2018-2019版高中物理 第四章 電磁波及其應用 第4講 信息化社會學案 新人教版選修1 -1.doc

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第4講　信息化社會 [目標定位]　1.了解常見傳感器及其應用，體會傳感器的應用給人們帶來的方便.2.了解信息的拾取、信息的傳遞、信息的處理、信息的記錄的基礎知識.3.了解信息時代給人們的生活和工作方式帶來哪些變革. 一、信息的拾取和傳感器 1.現(xiàn)代信息技術的三大基礎是信息的拾取、傳輸和處理. 2.各種代替、補充、延伸人的感覺器官功能的科學技術手段發(fā)展起來，出現(xiàn)了各種用途的傳感器. 3.雙金屬溫度傳感器：把兩種不同熱膨脹系數的金屬片貼合在一起，制成一條雙金屬片，溫度變化時，因為兩種金屬片伸長不一樣而發(fā)生彎曲，使電路的開關閉合或斷開. 4.光敏電阻傳感器：光敏電阻的阻值能隨光照的強度而變化. 5.壓力傳感器：根據電容器的電容隨兩極板間距離的變化而改變的原理制成的. 想一想　電子秤秤量物體重量所用的傳感器是什么傳感器？ 答案　壓力傳感器. 二、信息的傳遞 1.電磁波可以通過電纜、光纜進行有線傳輸，還可以進行無線傳輸. 2.電磁波的頻率越高，相同時間傳遞的信息量越大. 想一想　你所知道的現(xiàn)代信息的傳輸方式有哪些？ 答案　(1)有線通訊傳輸，如電話、傳真、電報、電視等； (2)無線通訊傳輸，如對講機、移動電話、收音機； (3)數字通訊傳輸，如連網的電腦、數字電視； (4)紙張通訊傳輸，如書信、報紙等 三、信息的處理和數字通信 1.對著話筒講話，話筒輸出音頻信號，音頻信號電流(或電壓)的振幅是隨著聲振動而變化的，電信號在“模擬”著聲信號，叫做模擬信號. 2.電報的工作方式與電話不同，它只有點“”與畫“－”，不同的點與畫的組合，代表不同的意思.電報的信號是一種數字信號. 3.數字信號的優(yōu)點：(1)抗干擾能力強、容易加密；(2)便于用計算機處理；(3)不僅聲音，圖像和各種其他數據都可以轉變成數字信號.因此同一條通信線路可以綜合傳輸聲音、圖像和各種數據. 想一想　數字通信是一種既現(xiàn)代又古老的通信方式.現(xiàn)代電話已全部采用數字信號進行處理.若用“0”和“1”代表“開”和“關”這兩個動作，組成一組數字信號，可以表達一句話.例如： 開關動作 開 關 開、關 開、開 關、開 表示數字 0 1 01 00 10 中文意義 我 他 和 同學 是 那么，“我和他是同學”的數字信號為“0，01，1，10，00”，請照此代碼用另一組信號表達你想說的一句話__________. 答案　例：“1，01，0，10，00”即：他和我是同學 四、信息的記錄 存儲容量迅速增加，信息的存儲和讀出速度大大提高，信息存儲的可靠性也不斷增強. 信息加密和防病毒等各種安全技術，在社會信息化過程中接受挑戰(zhàn)、得到發(fā)展. 想一想　你所知道的從古代到現(xiàn)代的信息記錄方式是什么？ 答案　刻寫　書寫　印刷　拷貝 五、數字電視 數字高清晰度電視，可以給我們提供更清晰的圖像、更富臨場效果的聲音.不僅如此，由于使用了計算機及現(xiàn)代通信兼容的技術，通過數字電視線路可以跟電視臺進行交互式的信息傳輸，并賦予電視許多新的功能. 想一想　據你了解的數字電視都有哪些功能？ 答案　通過數字電視可以在因特網上瀏覽、收發(fā)電子郵件，可以實現(xiàn)網上購物和網上銀行等業(yè)務. 六、信息時代 1.因特網是世界上最大的計算機互聯(lián)網. 2.人們可以通過互聯(lián)網聽音樂、看電影、聊天、經商、購物；可以通過互聯(lián)網查閱各種資料，進行遠程教學、遠程醫(yī)療，甚至可以為身處世界各地的人召開電視會議. 想一想　你用互聯(lián)網做過什么？ 答案　聊天、購物、查閱資料、下載視頻、音樂等. 一、傳感器及其應用 1.傳感器 傳感器是這樣一類元件：它能夠感受諸如力、溫度、光、聲、化學成分等非電學量，并能把它們按照一定的規(guī)律轉換為電壓、電流等電學量，或轉化為電路的通斷. 2.常見的傳感器 (1)雙金屬溫度傳感器 ①原理：把兩種不同熱膨脹系數的金屬片貼合在一起，制成一條雙金屬片，溫度變化時，因為兩種金屬片膨脹系數不同，兩金屬片伸長也不同而導致彎曲，使電路的開關閉合或斷開. ②應用：日光燈啟動器、電熨斗、電飯鍋中的自動控溫等. (2)光敏電阻傳感器 ①原理：光敏電阻的阻值隨光照強度的增強而減小，無光照時，光敏電阻阻值很大，流過電路的電流很小.有光照時，光敏電阻的阻值變小，電路中的電流增大.因此，根據電路中電流的大小，可以探知光的強弱.也可以在電路中達到進行自動控制的目的. ②應用：聲光控開關、電腦鼠標器、路燈控制等. (3)壓力傳感器 ①原理：電容器的電容隨兩極板間距離的變化而變化，這樣可將壓力大小轉換為電信號. ②應用 電容式壓力傳感器： 圖4－4－1是測定壓力F的電容式傳感器，待測壓力F作用于可動膜片電極上的時候，膜片發(fā)生形變，使極板間距離d發(fā)生變化，引起電容C的變化.知道C的變化，就可以知道F的變化情況. 電容式話筒： 圖4－4－1 原理：如圖4－4－2所示，Q是絕緣支架，薄金屬膜M和固定電極N形成一個電容器，被直流電源充電.當聲波使膜片振動時，電容發(fā)生變化，電路中形成變化的電流，于是聲信號就被話筒轉換為電信號輸出. 圖4－4－2 優(yōu)點：保真性好. 例1　家用電飯鍋使用的傳感器類型是(　　 ) A.溫度傳感器 B.紅外傳感器 C.聲音傳感器 D.濕度傳感器 答案　A 解析　家用電飯鍋需要溫度自動控制，所以使用了溫度傳感器，選項A正確. 針對訓練1　 下列器件不是應用溫度傳感器的是(　　 ) A.電熨斗 B.話筒 C.電飯鍋 D.測溫儀 答案　B 二、數字信號及其應用 1.數字信號的特點 (1)抗干擾能力強、容易加密； (2)便于用計算機處理； (3)不僅聲音，圖像和各種其他數據都可以轉變成數字信號.因此同一條通信線路可以綜合傳輸聲音、圖像和各種數據. 2.數字信號的應用 數字信號目前廣泛應用于因特網、數字電視和無線電通訊、遙控等領域. 例2　 數字信號比模擬信號具有的優(yōu)點是(　　) A.抗干擾能力強 B.容易加密 C.便于用計算機處理 D.傳輸簡單 答案　ABC 解析　數字信號較模擬信號抗干擾能力強，容易加密、安全，便于計算機處理，但傳輸比較復雜. 針對訓練2　在生活中打電話的電信號是__________信號，而發(fā)電報的電信號是________信號. 答案　模擬　數字 傳感器及其應用 1.下列說法不正確的是(　　) A.話筒是一種常用的聲傳感器，其作用是將電信號轉換為聲信號 B.電熨斗能夠自動控制溫度的原因是它裝有雙金屬片溫度傳感器，這種傳感器的作用是控制電路的通斷 C.電子秤所使用的測力裝置是壓力傳感器 D.熱敏電阻能夠把溫度這個熱學量轉換為電阻這個電學量 答案　A 解析　話筒將聲信號轉換為電信號，A錯誤；控制電熨斗溫度的是雙金屬片溫度傳感器，B正確；電子秤能夠測力是因它安裝有壓力傳感器，C正確；熱敏電阻的特點是溫度升高時，它的阻值減小，因此它可以將溫度這一非電學量轉換為電阻這一電學量，D正確. 2.通常當人走向商場或銀行的門口時，有的門就會自動打開，是因為門上安裝了下列哪種傳感器(　　) A.溫度傳感器 B.壓力傳感器 C.紅外線傳感器 D.聲音傳感器 答案　C 解析　人時刻在向四周輻射紅外線，當人靠近自動門時，門中安裝的紅外線傳感器會收到信息，控制自動門打開. 信息的記錄、處理和傳輸 3.大量信息的存儲和多用戶的使用對信息安全提出了嚴峻的挑戰(zhàn).下列四項中對計算機系統(tǒng)的信息危害最大的是(　　) A.內存大小 B.計算機病毒 C.電腦的存儲速度 D.電腦的計算速度 答案　B 解析　計算機病毒能夠修改、刪除計算機內的信息，嚴重時不能使計算機正常工作，因此對系統(tǒng)的信息危害最大. 4.下列各項與信息記錄有關的是(　　) A.信息的存儲量 B.信息的提取(讀出) C.存儲的可靠性 D.信息加密和防病毒 答案　ABCD 解析　信息的存儲量、提取、存儲的可靠性以及信息的加密和防病毒均與信息記錄有關. (時間：60分鐘) 題組一、傳感器及其應用 1.關于傳感器的下列說法正確的是(　　) A.所有傳感器都是由半導體材料做成的 B.金屬材料也可以制成傳感器 C.傳感器主要是通過感知電壓的變化來傳遞信號的 D.以上說法都不正確 答案　B 解析　半導體材料可以制成傳感器，其他材料也可以制成傳感器，所以A錯誤，B正確；傳感器不但能感知電壓的變化，還能感知力、溫度、光、聲、化學成分等非電學量，所以C錯誤. 2.下列關于人體感覺器官的說法正確的是(　　 ) A.視覺相當于人的光傳感器 B.嗅覺相當于人的溫度、氣味傳感器 C.味覺相當于人的聲音傳感器 D.聽覺相當于人的味傳感器 答案　AB 3.用遙控器調換電視機頻道的過程，實際上就是傳感器把光信號轉換為電信號的過程.下列屬于這類傳感器的是(　　) A.紅外線報警器 B.走廊照明燈的聲控開關 C.自動洗衣機中的壓力傳感器 D.電飯煲中控制加熱和保溫的溫控器 答案　A 解析　紅外線報警器是利用了光傳感器.走廊聲控開關應用了聲光傳感器.自動洗衣機應用了壓力傳感器.電飯煲中控制加熱和保溫的是溫度傳感器. 4.下列關于幾種傳感器的說法正確的是(　　) A.雙金屬溫度傳感器是用來控制溫度的，應用于日光燈啟動器 B.光敏電阻傳感器是用來控制光照強度的，應用于臥室 C.煙霧傳感器，應用于舞臺 D.聲光傳感器是用來控制光和聲音的，在樓道有應用 答案　AD 解析　雙金屬溫度傳感器利用不同膨脹系數的兩金屬溫度變化后伸長不同來實現(xiàn)對電路的斷開、閉合控制的，A正確；臥室中的燈在晚上休息時需要保持熄滅狀態(tài)，不能用光敏電阻來控制，B錯誤；舞臺上經常釋放大量煙霧，不能使用煙霧傳感器，C錯誤；晚上人上、下樓時需要點亮樓道中的燈，此過程可以通過聲光傳感器來實現(xiàn)，D正確. 5.為解決樓道的照明，在樓道內將一個傳感器與電燈控制電路相接，當晚上樓道內有人走動而發(fā)出聲響時，電燈與電源接通而發(fā)光，這種傳感器為________傳感器，它輸入的是________信號，經傳感器轉換后，輸出的是________信號. 答案　聲光　聲、光　電 解析　樓道中的電燈安裝的聲光控開關，主要構件為聲光傳感器.它將聲、光信號轉換為電信號，實現(xiàn)對電路的控制. 題組二、信息的記錄、處理和傳輸 6.下列關于模擬信號與數字信號說法正確的是(　　) A.模擬信號是機器模仿人的聲音的信號 B.數字信號是由阿拉伯數字組成的信號 C.可以在同一條通信線路上綜合傳輸聲音、圖像等多種模擬信號 D.電報的信號是一種數字信號 答案　D 解析　模擬信號是電信號的振幅隨信號變化的信號，A錯誤；數字信號是由“”和“－”組成的信號，B錯誤；數字信號可以在同一條線路上同時傳輸聲音、圖像，但模擬信號不能，C錯誤；電報是使用數字信號傳輸信息的，D正確. 7.數字電視與模擬電視相比較具有如下優(yōu)點(　　 ) A.高清晰度 B.網上瀏覽 C.收發(fā)郵件 D.信息處理 答案　ABCD 8.上世紀90年代中期，世界最大的計算機互聯(lián)網——因特網出現(xiàn)了爆炸式的發(fā)展，可見，因特網有許多用途，下列有哪些是可以在互聯(lián)網上實現(xiàn)的(　　 ) A.遠程教學 B.為身處世界各地的人召開電視會議 C.遠程醫(yī)療 D.可以虛擬一個人完全取代你，為你工作和賺錢 答案　ABC 9.如圖4－4－3所示，R1是一個熱敏電阻，下列說法正確的是(　　) 圖4－4－3 A.當R1處溫度升高時，電壓表示數變大 B.當R1處溫度升高時，電壓表示數減小 C.當R1處溫度降低時，電壓表示數沒有明顯變化 D.當R1處溫度降低時，電壓表示數減小 答案　AD 解析　溫度傳感器的原理：用半導體材料制成，電阻隨溫度變化明顯的熱敏電阻.熱敏電阻隨溫度升高電阻值減小，隨溫度降低電阻值增大.有些金屬的電阻率隨溫度的升高而增大，這樣的電阻亦可制成傳感器，稱熱電阻、熱敏電阻或金屬熱電阻，能夠把溫度這個熱學量轉換為電阻這個電學量. 10.唱卡拉OK用的話筒內有傳感器，其中有一種是動圈式的，它的工作原理是在彈性膜片后面粘接一個輕小的金屬線圈，線圈處于永磁體的磁場中，當聲波使膜片前后振動時，就將聲音信號轉變?yōu)殡娦盘?下列說法正確的是(　　) A.該傳感器是根據電流的磁效應進行工作的 B.該傳感器是根據電磁感應原理進行工作的 C.膜片振動時，穿過金屬線圈的磁通量不變 D.膜片振動時，金屬線圈中不會產生感應電流 答案　B 解析　當聲波使膜片前后振動時，膜片后的線圈就跟著振動，從而使處于永磁體磁場中的線圈切割磁感線，穿過線圈的磁通量變化，產生感應電流，從而將聲音信號轉化為電信號.可見這是利用了電磁感應原理，故只有B正確.