波的传播特性。
2. 掌握现代通信技术的基本原理和应用。
3. 培养学生的实验操作能力和观察分析能力。
三、教学难点与重点1. 教学难点:电磁波的传播特性,现代通信技术的原理和应用。
2. 教学重点:信息传递的基本原理,电磁波的传播特性。
四、教具与学具准备1. 教具:多媒体教学设备,黑板,粉笔。
2. 学具:教科书,笔记本,彩色笔。
五、教学过程1. 引入:通过一个生活中的实例,如手机通讯,引出信息传递的主题。
2. 理论讲解:讲解信息传递的基本原理,电磁波的传播特性。
3. 实例分析:分析一些实际的通信系统,如无线电广播,手机通信等,让学生了解通信技术的应用。
4. 课堂讨论:让学生探讨电磁波传播的速度,以及影响传播的因素。
5. 实验操作:安排一个简单的实验,如无线电波的发射和接收,让学生亲身体验信息的传递过程。
六、板书设计1. 信息传递的基本原理2. 电磁波的传播特性3. 现代通信技术的应用七、作业设计1. 请简述信息传递的基本原理。
2. 请描述电磁波的传播特性。
3. 举例说明现代通信技术的应用。
八、课后反思及拓展延伸1. 课后反思:对本节课的教学效果进行反思,看是否达到了教学目标,学生是否掌握了基本原理。
2. 拓展延伸:可以让学生进一步了解一些新的通信技术,如5G 网络,以及它们的应用和未来发展的前景。
重点和难点解析:电磁波的传播特性和信息传递的基本原理1. 波长和频率:电磁波的波长和频率是描述其特性的两个基本参数。
波长是指电磁波的一个完整波形的长度,频率是指单位时间内电磁波波形的个数。
波长和频率之间的关系由光速决定,即波长乘以频率等于光速。
第二十一章信息的传递1.了解电话是怎样把信息传递到远方的;了解模拟通信和数字通信的根本区别.2.了解电磁波的应用及其对人类生活和社会发展的影响.3.知道电磁波在真空中的传播速度,会用波速公式进行简单的计算.4.了解无线电广播和电视的工作过程,知道手机和卫星通信都是电磁波技术的应用.5.常识性了解现代通信技术.这一章通过介绍通信技术的基本常识,开拓学生的视野,激发学生学习物理的兴趣,本章属于介绍性的科普常识,知识比较浅显,要求不高,学生通过学习,可以了解一些通信技术的初步知识,这对他们将来学习更深的物理知识和其他自然科学知识是必要的,同时也是现代生活中必备的科学常识.经过将近两年的物理学习,学生已经积累了一些必要的物理知识,尽管不够深入,但是在理解一些简单的物理应用上应该没有问题,本章主要的教学在于向学生介绍一些应用或是前沿的物理知识,扩大学生的知识面,这一章的物理现象又与现实生活密切相关,学生不会陌生,必然会有一定的兴趣,这些都是本章内容的优势所在.教学时应当多列举具体实例,在可能的情况下尽量让学生有体验的机会.例如,进行一些学生可以参与的实验,或是使用多媒体来展示通信技术的基本概念,让学生在互动的教学中学到丰富的知识。
在学习过程中,教师应当以讲解为主,探讨为辅,重在提出问题并且适当引导学生积极地思考与分析.第1节现代顺风耳——电话知识与技能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根本区别.过程与方法1.通过多媒体、老师的演示、实物剖析,了解电话是如何传递信息的.2.通过学生讨论,说明电话交换机的作用.3.通过学生活动,展示什么是数字通信.情感、态度与价值观1.通过讲述贝尔发明电话的过程,培养学生不怕困难、积极探索的精神,了解技术改革对人类社会发展的作用.2.通过学生讨论和学生活动,培养学生的学习主动性及合作的意识.重点1.电话是怎样把信息传递到远方的.2.电话交换机的用处.教师活动学生活动设计意图新课导入如果我们想了解远处的同学或朋友的近况,你可以怎样做?由此导出新课:电话.学生自由回答.从生活中入手,可以激发学生的求知欲.新课教学一、电话介绍贝尔发明电话的过程.让学生列举生活中常见的电话.举例,归纳出不同的电话,上台表演.培养学生的归纳能力.教师活动学生活动设计意图取两部手提电话让两名学生相互通话.剖析电话,让学生观察其结学生观察、思考、讨论和交流.由学生现场演示,激发学习兴趣.数来传递信息,通过这个实验,让学生了解模拟通信和数字通信.老师引导学生自学教材P148、149页中模拟通信和数字通信的相关内容,最后师生共同总结比较模拟通信和数字通信的优、缺点及应用范围.一、电话⎩⎨⎧结构作用二、电话交换机的作用 三、模拟通信和数字通信动圈式话筒和电话话筒、扬声器与电话听筒的异同话筒种类很多,都是把声音的振动转化成强弱变化的电流,因此是动能转化为电能;作用都是把声信号转变为电信号.听筒也有很多种,都是把强弱变化的电流转化成声音的振动,因此是电能转化为动能;作用都是把电信号转变为声信号.扬声器和听筒都是将电信号转化成声信号的装置,扬声器是通过改变电流的方向来改变线圈的磁极,听筒是通过改变电流的大小来改变电磁铁的磁性强弱的;扬声器是利用电磁感应原理工作的,后者是利用欧姆定律工作的.模拟信号与数字信号的比较信号与声音的关系信号电流的形成优缺点应用模拟 信号与声音的变化情况相仿连续的信号易丢失、失真现代常常要通过模/数转换,将它转化成数字信号方便于用计算机第2节电磁波的海洋知识与技能1.了解电磁波的产生与传播;2.知道光是电磁波,知道电磁波在真空中的传播速度;3.知道波长、频率和波速的关系;4.了解电磁波的应用及其对人类生活和社会发展的影响.过程与方法通过演示了解电磁波的产生,电磁波在真空中的传播.情感、态度与价值观初步认识科学及其相关技术对于社会发展、人类生活、军事的影响;产生科学服务于人类的意识.重点了解电磁波的产生与传播;知道波长、频率和波速的关系.难点知道波长、频率和波速的关系.收音机一台、5号干电池一节、导线一条、真空罩一个、抽气筒一个、手机两台和电教平台.教师活动学生活动设计意图课前活动讨论:你们是怎样听到老师说话的?讨论交流.类比学习,导人新课.导入新课打开收音机,收听中央电台,讨论与交流.创设情境,启迪思维,从生活走向物理.教师活动学生活动设计意图四、电磁波的应用提出问题:电磁波是一个大家族,它里面分成多少类?每一类有什么应用?指导学生阅读教材图21.2-4,并进行讨论,边讨论边归纳“电磁波的家族”.五、动手动脑学物理课堂重点解决第3小题.提出问题:雷达的工作原理.放映有关雷达小知识.要破除“隐形”,我们应从哪些方面去考虑?在学生充分讨论后,上网输入“隐形飞机”,放大后请学生观看.观察、讨论,阅读.学生阅题.思考、观察、讨论交流.讨论、争议.学生小组小结,代表发言.观看,验证自己的分析与猜想.培养自主学习、分析信息、获取知识的能力,互动式学习.知识的拓展.学会思考问题的方法.考虑到部分学生课外没办法上网,在此作适当的介绍.小结与作业1.本节你学到了什么知识与方法?2.“动手动脑学物理”1、2题.3.阅读“科学世界”,到商场进一步了解微波的特点,把你了解到的信息记录在《成长档案本》上.学生练习.不仅仅要小结知识,还要小结学习的方法、学习的兴趣.巩固性练习.培养自主学习的习惯,体验科学就在身边,体现从物理到社会的理念.电磁波⎩⎪⎨⎪⎧产生:迅速变化的电流传播:不需介质速度:真空中c =30×105km/s =3×108m/s 波速、波长、频率的关系:c =λf 电磁波的家族电磁波的应用:广播、电视、微波炉、雷达、卫星通信等电磁波一、手机最怕什么?知道手机最怕什么吗?大自然的迫害和你自己的疏忽不小心都是造成它缩短寿命的原因!第一怕:潮湿的环境损害,避免在潮湿的环境中使用手机,以免大量水汽侵入电路板形成水渍,造成短路,或使金属接口氧化.第二怕:碰撞造成的损害.液晶屏幕所能承受的压力相当有限,使用时要注意!第三怕:温度环境的损害.应避免受热曝晒,第四怕:关于电池使用不当的损害.充电时不要开机.第五怕:灰尘、油脂的危害.二、电磁波与水波、声波的区别振源波的形成水波木棍在水中上下振动通过水使振动向外传播,形成水波声波 发声体的振动通过空气使振动向外传播,形成声波电磁波 导体中有方向、大小 变化很快的电流可以在真空中或介质中通过变化的电场和变化的磁场相互激发,三、乘客不能在飞机上使用移动电话飞机在空中是沿着规定的航线飞行的,整个飞行过程都要靠地面航空人员的控制和指挥,飞行员利用飞机上的通信导航设备进行地空联系驾驶飞机,而飞机上的导航设备是利用无线电波来测向导航的,飞机上的导航定向设备接收地面导航站发射的电磁波后,便能测定飞机的准确位置.而移动电话是靠电磁波来传递信息的,如果乘客在机舱内使用移动电话,移动电话辐射的电磁波就会对飞机上导航、操纵系统产生严重干扰,飞机导航设备就会产生偏差,使飞机自动操纵设备产生错误,从而导致空难事故的发生.第3节广播、电视和移动通信知识与技能1.了解无线电广播的大致工作过程.2.大致了解电视的工作过程.3.了解移动电话是怎样工作的.过程与方法在学生回顾电磁波的基础知识和应用后,让学生了解生活中常见的无线广播、电视和移动通信的工作过程,激发他们的学习兴趣.情感、态度与价值观通过了解广播、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,激发学生探究科学知识的兴趣.1.无线电信号的发射和接收过程;2.初步培养学生收集资料、处理信息的能力;3.初步认识科技对现代生活的影响.学生课前收集、整理的资料,实物投影仪,收音机、电视机和移动电话各一台,教师用多媒体课件.教师活动学生活动设计意图课前活动布置学生在课前利用一切资料:教材、科普书籍和网络等,从以下几个方面了解本节内学生在课前利用手中的各种工具收集资料,处理信息.利用现有条件让学生尽可能多地参与到课堂教学中来,充分发挥学生的主动性,使学生成为学习容.个问题,如:如何连接DVD与电视机.生尽快步入自主学习的轨道.布置作业将本节内容中你最感兴趣的话题整理一下,写成一篇小论文.布置学生在课堂上阅读“科学世界”.一、电磁波是传递信号的载体二、无线电广播信号的发射和接收过程(见下图)三、电视信号的发射和接收过程(见下图)四、移动电话1.工作原理:移动电话相当于无线电台,它将用户的声音转变为高频电信号发射到空中,同时它又捕捉空中的电磁波,使用户接收到通话对方送来的信息.2.设立基地台的原因:手持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,它跟其他用户的通话要靠较大的固定基地台转接.电流信号的发射与接收的过程1.电视台用电磁波传递声音信号和图像信号.2.声音信号的产生、传播和接收过程跟无线电广播的工作过程相似.3.图像信号的产生、传播和接收过程是:(1)摄像机把景物反射的光信号转换成电信号;(2)发射机把电信号加载到高频电磁波上;(3)天线把带有图像信号的电磁波发射到空中.广播、电视、移动电话信号传递的异同基地台转换第4节越来越宽的信息之路知识与技能1.常识性了解:卫星通信、光纤通信、网络通信.2.通过教学使学生了解:为什么要用微波通信?如何实现微波通信?了解微波性质接近于光波,大致沿直线传播,不能沿地球表面绕射的特性,了解微波传播过程中的一些缺陷以及这些缺陷如何通过卫星通信来弥补.3.了解光纤通信的原理和优点.4.了解网络通信的发展过程和优点,掌握发电子邮件的方法.过程与方法通过师生共同交流来探讨现代信息的变化,用大量的多媒体图片、影视画面使学生掌握和了解卫星通信、光纤通信、网络通信的特点和粗略的原理.情感、态度与价值观通过学习现代通信知识,了解科技为人类带来的便利,提高学生学习科学的兴趣,使学生养成关注科学发展前沿的习惯,树立正确的科学观,培养振兴中华、用科学服务于人类的使命感和责任感.卫星通信、光纤通信、网络通信的优点和原理.激光笔、手电筒、光纤玩具灯、带小孔的塑料瓶、不透光的纸、水、多媒体课件.教师活动学生活动设计意图新课引入讲述:随着时代的发展、科技的进步,人类获取的信息量越来越大,越来越多,越来越快.这就说明信息之路越来越宽,越来越快.观看.比较后回答:看到的故事.创设情境,直观地把信息量的大小表示出来.教师活动学生活动设计意图讲述:激光频率单一,方向高度集中,解决了普通光线难携带信息的缺陷,通信所用激光的特殊通道叫光导纤维,它实现了光的通信.演示实验:①光沿水流传播②光沿着光纤玩具灯的玻璃丝传播介绍光纤传播的原理及其优点:光在光导纤维中传输损耗小,可长距离传输,光纤通信的通信容量极大,不怕雷击,不受电磁干扰,通信质量高,保密性好.四、网络通信指导学生阅读课本,总结网络通信的优点.观看自主学习小结作业小结本课内容完成“动手动脑学物理”中1、2题巩固所学知识.一、微波通信信息理论表明:作为载体的无线电波,频率越高,相同时间内输送信息的量就越大.优缺点:二、卫星通信实质:用通信卫星做微波通信的中继站三、光纤通信容量极大,不怕雷击,不受电磁干扰,通信质量高,保密性好.四、网络通信光纤通信的相关知识光纤由纤芯、包层和涂层组成,内芯一般为几十微米或几微米,比一根头发丝还细;中间层称为包层,由于纤芯和包层的折射率不同,从而实现了光信号在纤芯内的全反射也就是光信号的传输;涂层的作用就是增加光纤的韧性从而保护光纤.光纤通信是利用光波作载波,以光纤作为传输媒质将信息从一处传至另一处的通信方式.1966年英籍华人高锟博士发表了一篇划时代性的论文,他提出利用带有外层外材料的石英玻璃光学纤维,能作为通信媒质.从此,开创了光纤通信领域的研究工作.如今光纤通信已是最重要的通信方式之一.光纤通信是利用光波在光导纤维中传输信息的通信方式.由于激光具有高方向性、高相干性、高音色性等显著优点,光纤通信中的光波主要是激光,所以又叫做激光一光纤通信.光纤通信的原理是:在发送端首先要把传送的信息(如话音)变成电信号,然后调制激光器发出的激光束上,使光的强度随电信号的幅度(频率)变化而变化,并通过光纤发送出来;在接收端,检测器收到光信号后把它变换成电信号,经解调后恢复原信息.光纤通信是现代通信网的主要传输手段,它的发展历史只有一二十年,已经历三代;短波长多模光纤、长波长多模光纤和长波长单模光纤,采用光纤通信是通信史上的重大变革,美、日、英、法等20多个国家已宣布不再建设电缆通信线路,而致力于发展光纤通信.。
实用精品文献资料分享 九年级物理第二十一章信息的传递教案设计(新人教版) 第二十一章 信息的传递 第一节 现代顺风耳―电话 【教学目标】 知识与技能 1.了解电话是如何把声音传递到远方的; 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。 过程与方法 1.通过看录像、老师讲解,了解电话是如何传递信息的; 2.通过学生的讨论和活动,说明电话交换机的作用;通过学生活动展示什么是数字通信。 情感、态度与价值观 1.通过讲述贝尔发明电话的过程,激发学生不怕困难、积极探索的精神,了解技术改革对人类社会发展的作用,提高学生的学习兴趣。 2.通过学生讨论和活动,增强学生的学习主动性和合作意识; 【教学重难点】 重点:电话原理及模拟通信和数字通信的基本区别。 难点:了解电话交换机的应用。 【教学准备】或【实验准备】 教师用(学生每组):多媒体、演示电话机一部、视频资源 【教学过程】
主 要 教 学 过 程 教学内容 教师活动 学生活动
一、联系时事热点、创设情景,引入新课 【时事热点创设问题情境、引入课题】 2014年3月8日凌晨2点40分,马来西亚航空公司MH370航班一架载有239人、由吉隆坡飞往北京的波音777于万米高空突然消失,举世震惊。中、美、马等十一国联合搜救;多少国人牵肠挂肚、24小时守候手机期待搜救的最新消息…… 【揭示课题】 古人是如何传递信息的? 现代人事如何传递信息的?电话为什么能够传声呢? (设计意图:联系时事热点;类比古今人类传递信息的途径;引起学生的思考,激发学生的学习兴趣、求知欲。) 为马航MH370失联祈福! 古人:烽火狼烟;快骑驿站;鸿雁传书;鸡毛信…… 现代人:手机;旗语、网络通信等…… 二、合作探究,建构知识 (一)电流,把信息传到远方 1.电话的构造 2.话筒与听筒。 实用精品文献资料分享 (二)电话交换机 (一)体验感受、互动研讨 1 播放视频,了解贝尔和他的“电话” 电话走进了千家万户,你知道电话是谁发明的吗? (设计意图:学生了解历史,崇尚科学。) 2.观察老电话机,了解电话的构造 【看一看】电话由那两部分组成? 【议一议】 人发出声信号经过电线传到了被叫的耳朵?打电话的时候你看到电话线在振动吗?话筒、听筒、电话线的作用是什么? 【拆一拆】 ① 话筒、听筒的构造是怎样的? ② 话筒是怎样将声信号转化为电信号的? ③ 听筒是怎样将电信号转化为声信号的? 【归纳总结】 1话筒由金属盒、碳粒(碳精)、膜片构成. 人对话筒说话时,声波使膜片振动,膜片忽松忽紧地压挤碳粒,使金属盒的整体电阻忽大忽小,在电路里就产生了强弱按声音振动而变化的电流,使声音转化为变化的电流. 2 听筒由永磁铁、螺线管、薄铁片(膜片)构成. 当电路中忽强忽弱的电流通过听筒里的螺线管的时候,磁铁对听筒薄铁片的吸力就发生忽大忽小的变化,薄铁片就振动起来使变化的电流转化为声音. 【练一练】 (1)电话机听筒里发生的主要能量转化是( ) A.电能转化为机械能 B.机械能转化为电能 C.内能变成电能 D.电能变成内能 (2)电话的听筒主要应用了电流的( ) A.热效应 B.化学效应 C.磁效应 D.三种效应都有 过渡:在电话刚问世的时候,一部电话机要与多少部电话机通话,就要有多少对电话线与外部相连。请同学们画圆圈代表电话机,依次连接一下2部、3部、4部、5部、6部电话机两两相连,分别需用多少对电话线?你能找出n部电话需要电话线的对数吗? 数量如此巨大的电话线太浪费材料了,而且话机太多数根本无法实现。该怎么办呢? 【看一看】 教师播放视频,学生看视频,了解“交换机”的作用。 阅读课本内容,了解电话交换机在现实生活中的应用及其发展史 教师活动:组织学生阅读课本内容,组内交流后回答下面的问题: 问题展示:(用课件展示问题) ①一个地区的所有电话都接到什么上?每部电话的号码都一样吗? ②如何实现不同地区间的电话相互通话? ③打电话时,如果出现“占线”现象,是否对方话机正在使用中? ④交换机的发展经过了哪几个阶段? 程控电话有哪些功能?你对此了解多实用精品文献资料分享 少? 观看视频,了解贝尔及电话的发明 1876年 贝尔 话筒;听筒 学生讨论,电话线没有振动,传递的是声信号。 话筒:声信号→电信号 电话线:传递电信号 听筒:电信号→声信号 分组探究,去旧货市场淘旧电话机,学生自己拆解,了解话筒、听涛的狗仔。并自学阅读、分组讨论分析话筒和听筒的原理。 (设计意图:话筒和听筒的构造,原理不是教师告知和播放视频课件,而是学生自己动手探究、思考分析。) (设计意图:计算电话线的对数,用到高中数学的数列知识,激发学生学习兴趣。) 各小组讨论;得出计算公式;需要很强的数学功底啊! n(n-1)/2 观看视频,叙述交换机的作用
①仔细阅读课本相关内容,准确查找以上问题答案。 ②课本中有不懂的地方先作标记,阅读结束,有些问题会自行解决;如果确实解决不了,组内集中 讨论。 ③对程控电话的多项功能,尝试作出解释。 (三)模拟通讯和数字通讯 1.游戏引入,理解模拟通讯 游戏一:由10名同学,排成一字长队,第一名同学按老师手中的一个成语或一句话,声情并茂地完成一套动作,只做给第二名同学看,第二名同学再只做给第三名同学看,依次做到第十名同学。最后请第一名和第十名同学同时做给同学们看,比较他们两个有没有差异。 点拨:模拟信号就像刚才的游戏一样,当将声音转换成电流时,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”着声信号的“一举一动”。 游戏二:由一名学生执笔,在黑板上任意写下五个汉字,同学们分别给每个字标定代码,写在汉字的下面(代码的标定是任意的,可以是各种形状的不同组合,也可以是不同颜色的组合,还可以是横与竖的不同组合等)。由10名同学,排成一字长队,第一名同学从黑板上的十个字的代码中,找出几组代码,能表达一定的意思为佳,只说给第二名同学听,第二名同学再把他所听到的只说给第三名同学听,依次直到第十名同学。请每一名和第十名同学同时在黑板上写出他们实用精品文献资料分享 传递的代码,其他同学一起来对比两者有无差异。 【归纳总结】 ①用不同符号的不同组合表示的信号,叫做数字信号,这种通信方式叫做数字通信。 ②通常的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。另外,数字信号还可以通过不同的编码进行加密。 介入游戏,激发兴趣;类比理解模拟通讯和数字通讯的实质。 分组游戏,比对两组游戏的不同结果理解两种通讯的特点。
(设计意图:游戏激发兴趣,借助类比迁移,理解概念。) 了解数字信号的优点 三、反馈练习 见附件1 师巡视检查 完成反馈练习 四、课堂小结: 本节课你有哪些收获?还有哪些疑惑? 颗粒归仓 学生讨论梳理知识,交流收获和疑惑。 五、布置作业 出示思考题题目 见附件2 课后完成 【板书设计】 第一节 现代的顺风耳―电话 一、构造: 话筒:把声信号变成电信号 听筒:把电信号变成声信号 二.电话交换机 提高线路的利用率 三 通讯方式: 模拟信号:信号易丢失 数字信号:抗干扰能力强
【教学反思】 一、教案的“亮点” 1.电话的构造与原理尽量体现方法与思想的设计。如要想把声音信号变成电流信号,改变电流,该怎么办,可以利用欧姆定律想办法改变话筒的电阻,即老式电话的原理;可以利用电磁感应现象,把运动变成电流,即现代话筒的构造,总之讲解宜从其本质上讲,学生理解起来才透彻。 2.数字信号可以让学生多练习,我在课堂上让学生编拟数字密码,起到了很好的作用,学生兴趣高涨,达到了很好的效果。 二、教学中易出现的问题 1.即将技术新课,面临中考物理总复习。往年的做法是一节课一章,草草收尾,腾出更多的时间来进行中考复习。殊不知,最后两章的内容虽然考点不多,对于培养学生队伍里继续保持浓厚的兴趣,也起到十分实用精品文献资料分享 关键的作用。所以还是要重视。 2.本课要多找合适的视频,老式的手机、电话,让学生拆解,让他们体验到探究的乐趣。并发动学生对“智能手机”的功能和模块组件进一步探究,方能与时俱进,提高学生的科学素养。 附件1 【反馈练习】 1.电话机中听筒的作用是( ) A.使电流直接转变为声音 B.将声音转变为电阻 C.使线圈的磁性随电流而变化,使膜片发生振动而产生声音 D.碳粒电阻随声音强弱变化,使电流随声音强弱变化 2. 以下关于电话交换机的说法中,正确的是 A.程控交换机是利用电脑按照输入的程序“见机行事”的 B.一台程控交换机只能同时转接两部长途电话 C.打电话“占线”说明对方的话机一定在通话中 D.电话上的“来电显示”是由用户手机设定的,不需要程控交换机去完成 3.下列关于“模拟信号”和“数字信号”说法正确的是 A. “电报”信号属于模拟信号 B. 数字信号比 模拟信号抗干扰能力强 C.模拟信号比数字信号抗干扰能力强 D.电子计算机是以模拟信号来工作的 4. 数字通信是一种既现代又古老的通信方式,现代电话已全部采用数字信号进行处理。若用“0”和“1”代表“开”和“关”这两个动作,组成一组数字信号,可以表达一句话。例如:“我相信你能行”的数字信号为“0、01、1、10、00”。 开关动作 开 关 开 关 开 开 关 开 表示数字 0 1 0 1 0 0 1 0 中文意义 我 你 相信 行 能 请参照此代码和上述例子,用另一组信号表达你想说的一句话: ,其数字信号为 。 答案: 1.答案:C 解析:听筒内部是一个电磁铁,变化的电流使电磁铁的磁性强弱变化,对膜片的作用也不同,使膜片振动发声,所以是将电信号转换为声信号。故C选项正确。 2.答案:A 3.答案:B 4.答案:我相信我能行;0、01、0、10、00. 附件2 【课后作业】 1. 1876年_________发明了电话,这是人类历史上最伟大的发明之一。、最简单的电话是由______、________和_______组成,它们是_______联在电路里。 2.下列说法中错误的是( ) A.话筒的作用都是把声信号变成电信号 B.听筒和扬声器都是把电信号变成声信号 C.一般电话之间都是通过电话交换机来转接的