第三节 广播、电视与移动通信（导学案）物理新教材鲁科版（五四学制）九年级下册

该初中物理导学案聚焦广播、电视与移动通信，引导学生掌握信号发射接收过程及调制、解调等概念。通过自主预习问题衔接电磁波知识，搭建学习支架，为探究新知奠定基础。 以探究任务为主线，结合示意图分析和数字化实验，培养科学思维中的模型建构与信息提取能力。例题和练习联系6G、疫情通信等实例，激发兴趣，体现科学态度与责任，助力理解科技应用价值。

第3节 广播、电视与移动通信（导学案） 【学习目标】 1. 知道无线电广播、电视、移动通信信号的发射和接收过程；了解调制、解调、调谐、基站等概念。 2. 通过示意图分析信号处理过程，提高信息提取与模型建构能力；联系生活实例，增强应用物理知识解释现象的能力。 3. 认识电磁波在通信技术中的应用价值，感受科技对生活的影响，激发对信息技术的学习兴趣。 【学习重点】 了解广播、电视和移动电话的工作过程。 【学习难点】 理解调制和解调在无线电信号传输中的具体作用。 【自主预习】 阅读课本P81--83内容，并解答以下问题： 1. 无线电广播信号的发射与接收 （1）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）无线电广播信号的接收由收音机完成。 2. 电视信号的发射与接收 （1）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。 （2）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。 3. 移动电话是靠电磁波来传递声音信息的；移动电话既是发射台又是接收台。实现移动电话跟其他用户通话的转化是靠基地台完成的。 【探究新知】 【学习任务一】无线电广播信号的发射与接收 1.无线电广播信号的发射——广播电台完成： （1）主要组成： 话筒、调制器、天线。 （2）发射过程： 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.无线电广播信号的接收——收音机完成： （1）选台：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. 拓展性实验 ——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。 【例题1】如图甲所示的是无线电广播信号的 过程，其中元件A是 ；如图乙所示的是无线电广播信号的 过程，其中元件B是 。 【答案】发射，话筒，接收，扬声器。 【详解】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音频电信号，然后用调制器把音频电信号加载到高频电流上，再通过天线发射到空中，元件A是话筒。 无线电广播信号的接收由接收天线完成，然后经过放大、解调，还原为音频电信号，送入扬声器，引起纸盆相应的振动，就可以还原声音，元件B是扬声器。 【例题2】关于无线电广播信号的发射和接收，下列说法正确的是（    ） A．话筒把声音信号转换成音频电信号后，直接通过天线发射出去 B．话筒把声音信号转换成音频电信号后，需要加载到高频电流上再发射出去 C．无线电广播是利用超声波传输信息的 D．调制器可以将声音信号从高频信号中取出 【答案】B 【详解】A话筒的作用确实是把声音信号转换成音频电信号，但是音频电信号的频率较低，具有的能量较小，而且这种频率的信号很难直接通过天线发射出去。所以，它不能直接通过天线发射，故A错误； B．在实际的无线电广播信号发射过程中，话筒将声音信号转换成音频电信号后，需要加载到高频电流上，这个过程叫做调制。加载了音频信号的高频电流产生的电磁波才能向空间更广泛地传播，也就是通过天线发射出去，故B正确； C．无线电广播是利用电磁波来传输信息的，而不是超声波。超声波是一种频率高于20000Hz的声波，它不能在真空中传播，并且它的传播距离和传播范围不如电磁波适合广播通信，故C错误； D．调制器的作用是把音频电信号加载到高频电流上，而从高频信号中取出声音信号的是解调器，不是调制器，故D错误。 故选B。 【学习任务二】电视信号的发射与接收 1.电视信号的发射——广播电台完成： （1）主要组成： 话筒、摄像机、调制器、天线。 （2）发射过程： 无线电广播信号的发射由广播电台完成。话筒和摄像机把播音员的声音和图像信号转换成电信号，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.电视信号的接收——电视完成： 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3】电视信号包含图象信号和声音信号，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，图象信号是加载在电磁波上的 B．图象信号是加载在电流上的，声音信号是加载在电磁波上的 C．声音信号和图象信号都是加载在电流上的 D．声音信号和图象信号都是加载在电磁波上的 【答案】D。 【详解】电视的声音信号和图象信号都是依靠电磁波来进行传递的，通过天线发射到空中。电视机的接收天线接收信号，并通过电视机将其还原。 【例题4】“雪龙”号极地考察破冰船停靠山东青岛，中国第40次南极考察圆满结束，关于该新闻电视信号的发射和接收，说法正确的是（    ） A．摄像机把图像和声音信号转换为电信号 B．话筒将声信号转换成电信号 C．显示器将声信号还原成声音 D．扬声器将电信号还原成图像 【答案】B 【详解】A．摄像机的主要作用是摄取景物的图像并将其转换为电信号，而声音信号的转换是由话筒完成的，并不是摄像机把图像和声音信号都转换为电信号，故A错误； B．话筒是一种声电转换装置，它的工作原理是当声音作用于话筒的振膜时，振膜会随着声音的变化而振动，从而带动与之相连的线圈在磁场中做切割磁感线运动，产生感应电流，将声信号转换成电信号，故B正确； C．显示器的作用是将电信号还原成图像，而不是将声信号还原成声音，将声信号还原成声音的是扬声器，故C错误； D．扬声器是把电信号转换成声音信号的一种装置，当变化的电流通过扬声器的线圈时，线圈会在磁场中受到力的作用而振动，从而带动纸盆振动发出声音，而不是将电信号还原成图像，故D错误。 故选B。 【学习任务三】移动通信发射和接收 1.移动通信发射和接收——手机： （1） 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 ） 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。 （2）移动电话的优点与缺点： 优点：移动电话的体积小，使用方便。 缺点：只能在携带信号的电磁波能够辐射到的区域内才能够进行通话，受区域限制。 （3）基地台： 移动电话的体积很小，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。 【例题5】6G即第六代移动通信系统，传输速度更快、网络连接更稳定，从2020年到2024年，我国在6G专利申请数量上一直保持全球第一。6G传输信息使用的是（   ） A．无线电波 B．紫外线 C．X射线 D．超声波 【答案】A 【详解】A．无线电波属于电磁波，能够实现远距离的无线通信，具备传播速度快，覆盖范围广的特点，6G属于移动通信系统，这类系统传输信息依靠的是无线电波，故A符合题意； BC．紫外线和X射线的频率过高，穿透性强，不适合用于移动通信的信息传输，故BC不符合题意； D．超声波属于声波，需要介质才能传播，无法在真空中传播信息，也不适用于移动通信的信息传输，故D不符合题意。 故选A。 【课堂总结】 按照学习内容学列本节课的思维导图： 【课堂练习】 要求：合上课本，像考试一样独立完成。 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 【答案】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。所以选A。 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。 3.关于移动电话，下列说法中正确的是（ C ） A．移动电话与固定电话的工作原理完全一样 B．移动电话只能作为接收机使用 C．移动电话既是发射机，又是接收机 D．移动电话发出的信号不能在真空中传播 【解析】移动电话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。移动电话机既是无线电发射台又是无线电接收台接收。故选C。 4.在疫情防控期间，人们通过手机传递信息实现在线教育、视频会议、无线对讲等办公服务，避免了人与人之间的直接接触，手机传递信息是利用了（　　） A．红外线 B．电磁波 C．超声波 D．次声波 【答案】B 【详解】手机属于移动电话，它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。故选B。 5.我们生活环境中有大量声波和电磁波，下列关于声波和电磁波的说法中正确的是（　　） A．收音机既能接收声波，也能接收电磁波 B．声波和电磁波都是频率越高，传播速度越大 C．抽成真空的玻璃罩能同时屏蔽声波和电磁波 D．手机导航通常用周围网络辅助定位，其信息传递的媒介与“B超”不同 【答案】D 【详解】A．收音机只能接收电磁波，故A错误； B．声速和频率无关，电磁波传播速度是固定的，是3.0×108m/s，故B错误； C．抽成真空的玻璃罩不能传播声波，但可以传播电磁波，故C错误； D．手机导航通常用电磁波定位，“B超”是运用超声波工作的，故D正确。 故选D。 6.随着6G预商用的时间议程日益临近，各大运营商纷纷布局6G网络，抢滩应用市场，即将到来的6G手机是通过 来传递信息；其在真空中传播速度是 m/s，如图所示，是表示音频、视频和射频三种信号的波形示意图，其中频率最低的是 信号。 【答案】电磁波，3.0×108，音频。 【详解】6G手机是通过电磁波来传递信息的。 电磁波在真空中传播速度与光速相等，即3.0×108 m/s。 频率是指物体在1s内振动的次数，即是描述振动快慢的物理量，由图可知，在相同时间里，音频信号振动次数最少，即频率最低的是音频信号。 【课后反思】 谈谈你在本节课中： （1）收获有哪些？ （2）需要改进的地方有哪些？ 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $ 第3节 广播、电视与移动通信（导学案） 【学习目标】 1. 知道无线电广播、电视、移动通信信号的发射和接收过程；了解调制、解调、调谐、基站等概念。 2. 通过示意图分析信号处理过程，提高信息提取与模型建构能力；联系生活实例，增强应用物理知识解释现象的能力。 3. 认识电磁波在通信技术中的应用价值，感受科技对生活的影响，激发对信息技术的学习兴趣。 【学习重点】 了解广播、电视和移动电话的工作过程。 【学习难点】 理解调制和解调在无线电信号传输中的具体作用。 【自主预习】 阅读课本P81--83内容，并解答以下问题： 1. 无线电广播信号的发射与接收 （1）无线电广播信号的发射由 完成。话筒把播音员的声音信号转换成电信号，然后用 把音频电信号加载到高频电流上，再通过天线产生 发射到空中。 （2）无线电广播信号的接收由 完成。 2. 电视信号的发射与接收 （1）摄像机把图像信号变成 信号，发射机把电信号加载到 很高的电流上，通过发射天线发射到空中。 （2）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 ，由 把它还原成图像。 3. 移动电话是靠 来传递声音信息的；移动电话既是发射台又是 台。实现移动电话跟其他用户通话的转化是靠 完成的。 【探究新知】 【学习任务一】无线电广播信号的发射与接收 1.无线电广播信号的发射—— 完成： （1）主要组成： 话筒、调制器、天线。 （2）发射过程： 无线电广播信号的发射由 完成。 把播音员的声音信号转换成电信号，然后用 把音频电信号加载到高频电流上，再通过 产生电磁波发射到空中。 2.无线电广播信号的接收—— 完成： （1）选台：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“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） 把音频信号转换为声音信号。 3. 拓展性实验 ——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。 【例题1】如图甲所示的是无线电广播信号的 过程，其中元件A是 ；如图乙所示的是无线电广播信号的 过程，其中元件B是 。 【例题2】关于无线电广播信号的发射和接收，下列说法正确的是（    ） A．话筒把声音信号转换成音频电信号后，直接通过天线发射出去 B．话筒把声音信号转换成音频电信号后，需要加载到高频电流上再发射出去 C．无线电广播是利用超声波传输信息的 D．调制器可以将声音信号从高频信号中取出 【学习任务二】电视信号的发射与接收 1.电视信号的发射—— 完成： （1）主要组成： 话筒、摄像机、调制器、天线。 （2）发射过程： 无线电广播信号的发射由 完成。 把播音员的声音和图像信号转换成电信号，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.电视信号的接收——电视完成： 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3】电视信号包含图象信号和声音信号，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，图象信号是加载在电磁波上的 B．图象信号是加载在电流上的，声音信号是加载在电磁波上的 C．声音信号和图象信号都是加载在电流上的 D．声音信号和图象信号都是加载在电磁波上的 【例题4】“雪龙”号极地考察破冰船停靠山东青岛，中国第40次南极考察圆满结束，关于该新闻电视信号的发射和接收，说法正确的是（    ） A．摄像机把图像和声音信号转换为电信号 B．话筒将声信号转换成电信号 C．显示器将声信号还原成声音 D．扬声器将电信号还原成图像 【学习任务三】移动通信发射和接收 1.移动通信发射和接收——手机： （1） 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。 （2）移动电话的优点与缺点： 优点：移动电话的体积小，使用方便。 缺点：只能在携带信号的电磁波能够辐射到的区域内才能够进行通话，受区域限制。 （3）基地台： 移动电话的体积很小，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。 【例题5】6G即第六代移动通信系统，传输速度更快、网络连接更稳定，从2020年到2024年，我国在6G专利申请数量上一直保持全球第一。6G传输信息使用的是（   ） A．无线电波 B．紫外线 C．X射线 D．超声波 【课堂总结】 按照学习内容学列本节课的思维导图： 【课堂练习】 要求：合上课本，像考试一样独立完成。 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 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。 3.关于移动电话，下列说法中正确的是（ C ） A．移动电话与固定电话的工作原理完全一样 B．移动电话只能作为接收机使用 C．移动电话既是发射机，又是接收机 D．移动电话发出的信号不能在真空中传播 4.在疫情防控期间，人们通过手机传递信息实现在线教育、视频会议、无线对讲等办公服务，避免了人与人之间的直接接触，手机传递信息是利用了（　　） A．红外线 B．电磁波 C．超声波 D．次声波 5.我们生活环境中有大量声波和电磁波，下列关于声波和电磁波的说法中正确的是（　　） A．收音机既能接收声波，也能接收电磁波 B．声波和电磁波都是频率越高，传播速度越大 C．抽成真空的玻璃罩能同时屏蔽声波和电磁波 D．手机导航通常用周围网络辅助定位，其信息传递的媒介与“B超”不同 6.随着6G预商用的时间议程日益临近，各大运营商纷纷布局6G网络，抢滩应用市场，即将到来的6G手机是通过 来传递信息；其在真空中传播速度是 m/s，如图所示，是表示音频、视频和射频三种信号的波形示意图，其中频率最低的是 信号。 【课后反思】 谈谈你在本节课中： （1）收获有哪些？ （2）需要改进的地方有哪些？ 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $