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/ 让教学更有效 高效备课 | 物理学科
第2节 广播、电视和移动通信（教学设计）
年级 九年级 学科 物理 教师
课题 第2节 广播、电视和移动通信
教学 目标 物理观念 了解无线电广播信号、电视信号和移动通信信号发射和接收的大致过程，能解释利用电磁波通信中的有关现象。
科学思维 通过对广播、电视和移动通信工作过程的学习，提高分析概括能力。
科学探究 了解生活中发射和接收电磁波的设施和设备，养成勤于观察的习惯。
科学态度 与责任 了解电磁波在改变人类通信方式方面的巨大作用，体会科学技术对社会发展的重要作用。
教材 分析 本节主要包括无线电广播信号的发射和接收、电视信号的发射和接收、移动通信信号的发射和接收三部分内容。通过对这三部分内容的学习，了解电磁波在信息传递方面的应用。 本节教学的重难点是了解广播、电视和移动通信信号的发射和接收过程。生活中无线电广播、电视和手机的使用十分普遍，教师应紧密联系生活现象和实际案例开展教学，充分体现“从生活走向物理，从物理走向社会”的课程理念。
学情分析 1. 知识储备分析：在学习本节课之前，学生已经接触过一些电磁学的基本知识，如电磁波的传播等，但可能对广播、电视和移动通信的具体技术和原理了解不多。在知识储备方面，学生需要具备基本的电磁波知识、电路知识以及信号处理的概念。在学习兴趣方面，学生对现代科技产品如手机、电视等有着浓厚的兴趣，这为学习本节课提供了良好的情感基础。 2. 学习难点分析：在以下几个方面可能遇到学习困难。 一是对电磁波传播和调制解调技术理解不深，难以将抽象概念与实际应用联系起来。二是对电视信号的产生、传输和显示过程缺乏直观认识，难以理解信号处理的全过程。三是对移动通信系统的复杂性和实际工作原理感到困惑，难以把握系统的整体构成和功能。 为了激发学生的学习兴趣和动机，教师可以采取以下策略或活动：利用学生日常生活中熟悉的广播、电视和手机等通信工具作为引入，让学生认识到物知识在日常生活中的应用，从而提高学习的现实意义；设计一些互动性强的实验和案例分析，让学生亲身体验通信技术的魅力，激发他们的探究欲望；通过小组讨和合作学习，鼓励学生分享自己的见解和疑问，增强学习的合作性和互动性；结合现代科技发展趋势，让学生了解通信技术对未来的影响，培养学生的科技前瞻性和创新意识。
教学重点 了解广播、电视和移动通信信号的发射和接收过程。
教学难点 了解广播、电视和移动通信信号的发射和接收过程。
教学器材 收音机、手机，多媒体ppt。
教学过程
教师活动 学生活动
导入新课 【问题】我们打开电视机，听到的声音、看到的图像都是通过电磁波传来的；我们用智能手机浏览网页、打电话，也是靠电磁波来传递各种信息的。电磁波在信息的传递中扮演着非常重要的角色。 这些信息是怎样被发射和接收的呢？ 思考问题，激发兴趣，进入情景。
学习新课 一、无线电广播信号的发射和接收 【演示并提问】打开一台多波段收音机，播放广播节目，那么广播信号是如何发射，收音机又是如何接收广播信号的呢？
学生阅读课本第179—180页《无线电广播信号的发射和接收》，思考： （1）无线电广播信号是从哪里完成发射的 （2）声音信号是如何被发射到空中的 （3）信号是被什么电器接收的 （4）接收到的信号是如何变成声音的 【总结】我们收听到的广播信号是由广播电台发射后再被我们收音机接收的，这主要分为两个过程：信号的发射；信号的接收。 1. 信号的发射——广播电台完成 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。 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“调谐器”，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“解调器”将其滤去，把音频信号留下。 （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。　 3. 扩展性实验 ——电磁波的发射与接收 电磁波的发射与接收可以用下列数字化实验设备来直观地显现。 如图所示，电磁波发射器可以发射不同频率的电磁波，接收器接收到电磁波信号后，通过传感器、采集器将电磁波信号输入到计算机，我们就可以在计算机屏幕上观察到电磁波信号。 连接好装置，把发射器置于载波挡，转动发射器上的旋钮，改变发射器发出的电磁波的频率，观察信号的变化；再把发射器置于调制挡，观察调制后的波形。 【例题1】转动收音机调谐器的旋钮是为了（ A ） A. 选定某一频率的电台信号 B. 调节收音机的音量 C. 把音频信号转换成声音 D. 把声音信号从高频调制信号中检出来 【解析】转动收音机调谐器的旋钮是为了从接收的电磁波中，选出需要的某一频率的电磁波。所以选A。 阅读课本第179—180页《无线电广播信号的发射和接收》，思考回答问题。 说出话筒、调制器、天线的作用。 说出无线电广播信号的接收过程。 通过计算机屏幕观察到电磁波信号，直观了解电磁波的发射与接收过程。 做例题1，知道收音机调谐器的作用，知道无线电广播信号的接收。
学习新课 二、电视信号的发射和接收 【展示并提问】展示电视机，给电视机接上天线，利用电视机播放某一电视台的节目。电视与无线电广播相比有什么不同？电视声音的传递与无线电广播是一样的，那么图像信号是怎样传递的呢？ 阅读课本第180页《电视的发射和接收》，思考下列问题： （1）电视信号中图像和声音信号是如何发射的 （2）电视信号中图像和声音信号是如何接收的 【归纳】电视信号包括了声音和图像信号，声音信号的产生、发射、接收与无线电广播的工作过程相似。 1. 电视信号的发射 摄像机把图像信号变成电信号，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。 摄像机——将图像转换成电信号；
发射机——将电信号加载到频率很高的电流上；
天线——将高频信号发射到空中。 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。 天线——接收包含声、像信息的高频信号； 接收机——取出并放大图像和音频电信号； 显示器——复原图像信号； 音频放大——将微弱音频电信号放大并输出。 【例题2】电视用_______传递图像信号和声音信号。声音信号的产生、传播和接收跟无线电广播的工作过程相似。图像信号的发射和接收工作过程：________把图像变成电信号，_______把电信号加载到频率很高的电流上，通过________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。 【答案】电磁波，摄像机，发射机，发射天线，显示器。 【解析】根据电磁波的知识可知，电磁波被广泛应用于的信息的传递，所以，电视就是用电磁波传递图像信号和声音信号。 根据图像信号的发射和接收工作过程的知识可知，摄像机利用光电转换装置把图像变成电信号，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。 根据电视机接收的知识可知，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，由显示器件把它还原成图像。 阅读课本第180页《电视的发射和接收》，思考回答问题。 说出电视信号的发射过程。 说出电视信号的发射过程。 做例题2，加深对电视信号的发射与接收过程的理解。
学习新课 三、移动通信信号的发射和接收 1. 手机 （1）手机的工作原理：手机已经很普及了。手机既是无线电发射台又是无线电接收台，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。手机可以使你很方便地跟朋友通话，无论你的朋友在附近，还是远在别的国家。 （2）手机特点 手机的体积很小，发射功率不大；它的天线也很简单，灵敏度不高。 2. 基站 手机跟其他用户的通话要靠较大的固定无线电台转接。这种固定的电台叫作基站。 城市中高大建筑物上常常可以看到移动通信基站的天线。我国珠峰大本营的5G基站为全球海拔最高的5G（第五代移动通信技术）基站，实现了珠穆朗玛峰峰顶5G网络覆盖。 现在智能手机的功能非常丰富，可以用来视频通话、浏览网页、举办网络会议，等等。 【例题3】】关于手机，下列说法中正确的是（ C ） A．手机与固定电话的工作原理完全一样 B．手机只能作为接收机使用 C．手机既是发射机，又是接收机 D．手机发出的信号不能在真空中传播 【详解】手机与固定电话的工作原理基本一样，只是声音信息不是由导线中的电流来传递，而是由空间的电磁波来传递。手机既是无线电发射台又是无线电接收台接收。故选C。 阅读课本第181页有关手机的内容，说出手机的原理。 知道基站，说出基站的作用及与手机的通话过程。 做例题3，知道手机的通信原理。
课 堂 练 习 课 堂 练 习 1．图为广播电台的发射塔，其信号频率比红光频率低，则以下说法正确的是（　　） A．广播电台发射的信号不能在真空中传播 B．与红光相比，广播电台发射的信号波长较短 C．广播电台发射的信号在空气中传播的速度为340m/s D．广播电台发射的信号是由高频变化的电流产生的 【答案】D 【详解】A．电磁波可以在真空中传播，广播电台发射的信号属于电磁波，能在真空中传播，故A错误； B．电磁波在真空中的传播速度是c=3×108m/s，其速度是一定值，根据波速=波长×频率，则波速一定，频率越低，波长越长；广播电台的发射塔发射的信号频率比红光频率低，则广播电台发射的信号的波长比红光波长长，故B错误； C．广播电台发射的信号属于电磁波，电磁波在真空中的传播速度为3.0×108m/s，在空气中的传播速度比真空中略低，但也接近3.0×108m/s，故C错误； D．广播信号是通过天线中的高频振荡电流产生的电磁波，这是无线电通信的基本原理，故D正确。故选D。 2．下面是无线电广播接收过程的几个步骤，其合理顺序是（　　） （1）调谐选择所需要接收的电磁波；（2）接收无线电波 （3）检出声音信号电流；（4）耳机放音 A．（1）（2）（3）（4） B．（2）（1）（3）（4） C．（4）（3）（2）（1） D．（3）（2）（4）（1） 【答案】B 【详解】根据无线电广播的接收过程：接收电台的无线电波→选择需要的电磁波→检波得到音频电流→耳机将音频电流转化为声音。正确的合理顺序应该是（2）（1）（3）（4）。故选B。 3．关于广播、电视、移动电话的信号发射和接收过程，下列说法中错误的是（ ） A．它们都是靠电磁波传递信息的 B．在发射时，它们都要把电信号加载到高频电流上 C．它们都只有接收功能，没有发射功能 D．移动电话既有接收功能又有发射功能 【答案】C 【详解】A、电磁波被广泛应用于的信息的传递，广播、电视、移动电话都是使用电磁波传递信息的，故A正确； B、声音和图像信息不方便直接发射和传送，所以都要把电信号加载到高频电流上发射到远方，故B正确； CD、用手机在讲话的时候，它用电磁波把信息发射到空中，同时它又能在空中捕获电磁波，得到对方讲话的信息，所以移动电话既能接收电磁波，又能发射电磁波：故C错误，D正确； 故选C。 4. 如图是无线电广播工作过程的简易图，其通过 把音频信号加载到高频电流上发射到空中；收音机天线接收到电磁波后，由 选出的信号含有高频电流成分，通过解调将其滤去，将音频信号显下，并经放大后被送到扬声器里。 【答案】 调制器 调谐器 【详解】话筒将声信号转化为音频电信号，而后该信号经调制器后加载在高频电磁波上，然后由天线发射到空中。 收音机接收装置收到空中的各种电磁波，并通过调谐器从众多的电磁波中找出特定频率的信号，通过调谐器选出音频电信号，送到扬声器即可发出声音。 5. 如图所示是电视的发射和接收原理图，图乙中显示器的作用是将接收的图像电信号还原成 ；扬声器的作用是将音频电信号转化成 。 【答案】 图像 声音 【详解】电视机的接收天线把这样的高频信号接收下来，并将加载的图象信号和声音信号取出并放大，由显像管和扬声器还原为图象和声音。 6．手机既是无线电的 装置，又是无线电的 装置。它的特点是体积小，发射功率不大，天线简单，灵敏度不高，需要 转发信号。 【答案】 发射 接收 基站 【详解】手机的声音信息由空中的电磁波来传递，手机既是无线电发射装置，又是无线电接收装置，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；手机的体积很小，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基站转接。
课 堂 小 结 第2节 广播、电视和移动通信 一、无线电广播信号的发射和接收 二、电视信号的发射和接收 三、手机 1. 工作原理：手机既是无线电发射台，也是无线电接收台。 2. 基站：固定的无线电台，转接手机之间的通话。
板 书 设 计 第2节 广播、电视和移动通信 一、无线电广播信号的发射和接收 （1）无线电广播信号的发射：话筒、调制器、天线。 （2）无线电广播信号的接收：天线、解调器、扬声器。 二、电视信号的发射和接收 （1）电视的发射：摄像机+话筒、调制器、天线。 （2）电视的接收：天线、解调器、显示器+扬声器。 三、移动电话的工作原理 移动电话既是无线电发射台，也是无线电接收台（发射接收二合一）。
作 业
教学反思
21世纪教育网(www.21cnjy.com)(共40张PPT)
人教版物理(新教材)九年级全册
第2节 广播、电视和移动通信
第二十一章 电磁波及其应用
核心素养目标
1.物理观念
2.科学思维
通过分析广播、电视和移动通信的原理，锻炼学生的逻辑思维和问题解决能力。
3.科学探究
引导学生通过实验和实际操作，体验电磁波的应用，提升实践探究能力。
4.科学态度与责任
通过了解广播、电视和移动电话的工作过程，初步认识科技对现代生活的影响。激发学生对科学技术的兴趣，培养严谨的科学态度和责任感。
培养学生对电磁波在通信技术中重要作用的认识，形成电磁波传播的基本观念。
教学重点01无线电广播信号、电视信号和移动通信信号的发射和接收过程教学难点02电磁波的传播原理及其在广播、电视和移动通信中的应用。教学重点难点课堂导入
2025年9月3日，中国人民抗日战争胜利八十周年阅兵仪式，在天安门广场隆重举行，图中铁甲洪流伴随隆隆轰鸣，从天安门前驶过......这些声音和图像信息是怎样传到千家万户的
课堂导入
我国古人传递信息的方式
飞鸽传书
快马驿站
击鼓传声
烽火狼烟
课堂导入
现代社会传递信息的方式
手机
对讲机
电报
探究新知
在电磁波谱中，无线电波的波长最长，频率最低，被广泛用于长距离传送声音、图文等信号。
电磁波谱
广播、电视和移动电话是依靠电磁波传播的，
电磁波是传递信号的载体。
探究新知
探究新知
无线电广播的声音是怎么发射和接收的呢
探究新知
无线电广播信号的发射和接收
1. 无线电广播信号的发射由广播电台完成。
广播电台录音室
广播电台
探究新知
高频振荡器：产生高频电流
话筒
调制器
天线
高频振荡器
高频电流
电信号
天线：产生电磁波将高频载波信号发射到空中。
话筒：将声信号转换成电信号
调制器：将音频电信号加载到高频电流上。
探究新知
2. 无线电广播信号的接收由收音机完成。
接收天线：
接收到各种各样的电磁波。
探究新知
调谐器
天线
解　调
扬声器
调谐器：选择需要电台的载波信号。
天线：接收各种各样的电磁波。
扬声器：将音频信号转换成声音。
解调器：产从载波信号中复原音频信号。
探究新知
无线电广播信号的发射和接收过程
探究新知
拓展实验
【实验】电磁波的发射和接收
　　电磁波的发射与接收可以用下列数字化实验设备来直观地显现。
电磁波发射器可以发射不同频率的电磁波，接收器接收到电磁波信号后，传感器、采集器将电磁波信号输入计算机，
我们就可以在计算机屏幕上观察到电磁波
信号。连接好装置，把发射器置于某一波
形挡，观察电磁波的波形。转动发射器上
的旋钮，改变发射器发出的电磁波的频率，
观察信号的变化。
探究新知
下面是无线电广播接收过程的几个步骤：
①调谐选择所需要接收的电磁波；
②接收无线电波；
③检波获得声音信号电流；
④耳机放声音。
其合理顺序是__________。（填序号）分析：无线电广播的接收过程：接收电台的无线电波→选择需要的电磁波→检波得到音频电流→耳机将音频电流转化为声音。
【学习任务一】无线电广播信号的发射和接收
探究新知
②①③④
探究新知
解：根据无线电广播的接收过程：接收电台的无线电波→选择需要的电磁波→检波得到音频电流→耳机将音频电流转化为声音。
正确的合理顺序应该是②①③④。
故答案为：②①③④。
探究新知
电视的声音和图像是怎么发射与接收的呢
探究新知
电视信号的发射和接收
1. 电视利用电磁波传递图像信号和声音信号。
电视台发射塔
电视演播室室
探究新知
摄像机：把图像转换成电信号。
发射机：把电信号加载到高频电流上。
话筒：将声信号转换成电信号
天线：产生电磁波将高频载波信号发射到空中。
摄像机
话筒
发射机
音频放大器
天线
②电视信号的发射过程
探究新知
②电视接收机工作过程
接收天线
接收机
扬声器
音频放大
显示器
接收机：把图像转换成电信号。
显示器：把图像信号还原成图像。
探究新知
电视信号的发射和接收过程
探究新知
移动电话是如何把信号发射出去的
又是如何接收到对方的电话信息的
光2017年3月，在北京人民大会堂召开的全国两会圆满结束，“开放的大门不关，改革的脚步不停”，这是今年全国人民两会上最强的声音，全国人民通过收听广播、观看电视了解两会的消息，倍感振奋。关于广播和电视信号，下列说法正确的是（　　）
A．广播信号是超声波 B．广播信号是次声波
C．电视信号是电磁波 D．电视信号是声波
【学习任务二】电视信号的发射和接收
探究新知
C
解：广播信号和电视信号都是利用电磁波来传递信息的，故C正确，ABD错误。
故选：C。
探究新知
移动通信信号的发射和接收
手机既是无线电发射台又是无线电接收台。
①工作原理：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。
移动电话声音信息是由空间的电磁波来传递。
探究新知
②基地台：
移动电话发射频率不大，它和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站。
探究新知
手机和手机之间以及手机和座机之间是怎么交流的吗？
探究新知
中心站
基站
基站
手机乙
手机甲
固定电话
手机和手机通过基地台进行沟通
手机和座机借助基地台进行交流
探究新知
无绳电话
　　座机和手机间没有电话线相连，靠无线电波沟通，座机接在市话网上，相当于一个小型基站，手机不能离座机太远。
探究新知
光智能手机的普及方便了人们的工作和生活，手机通信利用的是（　　）
A．超声波
B．次声波
C．电磁波
D．输电线
【学习任务二】移动通信
探究新知
C
解：手机通信利用的是电磁波，故C正确，ABD错误。
故选：C。
课堂小结
广播、电视和移动通信
无线电广播信号的发射和接收
电视信号的发射和接收
移动通信信号的发射和接收
信号的发射——广播电台
信号的接收——收音机
声音信号的产生、传播和接收
图像信号的产生、传播和接收
移动电话的工作原理
基地台
无线电话
1. （2020 涪城区模拟）5G网络是第五代移动通信网络的简称，其采用的电磁波频率比4G网络更高，网络下载速度比4G网络快数百倍，与4G相比（　　）
A．5G电磁波的波长更长
B．在相同时间内5G传输的信息量更多
C．5G信号在真空中传播速度更快
D．5G信号在空气中的传播速度是340m/s
B
课堂练习
解：A、电磁波在真空中传播速度是c=3×108m/s是不变的，由于c=fλ，因此频率高的波长短、频率低的波长长，所以5G电磁波的波长比4G更短，故A错误；
B、5G网络作为第五代移动通信网络，将于2020年投入使用，其传输速度比4G网络的传输速度快数百倍，所以在相同时间内5G传输的信息量更多，故B正确；
CD、电磁波在真空或空气中的传播速度是3×108m/s,故CD错误。
故选：B。
2.无线电广播信号是由广播电台发送的，请在方框中将电磁波信号产生和发射流程中使用的装置补充完整。
①________、②_______。
课堂练习
话筒
①
②
天线
解：在无线电广播信号的产生与发射流程中，首先声音的振动通过话筒（或麦克风），转化为音频电信号；音频电信号经调制器加载到高频电流后，再通过天线，以电磁波形式发射出去。
故答案为：①话筒；②天线。
点评：本题考查无线电广播信号的产生与发射流程，难度不大。
3. 老式电话的话筒中有一个装着炭粒的小盒子（图甲），对着话筒讲话时由于声音的振动，膜片时紧时松地压迫炭粒，压紧时图中A、B之间的电阻变小，放松时电阻变大。在A、B之间加高频等幅电压（图乙），对着话筒讲话（声波频率如图丙所示），此时话筒中的电流大概是怎样的？若把该电流信号用电磁波发射出去，发射的电磁波中是否有讲话的声音信息？
课堂练习
课堂练习
解：对着话筒讲话时，声音的振动使膜片时紧时松地压迫炭粒，导致A、B间的电阻随声音的振动规律（图丙）时小时大。由于A、B间加的是高频等幅电压，由欧姆定律可知，电阻R的变化会使电流I随声音的振动规律变化：当炭粒被压紧（电阻变小）时，电流变大；当炭粒被放松（电阻变大）时，电流变小。最终，高频等幅电流的振幅被声音信号“调制”，形成调幅电流（电流振幅的变化规律与声音的振动规律一致），所以话筒中的电流是振幅随声音变化的调幅电流。由于话筒输出的是被声音调制的调幅电流，当用该电流发射电磁波时，电磁波的振幅会随声音信号的变化而变化（这种“调幅波”的振幅变化规律与声音一致）。因此，发射的电磁波中携带了讲话的声音信息，这些信息可被接收装置还原为声音，所以发射的电磁波携带了讲话的声音信息。
点评：本题考查话筒的工作原理和电磁波的传播，属于基础内容，难度不大。
布置作业
1.基础性作业：完成课件中的课堂练习。
2.拓展性作业：
“科学世界”的内容，了解什么是音频、视频、射频和频道。
谢谢聆听

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