信息的传递教案

课题：信息的传递课型：一对二同步复习（基础）科目：物理备课时间：2012.7.5 讲师：邝飞云

课程适合学生：人教版初二学生

教学目标1.了解电话传递信息的方式、电话交换机的应用、模拟通信和数字通信的区别

2.了解电磁波的产生和传播，知道电磁波在真空中的传播速度；波长、频率和波速的关系

3.了解无线电广播，电视和移动电话的工作过程

教学内容电话，电磁波海洋，广播电视盒移动通信，越来越宽的信息之路

重点现代电信的优点及其应用

难点现代电信手段的原理

知识导入：

一、现代顺风耳—电话

1、电话

①发明：1876年贝尔发明了电话。

②基本结构：话筒、听筒

③工作原理：话筒把声音变成变化的电流，电流延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。

2、电话交换机

①作用：提高线路的利用率。

②占线原因：对方电话机正在使用；交换机之间的线路不够用。

③发展：手工交换机；自动交换机；程控电话交换机。

3、模拟通信和数字通信

①模拟信号：声音转换为信号电流时，信号电流“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。

特点：容易失真和中断、抗干扰能力特别弱

②数字信号：用不同的符号的不同的组合表示的信号叫做数字信号。

特点：形式简单、抗干扰能力特别强。

课堂小测：

1、有八部电话机，若想相互间通话，至少需要_______条电话线，当然，现实情况是都采用__________ 机来解决电话线过多的问题。

2、固定电话与移动电话不同，固定电话的声音信息是由导线中变化的来传递的。电报是利用来传递信息的(填“模拟信号”或“数字信号”)。

3、最简单的电话是由_______ 和_______ 组成，它们是_______ 联在电路里。

4、电话是现代人使用最广泛的通信工具，发明电话的科学家是_ __。

5、电话是现代生活中不可缺少的通讯工具，你知道的电话种类有电话和

6、关于电话的工作过程，有如下几句话，正确的排列顺序是:（）

①膜片忽松忽紧挤压碳粒

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，振动情形和对方说话相同

⑤在电路中产生了强弱按声音振动而变化的电流

A、①②③④⑤ ;

B、②①③⑤④ ;

C、②①④③⑤.

7、电话的听筒主要应用了电流的:（）

A、热效应;

B、磁效应;

C、化学效应;

D、以上说法都不正确 .

8、电话机中听筒的作用是:（）

A、碳粒电阻随声音强弱变化，使电流随声音强弱变化;

B、将声音转变为电阻;

C、使线圈的磁性随电流而变化，使薄铁片发生振动而产生声音;

D、使电流直接转变为声音.

9、某地区有7部电话，要使这7部电话都能互相通话，如果使用交换机需要多少对电话线A．5对; B．7对; C．8对 ; D．14对.

10、下列关于电话的说法，错误的有( )

A．最早的电话线路是在美国架设的;B．专线保密电话一般只靠金属导线把电话机相连; C．电话只能传递声音信息; D．程控电话交换机是指用电脑控制的电话交换机.

11、关于电话,下列说法正确的是( )

A.电话是莫尔斯于19世纪30年代发明的;

B.电话的话筒和听筒内都有电磁铁;

C.话筒把电信号变成声音信号;

D.听筒把电信号变成声音信号.

12、关于“数字通信”下面的说法中不正确的是( )

A．现在的数字通信是用“0、1”两个不同的数字组合成各种数字信号，传递信息的B．数字通信抗干扰能力强，不失真

C．数字通信传递的信号与声音的频率、振幅变化的情况完全一样

D．数字通信比模拟通信要先进的多

13、下列不属于数字信号的特点是( )

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.

二、电磁波的海洋

1、产生：导线中电流的迅速变化会在周围空间产生电磁波。

2、传播：不需要介质（可以在真空中传播）

3、波速：在真空中最快，c=3×108m/s

4、波速c 与波长λ、频率f 的关系：c=λ f

在同一种介质中，波速一定时，波长与频率成反比。

5、无线电波是电磁波的一部分，光波也是电磁波。

课堂小测：

1．木棍在水面上振动产生 波；说话时的声带振动在空气中形成 波；当导体中有 的电流时，在它周围的空间里就会激起 ．

2．登上月球的宇航员如果要相互交谈，不能直接进行，而是要用手势来传递信号．这说明声波的传播 介质；而电磁波的传播 介质，（填“需要”或“不需要”）．

6．我国的卫星通信技术拥有自主知识产权，在世界处于领先地位.在北京发射的信号通过通信卫星会转到上海被接收.实现这种信号传递的是( )

A.超声波

B.次声波

C.声波

D.电磁波

7．关于电磁波的传播，以下说法正确的是（ ）

A ．只能在真空中传播

B ．在水中不能传播

C ．可以在很多介质中传播

D ．只能在空气中传播

8．微波炉中不能使用金属容器，这主要是因为（ ）

A ．金属易生锈，弄脏炉体

B ．金属容易导电，造成漏电事故

C ．微波能在金属中产生强大的电流，损坏微波炉

D ．金属易传热 ，使炉体温度过高

9．雷达是利用电磁波来测定物体位置和速度的设备，它可以向一定方向发射电磁波

(电磁波在空气中的传播速度是3×108m ／s)，当遇到障碍物时要发生反射．雷达在发

射和接收反射回来的电磁波时，在荧光屏上分别呈现出一个尖形波．如果雷达监视屏

上显示的发射和接收的尖形波如图10-2所示，已知雷达监视屏上相邻刻线间表示的时

间间隔为1O -4s ，则被监视目标与雷达的距离最接近（ ）

A ．4.5×104m

B ．6×104 m

C ．9×104 m

D ．1.2×105 m

10．下列设备中,没有利用电磁波的是（ ）

A ．电视机

B ．录音机

C ．微波炉

D ．移动电话

11．下列说法正确的有（ ）

A ．频率越低的电磁波的波长越短

B ．频率越高的电磁波传播速度越快

C ．频率越低的电磁波传播速度越快

D ．频率越高的电磁波的波长越短

12．在2003年4月的伊拉克战争中，美英联军在战争中使用电子干扰取得了很好的效果，争取到了战争的主动权，电子干扰具体地说就是（ ）

A ．对敌方发射电磁波

B ．对敌方发射很强的电磁波

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电磁波，施放反射电磁波的干扰波

图10-2

三、广播、电视和移动通信

1、无线电广播信号的发射和接收

①发射：由广播电台完成。声信号电信号加载到高频电磁波发射出去

②接收：由收音机完成各种电磁波选出特定频率的电磁波取出音频信号并放大声音

2、电视的发射和接收

电视用电磁波传递图像信号和声音信号

3、移动电话：既是无线电发射台，也是无线电接收台

①工作方式：它将用户的声音转化为高频电信号，并发射出去，同时它又能在空中捕捉到电磁波，使用户接收到对方送来的信息。

②基地台：手持移动电话很小，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无线电台转接。这种固定的电台叫做基地台。

③无线电话：主机与手机上各有一个天线，它们通过无线电波来沟通。工作区域大约在几十米到几百米的范围内。

④音频、视频、射频和频道：见课本P98~99科学世界

课堂小测：

1．无线电通信就是利用来传递信号和信号的.

2．在发射电磁波的过程中，振荡器的作用是产生的电流，话筒的作用是把转化成的电流.

3．电磁波的发射由和承担，电磁波的接收由和来完成. 4．无线电广播台使用的电磁波中波频率范围是：535~1605 kHz，可知其最高频率为最低频率的倍，最低频率的无线电波的波长为 m.

5．在无线电通信过程中，下述说法正确的是（）

A.电磁波的波速等于波长乘频率

B.电磁波的传播速度一定等于3×108 m/s

C.电磁波的波长跟它的频率成正比

D.无线电广播用的电磁波是长波和微波

6．我们通常使用收音机时，可以接收的电磁波中波的范围是（）

A.540 Hz至1600 Hz

B.500 kHz至1600 kHz

C.10 kHz至100 kHz

D.30 MHz至3×105 MHz

7．当我们打开或关闭电灯时，会从正在播音的收音机中听到“喀喀”的杂音，这杂音是电路通断时产生的什么被收音机接收的缘故（）

A.声音

B.电流

C.电磁波

D.光

8．一青年在舞台下30 m处观看演出，另一青年在距剧场1×106 m处的某地,坐在收音机旁收听演出实况，如场内未采用无线电扩音设备，哪位青年先听到演员的声音？

9．我国电视频道6频道的频率范围是167 MHz到175 MHz,这个频道的波长范围是_____m 到________m.

10．课外活动时间，有几位同学讨论无线电广播和电视信号的接收、发射时，有以下几种说法，你认为正确的是（）

A.无线电广播是光、电信号之间的相互转换

B.电视信号的接收或发射是声、电信号之间的转换

C.无论是无线电广播还是电视都是光、电信号的转换

D.无论是无线电广播还是电视都有声、电信号的转换

四、越来越宽的信息之路

1、微波通信特点：a波长短、频率高（波长10m~1mm，频率30MHz—3×105MHz）。

b可以传递更多的信息。

c微波大致沿直线传播，不能沿地球表面折射。

每隔50Km左右要建一个微波中继站，把上一站传来的信号处理后，再发射到下一站去，一站一站地传下去，将信息传向远方。

2、卫星通信作用：借助地球同步卫星来弥补微波在地面传播的不足，可作微波通信的中继站，使它转发的微波无线电信号跨越大陆和海洋达到地球上的很大范围。

现在我们看到的很多电视节目都是通过卫星传送的。在地球周围均匀地配置三颗同步通信卫星，就覆装盖了几乎全部地球表面，可以实现全球通信。

3、光纤通信特点：a激光频率单一、方向高度集中。

b光导纤维光既能够沿直线传播，也能沿着弯曲的水流传播，还能沿着

玻璃丝进行传播。

c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。

4、网络通信：把计算机联在一起，可以进行网络通信。利用因特网可以收发电子邮件、查阅资料、看新闻、购物、视频点播、聊天，还可以进行远程教育、远程医疗。

最频繁的网络通信方式：电子邮件

最大的计算机网络：因特网

服务器之间的信息主要靠导线、光缆、微波来传递。

课堂小测：

1．新浪、网易、雅虎是非常知名的网站，其中新浪的网址是https://www.wendangku.net/doc/df2602226.html,，其中www 表示万维网，cn表示这个网站是在中国注册的。

2．激光通信的原理与相似，即先将声音信号调制到上，然后把带有声音信号的发送出去．最后用把音像信号检出来．

3．1960年，美国科学家西奥多·梅曼制成了世界上第一台红宝石激光器，它能产生频率单一，方向高度集中的光----激光．激光的频率比微波要．（选填“高”或“低”）

4．用于实际的通信的激光一般在光纤里传播．它是一种很细很细的玻璃丝，由纤芯

和包层两个部分组成．光从它的一端射入，在内壁上多次发生反射，曲折前进，最后从另一端射出，把信号传送出去．

5．在2008年北京奥运会，要想把比赛实况进行全球转播，至少需要多少颗地球同步卫星( ) A．2颗 B．3颗 C．5颗 D．8颗

6．下列说法正确的有（）

A．两台计算机进行电子邮件时，必须同时上网

B．“电子邮件”只能发送文字信息

C．计算计之间的联系只能用光缆

D．因特网的最大好处是能做到信息资源共享

7．关于信息高速公路，下列描述错误

．．的是（）

A．信息高速公路可以传播声音 B．信息高速公路可以传播图像

C．信息高速公路可以传播文字 D．信息高速公路可以传播实物

典例精析

例1：人们利用电磁波传递信息比较多的是无线电波（微、短、中、长波），你能举出

你身边很熟悉的例子，说明人们利用电磁波中其它的波来传递信息的例子吗?

例2： “小灵通”是一种移动通讯工具，它环保、经济．

如图10—1所示．是随处可见的安装于某楼顶的“小灵通”发射

接收信号的装置，其中AB 、CD 为绝缘支架．AE 、BG 、CF 、DM 为

四根等长的银白色的金属杆．ON 为普通金属杆且比AE 长许多，

并由较粗的金属线即直接连接到楼顶边缘的钢筋上，则ON 所起

的是 作用； 是接收、发射电磁波的天线．

例3：雷达是利用电磁波来测定物体位置和速度的设备，它可以向一定方向发射电磁波

（电磁波在空气中的传播速度是3×108m/s ），当遇到障碍物时要发生反射，

雷达在发射和接收反射回来的电磁波时，在荧光屏上分别呈现出一个尖

形波．如果雷达监视屏上显示的发射和接收的尖形波如图10—3所示，

已知雷达监视屏上相邻刻线间表示的时间间隔为10—4s ，则被监视目标

与雷达的距离最接近（ ）

A ．4.5×104m

B ．6×104m

C ．9×104m

D ．1.2×105m

巩固训练：

一、填空题（每空1分，共36分）

1、 发明了电话，最早电话通信中的信号是 信号。

2、电话主要部分是话筒和听筒，话筒的作用是把声信号转变成 ，听筒的作用是把 转变成声信号。

3、电话交换机能提高线路的 ,四部电话机通过交换机实现它们之间的相互通话则只需 对电话线。

4、拟信号的 等情况跟被模拟信号的这些情况完全一样。使用模拟信号的通信方式叫 通信。

5、波在真空中传播的速度是 m/s ，移动电话是靠 来传递信号的。

6、电磁波1s 内传播的距离叫 ，1s 内电磁波振荡的次数叫 。

7、一广播电台的频率是30MHz,则波长为 m,某种无线电波的波长为30m ，其频率为 MHz 。

8、够能向外界空间发射电磁波的电流必须是频很高的 ，我们把这种电流所产生的电磁波的频率称为 。

9、电视的工作过程和广播相似，声音或图像信号首先通过话筒或摄像机转换成 ,再通过 加载到射频电流上，通过发射天线发射到空中。

10、收音机通过 接收电磁波，再通过 选出我们需要的信号。

11地球同步卫星相对于地面是 的，全球只需要 颗同步卫星均匀分布，就可以实现全球通信。

12、微波的性质与 接近，大致沿直线传播，不能沿地面绕射，因此微波通信必须每隔50km 左右就要建一个 来传信息。 图10— 3

图10—1

13、是未来通信的方向，因为这种信号不仅抗干扰能力强，而且只包含种不同状态，形式简单。

14、移动电话是一个小型的无线电接收机和机，它的天线作用是电磁波。

15、迅速变化的电流能产生，恒定的电流只能产生。

16、利用互联网发E-mail时，首先要，还要知道对方的。

17、电磁波的频率与波速的关系式是。当某一电磁波发射机所发射电磁波的频率逐渐减小时，这个电磁波的波长将。

18、我们经常在媒体上听到“信息高速公路”的说法，它主要是指；电磁波的频率越高，搭载的信息量越。

二、单项选择题（每题3分，共60分）

1、紫处线、可见光、红外线等都是电磁波，在下面的电磁波中波长最长的是[ ]

A、紫外线

B、红外线

C、可见光

D、无线电波

2、打电话时，出现“占线”现象的原因是[ ]

A、电信局的电话线正在使用

B、一定是对方的话机正在使用

C、通话时对方家停电了

D、可能是通话用户很多，双方所接交换机之间的电话线不够用

3、下列现象不能说明产生电磁波的是[ ]

A、打开或关闭电灯时，附近的收音机会传来杂音

B、电冰箱电路断开时，灯会突然亮一下

C、打开电吹风时，附近电视屏幕出现波纹线

D、电冰箱电路接通时，附近收音机传出杂音

4、我们经常在媒体上听到“信息高速公路”的说法，它主要是指[ ]

A、高速行驶的公路

B、利用光纤的通信

C、利用微波的通行

D、利用卫星的通信

5、激光作为通信的载体主要是因为[ ]

A、它的频率大加载的信息量多

B、它的传播速度大，通信快

C、它的频率不止一种加载的信息量多

D、它的方向性差传播的范围广

6、在无线电广播发射过程中，把音频信号加载在高频电流上，是由下面哪个设备完成的[ ]

A、载波发生器

B、话筒 B、调谐器 D、调制器

7、在电视信号的发射和接收过程中，把图像变成电信号是由下面哪个设备完成的[ ]

A、话筒

B、摄像机

C、发射机

D、显像管

8、下面的各种波中，不属于电磁波的是[ ]

A、光波

B、红外线

C、x射线

D、声波

9、下列关于电磁波的说法中正确的是[ ]

A、导线中的电流一定要在空间激起电磁波

B、电磁波是靠固体、液体、气体等介质传播的

C、电磁波的传播速度总是3×105km/s

D、无线电波和光波都是电磁波

10、下列关于雷达的说法错误的是[ ]

A 、雷达是利用无线电波测定物体位置的无线电设备

B 、雷达既发射电磁波又接收电磁波

C 、雷达用的是微波，波长较短

D 、雷达不能发现隐形飞机是因为隐形飞机反射无线电波的本领很强

11、无线电广播是利用[ ]的

A 、振荡电流传输信号

B 、电流传输信号

C 、直接利用音频电流传输信号

D 、电磁波传输信号

12、收听广播节目时，通过旋动一个旋钮来进行选台，这实际上是在选择[ ]

A 、电磁波的波速和频率

B 、电磁波的波速

C 、电磁波的频率

D 、电磁波的强弱

13、下列说法正确的是[ ]

A 、无线电信号的发射和接收都离不开天线

B 、手机接收和发射信号可不用天线

C 、移动电话利用了光纤通信

D 、一个城市的固定电话与另一个城市的固定电话都用到了天线

14、以下情况中不会对电视图像产生影响的是[ ]

A 、开、关电灯

B 、使用电吹风

C 、开动柴油机

D 、电冰箱的启动

15、我们所说信息之路越来越宽的含义是[ ]

A 、传递信息时，我们走的高速公路很宽

B 、仅指传递信息的方式越来越多

C 、仅指传递信息所用的电磁波频率越来越高

D 、传递信息所用电磁波的频率越来越高，传递信息的方式也越来越多

16、微波中继站的作用是[ ]

A 、仅用于放大信号

B 、仅用于传递信号

C 、仅用于发射微波信号

D 、把上一中继站传来的信号处理后再发射到下一站去。

17、在如图所示，甲、乙是某电台发射的两种电磁波的波形图，下列说法你认为正确的是[]

A 、甲的波长较长，频率较高

B 、甲的波长较短，频率较高

C 、甲的波长较短，频率较低

D 、甲的波长较长，频率较低

18、关于电子邮件的说法正确的是[ ]

A 、发送电子邮件必须要输入对的信箱地址

B 、电子信箱是某用户计算机上的空间

C 、对方计算机没开机，邮件就无法发送

D 、发送电子邮件必须要输入自己的信箱地址

19、甲、乙两列电磁波，甲的波长是乙的4倍，则两列电磁波在真空中的传播速度之比是[ ]

A 、1：1

B 、1：4

C 、4：1

D 、无法确定

甲 乙 17题图

20、家在重庆渝中区的小明家里刚刚装上电话，他想马上给远在四川的叔叔家打电话告诉自己家里的电话号码，可是第一次拨电话就遇到了“占线”，则下列说法中不可能的是[ ]

A、叔叔正在给他的同事拨电话

B、叔叔的同事正在和他通话

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用户在通话

三、计算及分析（共4分）

1、一台雷达向一架轰炸机发射电磁波，在2×10-4s收到了反向回来的信号，那么，此时飞机距发射站有多远？

2、邮局一报务员在工作中收到了一份电报码，其中有一个字的代码是:

“00010，00110，00011，00101”，

请你根据下面的电报码将这个字译出来。

这个字是

罕4988 翰5060 撼2338 憾2013 悍1880 焊3549 夯1137 杭2635 航5300 100001 2 00010 300011 4 00100 500101 6 00110 700111 8 01000 901001 0 00000

典例精析答案：

例1答案：电视机遥控器，它是利用红外线来传递信息的。

注意：电磁波按照频率从高到低（波长从短到长）依次为γ射线、X 射线、紫外线、可见光、红外光、无线电波。其中无限电波还可细分为：微波、短波、中波和长波。不同的电磁波有不同的用途，要注意区分。

例2分析：观察图片发现正中间的金属杆ON 通过导线与大地相连，所以是避雷用的避雷针；四周直立的金属杆通过电缆与电信网相连，可知这些直立的金属杆应该是用来接收和发射电磁波的天线．

答案：避雷（针），AE 、CF 、BG 、DM 。

注意：手机、小灵通、无绳电话都有电磁波发射和接受装置，它们既是一个发射台，又是一个接受台。但生活中的电视机、收音机只是一个接受台。

例3分析：从雷达发射电磁波到电磁波遇到障碍物反射回来，雷达监视屏上两个尖形波相差的时间间隔是4个单位时间，由公式s =vt 可以计算出雷达到被监示目标间的往返距离。雷达到被监视目标间的距离：s =vt =

2

1×3×108m/s ×4×10—4s=6×104m 。 答案： B

巩固训练答案：

一、填空题

1、贝尔 模拟

2、电信号 电信号

3、利用率 4

4、振幅和频率 模拟

5、3×108 电磁波

6、波速 频率

7、10 10

8、振荡电流 射频

9、电信号 调制 10、天线 调谐 11、静止 3 12、光波 中继站 13、数字 两 14、发射机 接收和发射 15、电磁波 磁场 16、上网 信箱地址 17、f=c/λ 增大 18、光纤通信 越大

二、单项选择题

1、D

2、D

3、B

4、B

5、A

6、D

7、D

8、D

9、D 10、D 11、

D 12、C 13、A 14、C 15、D 16、D 17、B 18、A 19、A 20、C

三、分析计算

1、30km

2、杭