高中物理 4.4信息化社会课件 新人教版选修1-1

高中物理 4.4信息化社会课件 新人教版选修1-1内容摘要：

1、四、信息化社会 情景导入 课程目标 夜晚 , 楼道内漆黑一片。 但随着我们的脚步声响 , 楼道内的灯亮了 ; 我们登上一层楼 , 灯光照亮一层楼 , 而身后的灯则依次熄灭。 这种楼道灯控制装置好像能 “ 看见 ” 我们的到来 , 开灯迎接 ; 又好像能 “ 听 到 ” 我们的离去 , 关灯节能。 这种 “ 人性化 ” 的功能是靠什么实现的呢 ? 提示 : 靠电路中安装的一种能将声、光信号转换为电学量的传感器 声、光控延时开关实现的。 1 . 了解常见的传感器及其应用 , 体会传感器的应用给人们带来的方便。 2 . 了解信息的拾取、信息的传递、信息的处理、信息的记录的基础知识。 3 . 了解信息时代给 2、人们的生活和工作方式带来哪些变革。 一 二 三 一、信息的拾取和传感器 1 . 现代信息技术的三大基础是信息的 拾取 、 传输 和 处理。 2 . 传感器 ( 1 ) 概念 如图所示 , 能像人的感觉器官那样 感受 外界信息 , 进而可以代 替、补充、延伸人的感觉器官的器件或装置 , 就叫传感器。 一 二 三 ( 2 ) 几种常用的传感器 双金属温度传感器 : 把 两种热膨胀系数 不同的金属片贴合在一起 , 制成一条双金属片 , 温度变化时 , 两种金属片因膨胀或收缩不一样而发生弯曲 ,使电路的开关闭合或断开。 光敏电阻传感器 : 光的强弱会引起光敏电阻 阻值 的改变 , 从而根据电信号的变 3、化来探知光的强弱。 压力传感器 : 根据电容器的电容随 两极板间距离 的变化而改变的原理制成的。 待测压力作用于膜片上 , 膜片发生形变 , 使电容器两极板间的距离发生变化 , 引起电容器电容的变化 , 通过电子电路就能测出压力 的变化。 一 二 三 思考 超市里常用的电子秤用的是哪一种传感器 ? 提示 :压力传感器。 一 二 三 二、信息的传递、处理与记录 1 . 信息的传递 ( 1 ) 传送电磁波的三种方式 : 电缆 、光缆、 无线传输。 ( 2 ) 由于光的频率比无线电波的频率 高 得多 , 因此 光缆 可以传递大量信息 , 是目前发展最快的通信方式。 2 . 信息的处理 电信号分为 模 4、拟 信号和 数字 信号 , 其中 数字 信号抗干扰能力强 , 容易加密 , 便于计算机处理 , 所以一般要把 模拟 信号处理成 数字 信号进行数字通信。 思考 如图所示为 19 世纪初发明的电报机 , 电报是通信业务的一种 , 你知道电报是采用哪种信号工作的吗 ? 提示 :数字信号。 一 二 三 3 . 信息的记录 随着信息存储技术的发展 , 存储 容量 迅速增加 , 信息的存储和读出 速度大大提高 , 信息存储的可靠性也不断增强。 我们可以把各种信息大量存储起来 , 方便地提供给不同需要的人。 一 二 三 三、数字电视、信息时代 1 . 数字电视是利用 数字 信号传送的高清晰电视 , 可以给我 5、们带来更清晰的图像 , 更富临场效果的声音。 2 . 20 世纪 90 年代中期 , 世界上最大的计算机互联网 因特网 出现了爆炸式的发展 , 信息 作为一种重要的资源改变了我们的生活和工作方式。 探究 一 探究 二 探究一 信息的拾取与传感器 问题导引 恒温孵化器要保持禽蛋的温度在一定范围内 , 需要用到什么传感器 ? 楼道自动开关的功能是 : 晚上 , 有人经过楼道 , 开关自动接通 ; 白天 , 不管是否有人经过楼道 , 开关都是断开的 , 这需要用什么传感器来完成 ? 提示 :温度传感器 ,声音传感器和光敏电阻传感器。 探究 一 探究 二 名师精讲 1 . 信息的拾取 人类信息的拾取借 6、助于感觉器官 , 通过五种感觉 ( 视觉、听觉、触觉、味觉、嗅觉 ) 接收外界的信息 , 并由神经系统将这些信号传递给大脑 , 在人脑中将这些信息进行处理 , 然后发出命令传递给肌体 , 做出动作。 探究 一 探究 二 2 . 传感器 ( 1 ) 定义 传感器是指这样一类元 件 : 它能够 “ 感受 ” 诸如力、温度、光、声、化学成分等非电学量 , 并能把它们按照一定的规律转换为电压、电流等电学量 ,或转换为电路的通断。 ( 2 ) 工作过程 传感器是通过敏感元件感知非电学量 , 借助转换元件通过转换电路将其转换为电学量 , 其工作过程如下 : 非电学量 敏感元件 转换元件 转换电路 电学量 7、探究 一 探究 二 ( 3 ) 几种常用的传感器及工作原理 双金属温度传感器 如图所示是控制温度用的双金属温度传感器。 把两种不同热膨胀系数的金属片贴合在一起 , 制成一条双金属片 , 温度变化时 , 因为两种金属片伸长不一样而发生弯曲 , 导致电路的接通或断开。 日光灯启动器里有一个双金属温度传感器 探究 一 探究 二 光敏电阻传感器 光敏电阻的阻值能随光照的强度而变化 , 将其连入电路中 , 根据电流的大小 , 可探知光的强弱 , 进而自动控制电路。 压力传感器 电容器的电容随两极板间的距离的变化而变化 , 根据这个原理可以制成压力传感器。 如图 , 使待测压力作用于膜片上 , 膜片发生形变 8、 , 使电容器两极板间的距离发生变化 , 引起电容器电容的变化 , 通过电子电路就能测出压力的变化。 电容式压力传感器 探究 一 探究 二 【例题 1 】 用遥控器调换电视机的频道的过程 , 实际上就是传感器把光信号转为电信号的过程。 下列属于这类传感器的是 ( ) A. 红外报警装置 B. 走廊照明灯的声控开关 C. 自动洗衣机中的压力传感装置 D. 电饭煲中控制加热和保温的温控器 解析 :红外线报警装置和电视机遥控器都是将光信号转化为电信号的元件 ,选项 A 正确 ;声控开关是将声信号转化为电信号 ,选项 B 错误 ;选项 分别是压力传感器和温度传感器 ,所以 C 、 D 错误。 答案 : 9、A 题后反思 处理这类题目的关键是认真阅读课本 ,了解各类传感器的工作原理 ,然后结合题目所给的具体情境分析各类传感器是把怎样的非电学量转化为电学量 ,进而判断传感器的种类。 探究 一 探究 二 探究二 信息的传递、处理与记录 问题导引 鸽子能传递信件 , 古代的烽火台可以传递信息 , 在当今社会里信息的传递是怎么样的呢 ? 提示 :当今的社会里信息的传递方式很多 ,既有传统的传递方式 ,像书籍、报纸、杂志等 ;也有现代的传递方式 ,像无线电波、光缆、卫星通信等。 探究 一 探究 二 名师精讲 1 . 信息的传递 人类进行通信的历史已很悠久 , 早在远古时期 , 人们就通过简单的语言、壁画等方 10、式交换信息。 千百年来 , 人们一直在用语言、图符、钟鼓、烟火、竹简、纸书等传递信息 , 在现代社会中 , 交警的指挥手语、航海中的旗语等不过是古老通信方式进一步发展的结果 , 这些信息传递的基本方式都是依靠人的视觉与听觉。 由于电磁理论和技术的发展 , 人们开始利用电来传递信息。 1 8 4 4 年电报的发明揭开了电信的序幕 , 电磁波的应用又使无线通信成为现实 , 电磁波的频率越高 , 相同时间传递信息量越大 , 因此光缆可以传递大量信息。 探究 一 探究 二 2 . 信息的处理 ( 1 ) 模拟信号 : 我们对着话筒讲话 , 话筒输出音频信号 , 音频信号电流 ( 或电压 ) 的振幅是随着 11、振动而变化的 , 电信号在 “ 模拟 ” 着声信号 , 叫作模拟信号 , 如图所示。 ( 2 ) 数字信号 : 电报的工作方式与电话不同 , 它只有点 “ ” 与画 “ ”。 不同的点与画的组合 , 代表不同的意思 , 电报的信号是一种数字信号。 数字信号抗干扰能力强、容易加密 , 便于用计算机处理。 此外 , 不仅声音 , 图像和各种数据也可以转化为数字信号 , 因此同一条通信线路可以综合传输声音、图像和各种数据。 探究 一 探究 二 3 . 信息的记录 随着计算机的发展 , 人们利用二进制数字简洁的特点 , 将二进制数字与信息通过公式转换进行关系对应 , 从而能利用磁性存储介质 ( 磁盘 ) 12、 、光学存储介质 ( 光盘 ) 或电子信息存贮介质 ( 内存、 U 盘 ) 进行记录 , 不仅如此 , 结合计算机网络技术 , 还可以实现信息的广泛交流和共享。 大量信息的集中存储和多用户共同使用 , 对信息安全提出了严峻 的挑战。 由于计算机系统发生故障而导致经济损失的事例时有所闻 , 甚至还有利用信息技术进行犯罪活动的案件。 计算机病毒的传播造成的信息丢失事件每天都在发生 ; 信息加密和防病毒等各种安全技术 , 在社会信息化过程中接受挑战、逐步得到发展。 探究 一 探究 二 【例题 2 】 有定值电阻、热敏电阻、光敏电阻三只元件 , 将这三只元件分别接入如图所示电路中的 A 、 B 两点后 , 13、用黑纸包住元件或者把元件置入热水中 , 观察欧姆表的示数 ,下列说法中正确的是 ( ) A. 置入热水中与不置入热水中相比 , 欧姆表示数变化较大 , 这只元件是热敏电阻 B. 置入热水中与不置入热水 中相比 , 欧姆表示数不变化 , 这只元件一定是定值电阻 C. 用黑纸包住元件与不用黑纸包住元件相比 , 欧姆表示数变化较大 , 这只元件一定是光敏电阻 D . 用黑纸包住元件与不用黑纸包住元件相比 , 欧姆表示数相同 , 这只元件一定是定值电阻 探究 一 探究 二 解析 :热敏电阻的阻值随温度变化而变化 ,定值电阻和光敏电阻的阻值不随温度变化而变化 ;光敏电阻的阻值随光照变化而变化 ,定值电阻 14、和热敏电阻的阻值不随光照变化而变化。 答案 : 题后反思 热敏电阻的阻值随温度的变化而变化 ,却不随光照变化而变化 ;同理光敏电阻的阻值随光照变化而变化 ,却不随温度的变化而变 化。 熟练掌握各种敏感元件的性质是处理此类传感器问题的关键。 1 2 3 4 1 . 自动门、生命探测器、家电遥控系统、防盗防火报警器都使用了 ( ) A. 温度传感器 B. 生物传感器 C. 红外线传感器 D. 压力传感器 解析 :人体能够发出红外线 ,题中的传感器都能感受红外线 ,将光信号转变成电信号 ,因此是红外线传感器。 答案 : C 1 2 3 4 2 . 唱卡拉 的话筒内有传感器 , 其中有一种是动圈式的 , 15、 它的工作原理是在弹性膜片后面粘接一个轻小的金属线圈 , 线圈处于永磁体的磁场中 , 当声波使膜片前后振动时 , 就将声音信号转变为电信号 , 下列说法正确的是( ) A. 该传感器是根据电流的磁效应工作的 B. 该传感器是根据电磁感应原理工作的 C. 膜片振动时 , 穿过金属线圈的磁通量不变 D. 膜片振动时 , 金属线圈中不会产生感应电流 解析 :当声波使膜片前后振动时 ,膜片后的金属线圈就跟着振动 ,使处于永磁体的磁场中的线圈切割磁感线 ,穿过线圈的磁通量发生改变 ,产生感应电流 ,从而将声音信号转化为 电信号。 可见它是利用电磁感应原理工作的 ,故选项B 正确 ,选项 A 、 C 、 D 均错误。 答案 : B 1 2 3 4 3 . 下列关于信息传递的说法中 , 正确的是 ( ) A. 声、光和电磁波中 , 只有电磁波能够传递信息 B. 固定电话、移动电话、广播和电视都是利用导线中的电流传递信息的 C. 摄像机拍得的物体图像 , 直接通过发射天线发射传。