人教版九年级物理下册 第二十一章 电磁波及其应用 教学设计

第二十一章电磁波及其应用

第1节电磁波的海洋

【知识与技能】

1.了解电磁波的产生与传播。

2.知道波长、频率和波速的关系。

3.了解电磁波大家族，知道光是电磁波，知道电磁波在真空中的传播速度。

4.了解电磁波的应用及其对人类生活和社会发展的影响。

【过程与方法】

通过演示了解电磁波的产生，电磁波在真空中的传播。

【情感、态度与价值观】

初步认识科学及其相关技术对于社会发展、人类生活、军事的影响；产生科学服务于人

类的意识。

u教学重难点

【教学重点】电磁波是怎样传播的。

【教学难点】知道波长、频率和波速的关系。

【教学准备】收音机一台、5号干电池一节、导线一条、真空罩一个、抽气筒一个、

手机两台和电教平台。

教学过程

________知识点1电磁波是怎样产生的

【提出问题】

打开收音机的开关，调至没有电台的位置，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，可以听到收音机发出“咔咔”声（如图所示）。收音机为什么会发出这种

声音呢？

【课堂讨论】阅读课本“电磁波是怎样产生的”的相关内容，了解水波、声波的形成,

理解变化的电流能产生电磁波。

1.机械波一般都是物体振动产生的。如水波、声波。

2.电磁波的产生：上面的实验中导线与电池时断时续地接触，产生迅速变化的电流，

电能生磁、磁能生电，变化的电流在空间激起（产生）电磁波。广播电台、电视机以及移动电

话靠复杂的电子线路来产生迅速变化的电流，发出电磁波，从而利用电磁波传递信息。

知识点2电磁波是怎样传播的

【课堂讨论】学生阅读课本有关水波的描述的内容，了解波长、频率和波速的物理含

义及其关系。教师用多媒体或手书在黑板上给出波长、频率和波速概念、关系及例题。

波速、与波长晨波源振动

频率f之间关系：v=Xf

(I)邻近的两个波峰(或波谷)的距离，叫作波长(如图所示)，用字母人表示。

(2)在某确定位置，1s内有多少次波峰或波谷通过，波的频率就是多少，用字母f表示。

(3)单位时间内波传播的距离，叫作波速，波速是用来描述波传播快慢的物理量，用字

母v表示。

【例题解析】如图所示为一列波某时刻的波形图，振动频率为10Hz,此波波长是

0.5m,波速是一5用速

M------------1.25m-------------X

解：由图可知，1.25"?等于2.5个波长，此波波长：入=祟％=0.5〃”

根据速度公式得，该波的波速：v=Zf=0.5mX\0Hz=5m/so

【知识总结】

跟水波类似，电磁波也用波长、频率和波速来描述。

【课堂演示】把一部手机放在真空罩中，抽掉空气后，给这部手机打电话。这部手机

能接到电话吗？

由实验可以看到，放在抽抻空气的真空罩中的手机可以收到罩外传给它的电磁波。这说

明电磁波在真空中也可以传播。

(I)因为电磁波可以在真空中传播，所以航天员在太空可以用电磁波来通信。

(2)真空中电磁波的波速为c,大约为30万千米每秒。

知识点3电磁波大家族

【自主探究】阅读误本“电磁波大家族”相关内容，了解电磁波整个波段，知道其相

关应用。

用多媒体展示不同频率范围的电磁波及其应用(如图所示)。

可见光

JI紫外线।x射,丫射：

频率/Hz10*10'|0"'IOI：|OU1()'•1(),*10*

、o|Lgo一巨瓜

【知识总结】

1.电磁波的频率的单位也是赫兹。常用的单位还有千赫（A〃z）和兆赫（M〃z）。这些单位

间的换算关系是1MHz=\OykHz,1kHz=1000Hz。

2.电磁波大家族包括：无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、y射线。

3.电磁波的应用：（1）无线电波用于通信；（2）微波用来加热；（3）利用可见光观察物体；

（4）紫外线用于验钞；（5）X射线用于人体诊断及工业探伤；（6»射线用于肿瘤治疗。

g教学板书!----------

第1节电磁波的海洋

〃产生：迅速变化的电流

传播：不需介质

波速：真空中CQ3X1O5A"而=3X108/〃/5

电磁波4、小/二第2节广

波速、波长、频率的关系：c=Af

电磁波大家族

、电磁波的应用：广播、电视、微波炉、雷达、卫星通信等

播、电视和移动通信

【知识与技能】

1.了解无线电广播的大致工作过程。

2.大致了解电视的工作过程。

3.了解移动电话是怎样工作的。

【过程与方法】

在学生回顾电磁波的基础知识和应用后，让学生了解生活中常见的无线电广播、电视和

移动通信的工作过程，激发他们的学习兴趣。

【情感、态度与价值观】

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

生探究科学知识的兴趣。

=教学重难点

【教学重点】I.无线电信号的发射和接收过程。

2.初步培养学生收集资料、处理信息的能力。

3.初步认识科技对现代生活的影响。

【教学难点】无线电信号的发射和接收过程。

【教学准备】学生课前收集、整理的资料，实物投影仪，收音机、电视机和移动电话

各一台，教师用多媒体课件。

■/教学过程

知识点1无线电广播信号的发射和接收

【提出问题】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（如图

所示），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？

【自主探究】学生阅读课本有关“无线电广播信号的发射和接收”的内容，了解其原

理。

【课堂展示】无线电广播的工作过程。

教师拿出准备好的收音机，讲解收音机接收广播信号的原理。

【知识总结】

1.无线电广播信号的发射由广播电台完成。

2.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（如图甲所示）。

3.信号的接收由收音机完成。收音机都有天线。现代收音机有很好的放大能力，天线

可以隐藏在机壳内。

4.收音机的天线能接收到各种各样的电磁波。转动收音机调谐器的旋钮，可以从中选

出特定频率的信号。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，将音

频电信号留下。音频电信号经放大后被送到扬声器里（如图乙所示）。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。

5.无线电广播的工作过程如下图所示。

音频调制也加载到无线.以电磁波的形

声的振动二^收音机

电信号*高频电流..接收电磁波

式发射出去

选出特定频率解调

调谐器音频电信号W"声音

的电磁波信号

________知汉点2电视信号的发射和接收

【自主探究】学生阅读课本有关“电视信号的发射和接收”的内容，了解其原理。

教师利用准备好的电视机，讲解电视机播放视频信号的原理（如图所示）。

【知识总结】

1.电视用电磁波传递图像信号和声音信号。

2.发射和接收图像信号的工作过程是：摄像机把图像变成电信号，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

收卜.来，通过电视机把图像信号取出并放大，由显示器把它还原成图像。

3.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。

知识点3移动通信信号的发射和接收

【自主探究】学生阅读课本有关“移动通信信号的发射和接收”的内容，了解其原理。

【知识总结】

1.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。

2.手机的体枳很小，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（基站）转接。

0款学板书|-------------

第2节广播、电视和移动通信

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。

第3节卫星通信和光纤通信

【知识与技能】

1.常识性了解：卫星通信、光纤通信。

2.通过教学使学生了解：为什么要用微波通信？如何实现微波通信？了解微波性质接

近于光波，大致沿直线传播，不能沿地球表面绕射的特性，了解微波传播过程中的一些缺陷

以及这些缺陷如何通过卫星通信来弥补。

3.了解光纤通信的原理和优点。

【过程与方法】

通过师生共同交流来探讨现代信息的变化，用大量的多媒体图片、影视画面使学生掌握

和了解卫星通信、光纤通信的特点和粗略的原理。

【情感、态度与价值观】

通过学习现代通信知识，了解科技为人类带来的便利，提高学生学习科学的兴趣，使学

生养成关注科学发展前沿的习惯，树立正确的科学观，培养振兴中华、用科学服务于人类的

使命感和贡任感。

=教学重难点

【教学重点】卫星通信、光纤通信的优点和原理。

【教学难点】卫星通信、光纤通信的优点和原理。

【教学准备】激光笔、光纤玩具灯、带小孔的塑料瓶、水、多媒体课件。

、.教学过程

知识点［卫星通信

【提出问题】在无线电波中，微波的波长短，频率高。一条微波线路可以同时开通几

千、几万路电话。微波的性质接近光波，大致沿直线传播，不能沿地球表面绕射。我们怎样

才能把微波信号传递到远方呢？

【自主探究】阅读教材有关卫星通信的内容，了解其原理。

教师提出问题：（1）微波通信有什么优点？有什么缺点？为什么？（2）建立微波中继站，

起到什么作用？（3）能在月球上建中继站吗？（4）需要多少颗地球静止卫星就能实现全球通

信？

【知识总结】

1.微波的波长为10川〜1nun,频率为30M//z-3X105MHz。一条微波线路可以同时

开通几干、几万路电话。

2.微波的性质接近光波，大致沿直线传播，所以要让它沿地球表面传播就要设中继站。

3.通常每隔50h〃左右就要建设一个中继站，把上一站传来的信号处理后，再发射到

下一站去。要想使信号传递的距离越远，那么需要的中继站就越多（如图所示）。

4.月球是地球的卫星，可以发射微波，但它离我们太远了——38万千米！信号衰减、时

间延迟，而且只有在当两个通信点同时见到月球时，才能完成这两点间的通信。

5.现在，人类可以用通信卫星作为微波通信的中继站来进行通信。在地球的周围均匀

地配置3颗地球静止卫星］地球同步卫星），就覆盖了几乎全部地球表面，可以实现全球通信。

通过它们可以把从一个地面站接收的电信号，处理后再发送到另一个或几个地面站。

6.利用卫星来发射和接收电磁波信号的