年級
九年級
授課時間
課題
21.3 廣播、電視和移動通信
教學
目標
1. 了解無線電廣播的大致工作過程。
2. 大致了解電視的工作原理。
3. 了解移動電話是怎樣工作的。
教材
分析
《課標》對本節(jié)內(nèi)容的要求很低，只要求學生了解無線電廣播的大致工作過程，大致了解電視的工作過程，了解移動電話是怎樣工作的，并不要求學生知道具體的技術(shù)細節(jié)(如器件的結(jié)構(gòu)等）。我們生活中離不開的廣播、電視和移動電話，它們是如何工作的？學生對這個問題很有興趣，所以適合學生通過查閱資料等方式進行探究性學習。本節(jié)內(nèi)容很好地體現(xiàn)了“從生活走向物理，從物理走向社會”這一新課程理念。
教學
器材
收音機、手機、無繩電話（子母機），多媒體ppt，包含視頻《電磁波的發(fā)射與接收》、《移動電話通話原理》等。
教學過程
教師活動
學生活動
導入新課
【提問導入新課】
我們的生活中已經(jīng)離不開廣播、電視和移動電話，它們是現(xiàn)代無線電通信技術(shù)在生產(chǎn)技術(shù)和社會生活中的重要應用。
我們幾乎每天都要聽廣播、看電視、打電話，這些圖像和聲音是怎樣傳過來的？這節(jié)課我們學習有關(guān)這方面的知識《21.3廣播、電視和移動通信》。
思考問題，進入情景。
學習新課 一、無線電廣播信號的發(fā)射和接收
【演示并提問】打開一臺多波段收音機，播放廣播節(jié)目，那么廣播信號是如何發(fā)射，收音機又是如何接收廣播信號的呢？
學生閱讀課本第154頁《無線電廣播信號的發(fā)射和接收》，思考：
（1）無線電廣播信號是從哪里發(fā)射的?是如何發(fā)射到空中的？
（2）無線電廣播信號是如何接收的?是如何變成聲音的？
【總結(jié)】我們收聽到的廣播信號是由廣播電臺發(fā)射后再被我們收音機接收的，這主要分為兩個過程：信號的發(fā)射；信號的接收。
1. 信號的發(fā)射——廣播電臺完成
主要由三部分組成：話筒、調(diào)制器、天線。
無線電廣播信號的發(fā)射由廣播電臺完成。話筒把播音員的聲音信號轉(zhuǎn)換成電信號，然后用調(diào)制器把音頻電信號加載到高頻電流上，再通過天線產(chǎn)生
電磁波發(fā)射到空中。
2. 信號的接收——收音機完成
（1）選臺：為接收在空間傳播的無線電波，收音機使用天線進行接收。但由于天線沒有選擇性，能接收傳播過來的所有電磁波，如把天線接收的電磁波全部變成聲音，那只是一片嘈雜聲，什么也聽不清。利用收音機的“調(diào)諧器”，可以選出我們需要的某一頻率的電磁波，這一過程叫做選臺（調(diào)諧）。
（2）解調(diào)：由調(diào)諧器選出的信號含有高頻電流成分，需要通過“解調(diào)器”將其濾去，把音頻信號留下。
（3）放大：把音頻信號放大后送到揚聲器里，這一過程叫做放大。
（4）揚聲器把音頻信號轉(zhuǎn)換為聲音信號。
3. 歸納
（1）音頻信號就相當于寫信的人把信寫好；
（2）高頻振蕩電流就相當于能夠運載信件的信鴿、馬、火車、飛機等交通工具；
（3）調(diào)制器的調(diào)制過程就相當于把信件裝在了信鴿、馬、火車、飛機等交通工具上；
（4）選臺相當于信件的分揀；解調(diào)就是把信件從郵差身上解下來；揚聲器就是閱讀信件了。
4. 擴展性實驗 ——電磁波的發(fā)射與接收
電磁波的發(fā)射與接收可以用下列數(shù)字化實驗設備來直觀地顯現(xiàn)。
如圖所示，電磁波發(fā)射器可以發(fā)射不同頻率的電磁波，接收器接收到電磁波信號后，通過傳感器、采集器將電磁波信號輸入到計算機，我們就可以在計算機屏幕上觀察到電磁波信號。
連接好裝置，把發(fā)射器置于載波擋，轉(zhuǎn)動發(fā)射器上的旋鈕，改變發(fā)射器發(fā)出的電磁波的頻率，觀察信號的變化；再把發(fā)射器置于調(diào)制擋，觀察調(diào)制后的波形。
【播放視頻】——《實驗—電磁波的發(fā)射與接收》
【例題1】轉(zhuǎn)動收音機調(diào)諧器的旋鈕是為了（ A ）
A. 選定某一頻率的電臺信號
B. 調(diào)節(jié)收音機的音量
C. 把音頻信號轉(zhuǎn)換成聲音
D. 把聲音信號從高頻調(diào)制信號中檢出來
A．空氣 B．電磁波 C．超聲波 D．次聲波
【解析】轉(zhuǎn)動收音機調(diào)諧器的旋鈕是為了從接收的電磁波中，選出需要的某一頻率的電磁波。所以選A。
閱讀課本第154頁《無線電廣播信號的發(fā)射和接收》，思考回答問題。
說出話筒、調(diào)制器、天線的作用。
說出信號的接收過程。
通過計算機屏幕觀察到電磁波信號，直觀了解電磁波的發(fā)射與接收過程。
觀看視頻，進一步了解電磁波的發(fā)射與接收過程。
做例題1，知道收音機調(diào)諧器的作用。
學習新課 二、電視的發(fā)射和接收
【展示并提問】展示電視機，給電視機接上天線，利用電視機播放某一電視臺的節(jié)目。電視與無線電廣播相比有什么不同？電視聲音的傳遞與無線電廣播是一樣的，那么圖像信號是怎樣傳遞的呢？
閱讀課本第155頁《電視的發(fā)射和接收》，思考下列問題：
（1）電視信號中圖像和聲音信號是如何發(fā)射的?
（2）電視信號中圖像和聲音信號是如何接收的?
【歸納】
電視信號包括了聲音和圖像信號，聲音信號的產(chǎn)生、發(fā)射、接收與無線電廣播的工作過程相似。
1. 電視信號的發(fā)射
攝像機把圖像信號變成電信號，發(fā)射機把電信號加載到頻率很高的電流上，通過發(fā)射天線發(fā)射到空中。
攝像機——將圖像轉(zhuǎn)換成電信號；
發(fā)射機——將電信號加載到頻率很高的電流上；
天線——將高頻信號發(fā)射到空中。
2. 電視信號的接收
電視機的接收天線把高頻信號接收通過電視機把信號取出并放大，由顯示器把它還原成圖像。

天線——接收包含聲、像信息的高頻信號；
接收機——取出并放大圖像和音頻電信號；
顯示器——復原圖像信號；
音頻放大——將微弱音頻電信號放大并輸出。
【例題2】電視用_______傳遞圖像信號和聲音信號。聲音信號的產(chǎn)生、傳播和接收跟無線電廣播的工作過程相似。圖像信號的發(fā)射和接收工作過程：________把圖像變成電信號，_______把電信號加載到頻率很高的電流上，通過________發(fā)射到空中；電視機的接收天線把這樣的高頻信號接收下來，通過電視機把圖像信號取出并放大，由_______把它還原成圖像。
【答案】電磁波，攝像機，發(fā)射機，發(fā)射天線，顯示器。
【解析】根據(jù)電磁波的知識可知，電磁波被廣泛應用于的信息的傳遞，所以，電視就是用電磁波傳遞圖像信號和聲音信號。
根據(jù)圖像信號的發(fā)射和接收工作過程的知識可知，攝像機利用光電轉(zhuǎn)換裝置把圖像變成電信號，發(fā)射機把電信號加載到頻率很高的電流上，通過發(fā)射天線發(fā)射到空中。
根據(jù)電視機接收的知識可知，電視機的接收天線把這樣的高頻信號接收下來，通過電視機把圖像信號取出并放大，由顯示器件把它還原成圖像。
閱讀課本第155頁《電視的發(fā)射和接收》，思考回答問題。
說出電視信號的發(fā)射過程。
說出電視信號的發(fā)射過程。
做例題2，加深對電視信號的發(fā)射與接收過程的理解。
學習新課 三、移動電話
【提問】知道了廣播、電視的圖像和聲音是怎樣傳過來的后，大家現(xiàn)在可能已經(jīng)想到移動電話是如何工作的了吧？
閱讀課本第156頁有關(guān)移動電話的內(nèi)容，思考下列問題：移動電話是如何把信號發(fā)射出去的？又是如何接收到對方電話的信號的?
【總結(jié)】
1. 移動電話的工作原理
移動電話是靠空間的電磁波來傳遞信息的；移動電話既是無線電發(fā)射臺，也是無線電接收臺（發(fā)射接收二合一） 。它用電磁波把講話的信息發(fā)射到空中；同時它又在空中捕獲電磁波，得到對方講話的信息。
2. 移動電話的優(yōu)點與缺點
（1）優(yōu)點：移動電話的體積小，使用方便，使用半徑大，不需電話線。
（2）缺點：只能在攜帶信號的電磁波能夠輻射到的區(qū)域內(nèi)才能夠進行通話，受區(qū)域限制。
3. 基地臺
移動電話的體積很小，發(fā)射功率不大；它的天線也很簡單，靈敏度不高。因此，它跟其他用戶的通話要靠較大的固定無線電臺轉(zhuǎn)接。這種固定的電臺叫做基地臺，跟電話交換機相連。城市中高大建筑物上常?？梢钥吹揭苿油ㄐ呕嘏_的天線。
4. 移動電話通話過程
手機和座機借助基地臺進行通話；手機和手機通過基地臺進行通話。
【播放視頻】——《移動電話通話原理》
5. 無繩電話
有一種可移動的電話叫無繩電話，座機和手機之間沒有電話線，但各有一個天線，它們通過無線電波來溝通。無繩電話的主機接在市話網(wǎng)上，相當于一個小型基地臺。手機不能離主機太遠，工作區(qū)域大約在幾十米到幾百米范圍內(nèi)。

6. 音頻、視頻、射頻和頻道
學生閱讀第157頁《科學世界——音頻、視頻、射頻和頻道》
【總結(jié)】
（1）音頻信號
由聲音轉(zhuǎn)換成的電信號，它的頻率跟聲音的頻率相同，在幾十赫到幾千赫之間，叫音頻信號。
（2）視頻信號
由圖像轉(zhuǎn)換成的電信號，它的頻率在幾赫到幾兆赫之間，叫做視頻信號。
（3）射頻電流
音頻電流和視頻電流在空間激發(fā)電磁波的能力都很差，需要把它們加載到頻率更高的電流上，產(chǎn)生電磁波發(fā)射到天空中，這種電流叫做射頻電流。

觀看數(shù)字光碟DCD時不需要把信號發(fā)射到天空，可以直接把音頻信號和視頻信輸給電視機，這時就要分別把DCD機送來的音頻、視頻信號接到電視機上標著A、V字母的插口上。
（4）頻道
不同的電視臺使用不同的射頻范圍進行廣播，以免互相干擾；這一個個不同的頻率范圍就叫做頻道。
【例題3】關(guān)于移動電話，下列說法中正確的是（ C ）
A．移動電話與固定電話的工作原理完全一樣
B．移動電話只能作為接收機使用
C．移動電話既是發(fā)射機，又是接收機
D．移動電話發(fā)出的信號不能在真空中傳播
【解析】移動電話與固定電話的工作原理基本一樣，只是聲音信息不是由導線中的電流來傳遞，而是由空間的電磁波來傳遞。移動電話機既是無線電發(fā)射臺又是無線電接收臺接收。故選C。
閱讀課本第156頁有關(guān)移動電話的內(nèi)容，回答問題。
說出移動電話的原理。
說出基地臺的作用及移動電話通話過程。
觀看視頻，了解移動電話通話過程。
了解無繩電話的工作原理。
閱讀第157頁《科學世界——音頻、視頻、射頻和頻道》，回答問題，了解音頻、視頻、射頻和頻道等概念。
課
堂
練
習
課
堂
練
習
1．在廣播電臺，話筒把播音員的_____信號轉(zhuǎn)換成_____信號，然后用_______把音頻信號加載到高頻_______上，再通過_______發(fā)射到空中去．
【答案】聲音，電，調(diào)制器，電磁波，天線。
【詳解】在無線電廣播中，人們先將聲音信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘枺缓笥谜{(diào)制器把這些信號由高頻振蕩的電磁波，再通過天線向周圍空間傳播．所以，在廣播電臺，話筒把播音員的聲音信號轉(zhuǎn)換成電信號，然后通過調(diào)制器把電信號加載到高頻電磁波上，再通過天線把載有音頻電信號的電磁波發(fā)射出去．
2．如圖所示，請在圖中無線電廣播的接收過程圖的空格中填入恰當?shù)钠鞑暮驮Q。

【答案】見右圖。
【詳解】發(fā)射：話筒把聲音信號轉(zhuǎn)換成音頻電信號；通過調(diào)制器把音頻電信號加載到高頻電磁波上；通過天線把載有音頻電信號的電磁波發(fā)射出去．
接收：天線接收電磁波；調(diào)諧器選出某一頻率的電磁波；從高頻電磁波通過檢波器取出音頻電信號，放大后送到揚聲器；揚聲器把音頻電信號轉(zhuǎn)換成聲音．
3．電視用電磁波傳遞______信號和______信號。攝像機把圖像變成______，發(fā)射機把電信號加載到頻率很高的電磁波上，通過_________發(fā)射到空中；電視機接收并把這樣的高頻信號取出來并放大，由________把它還原成______ 。
【答案】圖像，聲音，電信號，發(fā)射天線，顯像管，圖像。
【詳解】電視是用電磁波傳遞圖像信號和聲音信號的。
攝像機把圖像變成電信號，發(fā)射機把電信號加載到頻率很高的電磁波上，通過發(fā)射天線發(fā)射到空中。
電視機把接收到的高頻信號取出來并加以放大，再傳輸給顯像管，由顯像管把它還原成圖像。
4．車載GPS導航儀是通過與導航衛(wèi)星互相傳遞信息，確定汽車的準確位置，并在電子地圖上顯示出來（如圖），為汽車駕駛員導航。下列說法正確的是（ ）
A．導航儀與導航衛(wèi)星是通過電磁波傳遞信息
B．導航儀上的移動電話是通過電流傳遞信息
C．導航衛(wèi)星發(fā)射的電磁波不能在真空中傳播
D．導航衛(wèi)星發(fā)射的電磁波比光的傳播速度慢
【答案】A。
【詳解】車載GPS 導航儀是通過與導航衛(wèi)星互相傳遞信息，確定汽車的準確位置，并在電子地圖上顯示出來，為汽車駕駛員導航。 導航儀與導航衛(wèi)星是通過電磁波傳遞信息。所以選A.
5. 隨著5G預商用的時間議程日益臨近，各大運營商紛紛布局5G網(wǎng)絡，搶灘應用市場，5G手機是通過_______來傳遞信息；其在真空中傳播速度是______m/s。如圖所示，是表示音頻、視頻和射頻三種信號的波形示意圖，其中頻率最低的是______信號。
【答案】電磁波，3.0×108，音頻。
【詳解】5G手機是通過電磁波來傳遞信息的。
電磁波在真空中傳播速度與光速相等，即3.0×108 m/s。
頻率是指物體在1s內(nèi)振動的次數(shù)，即是描述振動快慢的物理量，由圖可知，在相同時間里，音頻信號振動次數(shù)最少，即頻率最低的是音頻信號。
6. 關(guān)于廣播、電視、移動電話的信息發(fā)射和接收過程，下列說法錯誤的是
A．它們都是靠電磁波傳遞信息的
B．在發(fā)射時，它們都要把電信號加載到高頻電磁波上
C．它們都只有接收功能，沒有發(fā)射功能
D．移動電話既有接收功能，又有發(fā)射功能
【答案】C
【詳解】A．由于電磁波可以在真空中傳播，所以生活中的廣播、電視、移動電話都是靠電磁波傳遞信息的，故A正確，不符合題意；
B．在發(fā)射時，音頻信號和視頻信號都是不能直接發(fā)射的，故都需要將這些信號通過調(diào)制器加載在高頻電磁波上才能發(fā)射，故B正確，不符合題意；
C．無線廣播、電視、移動電話既有接收功能，又有發(fā)射功能，信息的發(fā)射和接收過程是相類似的，故C錯誤，符合題意；
D．對于移動電話，既可以發(fā)射信號，又可以接收信號，故既是電磁波的發(fā)射臺，又是電磁波的接收臺，故D正確，不符合題意．
課
堂
小結(jié)
第3節(jié) 廣播、電視和移動通信
一、無線電廣播信號的發(fā)射和接收
二、電視的發(fā)射和接收
三、移動電話
1. 工作原理：移動電話既是無線電發(fā)射臺，也是無線電接收臺。
2. 基地臺：固定的無線電臺，轉(zhuǎn)接移動電話之間的通話。
3. 無繩電話：無繩電話的座機和手機通過無線電波來溝通。
板
書
設
計
第3節(jié) 廣播、電視和移動通信
一、無線電廣播信號的發(fā)射和接收
（1）無線電廣播信號的發(fā)射：話筒、調(diào)制器、天線.
（2）無線電廣播信號的接收：天線、解調(diào)器、揚聲器.
二、電視的發(fā)射和接收
（1）電視的發(fā)射：攝像機+話筒、調(diào)制器、天線。
（2）電視的接收：天線、解調(diào)器、顯示器+揚聲器.
三、移動電話的工作原理
移動電話既是無線電發(fā)射臺，也是無線電接收臺（發(fā)射接收二合一）.
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第3節(jié) 廣播、電視和移動通信

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