第2节 广播、电视和移动通信（培优教学课件）物理新教材人教版九年级全一册

该初中物理课件聚焦广播、电视和移动通信信号的发射与接收过程，以天问一号探测器通信实例及生活中的电视、手机应用导入，通过问题链衔接电磁波知识与具体信号传递机制，搭建从现象到原理的学习支架。 其特色在于融合物理观念建构与科学思维培养，通过分模块解析发射接收过程、对比表格梳理异同（如广播、电视、手机信号形式与设备差异），结合扩展实验（数字化电磁波发射接收）和例题分析，渗透科学态度与责任（如珠峰5G基站案例）。学生能系统理解原理，教师可依托清晰结构与实例提升教学效率。

九年级全一册•人教版 第2节 广播、电视和移动通信 第二十一章 电磁波及其应用 2020年7月23日，长征五号遥四运载火箭搭载着中国火星探测器天问一号从海南文昌航天发射场升空。经过半个多小时的飞行，探测器成功与火箭分离，并进入地火转移轨道，开启了奔向火星的旅程。在数亿千米的漫长旅途中，天问一号探测器多次调整姿态和改变轨道，还要向遥远的地球发回照片。科学家通过电磁波控制探测器的航行，探测器也是通过电磁波与遥远的地面联络、传递信号的。 下面，我们就来研究这神奇的电磁波吧！ 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？ 导入新课 发射电磁波的 中央电视塔 学习目标 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。 重点难点 1. 无线电广播信号的发射和接收 2. 电视信号的发射和接收 3. 移动通信信号的发射和接收 4. 课堂总结 5. 练习与应用 6. 提升训练 学习内容 一、无线电广播信号的发射和接收 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 阅读教材第179—180页，回答以下问题： （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? 一、无线电广播信号的发射和接收 （1）主要组成： 话筒、调制器、天线。 1. 信号的发射——广播电台完成 一、无线电广播信号的发射和接收 （2）话筒、调制器与天线的主要作用 高频振荡器 产生高频电流 调制器把音频电流 加载到高频电流上 且进行放大 话筒把声音信号转换成电信号（音频电流） 天线把载有音 频电流的电磁 波发射出去 一、无线电广播信号的发射和接收 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，需要通过解调将其滤去，把音频信号留下。 一、无线电广播信号的发射和接收 （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：把音频电信号转换成声音，我们就听到广播电台的节目了。　　　 天线 扬声器 一、无线电广播信号的发射和接收 3. 扩展实验 ——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，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。 电磁波的发射与接收装置 一、无线电广播信号的发射和接收 【例题1】转动收音机调谐器的旋钮是为了（ ） 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 A 【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。 二、电视信号的发射和接收 第2节 广播、电视和移动通信 二、电视信号的发射和接收 电视用电磁波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。 学校的电视演播室 电视直播北京冬奥会 二、电视信号的发射和接收 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。 由电视台完成 1. 电视信号的发射 二、电视信号的发射和接收 发射机 高频信号 电信号 声音 图像 高频振荡器 放大器 电视信号的发射过程 二、电视信号的发射和接收 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 2. 电视信号的接收 二、电视信号的发射和接收 扬声器— 输出音频信号 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 电视信号的接收过程 二、电视信号的发射和接收 【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。 电磁波 发射机 摄像机 显示器 发射天线 【解析】电视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。 三、移动通信信号的发射和接收 第2节 广播、电视和移动通信 三、移动通信信号的发射和接收 （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。 1. 手机 （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。 三、移动通信信号的发射和接收 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。图为全球海拔最高的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。 2. 基站 珠峰大本营的5G基站 三、移动通信信号的发射和接收 3. 手机通话过程 固定电话 中心站 　　手机和手机通过基地台进行通话 手机和座机借助基地台进行通话 手机乙 手机甲 基地台 基地台 三、移动通信信号的发射和接收 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。 4. 智能手机 三、移动通信信号的发射和接收 5. 广播、电视、移动电话信号传递的异同 项目 项目 广播 电视 手机 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 载波频率 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 手机发射、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→声音与图像 三、移动通信信号的发射和接收 【例题3】关于手机，下列说法中正确的是（ ） 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 C 【解析】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。 四、课堂总结 第2节 广播、电视和移动通信 四、课堂总结 一、无线电广播信号的发射和接收 天线取出特定 频率的信号 四、课堂总结 二、电视的发射和接收 话筒把音频信号转换为电信号，摄像机把图像信号转换成电信号，调制器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。 天线接收包含声、像信息的高频信号，解调器取出并放大图像和音频电信号，显示器复原放大图像信号，音频放大器将音频电信号放大并输出。 四、课堂总结 三、手机的工作原理 手机既是无线电发射台，也是无线电接收台（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。 五、练习与应用 第2节 广播、电视和移动通信 【解析】话筒；天线。 无线电广播信号的发射由广播电台完成。人们先用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并发射到空中。 五、练习与应用 1. 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。 话筒 天线 【解析】（1）中央广播电视总台1008kH频道，在该时刻电磁波的射频电流的频率是1008kHz；听到演员弹奏频率为440Hz的“6”音，则话筒输出的音频电信号的频率为440Hz。 （2）收音机也要收到电磁波，则必须调节本身的接收频率和电磁波的频率一样，故此时收音机接收到电磁波的频率为1008kHz。 五、练习与应用 2. 某同学用收音机收听中央广播电视总台1008 kHz频道播放的钢琴节目，某时刻他听到演员弹奏频率为440Hz的“6”音。 （1）在该时刻，话筒输出的音频电信号的频率是多少？ （2）此时收音机接收到的空中电磁波的频率是多少？ 【解析】3.塔尖上的天线可以把载有音频、视频信号的电磁波发射出去。塔尖建得高，可以减小地形和建筑物的干扰，使信号传得更远，从而扩大信号的覆盖范围。 五、练习与应用 3. 如图所示，中央电视塔的塔尖高耸入云，它的主要作用是什么？ 五、练习与应用 4. 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？ 发射的电磁波中有讲话的声音信息。 话筒中会产生随声音变化的电流，时大时小。 五、练习与应用 【解析】对着话筒讲话，话筒中会产生随声音变化的电流，时大时小。发射的电磁波中有讲话的声音信息。 提示：对着话筒讲话，话筒中的膜片会随着声音的振动而振动，即电阻随声音的变化而变化，形成随声音变化的电流。因此，把该电流信号用电磁波发射出去，发射的电磁波中有讲话的声音信息。 六、课堂练习 第2节 广播、电视和移动通信 六、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（　　） D 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 【解析】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宇宙中最快的速度，即c=3×108m/s，其速度是一定值，根据公式：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。 六、课堂练习 六、课堂练习 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） B 【解析】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。 正确的合理顺序应该是（2）（1）（3）（4）。故选B。 六、课堂练习 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 C 【解析】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。 六、课堂练习 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。 调制器 调谐器 【解析】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。 【解析】电视机的接收天线把高频信号接收下来，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。 六、课堂练习 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_______ 。 声音 图像 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。 发射 六、课堂练习 【解析】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。 接收 基站 $