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单元复习
第二十一章 信息的传递
内容结构
电流把信息传到远方
电话 电话交换机
数字通信
模拟通信
引出
电磁波的产生（演示实验：变化的电流产生电磁波）
微波通信、卫星通信
光纤通信、网络通信
电磁波的传播；电磁波的速度；电磁波的频率
应用
应用
无线电广播、电视信号
的发射和接收 移动电话
应用
第二十一章 信息的传递
现代顺风耳—电话
电 话
模拟通信
数字通信
①话筒：把声信号转化为电信号.
②听筒：把电信号转化为声信号.
③同一部电话中，话筒和听筒是并联的；
话筒与对方的听筒是串联的。
减少电话线的数量，提高线路的利用率。
①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。
②用不同符号的不同组合表示的信号叫数字信号。
这种通信方式叫数字通信。
电话交换机
知识结构
第1节 现代顺风耳—电话
最简单的电话由话筒和听筒组成。为了完成通话，话筒和听筒之间要连上一对电话线。
话筒把声音转换成变化的电流，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，
携带信息的电流又转换成了声音。
1. 电话的结构及工作原理
第1节 现代顺风耳—电话
知识点一、电流把信息传到远方
（1）话筒
①主要组成：碳粒和膜片等。
②作用：把声信号变成电信号（即变化的电流）。
③工作原理：当人对着话筒讲话时，声波使膜片振动，电阻随之发生变化，在电路中产生随声音振动而变化的电流，话筒相当于一个可变电阻器。
（2）听筒
①主要组成：电磁铁、膜片。
②作用：把电信号还原成声信号。
③工作原理：当从话筒中传来随说话声音的振动而产生强弱变化的电流时，电磁铁对膜片的吸引力大小也发生变化，使膜片振动起来，产生和对方说话声音相同的声音，把电信号转换为声信号。
知识点一、电流把信息传到远方
第1节 现代顺风耳—电话
2. 电话工作电路图
同一部电话中，话筒和听筒是并联的，话筒与对方的听筒是______的，对方的话筒与自己的听筒是______的。
知识点一、电流把信息传到远方
第1节 现代顺风耳—电话
串联
串联
1. 电话交换机的作用
采用电话交换机，可以减少线路数量，提高线路的利用率，每部电话与交换机相连就可以实现任意两部之间的通话。
2. 电话交换机的连接
（1）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。
知识点二、电话交换机
（2）如果在两台交换机之间连上若干电话线，这样两个不同交换机的用户就能互相通话。
第1节 现代顺风耳—电话
3. 电话交换机的发展
人工电话交换机 自动电话交换机 自动电话交换机
4. 电话“占线”的原因
常常是两台交换机之间有太多的用户要通话，它们之间的电话线不够用了。
第1节 现代顺风耳—电话
知识点二、电话交换机
1. 模拟通信
（1） 模拟通信
在话筒将声音转换成信号电流时，这种信号电流的频率、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_____信号，使用模拟信号的通信方式叫做______通信。
A
知识点三、模拟通信和数字通信
（2）模拟信号的特点
模拟信号在长距离传输和多次加工、放大的过程中，信号电流的波形会改变，从而使信号丢失一些信息，表现为声音、图像的失真，严重时会使通信中断。
第1节 现代顺风耳—电话
模拟
模拟
2. 数字通信
（1）用不同符号的不同组合表示的信号叫
_______，这种通信方式叫数字通信。
（2）数字信号的组成
发声、发光的长短；电压、电流的有无；数字0和1；磁体的N、S极等不同符号信息都可组成数字信号。
数字信号只包含两种不同的状态，形式简单，抗干扰能力特别强。由于电子计算机是以数字形式工作的，数字信号可以很方便地用电子计算机加工处理，发挥计算机的巨大威力。
第1节 现代顺风耳—电话
知识点三、模拟通信和数字通信
数字信号
电磁波的海洋
电磁波
的产生
①电磁波的产生：导线中电流的迅速变化
会在空间激起（产生）电磁波.
②电磁波传递信息：可以给我们传递各种信息.
①传播速度：电磁波在真空中可以传播。速度为
c =3×108m/s，与光在真空中的传播速度相同.
②单位：赫兹（Hz）。常用单位还有kHz、MHz.
③电磁波家族：无线电波、红外线、可见光、
紫外线、X射线、 γ射线等。
④无线电波：用于广播、电视和移动电话的
是频率为数百千赫至数百兆赫的那一部分.
无线电波、红外线、微波、紫外线、X射线、γ射线等.
电磁波
的传播
电磁波
的应用
知识结构
第2节 电磁波的海洋
1. 电磁波的产生
与水波、声波的形成相似，导线中_____的迅速变化会在空间激起（产生） 电磁波。
2. 电磁波传递信息
广播电台、电视台以及移动电话靠复杂的电子线路来产生迅速变化的电流，发出电磁波。虽然电磁波看不见、摸不到，但它确实可以给我们传递各种信息。
一、电磁波是怎样产生的
第2节 电磁波的海洋
电流
1. 波长、频率、波速
（1）波长
在一列波的传播中，凸起的最高处叫做波峰；凹下的最低处叫做波谷。
邻近两个波峰（或波谷）之间的距离叫做_______，用 λ 表示。
单位：米（m）、厘米（cm）、毫米（mm）等。
知识点二、电磁波是怎样传播的
第2节 电磁波的海洋
波长
（2）频率
波在1秒内传播波长的个数叫做波的______，用字母 f 表示。　
单位：赫兹（Hz）、千赫（kHz）、 兆赫（MHz）
（3）波速
用来描述波传播快慢的物理量叫做_____，用字母v表示。
单位：米/秒（m/s）
（4）波长、频率与波速间的关系
波速=________ v= λf
第2节 电磁波的海洋
知识点二、电磁波是怎样传播的
频率
波速
波长×频率
2. 电磁波的传播
电磁波的传播不需要介质，电磁波能够在真空中传播.
3. 描述电磁波的物理量
（1）电磁波的波速（电磁波波速不变）
真空中电磁波的波速为c，其数值大约为30万千米每秒（等于光速）。c =____________________________
（2）电磁波的频率
电磁波频率的单位是赫兹（Hz）。因为通常电磁波的频率都很高，所以常用的单位还有千赫（kHz）和兆赫（MHz）。
第2节 电磁波的海洋
知识点二、电磁波是怎样传播的
2.99792458×108 m/s=3.0×108 m/s
（1）电磁波家族
电磁波有无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、 γ射线等。各种光和射线都是波长不同的电磁波。
4. 电磁波家族及电磁波的应用
（2）无线电波：电磁波中用于广播、电视和移动电话的是频率为数百千赫至数百兆赫的那一部分。波长从几毫米到几千米，通常把无线电波分成几个波段：长波、中波、短波、微波等。
第2节 电磁波的海洋
知识点二、电磁波是怎样传播的
（3）电磁波的应用
①无线电波：用于广播、电视和移动电话。②红外线：家电的遥控器。③微波：可用来加热食品。④紫外线：可用来灭菌、验钞。⑤X射线：医学上用来做透视检查。⑥γ射线：可用来金属探伤。
第2节 电磁波的海洋
知识点二、电磁波是怎样传播的
电视广播
发射：话筒→调制器→发射天线.
接收：接收天线→选台和解调→扬声器.
图像发射：摄像机→发射机→发射天线.
图像接收：接收天线→接收机→显示器.
移动电话：既是无线电发射台又是接收台.
无线电广播
广播、电视
和移动通信
知识结构
第3节 广播、电视和移动通信
移动电话
无线电广播的工作过程
电视广播的工作过程
广播、电视、移动电话信号传递的异同
项目 广播 电视 移动电话
不同点 信号形式 声音信号 声音信号和
图像信号 各种形式的信号
载波特点 频率最小 频率最小 频率最大
发射和
接收设备 广播电台发射、
收音机接收 电视台发射、
电视机接收 移动电话发射、接收，基地台转接
相同点 载体 电磁波
发射过程 信号转换→调制→天线发射
接收过程 天线接收→调谐→解调
知识结构
第3节 广播、电视和移动通信
主要由三部分组成：话筒、调制器、天线。
无线电广播信号的发射由广播电台完成。话筒把播音员的声音信号转换成电信号，然后用调制器把音频电信号加载到高频电流上，再通过天线产生 电磁波发射到空中。
1. 信号的发射——广播电台完成
知识点一、无线电广播信号的发射和接收
广播电台
话筒
天线
2. 信号的接收——收音机完成
（1）选台
为接收在空间传播的无线电波，收音机使用天线进行接收。但由于天线没有选择性，能接收传播过来的所有电磁波，如把天线接收的电磁波全部变成声音，那只是一片嘈杂声，什么也听不清。
利用收音机的___________，可以选出我们需要的某一频率的电磁波，这一过程叫做选台（调谐）。
（2）解调
由调谐器选出的信号含有高频电流成分，需要通过“_______”将其滤去，把音频信号留下。
知识点一、无线电广播信号的发射和接收
“调谐器”
解调器
（3）放大
把音频信号放大后送到扬声器里，这一过程叫做放大。　　
（4）扬声器把音频信号转换为声音信号。　　　
天线
扬声器
选台和解调器
知识点一、无线电广播信号的发射和接收
1. 电视信号的发射
摄像机把图像信号变成______信号，发射机把电信号加载到频率很高的电流上，通过发射天线发射到空中。
知识点二、电视的发射和接收
由电视台完成
第3节 广播、电视和移动通信
电
2. 电视信号的接收
电视机的接收天线把高频信号接收通过电视机把信号取出并放大，由显示器把它还原成图像。
由电视机完成
第3节 广播、电视和移动通信
知识点二、电视的发射和接收
知识点三、移动电话
1. 移动电话的工作原理
移动电话是靠空间的_______来传递信息的。
移动电话既是无线电发射台，也是无线电______台（发射接收二合一） 。它用电磁波把讲话的信息发射到空中；同时它又在空中捕获电磁波，得到对方讲话的信息。
第3节 广播、电视和移动通信
2. 基地台
移动电话的体积小，发射功率小；天线简单，灵敏度不高。因此，它跟其他用户的通话要靠较大的固定无线电台转接。这种固定的电台叫做基地台，跟电话交换机相连。
电磁波
接收
有一种可移动的电话叫无绳电话，座机和手机之间没有电话线，但各有一个天线，它们通过无线电波来沟通。无绳电话的主机接在市话网上，相当于一个小型基地台。手机不能离主机太远，工作区域大约在几十米到几百米的范围内。
3. 无绳电话
第3节 广播、电视和移动通信
知识点三、移动电话
（1）音频信号
由声音转换成的电信号，它的频率跟声音的
频率相同，在几十赫到几千赫之间，叫音频信号。
（2）视频信号
由图像转换成的电信号，它的频率
在几赫到几兆赫之间，叫做视频信号。
（3）射频电流
音频电流和视频电流在空间激发电磁波的能力都很差，需要把它们加载到频率更高的电流上，产生电磁波发射到天空中，这种电流叫做射频电流。
4. 音频、视频、射频和频道
音频、视频和射频
的比较（示意图）
第3节 广播、电视和移动通信
知识点三、移动电话
观看数字光碟DCD时不需要把信号发射到天空，可以直接把音频信号和视频信输给电视机，这时就要分别把DCD机送来的音频、视频信号接到电视机上标着A、V字母的插口上。
（4）频道
不同的电视台使用不同的射频范围进行广播，以免互相干扰；这一个个不同的频率范围就叫做频道。
第3节 广播、电视和移动通信
知识点三、移动电话
①微波：波长10m~1mm间，频率30MHz~3×105MHz间.
②利用微波进行的通信称为微波通信。
③需利用微波中继站传递信息.
①利用通信卫星做微波通信的中继站来进行通信的方式
叫卫星通信。三颗同步卫星几乎可实现全球通信.
②组成：同步通信卫星、地面站和传输系统.
①激光：频率单一、方向高度集中.
②是利用激光在光导纤维中传输信息的一种通信方式.
网络通信是借助计算机网络进行通信的方式.
微波通信
卫星通信
光纤通信
网络通信
越来越宽的信息之路
知识结构
第4节 越来越宽的信息之路
知识点一、微波通信
1. 传输信息与频率的关系
信息理论表明，作为载体的电磁波，频率越高，相同时间内传输的信息就越_____。因此，现代通信技术所采用的频率越来越高，微波通信就是其中应用较广泛的一种。
2. 微波
（1）波长和频率范围
微波波长在 10m~1mm之间，
频率 30MHz~3×105MHz之间。
（2）性质
微波的性质接近光波，大致沿____传播，不能沿地球表面绕射。
第4节 越来越宽的信息之路
多
直线
3. 微波通信
（1）概念：利用微波进行的通信称为微波通信。
（2）微波中继站：微波大致沿直线传播，不能
沿地球表面绕射。因此必须每隔50km左右就要
建设一个中继站，可以把上一站传来的微波信号
经过接收、放大处理后，再发射到下一站去。
（3）微波通信的优点：频率高，传输信息的容量大；质量好，传送距离远；大致沿直线传播，受大气干扰小，能量损耗小，收到的信号强且稳定。
（4）微波通信的缺点：需要大量中继站进行信号传递。在遇到雪山、大洋，根本无法建设中继站时，微波通信几乎无法继续。
第4节 越来越宽的信息之路
知识点一、微波通信
1. 卫星通信的概念
利用通信卫星做微波通信的中继站进行通信的方式叫卫星通信。
2. 同步通信
地球同步卫星即地球同步轨道卫星，是运行在地球同步轨道上的人造卫星，距地球约36000km，卫星的运行方向与地球的____方向相同、运动周期与地球自转一周的时间_____，所以叫做“同步通信卫星”。
3. 全球通信
在地球周围均匀地配置三颗通信卫星，
就可以覆盖几乎全部的地球表面，实现
全球通信。
第4节 越来越宽的信息之路
知识点二、卫星通信
自转
相等
知识点二、卫星通信
4. 卫星通信的组成与原理
由通信卫星、地面站和传输系统三部分组成。卫星通信的工作原理是将卫星发射到赤道上空36000km处的对地静止轨道上，利用卫星上的通信转发器接收由地面站发射的信号，并对信号进行放大变频后转发给其他地面站，从而完成两个地面站之间的传输。
一颗通信卫星就是
一个微波中继站
第4节 越来越宽的信息之路
5. 卫星通信特点
通信范围大，只要在卫星发射的电磁波覆盖的范围内均可进行通信；不易受陆地灾害影响；易于实现广播和多址通信。
6. 中国北斗卫星导航系统
北斗卫星导航系统是我国着眼于国家安全和经济社会发展需要，自主建设运行的全球卫星导航系统，是为全球用户提供全天候、全天时、高精度的定位、导航和授时服务的国家重要时空基础设施。
第4节 越来越宽的信息之路
知识点二、卫星通信
A
知识点三、光纤通信
（1）激光的概念：频率单一、方向高度集中的光叫激光。
（2）激光通信容量更大
我们已经知道，电磁波的传播速度等于光速，实际上光也是一种电磁波。与微波相比，光的频率更高。如果用光来通信，这条“高速公路”要比短波、微波的“公路”宽出百万倍、千万倍。
2. 光导纤维
（1）光导纤维简称光纤，是一种非常细的
玻璃丝，激光可在光纤里传播，不受外界干扰。
1. 激光
第4节 越来越宽的信息之路
光导纤维
携带信息
的激光射入
携带的信息
随激光射出
（2）光导纤维传光原理
光导纤维传播激光的原理是____________。携带信息的激光从光导纤维的一端射入，在光纤内部传播时，发生的是全反射，在内壁上多次反射，从另一端射出，这样就把它携带的信息传到了远方。
知识点三、光纤通信
第4节 越来越宽的信息之路
光的全反射
3. 光纤通信
光纤通信是利用激光在光导纤维中传输信息的一种通信方式。由于光的频率很高，在一定时间内可以传输大量信息。
4. 光纤通信的优点
（1）传输频带极宽，通信容量很大；
（2）光纤衰减小，无中继设备，传输距离远；
（3）不受电磁干扰，通信质量高，保密性好。
5. 光纤通讯技术的发展
1960年，美国物理学家西奥多·梅曼制成了世界上第一台红宝石激光器。1966年，华裔物理学家高锟提出用光纤通信的构想，并得以实现，高锟被誉为“光纤之父”。
知识点三、光纤通信
第4节 越来越宽的信息之路
A
1. 网络通信
计算机可以高速处理各种信息，把计算机联在一起，可以进行网络通信。计算机之间的联结，除了使用金属导线外，还用了光缆、通信卫星等各种通信手段。
世界上最大的计算器网络是______。
2. 计算机服务器
计算机服务器是指在计算机网络中
提供服务的一种计算机系统，它提供应
用程序的服务，可以接受客户端的请求并提供相应的服务功能。
知识点四、网络通信
第4节 越来越宽的信息之路
因特网
（1）电子邮件
①电子邮件是人们常使用的网络通信形式，它不仅可以传送文字，也可以把照片、语言及任何信息变成数字文件进行传送。
电子信箱地址的格式为：用户名、符号“@” 和域名三部分。
如 xiaolin@.cn，这表示信箱属于一个“xiaolin”的人，他的服务器名叫.cn。
②电子邮件的传送
发送方通过计算机输入信息并传送到与计算机相联系的服务器A→服务器A将信息传送到与接收方计算机相连接的服务器B→服务器B将信息再传送到接收方计算机中，即可显示发送方的信息。
3. 网络通信的应用
知识点四、网络通信
第4节 越来越宽的信息之路
A
（2）网络通信的一些应用
除了通过网络收发电子邮件外，还可以通过网络通信系统查阅资料、看新闻、购物、进行视频点播，另外还可以通过网络进行远程教育、远程医疗等。
知识点四、网络通信
第4节 越来越宽的信息之路
考点1 电磁波
1. 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
D
返回
3.［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手机信号有屏蔽作用，非金属材质的密闭容器对手机信号没有屏蔽作用
对电磁波的屏蔽效果与金属的材质有关吗
返回
考点2 多种通信方式
4. 北斗卫星导航系统是我国自主研制的全球卫星定位与通信
系统，目前已经具备全球导航、定位和授时功能。关于北斗
卫星导航系统，下列说法正确的是( )
A
A. 北斗卫星导航系统传输信息的速度与光速相同
B. 北斗卫星导航系统的空间段采用光纤传输信息
C. 北斗卫星导航系统采用超声波为汽车导航
D. 北斗卫星导航系统在传输大量信息时，其传输频率较低
返回
5.光纤通信主要利用波长很____（填“短”或“长”）的激光传
输信息。如图所示，激光从光纤一端射入，在内壁上多次
______，从另一端射出，把信息传到远方。无线电广播的音
频信号在发射出去之前，必须加载到频率更____
（填“高”或“低”）的电流信号上。
短
反射
高
返回
主题一“桥”架地月 天堑变通途
中国探月工程开启星际逐梦，鹊桥中继通信卫星化身宇宙“信
使”，无惧浩瀚，保障通信，诠释大国探索的坚定信念。
1.“海上生明月，天涯共
此时”，月亮的同一面
始终对我们“微笑”，这
是因为月球公转和自转
B
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BC
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第3节 卫星通信和光纤通信
第二十一章 电磁波及其应用
课程要求
知道卫星通信、光纤通信的特点。
知识点精讲
知识点1：卫星通信
1. 微波的性质接近光波，大致沿______________传播，不能沿地球表面传播。要想把微波信号传到远方，通常每隔50 km左右就要建一个______________，把上一站传来的信号处理后，再发射到下一站去。月球______________（填“能”或“不能”）作为微波通信的中继站。
直线
微波中继站
不能
2. 卫星通信是用______________作为微波通信的中继站来进行通信的。通信卫星大多是相对地球________的同步卫星，在地球的周围均匀地配置___________颗地球静止卫星，就覆盖了几乎全部地球表面，可以实现全球通信。
通信卫星
静止
3
3. 在微波的传输过程中，每隔50 km左右就要建设一个微波中继站。中继站的作用是( )
A. 增大微波的传输速度
B. 增大微波的频率
C. 处理上一站传来的信号并发射
D. 反射上一站传来的信号
C
课堂演练
4. 【物理学与社会发展】地球静止卫星是指在赤道上空地球同步轨道上自西向东运行的人造卫星，它的轨道周期与地球的自转周期相同，如图21-3-1所示。地球静止卫星广泛应用于全球通信、气象观测、导航等。
（1）地球静止卫星是通过_____________来传递信息的；从地面上看，绕地球运行的地球静止卫星是__________（填“运动”或“静止”）的。
（2）现在许多长途电话是以地球静止卫星作为中继站的，打这种长途电话会感到对方的反应有点延迟。假设某通信卫星距离地球36 000 km，则打电话会延迟______________s。
（3）图中板状的两翼是太阳能电池板，它把___________能转化成___________能，供卫星使用。
电磁波
静止
0.24
太阳
电
思路点拨：微波是指波长在10 m~1 mm之间的电磁波，它的频率高，可加载的信息量大，可以在真空中传播。卫星通信利用的是电磁波（高频率的微波）。
知识点2：光纤通信
5. 光纤通信：利用__________携带信息， 在______________中传播，从而将携带的信息传到远方。激光在光导纤维中传播时，从光导纤维的一端射入，在内壁多次__________后从另一端射出。
6. 光导纤维是很细很细的______________，通常将数条光纤并成一束再敷上保护层，制成______________，用来传递电视、电话等多种信息。由于光的频率很高，所以光在一定时间内可以传输大量信息。
激光
光导纤维
反射
玻璃丝
光缆
7. 关于光纤，下列说法不正确的是（ ）
A. 光纤是传输光的介质
B. 光纤的抗干扰能力强
C. 光在光纤内壁上会发生反射
D. 光纤通信的信息容量比无线电波小
D
课堂演练
思路点拨：光纤通信可长距离传输信息，容量大，受外界干扰较小，保密性好。
1. 【物理学与社会发展】我国的创新发展战略使科技领域不断取得新成果，下列说法正确的是（ ）
A. 智能机器人只能通过声音信号控制
B. 北斗卫星导航是通过光纤传递信息的
C. 无人自动驾驶汽车行驶过程中不需要消耗能量
D. 用5G手机能上网是因为电磁波能传递信息
课堂巩固
D
2. 光纤通信前景广阔，关于光纤通信，下列说法正确的是（ ）
A. 光纤通信中所使用的光不是激光
B. 光纤通信传递信息的容量要比短波、微波大
C. 光纤通信不需要任何传导介质
D. 因为玻璃丝很容易折断，不宜用来做光导纤维
B
3. 【物理学与工程实践】2024年6月25日，嫦娥六号探测器返回舱顺利着陆地球，实现人类首次在月球背面的采样返回。由于月球始终只有正面朝向地球，着陆在月球背面的探测器无法直接实现与地球的测控通信与数据传输，我国领先世界，用中继卫星“鹊桥”的“反射式”信息传输方式架起地月之间的通信桥梁。
（1）如图21-3-2所示，“鹊桥”某时刻的位置应在__________（填“A”或“B”）点，才可以实现地面测控中心与月球背面的通信中转。
（2）“鹊桥”通过______________波实现地月通信，该波在真空中的波速为______________km/s。地面测控中心与“鹊桥”相距约为4.6×105 km，“鹊桥”与月球背面相距约为6.5×104 km，地面测控中心发出的指令通过“鹊桥”到达月球背面，大约需要______________s。
B
电磁
3×105
1.75(共21张PPT)
第1节 电磁波的海洋
第二十一章 电磁波及其应用
课程要求
1. 知道电磁波。知道电磁波在真空中的传播速度。
2. 知道波长、频率和波速。
3. 了解电磁波的应用及其对人类生活和社会发展的影响。
知识点精讲
知识点1：电磁波是怎样产生的
1. 变化的电流能在空间激起（产生）______________，恒定的电流则不能产生电磁波。
2. 广播电台、电视台以及移动电话靠复杂的电子线路来产生迅速______________的电流，发出电磁波。
电磁波
变化
3. 如图21－1－1所示，打开收音机的开关，转动选台用的旋钮，调至没有电台的位置，然后将音量开大。取一节旧干电池和一根导线，拿到收音机附近。先将导线的一端与电池的负极相连，再将导线的另一端与正极摩擦，使它们时断时续地接触，可以听到收音机会发出“咔咔”声。这表明有
______________产生，由此可知，导线与电池时
断时续地接触可以产生______________的电流，
激起电磁波。
电磁波
课堂演练
迅速变化
4. 【物理学与日常生活】下列过程中不能产生电磁波的是（ ）
A. 打开或关闭电灯时
B. 电炉在关闭状态时
C. 电冰箱的电路接通或断开时
D. 电饭锅从加热状态自动跳到保温状态时
B
思路点拨：当导体中的电流迅速变化（既可以是方向变化，也可以是强弱变化）时，导体就会向四周发射一种波，这种波是由电流的磁效应产生的，叫做电磁波。
知识点2：电磁波是怎样传播的
5. 在一列水波的传播中，邻近的两个波峰（或波谷）的距离，叫做________；在某确定位置，1 s内有多少次波峰或波谷通过，波的频率就是多少；用来描述波传播快慢的物理量叫做________。跟水波类似，电磁波也可以用波长、频率和波速来描述。
6. 电磁波可以在真空中传播，电磁波的传播不需要____________。它在真空中的传播速度约为_____________m/s。电磁波在真空中的传播速度都相等，电磁波的频率越高，波长越___________。
波长
波速
介质
3.0×108
短
7. 与水波、声波类似，电磁波也可以用波形图来描述。图21-1-2是a、b两种电磁波的部分波形图。图中“λ”是指__________（填“频率”或“波长”）；相比a波，b波的频率较__________、波长较_________；这两种波在真空中的波速与光速____________（填“相等”或“不相等”）。
波长
课堂演练
高
短
相等
8. 手机是靠___________来传递信息的。如图21－1－3所示，将一只手机悬挂在密封的玻璃罩内，给这部手机打电话，可以听到手机发出的铃声和看到闪烁的光。逐渐抽出玻璃罩内的空气，发现听到的铃声逐渐变弱直至消失，而闪烁的光依然存在；再让空气逐渐进入玻璃罩内，发现铃声逐渐变强并仍然有闪烁的光。这说明①__________________________________；
②__________________________________。
电磁波
声音不能在真空中传播
电磁波可以在真空中传播
思路点拨：在真空中，不同频率的电磁波的波速都相等（等于光速），但不同频率的电磁波的波长不同。电磁波的频率越高，波长越短。
知识点3：电磁波大家族
9. 电磁波频率的单位是______________，符号是Hz。常用单位还有千赫（kHz）和兆赫（MHz）。这些单位间的换算关系是1 MHz=______________kHz，1 kHz=__________Hz。
10. 通常用于广播、电视和移动通信的是频率为数百千赫至数百兆赫的那一部分电磁波，叫做______________。
赫兹
103
103
无线电波
11. 可见光、红外线、紫外线也属于电磁波。X射线、γ射线是频率很__________的电磁波。
12. 微波炉内有很强的电磁波，这种电磁波的波长在无线电波中较短，叫做____________。食物的分子在微波的作用下剧烈振动，使得内能____________、温度______________。用微波炉做饭时食物内部和外部几乎同时变熟，省时、省电。
高
微波
增加
升高
13. 图21-1-4是部分电磁波谱，在这五种电磁波中，波长最长的电磁波是____________，频率最高的电磁波是______________。
红外线
课堂演练
γ射线
14. 【物理学与日常生活】下列关于电磁波的应用实例表述不正确的是（ ）
A. 微波炉是利用微波产生热量来加热食物的
B. 电视机遥控器是利用红外线进行遥控的
C. 移动通信是利用无线电波来传输信息的
D. 验钞机是利用紫外线工作的
A
思路点拨：电磁波可以传递信息和能量。移动通信用电磁波传递信息，微波炉用电磁波传递能量。
1. 5G技术是依靠电磁波传递信息的，下列有关电磁波的说法正确的是（ ）
A. 太空中是真空，电磁波不能传播
B. 电磁波在空气中的传播速度是340 m/s
C. 光是一种电磁波
D. 不同频率的电磁波在真空中传播的速度不同
课堂巩固
C
2. 各色光在真空中的波长如图21-1-5所示，植物中叶绿素A会吸收波长在430~662 nm之间的光。关于波长为650 nm的光，下列说法正确的是（ ）
A. 是紫光
B. 不是电磁波
C. 在真空中的波速比
波长为500 nm的光的大
D. 频率比蓝光的低
Dv
3. 2023年11月，科学家利用我国高海拔宇宙线观测站“拉索”（LHAASO），精确测量了迄今最亮伽马射线暴（编号为GRB 221009A）的高能辐射能谱。伽马射线的频率超过3×1019 Hz，有极强的穿透本领，对细胞有杀伤力。关于伽马射线，下列说法不正确的是（ ）
A. 伽马射线是一种电磁波
B. 伽马射线在真空中的波速为3×108 m/s
C. 伽马射线的传播需要介质
D. 伽马射线在医疗上可以用来治疗肿瘤
C
4. 微波炉是现代家庭中的烹饪工具。小群查寻资料，对微波炉的工作原理进行了探究。他获得的信息如下，请根据信息回答下面问题。
微波是一种频率为300 MHz～300 GHz的电磁波，它的波长很短，具有可见光的性质，沿直线传播。微波在遇到金属材料时能反射，遇到玻璃、塑料、陶瓷等绝缘材料可以穿透，在遇到含有水分的蛋白质、脂肪等介质可被吸收，并将微波的电磁能量变为内能。
微波炉内的磁控管能产生频率为2 450 MHz的超短电磁波（微波），经传导被炉内食物吸收，引起食物内的极性分子（如水、脂肪、蛋白质、糖等）以每秒24.5亿次的极高速振动。由于振动所引起的摩擦使食物内部温度升高，将食物烹熟。
（1）微波炉内的磁控管能产生波长很_______（填“长”或“短”）的电磁波，它在真空中传播速度为______________。
（2）微波炉内腔和外壳_________（填“能”或“不能”）用塑料制作，原因是_________________________________________。
（3）微波炉工作时主要将电能转化为______________能，小群家使用的微波炉额定功率为1 000 W，他加热一份早餐需要微波炉正常工作2 min，消耗电能______________J。
短
3×108 m/s
不能
微波能穿透塑料，对人体造成伤害
内
1.2×105(共19张PPT)
第2节 广播、电视和移动通信
第二十一章 电磁波及其应用
课程要求
了解无线电广播、电视、移动通信的大致工作过程。
知识点精讲
知识点1：无线电广播信号的发射和接收
1. 无线电广播信号的发射：在广播电台，人们先用话筒把播音员的__________信号转换成_______信号，然后用调制器把音频电信号加载到高频__________上，再通过天线产生______________并发射到空中。
声音
电
电流
电磁波
2. 无线电广播信号的接收：收音机的天线能接收各种各样的电磁波，转动收音机调谐器的旋钮，可以从中选出特定______________的信号，通过解调将______________成分滤去，将音频电信号留下。音频电信号经过放大后由扬声器转换成______________，我们就听到广播电台的节目了。
频率
高频电流
声音
3. 图21－2－1是无线电广播工作过程的简易图。如图甲所示，先用__________把播音员的声信号转换成电信号，调制器把音频信号加载到__________电流上发射到空中。如图乙所示，收音机的___________接收到各种电磁波，从中选出特定频率的信号。通过解调将______________电信号留下，
通过______________把播音
员的声音从收音机播放出来。
话筒
课堂演练
高频
天线
音频
扬声器
4. 【物理学与日常生活】某广播电台的发射频率是87 MHz，播音员发声的频率约为1 kHz，那么收音机接收时，调谐器选择的频率应为（ ）
A. 87 001 kHz B. 87 MHz
C. 86 999 kHz D. 1 kHz
B
思路点拨：调制器把音频信号加载到高频电流上，调谐器选出特定频率的信号，解调器滤出音频电信号，再通过扬声器转换成声音。
知识点2：电视信号的发射和接收
5. 电视用___________传递图像信号和声音信号。
6. 电视的声音信号的产生、传播和接收跟______________的工作过程相似。发射和接收图像信号的工作过程是______________把图像变成电信号，发射机把电信号加载到频率很高的电流上，通过发射天线发射到空中。 电视机的接收天线把这样的高频信号接收下来，通过电视机把图像信号取出并放大，由______________把它还原成图像。
电磁波
无线电广播
摄像机
显示器
7. 电视信号包含图像信号和声音信号，电视信号从电视台发射机到电视接收机的传递过程中，下列说法正确的是（ ）
A. 声音信号是加载在电流上的，图像信号是加载在电磁波上的
B. 图像信号是加载在电流上的，声音信号是加载在电磁波上的
C. 声音信号和图像信号都是加载在电流上的
D. 声音信号和图像信号都是加载在电磁波上的
D
课堂演练
8. 【物理学与日常生活】2025年春节联欢晚会通过CCTV-1（综合频道）、CCTV-4（中文国际频道）、CCTV-10（科教频道）等几大频道同时直播，观众在家中可以选择不同频道观看电视直播，下列说法正确的是（ ）
A. 不同频道电视台发射的电磁波的频率不同，但波长相同
B. 不同频道电视台发射的电磁波的频率不同，波速也不同
C. 观众选择不同的频道观看实际上是改变电视台发射的电磁波的频率
D. 观众选择不同的频道观看实际上是改变电视机接收的电磁波的频率
D
思路点拨：电视机是利用电磁波传递声音信号和图像信号的。不同电视台发射的电磁波频率不同，电视机通过调整接收频率来接收不同电视台发射的电磁波，从而实现换台。
知识点3：移动通信信号的发射和接收
9. 手机既是无线电发射台又是无线电接收台。它用____________把讲话的信息发射到空中，同时它又在空中捕获_____________，得到对方讲话的信息。它跟其他用户的通话要靠较大的固定无线电台（基站）转接。
电磁波
电磁波
10. 【物理学与日常生活】智能手机的使用使我们的生活变得更加便捷。下列说法不正确的是（ ）
A. 智能手机靠电磁波传递信息
B. 在真空中，智能手机发出的电磁波无法传播
C. 智能手机电池充电时，电能转化为化学能
D. 手机既是无线电发射台又是无线电接收台
B
课堂演练
思路点拨：手机既是电磁波发射台也是电磁波接收台，所以手机是利用电磁波来传递信息的。
1. 图21-2-2是一台收音机的屏板，当向右调节指针（图中黑块）时，所接收的电磁波频率_________，波长______________。 （均填“变大”“变小”或“不变”）
课堂巩固
变大
变小
2. 【物理学与工程实践】阅读下列材料，回答问题。
手机是一部集成度很高的微型高精密接收和发射高频电磁波的机器。大致可分为5个部分：听筒、话筒、控制模组、天线及电源，采用双向异频率双工制，即接收和发射用不同频率的调频电磁波。根据国家标准局和有关方面的规定，某手机的发射频率为890.012 5 MHz，接收频率为935.012 5 MHz，双频间隔为45 MHz。用户在某个交换局的业务服务区购机，并配定使用频率和编码后，就成为该局的原登记用户，如果进入其他移动交换局的业务区内通话，称为漫游。
（1）当对着话筒讲话时，手机天线作为______________（填“发射”或“接收”）天线使用；当用听筒听对方讲话时，手机天线作为_____________（填“发射”或“接收”）天线使用。
（2）同一交换局业务服务区的另一部手机，______________（填“能”或“不能”）用890.012 5 MHz的发射频率。
发射
接收
不能
（3）给已关机的手机打电话，听到与基站相连的交换机发出的提示音是“您拨打的用户已关机”；若给不在服务区的手机打电话时，听到的提示音是“您拨打的用户暂时无法接通”,这说明________（填字母）。
A. 手机关机时向基站发射了一个关机信号，手机不在服务区时与基站失去联系
B. 手机不在服务区时向基站发射了一个不在服务区信号,手机关机时与基站失去联系
C. 手机关机和不在服务区时分别向基站发射了相应的信号
D. 手机关机和不在服务区时都没有向基站发射相应的信号
A
（4）在飞行的飞机上不能使用手机。原因是手机发射的______________被飞机上的仪器接收后，会影响飞机正常飞行，诱发事故。
电磁波

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