《第1節(jié) 現(xiàn)代順風耳-電話》示范課教學設計【初中物理人教版九年級】

5/5第1節(jié)現(xiàn)代順風耳——電話教學設計一、教學目標1．了解電話是怎樣把信息傳遞到遠方的。2．了解電話交換機的作用。3．了解模擬通信和數(shù)字通信的作用。二、教學重點及難點重點：電流把信息傳到遠方。難點：數(shù)字通信和模擬通信。三、教學用具多媒體課件等。四、相關資源圖片等。五、教學過程【課堂引入】古代，遇到大規(guī)模的敵人入侵時，士兵們常在“烽火臺”上點起煙火，向遠處的同伴們傳遞“敵人來犯”的消息。古代人用烽火傳遞信息，我們現(xiàn)代人用哪些方法傳遞信息？你知道這些方法的原理嗎？【新知講解】（一）電流把信息傳到遠方現(xiàn)代社會傳遞信息的方法有電話、手機、網(wǎng)絡，大大方便了人們的交流。其中，電話是現(xiàn)代社會傳遞信息的重要工具。早在1876年，美國發(fā)明家貝爾發(fā)明了電話。照片是1892年他在紐約至芝加哥的電話開通儀式上向人們演示電話。1．話筒和聽筒的工作原理當我們使用電話時，說話人的聲音是怎樣傳到接聽人耳中的呢？這就需要話筒。話筒主要由膜片和炭粒組成。它的功能是把聲音信號變成變化的電流。它是怎樣轉(zhuǎn)換的呢？實驗設計下面我們做一個簡單的實驗。這個實驗由電源、炭棒、透明紙膜和燈泡組成閉合回路。實驗分析：敲擊紙膜，觀察燈泡的發(fā)光情況。當紙膜振動時，小燈泡發(fā)生明暗的變化，這說明紙膜的振動引起了電路中電流的變化。話筒的工作原理：人說話的聲音信號引起話筒膜片的振動，導致碳盒電阻發(fā)生變化，最后形成變化的電流。聽筒的工作原理：聽筒接收到變化的電流，導致電磁鐵磁性強弱發(fā)生變化，帶動聽筒膜片的振動，從而聽到聲音。2．動圈式話筒與揚聲器通過學習，我們知道話筒和聽筒都是利用了聲信號與電信號的相互轉(zhuǎn)化。在生活中，除了電話，我們還經(jīng)常會用到這些電子設備，例如話筒和揚聲器。話筒的種類繁多，常見的有動圈式話筒（如圖所示）。它的原理是通過聲音使膜片振動，與膜片相連的線圈也跟著一起振動，線圈切割磁感線就會產(chǎn)生隨聲音的變化而變化的電流。如圖所示，揚聲器的原理是：線圈中的電流方向不斷改變，導致線圈因受力的方向不斷改變而不斷振動，就會帶動紙盆振動，揚聲器就發(fā)出了聲音。（二）電話交換機1．電話剛問世的時候，一部話機要與多少部話機通話，就要有多少對電話線與之相連。設想一個地區(qū)有5部電話，要使這5部話機中任意兩部都能互相通話，需要架設多少對電話線呢？答案是10對。隨著現(xiàn)在電話的普及，這樣的方法搭建電話線數(shù)量實在太大了。2．怎樣能夠減少電話線的數(shù)量，并能保證任意兩部話機之間都能實現(xiàn)通話呢？利用電話交換機就能達到這樣的效果。為了提高線路的利用率人們發(fā)明了電話交換機。現(xiàn)在，除特殊需要的極少數(shù)電話還要通過專線連接外，一般電話之間都是通過電話交換機來轉(zhuǎn)接的。3．電話交換機的工作原理我們來看一下電話交換機是怎樣工作的？同一地區(qū)的電話都接到一臺交換機上，每部電話都編上號碼，也就是我們生活中所說的電話號碼。如現(xiàn)在編號為1的電話和編號為3的電話需要進行通話，撥號后電話交換機把1和3的電話線接通，通話完畢再將線路斷開以供其他話機通話使用。那如果是不同地區(qū)間的電話要實現(xiàn)通話呢？我們可以在一臺交換機與另一臺交換機之間搭起若干對電話線，這時需要在話機編號前加上區(qū)號，如北京的區(qū)號010，上海的區(qū)號021，區(qū)號其實就相當于是電話交換機的編號?，F(xiàn)在北京的用戶要給上海的用戶打電話，首先需要撥通上海的區(qū)號，這樣北京的電話交換機就會自動的接通上海的電話交換機，再連接到該交換機下的用戶，通話完畢再將線路斷開，這樣不同地區(qū)間的用戶就能實現(xiàn)通話了。4．“占線”現(xiàn)象打電話時，常常出現(xiàn)“占線”現(xiàn)象。實際上，當時對方的話機并不一定在使用，而常常是兩臺交換機之間有太多的用戶要通話，他們之間的電話線不夠用了，因此，這個現(xiàn)象在打長途電話時比較常見。5．電話交換機的發(fā)展電話交換機已從最初的人工手動交換發(fā)展為電磁繼電器自動交換，再到如今的計算機自動程控交換?，F(xiàn)在，我們使用的都是程控電話交換機，它已不再僅僅是為我們搭線，此外，它還具有縮位撥號、呼叫轉(zhuǎn)移、來電顯示等功能，為人們的生活帶來了很大的方便。（三）模擬通信和數(shù)字通信1．模擬信號我們都打過電話，那么電話信號是怎樣傳輸?shù)哪兀课覀冊谏钪谐Ｂ牭健澳M”和“數(shù)字”這兩個詞，電話也分為模擬電話和數(shù)字電話兩種。那你知道什么是模擬信號和數(shù)字信號嗎？話筒將音叉發(fā)出的聲音轉(zhuǎn)換成信號電流時，音叉與電流的頻率、振幅的變化情況完全一樣。這種電流傳遞的信號叫做模擬信號，使用模擬信號的通信方式叫做模擬通信。模擬信號的優(yōu)點是直觀且容易實現(xiàn)，但在長距離傳輸和多次加工、放大的過程中，信號電流的波形會改變，從而使信號丟失一些信息，表現(xiàn)為聲音、圖像失真，嚴重時會使通信中斷。2．數(shù)字信號莫爾斯電碼是一種時通時斷的信號代碼，通過不同的排列順序來表達不同的英文字母、數(shù)字和標點符號。它是一種早期的數(shù)字通信形式。例如，用點和畫的組合代表各種數(shù)字和字母。于是，一系列點和畫的組成的信號就可以代表一個完整的句子。電報信號就是這樣組成的。國際通用的求救信號SOS，三個字母并非單詞的縮寫，只是因為其電碼是三短三長再三短,在電報發(fā)送中最容易發(fā)出和識別。做一做：破譯密碼游戲用兩位數(shù)分別代表26個英文字母，例如01表示“A”，02表示“B”；03表示“C”……25表示“Y”；26表示“Z”；00表示空格；27表示“，”；28表示“！”找出密碼中每個數(shù)字對應的字母或符號，然后再一一排列起來。密碼：141500160109141927141500070109141928答案就是：Nopains，nogains！沒有付出，就沒有收獲！像這樣，用不同符號的不同組合表示的信號，叫做數(shù)字信號。這種通信方式叫做數(shù)字通信。數(shù)字通信是一種既現(xiàn)代又古老的通信方式，烽火、旗語、我們?nèi)粘Ｉ钪械碾娔X、手機上網(wǎng)、電話視頻、網(wǎng)絡會議以及數(shù)字電視等都是通過數(shù)字通信系統(tǒng)來進行信號傳輸?shù)摹?shù)字通信比模擬通信有較大的優(yōu)勢，數(shù)字信號只包含兩種不同的狀態(tài)，形式簡單，抗干擾能力強，便于計算機管理，通信的保密性得到了加強，能適應各種通信的要求。典型例題1．電話機的聽筒是根據(jù)下列哪種原理制成的（）A．電磁感應原理 B．電流的磁效應 C．電流的熱效應 D．通電導體在磁場中受力解析：當隨音頻變化的電流通過聽筒的螺線管時，螺線管的磁性發(fā)生變化，通電螺線管和永磁體之間的磁力也會發(fā)生變化，從而帶動鐵片振動發(fā)出聲音，即電話機的聽筒是根據(jù)電流的磁效應原理制成的。答案：B。2．關于電話的工作過程，有如下幾句話，正確的排列順序是（）①膜片忽松忽緊擠壓碳粒②人對話筒說話時，聲波使膜片振動③電阻忽大忽小④磁體對鐵片的吸引力忽大忽小，使鐵片振動，振動情形和對方說話相同⑤在電路中產(chǎn)生了強弱按聲音振動而變化的電流A．①②③④⑤ B．②①③⑤④ C．②①④③⑤ D．①②③⑤④解析：當人對著話筒說話時，聲波使話筒里振動膜做相應振動，使金屬盒里的碳粒發(fā)生忽松忽緊地擠壓變化，它的電阻也就隨之發(fā)生忽大忽小的變化，這時電路里就產(chǎn)生了強弱按聲音振動而變化的電流，使聽筒中磁體對膜片的吸引力忽大忽小，使膜片振動，從而把變化的電流轉(zhuǎn)化為聲音。結(jié)合題目敘述，正確的順序就是②①③⑤④。答案：B。3．下列信號中不屬于數(shù)字信號的是（）A．古代，士兵們常在“烽火臺”上點起煙火，向遠處的同伴傳遞敵人來犯的消息 B．電話機把說話聲音變?yōu)殡娦盘杺鹘o電話交換機 C．漢字電報碼 D．海員舉起的紅色小旗或藍色小旗向?qū)Ψ酱槐硎镜男畔⒔馕觯汗糯勘鴤兂Ｔ凇胺榛鹋_”上點起煙火，用不同數(shù)量的烽火傳達不同的信息的，屬于利用數(shù)字信號來傳遞的，故A不符合題意；電話機用電流傳遞的信號叫做模擬信號，故B符合題意；漢字電報碼發(fā)出的信號是不連續(xù)的，是分立的信號，屬于數(shù)字信號，故C不符合題意；