第二十一章 电磁波及其应用（同步复习课件）物理新教材人教版九年级全一册

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九年级全一册•人教版复习课件第二十一章 电磁波及其应用单元内容学习目标学习目标重点难点知识图谱电磁波的产生电磁波的传播广播、电视、移动通信电磁波大家族卫星通信、光仟通信第1节 电磁波的海洋第二十一章 电磁波及其应用 单元复习知识一 电磁波的产生考点串讲1. 电磁波的产生与水波、声波的形成相似，变化的电流会在空间激起（产生） 电磁波。2. 电磁波传递信息和能量广播电台、电视台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。虽然电磁波看不见、摸不到，但它确实可以给我们传递信息和能量。知识二、电磁波的传播考点串讲1. 波长、频率、波速（1）波长 在一列波的传播中，凸起的最高处叫作波峰；凹下的最低处叫作波谷。邻近两个波峰（或波谷）之间的距离叫作_____，用 λ 表示。单位：米（m）、厘米（cm）、毫米（mm）等。波长知识二、电磁波的传播考点串讲（2）频率在某确定位置，1 s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。　单位：赫兹（Hz）、千赫（kHz）、 兆赫（MHz）（3）波速用来描述波传播快慢的物理量叫作_____，用字母v表示。单位：米/秒（m/s）（4）波长、频率与波速间的关系 波速=________ v= λf波速波长×频率 知识二、电磁波的传播考点串讲2. 电磁波的传播电磁波的传播不需要介质，电磁波能够在真空中传播.3. 描述电磁波的物理量（1）电磁波的波速真空中电磁波的波速为c，其数值大约为30万千米每秒（等于光速）。c =____________________________（2）电磁波的频率电磁波频率的单位是赫兹（Hz）。因为通常电磁波的频率都很高，所以常用的单位还有千赫（kHz）和兆赫（MHz）。2.99792458×108 m/s=3.0×108 m/s 知识三、电磁波大家族考点串讲1. 电磁波家族电磁波有无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、 γ射线等。各种光和射线都是波长不同的电磁波。2. 无线电波：电磁波中用于广播、电视和移动电话的是频率为数百千赫至数百兆赫的那一部分。波长从几毫米到几千米，通常把无线电波分成几个波段：长波、中波、短波、微波等。考点串讲3. 电磁波的应用①无线电波：用于广播、电视和移动电话。②红外线：家电的遥控器。③微波：可用来加热食品。④紫外线：可用来灭菌、验钞。⑤X射线：医学上用来做透视检查。⑥γ射线：可用来金属探伤。知识三、电磁波大家族题型一、电磁波的概念【例题1】使用蓝牙耳机接听手机来电，信号传输示意图如图，蓝牙通信的电磁波（　　）A．是蓝光B．在真空中不能传播C．波长比手机通信的电磁波波长短D．在真空中传播速度比手机通信的电磁波传播速度大C题型一、电磁波的概念【解析】A．由图可知，蓝牙通信用的是无线电波，属于不可见光，不是蓝光，故A不符合题意；BD．蓝牙通信和手机通信使用的都是电磁波，在真空中可以传播，并且传播速度相同，故BD不符合题意；C．根据 可知，蓝牙通信比手机通信的电磁波频率高，所以波长短，故C符合题意。C正确。题型一、电磁波的概念【例题2】为了研究声波、电磁波能否在真空中传播，小明将手机A的“背景灯光提示”功能（手机接收到信号后有灯光显示）和“来电铃声”功能打开后悬挂在密闭的真空罩中罩好。连接抽气机抽气一段时间后，用手机B呼叫手机A，发现手机A灯光亮了却几乎听不到铃声。打开阀门，让空气进入玻璃罩内，再拨打手机听声音。由此，小明得出结论：________能在真空中传播，_______不能在真空中传播。小华却认为小明的证据不足，听不到铃声可能是罩挡住的。为了补足证据，小华的操作是________ 。电磁波 声波 题型一、电磁波的概念【解析】连接抽气机抽气一段时间后，用手机B呼叫手机A，发现手机A灯光亮了却几乎听不到铃声，说明电磁波能在真空中传播，声波不能在真空中传播，声波的传播需要介质。小华却认为小明的证据不足，听不到铃声可能是罩挡住的。为了补足证据，小华的操作是打开阀门，让空气进入玻璃罩内，再拨打手机听声音。题型一、电磁波的概念【例题3】电磁波在真空中的传播速度为_______。如图所示是部分电磁波谱，在如图的五种电磁波中，频率最高的电磁波是 _________。3×108m/s γ射线【解析】电磁波在真空中的传播速度和光速相同，都为3×108m/s。根据公式c=λf，电磁波的传播速度不变，波长越短，传播频率越高，由图可知，γ射线波长最短，故其频率最高。1. 把握三个要点，正确解答电磁波的产生与传播题目（1）产生：变化的电流在空间激起（产生）电磁波；通过收音机发出的声音或电视机产生的 “雪花”，我们可以得知电磁波的存在。（2）传播：电磁波的传播不需要介质，可以在真空中传播。（3）电磁波在真空中的传播速度与光速相等。2. 正确理解电磁波的波长、波速和频率的关系（1）电磁波在真空中的波速一定，根据v=λf 可知，波长与频率成反比。（2）任何频率的电磁波都能在真空中传播，且传播速度等于光速。题型一、电磁波的概念题型二、电磁波的应用【例题4】 年除夕之夜，无人机在福州上空排成“蛇年大吉”（如图）共贺新春。地面控制台给无人机发送指令利用的是（　　）A．超声波B．次声波C．激光 D．电磁波D【解析】地面控制台给无人机发送指令利用的是电磁波。电磁波可以在真空中传播，且传播速度快，而超声波和次声波都属于声波，它们的传播需要介质，在空气中传播距离有限，激光虽然也能传输信息，但在复杂的户外环境中，容易受到天气等因素的影响，且激光通信的方向性很强，需要精确对准，不利于大规模无人机集群的控制，故D符合题意，ABC不符合题意。故选D。题型二、电磁波的应用【例题5】图是电磁波，小羽用收音机收听广州交通电台FM106.1MHz（1MHz=106Hz）频道播放的钢琴节目，某时刻她听到演员弹奏频率为440Hz的“6”音，此时（　　）A．收音机接收到的信息是靠X射线传递B．440Hz表示钢琴的琴弦每分钟振动440次C．收音机接收到空中电磁波的频率是106.1MHzD．收音机发出的“6”音不需要介质就能传播到小羽耳朵C题型二、电磁波的应用【解析】A．广州交通电台的频率为由图可知收音机听到的广播电台的信号是通过无线电波传播的，故A不符合题意；B．440Hz表示钢琴的琴弦每秒钟振动440次，故B不符合题意；C．广州交通电台的频率是FM106.1MHz，所以收听广州交通电台的收音机接收到空中电磁波的频率是106.1MHz，故C符合题意；D．声音的传播需要介质，故D不符合题意。故选C。 题型二、电磁波的应用【例题6】如图是电磁波家族，蓝牙通讯使用的甲电磁波频率是4×109Hz，消毒灯工作时使用的乙电磁波频率是1.4×1015Hz，根据所给信息可推测（　　）A．甲的波长大于乙的波长B．消毒灯使用的乙电磁波属于红外线C．在真空中，相同时间内甲运动得比乙远D．蓝牙通讯使用的甲电磁波属于γ射线A 题型二、电磁波的应用第2节 广播、电视和移动通信第二十一章 电磁波及其应用 单元复习知识一、无线电广播信号的发射和接收考点串讲主要由三部分组成：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。1. 信号的发射——广播电台完成考点串讲2. 信号的接收——收音机完成（1）选台：收音机使用天线接收空间传播的无线电波。利用_____，可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_______将其滤去，把音频信号留下。 调谐器 解调知识一、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：扬声器把音频信号转换为声音信号。　　　考点串讲知识二、电视信号的发射和接收1. 电视信号的发射 摄像机把图像信号变成______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 电考点串讲知识二、电视信号的发射和接收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。 考点串讲（1）手机的工作原理：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。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。知识三、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。2. 基站题型一、无线电广播、电视信号发射和接收【例题1】无线电广播信号的接受由________完成， ________接受在空间传播的各种各样的电磁波，通过________从各种各样的电磁波中，选择我们要接收的某一频率的电磁波（选台），从________中取出音频电信号（解调）， ________把音频电信号转换为声音。扬声器收音机天线调制器高频信号 【解析】无线电广播信号的接受由收音机完成，天线接受在空间传播的各种各样的电磁波，通过调制器从各种各样的电磁波中，选择我们要接收的某一频率的电磁波（选台），从高频信号中取出音频电信号（解调），扬声器把音频电信号转换为声音。题型一、无线电广播、电视信号发射和接收【例题2】在无线电广播信号的发射过程中，调制器的作用是（ ）A．把声音转换成电流B．把高频电流滤出去C．把音频电信号加载到高频电流上D．把电磁波发射出去C【解析】无线电广播中传播的为声音信号，首先要将声音信号通过话筒转化为音频电信号，但音频信号频率较低不利用远距离传输，故还要将音频电信号加载到高频电流上，利用天线将信号发射到空中。故选C。【例题3】小明同学对如图所示的三水荷花世界电视录制和播放过程解释正确的是 （ ）A．摄像机是把电信号转化为光信号 B．话筒是把电能转化为声能C．扬声器是把声信号转化为电信号 D．发射机发射电磁波把信号传给接收机D题型二、电视信号的发射和接收【解析】 摄像机把光信号转化为电信号故A错误；话筒把声能转化为电能故B错误；扬声器是把电信号转化为声音号故C错误；发射机发射电磁波把信号传给接收机正确。故选D。题型二、电视信号的发射和接收【例题4】无线广播电台和电视台都是利用电磁波传播信号的，关于它们的不同之处，下列说法中正确的是（ ）A．广播电台发射电磁波需要发射天线，而电视台发射电磁波不需要发射天线B．广播电台发射电磁波只带有声音信号，而电视台发射电磁波既带有声音信号，又带有图像信号C．广播电台发射电磁波比电视台发射电磁波的传播速度小D．广播电台发射电磁波比电视台发射电磁波的频率大B题型二、电视信号的发射和接收【解析】A．广播和电视信号的发射和信号的接收，都是 需要天线的，故选项A错误； B．电视与广播的不同之处在于电视台发射的电磁波既有图象信号，又有声音信号，故选项B正确； C．广播用的是中、短波，而电视用的是微波，而不同波长、频率的电磁波传播速度相同，故选项C错误； D．广播用的是中、短波，而电视用的是微波，所以电视的电磁波频率大。选项D错误。故选B。题型二、电视信号的发射和接收【例题5】智能手机的使用使我们的生活变得更加便捷，下列说法中不正确的是（ ）A．智能手机靠电磁波传递信息B．在真空中，智能手机发出的电磁波无法传播C．智能手机电池充电时，电能转化为化学能D．手机既是无线电发射台又是无线电接收台B题型三、移动通信信号的发射和接收【解析】 A．手机通过电磁波传递信息，A正确，不符题意；B．电磁波可在真空中传播，故真空中智能手机发出的电磁波能够传播，故B错误，符合题意；C．智能手机电池充电时，消耗电能，产生化学能，将电能转化为化学能，故C正确，不符合题意；D．手机既是无线电发射台又是无线电接收台，可将声音和图象信号转化为电信号，通过天线向空中发射电磁波，故D正确，不符题意。故选D。【例题6】手机既是_____________又是_________接收台。手机体积小，发射功率不大，天线简单，灵敏度不高。因此跟其他用户的通话要靠__________（较大的固定无线电台）转接，跟电话交换机相连，手机和手机通过________进行沟通。基站题型三、移动通信信号的发射和接收【解析】手机既是无线电发射台也是无线电接受台，与其他用户通话要靠基站转接，跟电话交换机相连，手机间通话，是通过基站进行沟通的。无线电发射台 无线电基站 第3节 卫星通信和光纤通信第二十一章 电磁波及其应用 单元复习知识一、卫星通信考点串讲 1. 微波（1）波长和频率范围微波波长在 10m~1mm之间，频率 30MHz~3×105MHz之间。（2）性质微波的性质接近光波，大致沿____传播，不能沿地球表面绕射。直线知识一、卫星通信考点串讲（3）微波中继站：微波大致沿直线传播，不能沿地球表面绕射。因此必须每隔50km左右就要建设一个中继站，可以把上一站传来的微波信号经过接收、放大处理后，再发射到下一站去。（4）微波通信的优点：频率高，传输信息的容量大；质量好，传送距离远；大致沿直线传播，受大气干扰小，能量损耗小，收到的信号强且稳定。（5）微波通信的缺点：需要大量中继站进行信号传递。在遇到雪山、大洋，根本无法建设中继站时，微波通信几乎无法继续。知识一、卫星通信考点串讲2. 卫星通信 （1）卫星通信：用通信卫星作为微波中继站来进行通信。（2）同步通信：地球同步卫星即地球同步轨道卫星，是运行在地球同步轨道上的人造卫星，距地球约36000km，卫星的运行方向与地球的____方向相同、运动周期与地球自转一周的时间_____，所以叫做“同步通信卫星”。（3）全球通信 在地球周围均匀地配置三颗通信卫星，就可以覆盖几乎全部的地球表面，实现全球通信。自转相等知识一、卫星通信考点串讲（4）卫星通信的组成与原理由通信卫星、地面站和传输系统三部分组成。卫星通信的工作原理是将卫星发射到赤道上空36000km处的对地静止轨道上，利用卫星上的通信转发器接收由地面站发射的信号，并对信号进行放大变频后转发给其他地面站，从而完成两个地面站之间的传输。考点串讲知识一、卫星通信（5）卫星通信特点通信范围大，只要在卫星发射的电磁波覆盖的范围内均可进行通信；不易受陆地灾害影响；易于实现广播和多址通信。（6）中国北斗卫星导航系统北斗卫星导航系统是我国着眼于国家安全和经济社会发展需要，自主建设运行的全球卫星导航系统，是为全球用户提供全天候、全天时、高精度的定位、导航和授时服务的国家重要时空基础设施。 考点串讲知识二、光纤通信1. 光纤通信（1）激光的特点：1960年，美国科学家梅曼制成了世界上第一台红宝石激光器，它能产生频率单一、方向高度集中的光——激光。 （2）光纤通信：物理学家提出用光纤通信的构想，这使得用光进行通信的梦想得以实现。通信用的激光一般在特殊的管道——光导纤维（简称光纤）里传播。（1）光导纤维：简称光纤，是一种非常细的玻璃丝，激光可在光纤里传播，不受外界干扰（2）光导纤维传光原理光导纤维传播激光的原理是____________。携带信息的激光从光导纤维的一端射入，在光纤内部传播时，发生的是全反射，在内壁上多次反射，从另一端射出，这样就把它携带的信息传到了远方。考点串讲光导纤维携带信息的激光射入携带的信息随激光射出光的全反射2. 光导纤维知识二、光纤通信考点串讲 3. 光纤通信光纤通信是利用激光在光导纤维中传输信息的一种通信方式。由于光的频率很高，在一定时间内可以传输大量信息。 4. 光纤通信的优点（1）传输频带极宽，通信容量很大；（2）光纤衰减小，无中继设备，传输距离远；（3）不受电磁干扰，通信质量高，保密性好。5. 光纤通讯技术的发展1960年，美国物理学家西奥多·梅曼制成了世界上第一台红宝石激光器。1966年，华裔物理学家高锟提出用光纤通信的构想，并得以实现，高锟被誉为“光纤之父”。知识二、光纤通信题型一、卫星通信【例题1】北斗卫星导航系统是我国自主研制的全球卫星定位与通信系统，目前已经具备全球导航、定位和授时功能。关于北斗卫星导航系统，下列说法正确的是（　　）A．北斗卫星导航系统传输信息的速度与光速相同B．北斗卫星导航系统的空间段采用光纤传输信息C．北斗卫星导航系统采用超声波为汽车导航D．北斗卫星导航系统在传输大量信息时，其传输频率较低A 【解析】A．北斗卫星导航系统以电磁波传输信息，电磁波的速度与光速相同，故A正确；B．北斗卫星导航系统的空间段采用电磁波传输信息，故B错误；C．北斗卫星导航系统采用电磁波为汽车导航，故C错误；D．北斗卫星导航系统在传输大量信息时，其传输频率不变，故D错误。【例题2】关于卫星通信。通信卫星相当于微波通信的_________ 。通信卫星大多是相对地球“_______”的同步卫星，在地球的周围均匀地配置3颗同步通信卫星，就覆盖了几乎全部地球表面，可以实现_______。全球通信题型一、卫星通信【解析】卫星通信是利用人造卫星作为通信的中继站来转发无线电信号，在两个或多个地面站之间进行通信的．通信卫星作为一个微波中继站，只是转发信号，转发的信号可以是广播、电视等多种信号。通信卫星大多是相对地球静止的同步卫星，用通信卫星做微波通信的中继站，在地球周围均匀地配置3颗同步通信卫星，通信范围就覆盖了几乎全部地球表面，可以实现全球通信。中继站静止（1）卫星通信是用通信卫星作为微波通信的中继站来进行通信的一种方式。（2）同步通信卫星绕地球转动的周期跟地球自转的周期相同。（3）在地球的周围均匀地配置3颗同步卫星即可覆盖几乎全部的地球表面，实现全球通信。（4）利用卫星来传递电磁波信号的应用非常广泛，如卫星定位、卫星导航等。卫星通信题型一、卫星通信【例题3】光纤通信是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，这样就把它携带的信息传到了远方。光导纤维是很细很细的________，由内芯和外套两部分组成。光纤通信传送的不是普通的光，而是一种频率单一、方向高度集中的________ ，激光最早是在1960年由美国科学家梅曼发现的。光纤通信的保密性______，不受外界条件的________ ，传播距离________，容量______。大题型二、光纤通信玻璃丝激光 强干扰远 题型二、光纤通信【解析】1966年英籍华人高锟发表论文提出用石英制作玻璃丝，即光导纤维，可实现大容量的光纤通信。光纤通信传送的是一种高方向性、高相干性、高单色性的激光，所以光纤通信又叫激光—光纤通信。由于激光的高方向性、高相干性、高单色性等优点，使得光纤通信的保密性强，不受外界环境的干扰，光纤通信传播损耗低，无中继传输距离可达几十、甚至上百公里，因此，光纤通信传播距离远。一根光纤的潜在带宽可达20THz，因此，光纤通信的容量大。【例题4】光纤通信因其通信容量大、传输距离远，已经是现代通信的主要支柱之一，下列关于光纤通信的说法不正确的是（　　）A．光纤通信是电磁波传递信息的一种方式B．光纤通信用到的光是激光C．光在光纤中沿直线传播D．光纤通信比起微波通信其能加载更多的信息C题型二、光纤通信【解析】A．光纤通信的其实是电磁波传递信息的一种方式，A正确，不符题意；B．根据光纤通信的特征可知，光纤通信用到的光是激光，故B正确，不符合题意；C．光在光纤中传播发生的是全反射，不是沿直线传播，故C错误，符合题意；D．光纤通信要比短波、微波通信容量宽出百万倍，则光纤通信比起微波通信其能加载更多的信息，故D正确，不符合题意。故选C。