《第1節(jié) 現(xiàn)代順風(fēng)耳-電話》示范課教學(xué)設(shè)計(jì)【初中物理人教版九年級(jí)】

5/5第1節(jié)現(xiàn)代順風(fēng)耳——電話教學(xué)設(shè)計(jì)一、教學(xué)目標(biāo)1．了解電話是怎樣把信息傳遞到遠(yuǎn)方的。2．了解電話交換機(jī)的作用。3．了解模擬通信和數(shù)字通信的作用。二、教學(xué)重點(diǎn)及難點(diǎn)重點(diǎn)：電流把信息傳到遠(yuǎn)方。難點(diǎn)：數(shù)字通信和模擬通信。三、教學(xué)用具多媒體課件等。四、相關(guān)資源圖片等。五、教學(xué)過程【課堂引入】古代，遇到大規(guī)模的敵人入侵時(shí)，士兵們常在“烽火臺(tái)”上點(diǎn)起煙火，向遠(yuǎn)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(yuǎn)方現(xiàn)代社會(huì)傳遞信息的方法有電話、手機(jī)、網(wǎng)絡(luò)，大大方便了人們的交流。其中，電話是現(xiàn)代社會(huì)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(dāng)我們使用電話時(shí)，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(hào)變成變化的電流。它是怎樣轉(zhuǎn)換的呢？實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)下面我們做一個(gè)簡單的實(shí)驗(yàn)。這個(gè)實(shí)驗(yàn)由電源、炭棒、透明紙膜和燈泡組成閉合回路。實(shí)驗(yàn)分析：敲擊紙膜，觀察燈泡的發(fā)光情況。當(dāng)紙膜振動(dòng)時(shí)，小燈泡發(fā)生明暗的變化，這說明紙膜的振動(dòng)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(hào)引起話筒膜片的振動(dòng)，導(dǎo)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(dǎo)致電磁鐵磁性強(qiáng)弱發(fā)生變化，帶動(dòng)聽筒膜片的振動(dòng)，從而聽到聲音。2．動(dòng)圈式話筒與揚(yáng)聲器通過學(xué)習(xí)，我們知道話筒和聽筒都是利用了聲信號(hào)與電信號(hào)的相互轉(zhuǎn)化。在生活中，除了電話，我們還經(jīng)常會(huì)用到這些電子設(shè)備，例如話筒和揚(yáng)聲器。話筒的種類繁多，常見的有動(dòng)圈式話筒（如圖所示）。它的原理是通過聲音使膜片振動(dòng)，與膜片相連的線圈也跟著一起振動(dòng)，線圈切割磁感線就會(huì)產(chǎn)生隨聲音的變化而變化的電流。如圖所示，揚(yáng)聲器的原理是：線圈中的電流方向不斷改變，導(dǎo)致線圈因受力的方向不斷改變而不斷振動(dòng)，就會(huì)帶動(dòng)紙盆振動(dòng)，揚(yáng)聲器就發(fā)出了聲音。（二）電話交換機(jī)1．電話剛問世的時(shí)候，一部話機(jī)要與多少部話機(jī)通話，就要有多少對(duì)電話線與之相連。設(shè)想一個(gè)地區(qū)有5部電話，要使這5部話機(jī)中任意兩部都能互相通話，需要架設(shè)多少對(duì)電話線呢？答案是10對(duì)。隨著現(xiàn)在電話的普及，這樣的方法搭建電話線數(shù)量實(shí)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(jī)之間都能實(shí)現(xiàn)通話呢？利用電話交換機(jī)就能達(dá)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(jī)。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(jī)來轉(zhuǎn)接的。3．電話交換機(jī)的工作原理我們來看一下電話交換機(jī)是怎樣工作的？同一地區(qū)的電話都接到一臺(tái)交換機(jī)上，每部電話都編上號(hào)碼，也就是我們生活中所說的電話號(hào)碼。如現(xiàn)在編號(hào)為1的電話和編號(hào)為3的電話需要進(jìn)行通話，撥號(hào)后電話交換機(jī)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(jī)通話使用。那如果是不同地區(qū)間的電話要實(shí)現(xiàn)通話呢？我們可以在一臺(tái)交換機(jī)與另一臺(tái)交換機(jī)之間搭起若干對(duì)電話線，這時(shí)需要在話機(jī)編號(hào)前加上區(qū)號(hào)，如北京的區(qū)號(hào)010，上海的區(qū)號(hào)021，區(qū)號(hào)其實(shí)就相當(dāng)于是電話交換機(jī)的編號(hào)?，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(hào)，這樣北京的電話交換機(jī)就會(huì)自動(dòng)的接通上海的電話交換機(jī)，再連接到該交換機(jī)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(shí)現(xiàn)通話了。4．“占線”現(xiàn)象打電話時(shí)，常常出現(xiàn)“占線”現(xiàn)象。實(shí)際上，當(dāng)時(shí)對(duì)方的話機(jī)并不一定在使用，而常常是兩臺(tái)交換機(jī)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(gè)現(xiàn)象在打長途電話時(shí)比較常見。5．電話交換機(jī)的發(fā)展電話交換機(jī)已從最初的人工手動(dòng)交換發(fā)展為電磁繼電器自動(dòng)交換，再到如今的計(jì)算機(jī)自動(dòng)程控交換?，F(xiàn)在，我們使用的都是程控電話交換機(jī)，它已不再僅僅是為我們搭線，此外，它還具有縮位撥號(hào)、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(hào)我們都打過電話，那么電話信號(hào)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(gè)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(hào)和數(shù)字信號(hào)嗎？話筒將音叉發(fā)出的聲音轉(zhuǎn)換成信號(hào)電流時(shí)，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(hào)叫做模擬信號(hào)，使用模擬信號(hào)的通信方式叫做模擬通信。模擬信號(hào)的優(yōu)點(diǎn)是直觀且容易實(shí)現(xiàn)，但在長距離傳輸和多次加工、放大的過程中，信號(hào)電流的波形會(huì)改變，從而使信號(hào)丟失一些信息，表現(xiàn)為聲音、圖像失真，嚴(yán)重時(shí)會(huì)使通信中斷。2．?dāng)?shù)字信號(hào)莫爾斯電碼是一種時(shí)通時(shí)斷的信號(hào)代碼，通過不同的排列順序來表達(dá)不同的英文字母、數(shù)字和標(biāo)點(diǎn)符號(hào)。它是一種早期的數(shù)字通信形式。例如，用點(diǎn)和畫的組合代表各種數(shù)字和字母。于是，一系列點(diǎn)和畫的組成的信號(hào)就可以代表一個(gè)完整的句子。電報(bào)信號(hào)就是這樣組成的。國際通用的求救信號(hào)SOS，三個(gè)字母并非單詞的縮寫，只是因?yàn)槠潆姶a是三短三長再三短,在電報(bào)發(fā)送中最容易發(fā)出和識(shí)別。做一做：破譯密碼游戲用兩位數(shù)分別代表26個(gè)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(gè)數(shù)字對(duì)應(yīng)的字母或符號(hào)，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(hào)的不同組合表示的信號(hào)，叫做數(shù)字信號(hào)。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(jī)上網(wǎng)、電話視頻、網(wǎng)絡(luò)會(huì)議以及數(shù)字電視等都是通過數(shù)字通信系統(tǒng)來進(jìn)行信號(hào)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(hào)只包含兩種不同的狀態(tài)，形式簡單，抗干擾能力強(qiáng)，便于計(jì)算機(jī)管理，通信的保密性得到了加強(qiáng)，能適應(yīng)各種通信的要求。典型例題1．電話機(jī)的聽筒是根據(jù)下列哪種原理制成的（）A．電磁感應(yīng)原理 B．電流的磁效應(yīng) C．電流的熱效應(yīng) D．通電導(dǎo)體在磁場中受力解析：當(dāng)隨音頻變化的電流通過聽筒的螺線管時(shí)，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(huì)發(fā)生變化，從而帶動(dòng)鐵片振動(dòng)發(fā)出聲音，即電話機(jī)的聽筒是根據(jù)電流的磁效應(yīng)原理制成的。答案：B。2．關(guān)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(duì)話筒說話時(shí)，聲波使膜片振動(dòng)③電阻忽大忽?、艽朋w對(duì)鐵片的吸引力忽大忽小，使鐵片振動(dòng)，振動(dòng)情形和對(duì)方說話相同⑤在電路中產(chǎn)生了強(qiáng)弱按聲音振動(dòng)而變化的電流A．①②③④⑤ B．②①③⑤④ C．②①④③⑤ D．①②③⑤④解析：當(dāng)人對(duì)著話筒說話時(shí)，聲波使話筒里振動(dòng)膜做相應(yīng)振動(dòng)，使金屬盒里的碳粒發(fā)生忽松忽緊地?cái)D壓變化，它的電阻也就隨之發(fā)生忽大忽小的變化，這時(shí)電路里就產(chǎn)生了強(qiáng)弱按聲音振動(dòng)而變化的電流，使聽筒中磁體對(duì)膜片的吸引力忽大忽小，使膜片振動(dòng)，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(hào)中不屬于數(shù)字信號(hào)的是（）A．古代，士兵們常在“烽火臺(tái)”上點(diǎn)起煙火，向遠(yuǎn)處的同伴傳遞敵人來犯的消息 B．電話機(jī)把說話聲音變?yōu)殡娦盘?hào)傳給電話交換機(jī) C．漢字電報(bào)碼 D．海員舉起的紅色小旗或藍(lán)色小旗向?qū)Ψ酱槐硎镜男畔⒔馕觯汗糯?，士兵們常在“烽火臺(tái)”上點(diǎn)起煙火，用不同數(shù)量的烽火傳達(dá)不同的信息的，屬于利用數(shù)字信號(hào)來傳遞的，故A不符合題意；電話機(jī)用電流傳遞的信號(hào)叫做模擬信號(hào)，故B符合題意；漢字電報(bào)碼發(fā)出的信號(hào)是不連續(xù)的，是分立的信號(hào)，屬于數(shù)字信號(hào)，故C不符合題意；