1、14.4 电磁波与信息化社会【教学目标】（一）知识与技能1了解几种传感器的应用特点。2了解信息传递的主要途径通过电磁波传输。3了解信息的处理和数字通信，信息记录等。4了解数字电视和因特网特点。（二）过程与方法感悟信息时代对人们的生产生活及研究带来的影响。了解信息的记录及相关应用。（三）情感、态度与价值观培养学生的科学精神和爱国主义精神。【教学重点】电视机呈现原理，雷达定位原理。【教学难点】图形与电信号的转化原理。【教学方法】教师引导，学生阅读讨论【教学用具】投影仪，幻灯片。【教学过程】（一）引入新课师：上节课我们学习了电磁波的发射和接收过程，为了有效地发射电磁波，需要将闭合电路变成开放电路，然
2、后将调制后的电磁波发射出去，在接收电路中通过调谐和解调，就可以得到我们所需要的信号了。人类认识电磁波到现在只不过一百多年的时间，但电磁波在科学技术上已经得到十分广泛的应用，本节介绍无线电波的现代应用。（二）进行新课1电磁波与信息的传递师：请同学们阅读教材有关内容，谈一谈在人类文明发展史上，信息的传递经历了怎样的过程。 学生阅读、讨论。生：语言的出现，文字的创造，纸和印刷术的发明，电磁波的发现。师：电磁波的传输有何特点？生：可以通过电缆、光缆进行有线传输，也可以无线传输。电磁波的频率越高，相同时间内传输的信息量越大。2电视教师提出问题，引导学生通过看书，讨论并回答问题（培养学生的阅读能力）（1）
3、在电视的发射端需要什么仪器？（2）电子枪的扫描路线是怎样的？（3）在电视的接收端需要什么仪器？各起什么作用？（4）你能说说调谐、检波的基本工作原理吗？（5）显像管里的电子枪发射电子束的强弱受什么控制？它扫描的方式和步调与什么相同？（6）摄像机在一秒钟内传送多少张画面？为什么在电视里我们看到的景象是连续的？（7）你能说说伴音信号经过怎样的处理后被送到扬声器的吗？学生阅读课文后分组讨论，回答上述问题。教师投影幻灯片做总结。出示电视信号的形成、发射和接收示意图投影片。电脑演示电子枪的扫描过程通过阅读课本，观看演示，师生共同得出结论：（1）电视信号的发射在电视发射端，摄像镜头将被摄物体的像成在摄像管的
4、屏上。电子枪发出的电子束按一定规律偏转，对屏上的图像进行逐行扫描。通过光电转换器件把一幅图像按照各个部分的明暗情况，逐点地变为强弱不同的电流，完成光电转换，就形成图像信号，图像信号和音频信号通过发射机的天线发射出去。（2）电视信号的接收电视接收机的天线接收到电磁波后，将视频信号与音频信号分开。视频信号通过显像管中的电子枪发射的受视频信号控制的电子束对荧光屏的扫描，将视频信号即电视信号转换为图像。音频信号通过扬声器转换成声音。（3）摄像机与电视接收机中电子束扫描速率的关系两种电器中电子束扫描的速率都相等。3雷达阅读教材，思考问题：（1）雷达的作用是什么？（2）雷达用的是哪个波段的无线电波，这段电
5、波的性能是什么？（3）雷达天线的作用是什么？（4）雷达根据什么确定障碍物的位置（包括距离和方向）？（5）怎样从荧光屏上读出障碍物的距离？（6）雷达有何应用？学生阅读课文后分组讨论，回答上述问题。教师投影幻灯片做总结。雷达是利用无线电波中的微波能直线传播，且能被物体反射的特点，通过测定微波从发射到反射回来的时间来确定目标的距离，并结合微波的方向和仰角来确定目标的位置的。4移动电话学生阅读教材，讨论、交流移动电话在现代生活中的重要作用。5因特网学生阅读教材，讨论、交流因特网在现代生活中的重要作用。（三）课堂总结、点评本节课主要学习了以下内容电视和雷达的工作原理。了解了移动电话、因特网在现代生活中的
6、重要作用。现代通信已经将地球变成了名符其实的“地球村” 。希望同学们好好学习，努力掌握现代科学技术，为全人类的共同发展贡献自己的力量。例题：某雷达工作时，发射电磁波的波长为 20 cm，每秒脉冲数 n5 000，每个脉冲持续时间 t0.02 s，问电磁波的频率为多少？最大的侦察距离是多少？解析：一般在空气中传播，电磁波的传播速度就认为等于光速 c3.010 8 m/s。由公式 cf 得： f 1.510 9 Hz。c雷达工作时发射电磁脉冲，每个脉冲持续时间 t0.02 s，在两个脉冲时间间隔内，雷达必须接收反射回来的电磁脉冲，否则会与后面的电磁脉冲重叠而影响测量。设最大侦察距离为 s，则 2s
7、ct，而 t 200 s0.02 s(脉冲持续时间1s50可以略去不计)，所以 s 310 4 m。答案：1.510 9 Hz 310 4 m课堂练习：1下列说法中正确的是( ) 。A发射的图像信号不需要调制过程B接收到的图像信号要经过调谐、检波C电视信号包括图像信号和伴音信号两种D图像信号和伴音信号传播的速度不同答案：BC 声音信号和图像信号其频率较低，辐射能力弱，因此在发射时必须进行调制。在接收时要进行调谐和检波，两种信号传播速度相同。故 B、C 两项正确。2雷达采用微波的原因是( ) 。A微波具有很高的频率B微波具有直线传播的特性C微波的反射性强D微波比其他无线电波(长波、中波、短波等)
8、 传播的距离更远答案：ABC 微波的波长短，频率高，易反射，不容易发生衍射，具有直线传播的性质。3下列哪些设备内部只有接收装置而无发射装置( )。A发报机 B对讲机C收音机 D雷达答案：C4在飞机飞行过程中，禁止飞机上的乘客和司乘人员使用手机，这是因为( )。A对周围乘客造成电子辐射，损害乘客健康B影响飞机的动力设备C干扰飞机的电子通信系统D造成对飞机电子线路的破坏 4. 答案：C 由于手机在使用时要发射电磁波，对飞机产生电磁干扰，而飞机上导航系统是非常复杂的，抗干扰能力不是很强，所以如果飞机上的乘客使用了手机，对飞机产生电磁干扰，那么后果将十分可怕，所以，在飞机上不要使用手机。5下列说法中正
9、确的是( ) 。A雷达是利用无线电波来测定物体位置的无线电装置B电磁波遇到障碍物要发生反射，雷达就是利用电磁波的这个特性工作的C雷达利用的是中波波段的无线电波D雷达每次发射无线电波的时间约为 106 s答案：ABD 雷达利用的是传播直线性好、反射性能强的微波波段的无线电波。通过测定从发射到接收反射电磁波的时间，可以确定物体到雷达的距离。再根据发射无线电波的方向和仰角，便可以确定物体的位置。雷达发射的脉冲电磁波，每次持续时间只有约百万分之一秒。所以，只有选项 C 是错误的。6下列说法中正确的是( ) 。A移动电话仅是一部接收机B移动电话仅相当于一个发射电台C因特网实际上就是计算机与计算机之间的直
10、接连接形成的网络D因特网极大地丰富了我们的生活答案：D 移动电话既相当于发射电台，又相当于接收机，因特网是计算机之间的连接形成的网络，但不是简单的连接，它实实在在地丰富了我们的生活。7(多选 )关于无线电波的发射过程，下列说法正确的是( )A必须对信号进行调制B必须使信号产生电谐振C必须把传输信号加到高频电磁波上D必须使用开放回路解析：电磁波的发射过程中，一定要对低频输入信号进行调制，用开放电路发射为了有效地向外发射电磁波，必须使电路开放，选项 A、C、D 正确而产生电谐振的过程是在接收电路，选项 B 错误答案：ACD8(多选 )下列对无线电广播要对电磁波进行调制的原因的说法正确的是( )A经
11、过调制后的高频电磁波向外辐射能量的本领更强B经过调制后的电磁波在空间传播得更快C经过调制后的电磁波在空间传播波长不变D经过调制后的电磁波在空间传播波长改变解析：调制是把要发射的信号“加”到高频等幅振荡电流上去，频率越高，传播信息能力越强，选项 A 正确；电磁波在空气中以接近光速传播，选项 B 错误；由vf ，知波长与波速和传播频率有关，选项 C 错误，选项 D 正确答案：AD9(多选 )关于雷达的特点，下列说法正确的是( )A雷达所用无线电波的波长比短波更短B雷达的显示屏上可以直接读出障碍物的距离C雷达在能见度低的黑夜将无法使用D雷达只有连续发射无线电波，才能发现目标解析：雷达的工作原理是利用
12、波长非常短的微波，选项 A 正确在雷达的工作显示屏上，直接标的是距离，选项 B 正确雷达在黑夜也能用，选项 C 错误雷达发射的是间断的无线电波，选项 D 错误答案：AB10(多选 )下列说法正确的是( )A摄像机实际上是一种将光信号转变为电信号的装置B电视机实际上是一种将电信号转变为光信号的装置C电视机在 1 s 内要送出 25 张画面D电视机接收的画面是连续的解析：摄像机通过摄像镜头摄到景物的光信号，再通过特殊装置(扫描)转变为电信号，在 1 s 内要传送 25 张画面；电视机通过显像管将接收到的电信号再转变为光信号，最后还原成图像和景物，每秒要接收到 25 张画面，由于画面更换迅速和视觉暂
13、留效应，我们感觉到的便是活动的图像所以选项 A、B、C 正确答案：ABC作业：1收音机中的调谐电路线圈的自感系数为 L，要想接收波长是 的电台信号，应把调谐电路中电容器的电容调至(c 为光速)( )A B2Lc 12LcC D22Lc2 242Lc2解析：电台信号的频率 f ，则 ，得 C .c c 12LC 242Lc2答案：D2(多选 )电视机在室内接收电视台向空中发射的电磁信号时，下列判断正确的是( )A当电视机离电视发射塔较近时，用室内天线也可以接收到信号，这是电磁波的衍射现象B用室内天线接收时，电视机安放在室内不同位置接收效果不同，这是电磁波在室内反射后产生的干涉现象C离电视发射塔较
14、远处要用架设室外天线的方法接收信号，这是由于发送电视信号用的是微波，波长短，基本上是直线传播D有线电视的信号也是通过电磁波传送的解析：电磁波绕过障碍物进入室内被电视机天线所接收，这是电磁波的衍射现象；室内不同位置由于电磁波在墙壁和其他器物表面反射，然后叠加，形成有的地方加强，有的地方减弱的现象是波的干涉现象；电视信号用微波传送，微波的波长短，基本上是直线传播，在离发射塔较远处，由于微波不能直接传送到电视机天线上，就要架设室外天线来接收微波；有线电视通过传输线中振荡电流来传送信号，不通过空中的电磁波传送答案：ABC3下列说法正确的是( )A用带有天线和地线的开放电路，就可将电磁波发射出去B电磁波
15、的传播方式只有两种：天波和地波C发射图像信号不需要调制过程D使发射信号振幅随高频信号而改变叫调幅解析：答案：A4(多选 )关于电磁波的发射和接收，下列说法正确的是( )A为了使振荡电路有效地向空间辐射能量，电路必须是闭合的B音频电流的频率比较低，不能直接用来发射电磁波C当接收电路的固有频率与收到的电磁波的频率相同时，接收电路产生的振荡电流最强D要使电视机的屏幕上有图像，必须要有检波过程解析：有效发射电磁波，必须采用开放电路和高频发射；一般的音频电流的频率较低，不能直接用来发射电磁波；电磁波接收原理是一种叫电谐振的现象，与机械振动中的共振有些相似；电视机显示图像时，必须通过检波过程，把有效的信号
16、从高频调制信号中取出来，否则就不能显示故选项 A 错误，选项 B、C、D 正确答案：BCD5.阅读短文。20 世纪 80 年代初，科学家发明了硅太阳能电池，如果在太空设立太阳能卫星站，可以 24 小时发电，且不受昼夜气候的影响。利用微波电能转换装置，将电能转换成微波向地面发送，卫星电站的最佳位置在离地面 1 100 km 的赤道上空。微波的定向性很好，飞机通过微波区不会发生意外，但微波对飞鸟却是致命的。可在地面站附近装上保护网或驱逐音响，不让飞鸟通过。预计在不久的将来地球上空将升起卫星电站，设地球半径为 6 400 km，回答以下问题：(1)太阳能电池实现的能量转换是( )。A光能微波 B光能热能C光能 电能 D电能微波(2)在 1 100 km 高空的卫星电站的运行速度为( )。A3.1 km/s B7.3 km/sC7.9 km/s D2 km/s(3)微波是指( )。A超声波 B次声波C电磁波 D机械波(4)微波对收音机几乎没有影响的原因是收音机的外壳对微波有_作用。答案：(1)C (2)B (3)C (4)反射
