第二十一章 信息的传递

人教版九年级物理第二十一章信息的传递教案第二十一章信息的传递第1节现代顺风耳——电话一、教学目标1.物理观念（1）了解电话是如何把声音传递到远方的。

（2）了解电话交换机的作用。

（3）了解模拟通信和数字通信的基本区别。

2.科学思维归纳电话是如何传递信息的。

3.科学态度与责任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。

二、教学重难点1.重点：电话是怎样把信息传递到远方的。

2.难点：电话交换机的作用。

三、教学过程（一）导入如果我们想了解远在他乡的亲友的近况，你可以怎么做？（二）新课教学1.电流把信息传到远处教学情境：简单介绍贝尔发明电话的过程，然后让同学阅读教材第145～146页。

小组交流讨论下列问题：（1）最简单的电话是由哪两部分组成的？（2）电话是怎么样传声的？知识归纳：（1）电话由听筒和话筒组成。

（2）话筒由金属盒、炭粒、膜片构成。

（3）听筒由电磁铁、螺线管、膜片构成。

（4）话筒的作用：把声音信号转变为电流信号。

（5）听筒的作用：把电流信号转变为声音信号。

说明：一部电话机的话筒应该与对方的听筒相连接，对方的话筒与本机的听筒相连接，这样才能听到对方的声音。

2.电话交换机教学情境：阅读教材第146页的电话交换机部分，小组交流讨论下列问题：（1）一个区有5部电话，如果一部电话机只能固定地与另一部电话机接通，要使这5部电话机中的任意两部都能互相接通，要架设多少对电话线？（2）如何减少线路的数量，但仍能保证5部电话中的任意两部可以互相通话？知识归纳：(1)电话交换机的交换方式：第一种是人工交换，第二种是电话自动交换。

(2)电话交换机作用：提高线路的利用率。

3.模拟信号和数字信号教学情境：教师让学生通过举手来传递数字信号。

两个同学离远一些，举手表示“1”，不举手表示“0”，通过“0”“1”的不同排列传递信息。

通过这个实验让学生了解数字通信。

带着问题阅读教材第148页的相关内容，小组交流讨论下列问题：电话信号分为哪两种，什么叫做模拟信号？什么叫做数字信号？它们各有什么特点？知识归纳：电话信号分为数字信号和模拟信号两种。

知识点1：电话1.发明者和发明时间：1876年美国发明家贝尔发明了第一部电话2.基本结构：主要由话筒和听筒组成。

3.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）4.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。

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，两个不同的交换机的用户也就能互相通话了。

知识点2：模拟通信和数字通信1.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。

举例：模拟电话。

2.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。

举例：烽火、旗语、电报等。

3.补充：（1）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。

（2）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3：电磁波1.产生：导线中电流的迅速变化会在周围空间激起电磁波。

2.传播介质：电磁波可以在真空中传播，不需要任何介质。

3.传播速度：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 4.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 ）。

2024九年级春季物理全一册听课笔记：第二十一章信息的传递：电磁波的海洋1. 导入教师行为：•展示一段手机接收短信或网络视频通话的短视频，提问：“同学们，你们每天都在使用的手机是如何实现信息的快速传递的？这些信息在空中是如何‘旅行’的呢？”•引导学生思考信息传递的奥秘，引出“电磁波”这一核心概念。

学生活动：•观看视频，思考并尝试回答教师的问题，对信息传递的过程产生好奇。

过程点评：•通过贴近学生生活的实例导入，迅速吸引了学生的注意力，激发了他们的探索欲。

2. 教学过程2.1 电磁波的基本概念教师行为：•定义电磁波：由同相振荡且互相垂直的电场与磁场在空间中以波的形式移动，其传播方向垂直于电场与磁场构成的平面。

•使用动画或示意图展示电磁波的形成和传播过程，帮助学生直观理解。

学生活动：•聆听讲解，观察动画或示意图，理解电磁波的基本概念。

过程点评：•通过直观的教学手段，使学生轻松掌握了电磁波的基本概念和特性。

2.2 电磁波谱教师行为：•介绍电磁波谱的概念，按照波长从长到短的顺序，依次讲解无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线和伽马射线等不同类型的电磁波。

•强调每种电磁波在日常生活和科技领域中的应用实例。

学生活动：•跟随教师的讲解，了解电磁波谱的构成和各类电磁波的特点及应用。

•思考并讨论自己生活中接触到的电磁波实例。

过程点评：•通过系统的讲解和生动的实例，加深了学生对电磁波谱的理解和记忆。

2.3 电磁波与信息的传递教师行为：•解释电磁波如何作为信息的载体进行传递，如无线电广播、电视信号、移动通信等。

•详细介绍调制和解调的过程，以及它们在信息传递中的作用。

学生活动：•聆听讲解，理解电磁波如何传递信息以及调制解调的基本原理。

•尝试用简单的语言复述信息传递的过程。

过程点评：•通过深入浅出的讲解，使学生掌握了电磁波在信息传递中的核心作用，培养了他们的逻辑思维能力。

3. 板书设计（提纲式）•信息的传递：电磁波的海洋•电磁波基本概念•定义•形成与传播•电磁波谱•无线电波•微波•红外线•可见光•紫外线•X射线•伽马射线•应用实例•电磁波与信息传递•信息的载体•调制与解调•应用领域（无线电广播、电视、移动通信等）4. 作业布置•完成课后习题，巩固电磁波基本概念和电磁波谱的知识点。

第二十一章信息的传递20例1.如图所示是2013年12月14日登陆月球表面的“玉免号”月球车，呈长方形，长1.5m，宽1m高1.1m，携带有红外成像光谱仪、激光点阵器等10多套科学探测仪器，科学探测得到的图象和数据是通过（先填“声波”或“电磁波”）传递到地球的，若月球到地球的距离为3.8×105km，则把信息从月球传到地球的时间是s（c=3×105km/s，保留两位小数）．答案：电磁波，1.27。

2.2013年12月15日，嫦娥三号着陆器、巡视器顺利完成互拍成像，互拍画面是用传回地球的；蝙蝠通常在夜间出来活动、觅食，它们在飞行时会发出（选填“超声波”或“次声波”）来确定目标位置．答案：电磁波，超声波。

3.新能源在现代社会中有着广泛的应用．太阳能属于能源（填“可再生”或“不可再生”）；警用电动车逐渐成为警察巡逻的主要交通工具，电动车行驶时，车上的锂离子电池将化学能转化为能，再转化为机械能；警察和指挥中心无线通信时是通过（填“超声波”或“电磁波”）进行联络的．答案：可再生，电，电磁波。

4.电视用电磁波传递图象信号和声音信号．它的传播速度约为km/s．广播、电视、移动电话都是利用来传播信息的．答案：3×105电磁波5．Wifi是一种可以将个人电脑、手机等终端设备以无线方式互相连接的技术。

常见的连接方式是通过一个无线路由器来实现。

无线路由器是通过波向四周有效范围内的终端传递信息，其传播速度（选填“大于”“等于”“小于”）光速。

答案：电磁；等于．6.如图所示，“神舟十号”与“天宫一号”运动到相距30m的位置时，开始发送和接受信号，自动控制对接，知道相互接触时耗时150s．若以“天宫一号”为参照物，“神舟十号”是的，且速度为m/s．答案：电磁波，运动，0.2。

7.电视机接收到的电视信号是通过传递的，而开启和关闭电视机时，遥控器是利用来传递遥控信息，进行遥控的．答案：电磁波，红外线。

九年级物理全册第二十一章信息的传递易混淆知识点单选题1、2021年4月29日，我国成功发射空间站“天和”核心舱，“天和”核心舱和地面控制中心之间传递信息是利用了（）A．红外线B．电磁波C．超声波D．次声波答案：BA．红外线也属于电磁波，但是红外线的波长非常短，绕射能力非常差，仅能进行直线传播，而且不能绕过障碍物，所以不适合做无线通信，故A不符合题意；BCD．由于太空中没有空气，而声音的传播需要介质，真空不能传声，所以航天员进入空间站后利用电磁波与地面指挥中心传递信息，B符合题意，CD不符合题意。

故选B。

2、我国的“翼龙”—2H应急救灾型无人机系统可在一些极端条件下，定向恢复50平里的移动公网通信，建立覆盖15000平方公里的音视频通信网络。

该系统在传递信息主要依靠（）A．电磁波B．红外线C．超声波D．次声波答案：A移动公网通信依靠电磁波，发射端将图片和声音等信号调制到电磁波上，把电磁波当成载体发射出去，接收端将电磁波还原成图像和信息；电磁波比超声波、次声波具有更强的穿透力，电磁波的传播不需要介质，可以在真空中传播；所以传递信息利用的是电磁波，故A符合题意，BCD不符合题意。

故选A。

3、虎年春节前夕，天问一号探测器从火星轨道传回一组自拍视频，向全国人民致以新春祝福。

地面控制中心与“天问一号”进行通信联系，依靠的是（）A．红外线B．无线电波C．超声波D．次声波答案：BAB．红外线和无线电波都属于电磁波，都可以在真空中传播，但是无线电波波长较长，不容易被障碍物阻拦，更适合远距离传递信息，故A不符合题意，B符合题意。

CD．声音的传播需要介质，超声波和次声波都属于声音，不能在真空中传播，所以地面控制中心与“天问一号”进行通信联系不能依靠超声波或次声波，故CD不符合题意；故选B。

4、固定电话是人们常用的通讯工具，下列说法不正确的是（）A．电话的听筒把机械能转化为电能B．固定电话是靠变化电流传递信息C．电话的话筒是声音传感器D．电话的听筒可以把电信息转化为声信息答案：A分析：电话听筒的能量转化是电能转化为膜片的机械能；固定电话是靠电流来传递信息的；电话的话筒的作用是将带有声音信号转换为电流；听筒的作用是把带有声音的电信号还原为声信号。

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．。