资源简介

(共28张PPT)
章末复习
第二十章 电磁波与信息时代
沪科版2024版物理九年级全册【精做课件】
授课教师：********
班 级：********
时 间：2025年05月
20.3 跨学科_电磁波与信息技术 教案
一、教学目标
（一）知识与技能目标
学生能够阐述电磁波在信息技术领域的核心作用，明确其作为信息载体实现数据传输与通信的原理。
掌握常见信息技术设备（如手机、卫星通信系统、无线网络设备等）中电磁波的具体应用方式及工作流程。
了解信息技术中与电磁波相关的数据编码、加密等技术知识，初步理解其基本原理。
（二）过程与方法目标
通过跨学科案例分析、小组合作探究与实践操作，培养学生整合物理与信息技术知识解决实际问题的能力。
引导学生经历从现象观察到原理分析的思维过程，提升逻辑推理与抽象思维能力，增强跨学科学习意识。
（三）情感态度与价值观目标
让学生感受电磁波技术对信息技术发展的巨大推动作用，体会跨学科知识融合的魅力，激发探索科学技术的兴趣。
培养学生正确使用信息技术的意识，认识到科学技术在社会发展中的重要责任，树立积极的科学态度和创新精神。
二、教学重难点
（一）教学重点
电磁波在信息技术中的应用原理及具体实现方式。
信息技术与电磁波知识之间的内在联系与相互作用。
（二）教学难点
理解信息技术中涉及的电磁波复杂传输与处理过程，如多路信号复用、抗干扰技术等。
引导学生打破学科界限，实现物理与信息技术知识的有效融合与应用。
三、教学方法
案例分析法、小组合作探究法、实践操作法、讲授法
四、教学过程
（一）情境导入（5 分钟）
展示一段现代智慧城市生活的视频，其中包含人们使用手机支付、通过无线网络远程办公、观看卫星电视等场景。
提问引导：“在刚才的视频中，我们看到了丰富多彩的现代生活场景，这些便捷的生活方式都离不开信息技术。而信息技术能够实现信息的快速传递与处理，背后离不开电磁波的支持。那么，电磁波与信息技术之间究竟有着怎样紧密的联系呢？今天我们就从跨学科的角度来探究这个问题。”
（二）新课讲授
1. 电磁波：信息技术的基础载体（12 分钟）
理论讲解：
回顾电磁波的特性，如可以在真空中传播、传播速度快等，强调这些特性使其成为信息技术中理想的信息载体。
讲解在信息技术中，声音、图像、文字等信息都需要先转化为电信号，再通过调制技术加载到电磁波上进行传输。
案例分析：
以手机通信为例，展示手机通信原理图，分析手机如何将语音信号转化为电信号，通过调制加载到特定频率的电磁波上发射出去，以及基站和其他手机接收、解调信号的过程。
介绍卫星通信，讲解卫星如何接收地面发射的电磁波信号，进行放大、变频等处理后再转发回地面，实现远距离通信，让学生理解电磁波在跨地域信息传输中的重要作用。
2. 信息技术中的电磁波应用技术（15 分钟）
无线网络技术：
利用多媒体课件展示无线网络的工作原理，讲解 Wi-Fi 设备如何通过特定频段的电磁波（如 2.4GHz 或 5GHz）实现设备之间的连接与数据传输。
组织学生进行简单的无线网络设置实践操作（在安全的教学网络环境下），如连接校园 Wi-Fi，观察设备搜索信号、输入密码连接的过程，引导学生思考其中电磁波的作用。
数据编码与加密：
引入数据编码概念，讲解在信息技术中，为了更高效地传输和处理信息，需要将信息进行编码，转化为适合电磁波传输的数字信号形式。以二进制编码为例，说明其如何通过电磁波的不同状态（如信号的有无、强弱）进行表示和传输。
简要介绍数据加密技术与电磁波的关系，如为了保证信息传输的安全，会对加载在电磁波上的信号进行加密处理，让学生了解信息技术在保障信息安全方面对电磁波应用的拓展。
3. 跨学科问题探究（12 分钟）
小组合作任务：
提出问题：“在偏远山区，手机信号有时很弱甚至没有信号，从电磁波和信息技术的角度分析，可能有哪些原因？可以采取哪些解决措施？”
将学生分成小组，每组围绕问题进行讨论。教师引导学生从电磁波的传播特性（如受地形阻挡、距离衰减等）、基站建设与信号覆盖等信息技术方面综合分析原因，并探讨可能的解决方案，如建设信号增强基站、采用卫星通信辅助等。
小组汇报与交流：
各小组派代表汇报讨论结果，其他小组进行补充和质疑，教师进行总结和点评，强调跨学科知识融合在解决实际问题中的重要性。
（三）课堂小结（5 分钟）
与学生一起回顾本节课内容，梳理电磁波与信息技术的关联知识：电磁波作为信息载体在通信中的应用、信息技术中电磁波相关技术、跨学科解决实际问题的思路。
再次强调跨学科学习的意义，鼓励学生在日常生活中多观察、多思考，发现更多物理与信息技术知识融合的实例。
（四）课堂练习（6 分钟）
手机通信过程中，将语音信号加载到电磁波上的过程叫做（ ）
A. 解调
B. 调制
C. 编码
D. 加密
Wi-Fi 设备通常使用的电磁波频段有（ ）（多选）
A. 2.4GHz
B. 5GHz
C. 10GHz
D. 15GHz
请结合电磁波和信息技术知识，简要说明为什么在电梯中手机信号通常较弱。
（五）布置作业
调查一种新兴的信息技术（如 5G、物联网、量子通信等），分析其中电磁波的应用情况，撰写一篇 500 字左右的调查报告。
完成教材课后相关练习题，巩固本节课所学知识。
五、教学资源
多媒体课件：包含电磁波与信息技术相关原理动画、案例图片与视频等。
教学网络环境：用于学生进行无线网络连接实践操作。
智能手机、无线路由器等设备实物或模型。
六、教学反思
在跨学科教学中，需关注学生对不同学科知识融合的接受程度。对于复杂技术原理的讲解，可进一步优化案例和教学方式，确保学生理解。同时，加强对学生小组合作探究过程的引导，提高学习效果，后续教学中不断探索更有效的跨学科教学策略 。
这份教案围绕跨学科融合设计，注重知识讲解与实践结合。你若对教学环节安排、案例选取等有不同想法，欢迎随时提出，我会进一步优化。
5
课堂检测
4
新知讲解
6
变式训练
7
中考考法
8
小结梳理
学习目录
1
复习引入
2
新知讲解
3
典例讲解
知识网络
走进信息时代
感受信息
信息的记录与储存
信息的传播
电磁波
电磁波：γ射线、X射线、紫外线、可见光、红外线、微波等
电磁波的应用：医生用γ射线做脑手术；用X光片判断是否骨折等
波的特征
波长λ
波速c
频率v
c=λv
信息高速公路
概念
光纤：抗干扰能力强、能减少信号衰减，适用于远距离、大容量传输信息
现代电信网络、互联网
回顾复习
一、感受信息
1.______是天然的信息存储器。中华民族的祖先发明了_______和_______。由此，加快了文明的进程，也为我们保存了历史的信息。
2.电话机由_______、_______和_______组成。话筒中有_______和_______，可以把_______信号转换为_______信号，听筒中有_______和_______，可以把_______信号转换为_______信号。
大脑
造纸
印刷术
话筒
键盘
听筒
膜片
碳粒
声
电
电磁铁
膜片
电
声
例1.如图所示的情境反映了人类信息传递的各个历程，根据图片所提供的信息和那你所学过的物理知识判断，下列说法不正确的是（ ）。
A.电话的话筒是把电信号转换为声信号
B.手机通信是通过电磁波传递信息的
C.烽火是通过光的直线传播来传递信息的
D.计算机网络通信使用的是数字信号
A
二、电磁波
1.电磁波的范围很广，γ射线、________、紫外线、________、
________、微波和________都属于电磁波。
2.用途：X光片可判断是否________；遥控器利用________遥控；收音机、电视机、飞机上的雷达用的是________。
3.特征：物理学中，用________、________和________来描述波的特征，它们之间的关系是________。电磁波的波速等于________，大小为________m/s。
X射线
可见光
红外线
无线电波
骨折
红外线
无线电波
波速
波长
频率
c=λv
光速
3×108
例2.关于波速、波长与频率的关系式c=λv，下列说法正确的是（ ）。
A.由c=λv可知，频率不同的电磁波，波速也不同
B.由c=λv可知，电磁波的频率增大，波速也增大
C.波速、波长、频率三个量中，对同一列电磁波来说，在不同介质中传播时保持不变的只有频率
D.由c=λv可知，波长为5m的电磁波比波长为20m的电磁波的传播速度小
C
例3.关于电磁波，下列说法错误的是（ ）。
A.收音机、电视机和移动电话都是靠电磁波来传递信息的
B.跟水波类似，电磁波也有自己的频率、波长和波速
C.真空中电磁波的波速约为30万千米每秒
D.微波炉内的微波是一种波长很长、频率很低的电磁波
D
三、信息高速公路
1.光纤通信：光导纤维简称_______，可传输光信号。光纤的抗干扰能力强，能减少_________，适用于_________、______
_____传输信息。
2.现代网络通信有_________、_________和_________。
光纤
信号衰减
远距离
大容量
卫星通信
微波通信
移动通信
例4.被誉为“光纤之父”的华裔科学家高锟荣获了2009年诺贝尔物理学奖。光导纤维是由纯度极高的石英玻璃（主要成分是二氧化硅）拉制而成的。诺贝尔奖评委会这样描述：“光流动在细小如线的玻璃丝中，它携带着各种信息数据向每一个方向传递，文本、音乐、图片和视频因此能在瞬间传遍全球。”关于光导纤维的说法，错误的是（ ）。
A.光导纤维的主要成分是氧化物
B.由石英玻璃拉制成细丝的过程是化学变化
C.光导纤维是利用激光传输信息的
D.光纤通信不容易受外界干扰，能够传播更远
B
例5.下列关于电磁波和信息技术说法正确的是（ ）。
A.由华为主导的5G技术不是利用电磁波进行信息传输的
B.北斗卫星导航系统是通过电磁波进行定位服务的
C.电磁波只能传递信息，不能传递能量
D.不同频率的电磁波在真空中传播速度不相同
B
考点1 初识电磁波
1. 、分别为两种电磁波，其部分波形如图甲所示，其中
波是红外线。结合图乙的电磁波谱，下列分析正确的是
( )
A. 波可能是微波
B. 两种电磁波在真空中的波速可能不同
C. 波能使荧光物质发光
D. 相比波， 波的频率更大、波长更短
√
返回
2.［2024·山西］小亮发现进入电梯后手机信号会变弱，老师
告诉小亮这是因为密闭的电梯对手机信号有屏蔽作用。小亮
想知道不同材质的密闭容器对手机信号是否都有屏蔽作用，
他设计如下实验进行探究。
步骤一：收集纸盒、塑料盒、木盒、装茶叶的铁盒、铝质饭
盒和锡箔纸做成的密闭盒子。
步骤二：将一部手机分别放入密闭盒中，用另一部手机拨打
该手机并记录现象如下表。
盒子材质 纸 塑料 木头 铁 铝 锡箔
能否打通 能 能 能 不能 不能 不能
步骤三：从铁盒、铝盒和锡箔纸盒中拿出手机，手机立刻打通。
（1）手机是用________传递信息的。通过实验，可得出初
步结论：____________________________________________
_______。
电磁波
金属材质的密闭容器对电磁波（手机信号）有屏蔽作用
（2）过量的电磁波辐射对人体有害。小亮调查发现很多地
方需要进行电磁波屏蔽，如：为减少微波泄漏，微波炉玻璃
门上安装有致密的细金属网；医院 室为防止射线泄漏，房
门用含有铅板夹层的厚钢板制成。根据以上信息，请你提出
一个可探究的科学问题：______________________________
_______。
对电磁波的屏蔽效果与金属厚度有关吗
返回
考点2 电磁波的应用
3. 中考考场内常用的电波钟通过接收无线电
信号来进行自动校正，从而实现所有考场时
间显示的精准性和一致性。电波钟接收的信
号是( )
C
A. 红外线 B. 超声波 C. 电磁波 D. 次声波
返回
4. 光纤通信因其通信容量大、传输距离远，已经是现代通信
的主要支柱之一，下列关于光纤通信的说法不正确的是
( )
C
A. 光纤通信是电磁波传递信息的一种方式
B. 光纤通信用到的光是激光
C. 光在光纤中沿直线传播
D. 光纤通信比起微波通信,其能加载更多的信息
返回
5. 现在许多长途电话是以地球同步卫星做中
继站的，如图所示。打这种长途电话时，会
感到对方的反应有些延迟。造成这种延迟的
B
A. B. C. D.
原因之一是无线电波在射向卫星和从卫星返回时需要一定的
时间。假设某人造卫星与地球的距离是 ，则延迟
的时间约为 ( )
【点拨】无线电波传播的速度与光速相同， ，
无线电波从地球到卫星用的时间 ，
延迟时间 。故B符合题意，A、C、
D不符合题意。
返回
6.“中国航天之父”钱学森曾说：“隐形技术的出现，与当年的
原子弹具有类似的意义！”国产隐形战斗机歼 通过在机身
上涂上一层能高效吸收________的物质，达到雷达无法追踪
的效果，并对发动机放出的高温气体进行处理，使敌人无法
追踪其辐射出的________（填“红外线”或“紫外线”），从而
达到“隐形”的效果。
电磁波
红外线
【点拨】雷达是依靠电磁波追踪空中飞行器的，隐形技术就
是在机身上涂上一层能高效吸收电磁波的物质使其无法追踪。
因为温度越高的物体，辐射的红外线越强，故对发动机放出
的高温气体进行处理，使敌人无法追踪其辐射出的红外线。
返回
7. 阅读短文，回答问题。
技术
的中文全称为近场通信技术，其中
“近场”是指临近电磁场的无线电波。 是一种短距高频的
无线电技术，广泛应用于支付、安防、标签等。
相关标准规定的通信距离为以内， 是在非
接触式射频识别技术的基础上，结合无线互连技术研发而成，
它为我们日常生活中越来越普及的各种电
子产品提供了一种十分安全快捷的通信方
式。 工作模式分为被动模式和主动模式：
被动模式中 发起设备利用供电设备的能
量来提供射频场，并将数据发送到 目标
设备，在此模式下， 发起设备可以检测
非接触式卡或 目标设备，与之建立连接；
主动模式中，发起设备和目标设备在向对
方发送数据时，都必须主动产生射频场，
它们都需要供电设备来提供产生射频场的
能量，主动模式可以获得非常快速的连接
速率。
（1） 的中文全称为______________，该
技术在真空中____（填“能”或“不能”）使用。
近场通信技术
能
（2）使用 银行卡刷卡消费属于______（填“主动”或“被
动”）模式。请举出生活中利用 被动模式的一个实例：
____________________。
被动
使用手机作为公交卡
返回
谢谢观看！

展开更多......

收起↑