第二十一章 信息与能源—2020-2021学年人教版九年级物理全一册课件 （共25张PPT）

第二十一章 信息与能源
1.电话
1876年，美国科学家 发明了电话。最简单的电话由话筒和 组成，话筒将声信号转变为 信号，听筒将电信号转变为 信号，是用电流传递信息的；通话双方的话筒和听筒是互相串联的，自己的话筒和听筒是互相独立的。

贝尔
听筒
电
声
2.电话交换机
为了提高电话线路的利用率，人们发明了电话 。
交换机
3.模拟通讯和数字通讯
（1）模拟信号：以电话信号为例，在话筒将声音转换成信号电流时，电流的 、 变化的情况跟声音的频率、振幅变化的情况完全一样，这种电流传递的信号叫做 。使用模拟信号的通讯方式叫做 。
（2）数字信号：以电报信号为例，用点“?· ”和画“—”?的组合代表各种数字，一定的数字组合代表一个汉字，像这种用不同的符号的不同组合表示的信号叫做数字信号。使用数字信号的通讯方式叫做数字通讯。
（3）模拟信号和数字信号的优缺点
模拟信号在传输过程中会丢失信息，而且抗干扰能力不强，保密性也很差；数字信号形式简单，抗干扰能力强，容易用计算机加工处理，容易加密。
4.电磁波的产生
（1）导线中的电流迅速变化会在空间激起 。
频率
振幅
模拟信号
模拟通讯
电磁波
5.电磁波的传播
（1）波长：相邻的两个波峰（或波谷）的距离叫波长。?
（2）频率：在某确定的位置，1s内有多少次波峰或波谷通过，波的频率就是多少。频率的国际单位是赫兹（Hz），常用单位有千赫（kHz）和兆赫（MHz）。
（3）波速
电磁波在空气、水、某些固体，以及真空中都能传播。
②光也是电磁波的一种。电磁波的速度和光速一样，在真空中，都是__ m/s。
③电磁波的波速大小只与传播电磁波的介质种类有关，与电磁波的波长和频率无关。
（4）波长、波速和频率的关系：电磁波的速度，等于波长 λ 和频率f的乘积：??c?=?___λf_____??单位分别是?m/s（米每秒）、m（米）、Hz（赫兹）。
（5）用于广播、电视和移动电话的电磁波是数百千赫至数百兆赫的那一部分，叫做 。
无线电波
1.智能手机的“近场通讯”、“蓝牙”功能分别使用1.356×107Hz，2.4×109Hz这两个波段的电磁波进行通讯（如图）．
近场通讯、蓝牙使用的电磁波
①都是无线电波
②都能在真空传播
③真空中传播的速度一样大
④蓝牙的波长比近场通讯的大
上述哪些说法是正确的??????．（选填序号）
①②③
课堂练习
解：①无线电波的范围为106Hz～1012Hz，“近场通讯”、“蓝牙”功能分别使用1.356×107Hz、2.4×109Hz，在无线电波的范围内，故它们都是电磁波．故①正确；
②“近场通讯”、“蓝牙”都是电磁波，电磁波可以在真空中传播；故②正确；
③电磁波的传播速度为一定值，都为3×108m/s，故③正确；
④根据c=λf知λ与f成反比，因为“蓝牙”频率高，故蓝牙波长短，故④错误．
2.有关电磁波，下列说法正确的是（ ??）
A．卫星通信、移动通信都是利用电磁波来传递信息的
B．“北斗”卫星导航是利用超声波进行定位和导航的
C．声波和电磁波都需要介质才能传播
D．电磁波的频率越高，在空气中的传播速度就越大
解：A、卫星通信、移动通信是利用电磁波来传递信息的，故A正确；
B、“北斗”卫星导航是利用电磁波进行定位和导航的，超声波无法在真空中传播，故B错误；
C、声音的传播需要介质，真空不能传声，而电磁波的传播不需要介质，故C错误；
D、电磁波的传播速度只与传播介质有关，与频率无关，故D错误．
故选A．
A
3.各地高高耸立的电视塔是地标性建筑，电视塔上天线的作用是（? ?）
A．让声音、图象信号转化为电信号
B．让声音、图象信号加载到高频电流上
C．让音频、视频电信号加载到高频电流上
D．让载有音频、视频信号的高频电流产生电磁波
解：电磁波可以传递声音、图象等信息，电视节目和广播节目都是通过电磁波传播的；电视塔上天线的作用是让载有音频、视频信号的高频电流产生电磁波并发射出去，故选项D正确，选项ABC错误；
故选D．
D
4.用图所示的各种获取电能的设备，在工作中利用的能源属于不可再生能源的是（? ?）
A．太阳能电池板?
B．风车发电机
C．水力发电站?
D．核能发电站
解：A、太阳能电池板将太阳能转化为电能．
B、风车发电机将风能转化为电能．
C、水力发电站将水能转化为电能．
D、核能发电站是通过核燃料发生核裂变的方式，将核能转化为电能．由于核燃料是有限的，所以核能属于不可再生能源．
故选D．
D
5.甲、乙两部电话接通后，下列说法正确的是（? ?）
A．甲的听筒和甲的话筒，乙的听筒和乙的话筒分别串联在两个电路中
B．甲的听筒和乙的听筒串联，甲的话筒和乙的话筒串联
C．甲的听筒和乙的听筒和话筒串联在一个电路中
D．甲的听筒和乙的话筒串联在一个电路中，乙的听筒和甲的话筒串联在另一个电路中
D
6.关于模拟通信和数字通信，说法不正确的是（?? ）
A．电子计算机是以模拟形式工作的
B．数字信号还可以用不同的编码进行加密
C．现代的电话已经全部采用数字进行传输和处理，但在交换机和家庭间的线路上，还是在使用模拟信号
D．模拟信号传输信息，容易使信号丢失一部分信息
解析A、计算机所处理的数据是二进制的数字信号，是以数字信号工作的，故该选项说法不正确，符合题意；
B、数字信号可以用不同的编码进行加密，有很强的保密性，故该选项说法正确，不符合题意；
C、现代的电话已经全部采用数字进行传输和处理，但在交换机和家庭间的线路上，还是在使用模拟信号，故该选项说法正确，不符合题意；
D、模拟信号传输信息，容易使信号丢失一部分信息，故该选项说法正确，不符合题意．
故选A．
A
7.如图为老式电话机的原理图．炭粒话筒相当于一个变阻器，膜片振动把炭粒压紧和放松时，相当于图中膜片带动滑动头左右移动，使滑动变阻器的电阻发生周期性变化，引起电路中的电流发生相应的周期变化．听筒中有一个电磁铁，当线圈中的电流周期性变化时，它对旁边铁质膜片的引力也随着改变，使膜片来回运动．设图示位置话筒膜片．听筒膜片均静止．以下说法正确的是（? ?）
A．炭粒话筒的作用是通过电磁感应原理把声音信号转换成变化的电流
B．听筒中膜片往返运动的频率跟话筒中膜片运动的频率不同
C．铁膜听筒的原理相当于发电机，线圈在磁场中受力运动
D．话筒膜片从图示位置左移时，对方听筒膜片应会右移
D
解析：
A、炭粒话筒的作用是通过声音的振动引起炭粒电阻的变化，把声音信号转换成变化的电流，故A错误；
B、听筒中膜片往返运动的频率跟话筒中膜片运动的频率相同，这样才能保证声音不会“失真”，故B错误；
C、听筒是通过变化的电流产生变化的磁场，从而使吸引铁片的力变化，引起铁膜震动，把电信号转化成声音的信号的，故C错误；
D、读图可知，话筒膜片从图示位置左移时，变阻器接入电路的电阻变大，则电路中电流变小，右侧电磁铁的磁性减弱，对铁膜听筒的吸引力变小，所以对方听筒膜片应会右移，故D正确．
故选D．
8.关于数字信号和模拟信号，下列说法中错误的是（?? ）
A．计算机能加工处理的是数字信号
B．电话的模拟信号是在话筒将声音转换成信号电流时产生的
C．用不同数字的组合表示的信号叫做数字信号
D．模拟信号容易失真甚至丢失
解析：
A、计算机网络通信使用的是数字信号，因为数字信号输出稳定可靠，易存储等优点，故A正确；
B、电话的模拟信号是在话筒将声音转换成信号电流时产生的，故B正确；
C、用不同数字或符号的不同组合表示的信号叫做数字信号，故C错误；
D、模拟通信存在以下缺点：模拟信号容易丢失信息；模拟信号容易失真；模拟信号保密性差，故D正确．
故选C．
C
9.如图是电磁波家族，真空中各种电磁波的传播速度相同．下列说法正确的是（? ?）
A．红光是红外线
B．108Hz是指电磁波的波长
C．无线电波的波长比X射线的长
D．在真空中γ射线传播速度最快
解析：A、在光谱中，红光之外是红外线，故A错误；
B、108Hz是指电磁波的频率，故B错误；
C、无线电波的波长比X射线的长，故C正确；
D、真空中各种电磁波的传播速度相同，故D错误．
故选C．
C
广播电视移动通信、越来越宽的信息之路
1.无线电广播信号的发射和接收
麦克风——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
天?线——产生电磁波将高频载波信号发射到空中
天?线——接收各种各样的电磁波
调谐器——选择需要电台的载波信号（解调）
解?调——从载波信号中复原音频信号
扬声器——将音频电信号转换成声音
2.电视信号的发射和接收
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
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
3.移动电话
（1）手机既是无线电发射台又是无线电接收台。
（2）无绳电话：座机接在市话网上，相当于小型基地台
4.越来越宽的信息之路
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多。
（1）微波通信
微波是波长在10?m?～1?mm之间，频率在30?MHz?～3?×105??MHz之间的电磁波。微波大致直线传播，所以每隔50公里左右就要建一个微波中继站。
（2）卫星通信
利用卫星做通信中继站，称之为卫星通信。通讯卫星大多相对于地球静止不动，叫做同步卫星。在地球周围均匀分布3颗卫星，就可以实现全球通信。
（3）光纤通信
光纤通信是利用激光在光纤中传输信号的。光纤由中央的玻璃芯和外面的反射层、保护层构成的，可以传输大量的信息。优点：传输频带极宽，通信容量很大；光纤衰减小，无中继设备，传输距离远；频率稳定，信号传输质量高；光纤抗电磁干扰，保密性好。
（4）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。
1.把音频信号加到高频电磁波上的过程叫（ ? ?）
课堂练习
A．调制?
B．调谐
C．检波
D．发射
解：调制器的作用是把音频电信号加载到高频电流上．则把音频信号加到高频电磁波上的过程叫调制．故选A．
A
2.移动电话也叫“手机”，在我国的用户已过2.5亿．在同一区域手机间的通信方式是（? ?）
A．手机甲????手机乙
B．手机甲????基台???手机乙
C．手机甲?????基台1?????交换机??????基台2??????手机乙
D．手机甲??????基台1??????基台2?????手机乙
解析：
A、手机本身既是无线发射台也是无线接收台，但手机的发射频率低，需要基地台转接．故A错误．
B、手机本身既是无线发射台也是无线接收台，但手机的发射频率低，需要基地台转接．故B正确．
C、手机本身既是无线发射台也是无线接收台，但手机的发射频率低，需要基地台转接，同一区域间的通信只需一台，也不需要交换机．故C错误．
D、手机本身既是无线发射台也是无线接收台，但手机的发射频率低，需要基地台转接，同一区域间的通信只需一台．故D错误．
故选B．
B
3.科学家高锟由于在光纤领域的特殊贡献，获2009年诺贝尔物理学奖．关于光纤通信，下列说法错误的是（? ?）
A．在光纤中光波是经过多次折射向前传播的
B．光纤通信中使用的“导线”是光导纤维
C．光纤的能量损耗比一般通信电缆小得多
D．采用光纤通信在一定时间内可以传输大量信息
解析：A、光从光导纤维的一端射入，在内壁上多次反射，从另一端射出，并非是多次折射，该选项说法错误，符合题意；
B、光纤通信中使用的“导线”是“光导纤维”，该选项说法正确，不符合题意
C、光纤通信的材料是光导纤维，光在光纤中传播，光能损耗非常少，该选项说法正确，不符合题意；
D、采用光纤通信在一定时间内可以传输大量信息，该选项说法正确，不符合题意．
故选A．
A
4.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．电视信号是激光
C
5.收听广播节目时，通过旋动一个旋钮来进行选台，这实际上是在选择（? ?）
A．电磁波的波速和频率?
B．电磁波的波速
C．电磁波的频率
D．电磁波的强弱
C
5.如图所示是各类电流的波形示意图，由图可知频率最高的是（? ?）
A．音频电流
B．视频电流?
C．射频电流?
D．一样高?
C
6.利用卫星通信，可以使人们的通信更加的便捷．地球同步通信卫星在赤道平面上距地球表面高为3.6×107m的轨道上．一般只要有??? 颗互成??? 度角的同步卫星，就可以覆盖几乎整个地球．卫星通信还有一个重要的实际应用是?????????? ? ．
3
120
全球卫星定位系统