21.1 現(xiàn)代順風(fēng)耳-電話（導(dǎo)學(xué)案）-九年級(jí)物理全一冊(cè)同步備課系列（人教版）【教師版】

21.1現(xiàn)代順風(fēng)耳—電話（導(dǎo)學(xué)案）【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1.了解電話是怎樣把信息傳遞到遠(yuǎn)方的。2.了解知道電話交換機(jī)的作用。3.知道模擬通信和數(shù)字通信，了解它們的基本區(qū)別?！緦W(xué)習(xí)重點(diǎn)】電流把信息傳到遠(yuǎn)方。【學(xué)習(xí)難點(diǎn)】數(shù)字通信和模擬通信。【自主預(yù)習(xí)】閱讀教材，完成以下問題：1.電話（1）1876年，美國(guó)科學(xué)家貝爾發(fā)明了電話。（2）最簡(jiǎn)單的電話由話筒和聽筒組成，話筒把聲音轉(zhuǎn)換成變化的電流，電流沿著導(dǎo)線把信息傳到遠(yuǎn)方。在另一端，電流使聽筒的膜片振動(dòng)，攜帶信息的電流又轉(zhuǎn)換成了聲音。（3）話筒原理：當(dāng)你對(duì)著話筒說話時(shí)，聲波使膜片振動(dòng)，膜片忽松忽緊地?cái)D壓碳粒，電阻隨之發(fā)生變化，在電路中產(chǎn)生隨聲音振動(dòng)而變化的電流，話筒相當(dāng)于一個(gè)可變電阻器。（4）聽筒原理：聽筒內(nèi)有一個(gè)電磁鐵，電磁鐵上繞著線圈，并吸引一塊薄鐵膜片。當(dāng)從話筒中傳來隨說話聲音的振動(dòng)而產(chǎn)生強(qiáng)弱變化的電流時(shí)，電磁鐵對(duì)膜片的吸引力大小也發(fā)生變化，使膜片振動(dòng)起來，產(chǎn)生和對(duì)方說話聲音相同的聲音，把電信號(hào)轉(zhuǎn)換為聲信號(hào)。2.電話交換機(jī)（1）作用：減少電話線的數(shù)量，提高線路的利用率。便于通話時(shí)接通，通話完畢斷開。（2）早期的電話交換機(jī)是由話務(wù)員手工操作來接線和斷線的，工作效率低，勞動(dòng)強(qiáng)度大?，F(xiàn)代的程控電話交換機(jī)利用了電子計(jì)算機(jī)技術(shù)，能按用戶所撥的號(hào)碼自動(dòng)接通話機(jī)。3．模擬通信與數(shù)字通信（1）在用話筒將聲音轉(zhuǎn)變成信號(hào)電流時(shí)，電流的頻率、振幅變化情況與聲音的頻率、振幅變化情況完全一樣，“模仿”聲信號(hào)的電信號(hào)就是模擬信號(hào)，用這種信號(hào)進(jìn)行通信的方式就是模擬通信。（2）用不同符號(hào)的不同組合表示的信號(hào)叫數(shù)字信號(hào)，這種通信方式叫數(shù)字通信?，F(xiàn)代的電話已經(jīng)全部采用數(shù)字信號(hào)進(jìn)行傳輸和處理。【合作探究】探究一、電流把信息傳到遠(yuǎn)方【觀察電話機(jī)模型】最簡(jiǎn)單的電話由哪些元件構(gòu)成的？工作原理是什么？它是怎樣把信息傳遞到遠(yuǎn)方的呢？1.電話的結(jié)構(gòu)及工作原理最簡(jiǎn)單的電話由話筒和聽筒組成。為了完成通話，話筒和聽筒之間要連上一對(duì)電話線。話筒把聲音轉(zhuǎn)換成變化的電流，電流沿著導(dǎo)線把信息傳到遠(yuǎn)方。在另一端，電流使聽筒的膜片振動(dòng)，攜帶信息的電流又轉(zhuǎn)換成了聲音。電話電話話筒聽筒（1）話筒①主要組成：碳粒和膜片等。②作用：把聲信號(hào)變成電信號(hào)（即變化的電流）。③工作原理：當(dāng)人對(duì)著話筒講話時(shí)，聲波使膜片振動(dòng)，膜片忽松忽緊地?cái)D壓碳粒，電阻隨之發(fā)生變化，在電路中產(chǎn)生隨聲音振動(dòng)而變化的電流，話筒相當(dāng)于一個(gè)可變電阻器。（2）聽筒①主要組成：電磁鐵、膜片。②作用：把電信號(hào)還原成聲信號(hào)。③工作原理：當(dāng)從話筒中傳來隨說話聲音的振動(dòng)而產(chǎn)生強(qiáng)弱變化的電流時(shí)，電磁鐵對(duì)膜片的吸引力大小也發(fā)生變化，使膜片振動(dòng)起來，產(chǎn)生和對(duì)方說話聲音相同的聲音，把電信號(hào)轉(zhuǎn)換為聲信號(hào)。2.電話機(jī)工作電路圖同一部電話中，話筒和聽筒是并聯(lián)的；兩部電話中（對(duì)方的電話），話筒與對(duì)方的聽筒是串聯(lián)的，對(duì)方的話筒與自己的聽筒是串聯(lián)的（選填“串聯(lián)”或“并聯(lián)”）?！纠}1】關(guān)于電話的工作過程，有如下描述：①膜片忽松忽緊，擠壓碳粒；②人對(duì)著話筒說話時(shí)，聲波使膜片振動(dòng)；③電阻忽大忽?。虎艽盆F對(duì)鐵片的吸引力忽大忽小，使鐵片振動(dòng)，振動(dòng)情形與說話情形相同；⑤在電路中產(chǎn)生強(qiáng)弱按聲音的振動(dòng)而變化的電流。合理的順序是（D）A．①②③④⑤ B．②①④③⑤C．①②③⑤④D．②①③⑤④【解析】電話的工作過程是：人對(duì)著話筒說話時(shí)，聲波使膜片振動(dòng)；膜片忽松忽緊，擠壓碳粒；電阻忽大忽??；在電路中產(chǎn)生強(qiáng)弱按聲音的振動(dòng)而變化的電流；使聽筒中的磁鐵對(duì)鐵片的吸引力忽大忽小，使鐵片振動(dòng)，振動(dòng)情形與說話情形相同；故合理順序?yàn)棰冖佗邰茛?，故ABC不符合題意，D符合題意。所以選D。探究二、電話交換機(jī)【想一想】一個(gè)地區(qū)有5部電話，要使這5部話機(jī)中的任意兩部都能互相通話，要架設(shè)多少對(duì)電話線？1.電話交換機(jī)的作用【分析】如果一部話機(jī)只能固定地同另一部話機(jī)接通，要使這5部話機(jī)中的任意兩部都能互相通話，必須把這5部電話兩兩連接起來，一部電話要引出4對(duì)線，5部電話就是20對(duì)線，但有一半重復(fù)了，所以要架設(shè)10對(duì)電話線.【想一想】你能否想出一個(gè)辦法，要盡量減少線路的數(shù)量，但仍能保證5部電話中的任意兩部可以相互通話（這時(shí)其他幾部暫不能通話）？【分析】采用電話交換機(jī)，可以減少線路數(shù)量，每部電話與交換機(jī)相連就可以實(shí)現(xiàn)任意兩部之間的通話，需要5對(duì)電話線即可，如圖所示。電話交換機(jī)的作用：減少電話線的數(shù)量，提高線路的利用率。便于通話時(shí)接通，通話完畢斷開。2.電話交換機(jī)的連接（1）一個(gè)地區(qū)的電話都接到同一臺(tái)交換機(jī)上，每部電話都編上號(hào)碼。使用時(shí)，交換機(jī)把需要通話的兩部電話接通，通話完畢再將線路斷開。（2）如果在一臺(tái)交換機(jī)與另一臺(tái)交換機(jī)之間連上若干電話線，這樣兩個(gè)不同的交換機(jī)的用戶就能互相通電話了。例如：北京地區(qū)電話交換機(jī)的編號(hào)（即區(qū)號(hào)）010，上海地區(qū)電話交換機(jī)的編號(hào)（即區(qū)號(hào)）021。使用時(shí)，交換機(jī)把需要通話的兩部電話接通，通話完畢再將線路斷開。3.電話交換機(jī)的發(fā)展（1）早期的電話交換機(jī)是依靠話務(wù)員手工操作來接線和斷線的，工作效率低，勞動(dòng)強(qiáng)度大。（2）1891年出現(xiàn)了自動(dòng)電話交換機(jī)，它通過電磁繼電器進(jìn)行接線。（3）現(xiàn)代的程控電話交換機(jī)利用了電子計(jì)算機(jī)技術(shù)，只要事先給交換機(jī)中的電腦輸入所需的程序，電腦就能“見機(jī)行事”，能按用戶所撥的號(hào)碼自動(dòng)接通話機(jī)。4.電話“占線”的原因打電話時(shí)，有時(shí)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，它們之間的電話線不夠用了。這個(gè)現(xiàn)象在打長(zhǎng)途電話時(shí)比較常見?！纠}2】北京的小明同學(xué)給上海的朋友打電話，信號(hào)的傳遞過程是：從小明的電話上通過電話線傳到______的電話交換機(jī)上，再從______的電話交換機(jī)上通過電話線傳到_______的電話交換機(jī)上，又從_____的電話交換機(jī)上傳到上海朋友家的電話上?！敬鸢浮勘本?，北京，上海，上海.【解析】固定電話的工作過程是：電話都是把聲音信號(hào)轉(zhuǎn)化成電信號(hào)，通過電話線傳到交換機(jī)上，交換機(jī)再將電信號(hào)通過電話線傳到接收人的固定電話上，他的電話機(jī)再將電信號(hào)轉(zhuǎn)化成聲音信號(hào)；所以，在北京的人給上海的朋友打電話，信號(hào)的傳遞過程是：從北京的電話上通過電話線傳到北京的交換機(jī)上，再從北京的交換機(jī)上通過電話線傳到上海的交換機(jī)上，又從上海的交換機(jī)上傳到上海的朋友家的電話上．探究三、模擬通信和數(shù)字通信1.模擬通信與數(shù)字通信（1）模擬通信在話筒將聲音轉(zhuǎn)換成信號(hào)電流時(shí)，這種信號(hào)電流的頻率、振幅變化的情況跟聲音的頻率、振幅變化的情況完全一樣，“模仿”著聲信號(hào)的“一舉一動(dòng)”。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。（2）數(shù)字通信用不同符號(hào)的不同組合表示的信號(hào)叫數(shù)字信號(hào)，這種通信方式叫數(shù)字通信。①“電報(bào)”信號(hào)以電報(bào)信號(hào)為例理解什么是數(shù)字通信。用點(diǎn)“·”和畫“—”的組合代表各種數(shù)字，一定的數(shù)字組合代表一個(gè)漢字；于是一系列點(diǎn)和畫組成的信號(hào)就可以代表一個(gè)完整的句子了。莫爾斯電碼莫爾斯電碼常見數(shù)字信號(hào)的組成方式②常見數(shù)字信號(hào)的組成方式用點(diǎn)和畫，發(fā)聲、發(fā)光的長(zhǎng)短，電壓、電流的有無，數(shù)字0和1，磁體的N、S極等不同符號(hào)信息都可組成數(shù)字信號(hào)，用來傳遞豐富多彩的聲音、圖像等各種信息。數(shù)字通信是一種既現(xiàn)代有古老的通信方式。烽火、旗語、電報(bào)和網(wǎng)絡(luò)等傳遞信息的方式都是數(shù)字通信（選填“模擬”或“數(shù)字”）。2.模擬通信與數(shù)字通信的特點(diǎn)（1）模擬信號(hào)模擬信號(hào)在長(zhǎng)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、圖像的失真，嚴(yán)重時(shí)會(huì)使通信中斷。（2）數(shù)字信號(hào)目前，通常的數(shù)字信號(hào)只包含兩種不同的狀態(tài)，形式簡(jiǎn)單，所以抗干擾能力特別強(qiáng)。由于電子計(jì)算機(jī)是以數(shù)字形式工作的，數(shù)字信號(hào)可以很方便地用電子計(jì)算機(jī)加工處理，發(fā)揮計(jì)算機(jī)的巨大威力。數(shù)字信號(hào)還可以通過不同的編碼進(jìn)行加密。現(xiàn)代的電話已經(jīng)全部采用數(shù)字信號(hào)進(jìn)行傳輸和處理了，用數(shù)字信號(hào)傳輸?shù)碾娨暪?jié)目也已經(jīng)進(jìn)入家庭?！纠}3】（多選題）如圖所示，利用數(shù)字通信進(jìn)行傳輸信號(hào)的是（）A．烽火狼煙B．驛馬快報(bào)C．發(fā)送電報(bào)D．海軍旗語A．烽火狼煙B．驛馬快報(bào)C．發(fā)送電報(bào)D．海軍旗語【精講點(diǎn)撥】1．電話電話由話筒和聽筒組成。話筒和聽筒之間連有一對(duì)電話線。話筒把聲音變成變化的電流，電流沿著導(dǎo)線把信息傳到遠(yuǎn)方。在另一端，電流使聽筒的膜片振動(dòng)，攜帶信息的電流又變成了聲音。2.電話交換機(jī)的發(fā)展歷程（1）早期的電話交換機(jī)是依靠話務(wù)員手工操作來接線和斷線的，工作效率低，勞動(dòng)強(qiáng)度大。（2）1891年出現(xiàn)了自動(dòng)電話交換機(jī)，它通過電磁繼電器進(jìn)行接線。（3）現(xiàn)代的程控電話交換機(jī)利用了電子計(jì)算機(jī)技術(shù)，只要事先給交換機(jī)中的電腦輸入所需的程序，電腦就能“見機(jī)行事”，能按用戶所撥的號(hào)碼自動(dòng)接通話機(jī)。3．模擬信號(hào)與數(shù)字信號(hào)（1）模擬信號(hào)：話筒將聲音轉(zhuǎn)換成信號(hào)電流，這種信號(hào)電流的頻率、振幅的變化情況跟聲音的頻率、振幅變化的情況完全一樣，“模仿”著聲信號(hào)的“一舉一動(dòng)”。這種電流傳遞的信號(hào)叫做模擬信號(hào)。（2）數(shù)字信號(hào)：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)。數(shù)字信號(hào)有抗干擾能力強(qiáng)，無噪聲積累，便于存儲(chǔ)、處理和交換等優(yōu)點(diǎn)，所以各國(guó)都在積極發(fā)展數(shù)字通信?！練w納整理】第1節(jié)現(xiàn)代順風(fēng)耳——電話【課堂練習(xí)】1．甲、乙兩部電話接通后，正確的說法是（）A．甲的聽筒和甲的話筒，乙的聽筒和乙的話筒分別串聯(lián)在兩個(gè)電路中B．甲的聽筒和乙的聽筒串聯(lián)，甲的話筒和乙的話筒串聯(lián)C．甲的聽筒和話筒，乙的聽筒和話筒串聯(lián)在一個(gè)電路中D．甲的聽筒和乙的話筒串聯(lián)在一個(gè)電路中，乙的聽筒和甲的話筒串聯(lián)在另一個(gè)電路中【答案】D?！驹斀狻緼D．甲、乙兩部電話接通后，甲的聽筒和乙的話筒，乙的聽筒和甲的話筒分別串聯(lián)在兩個(gè)電路中，故A不符合題意，D符合題意。BC．甲的聽筒和乙的話筒串聯(lián)，甲的話筒和乙的聽筒串聯(lián)，故BC不符合題意。所以選D.2．抗日戰(zhàn)爭(zhēng)期間，我軍利用各種方式傳遞軍情，下列列舉的傳遞軍情的方式屬于傳遞模擬信號(hào)的是（）A．消息樹B．發(fā)電報(bào)C．雞毛信D．發(fā)不同顏色的信號(hào)彈【答案】C。

【詳解】消息樹、發(fā)電報(bào)和不同顏色的信號(hào)彈都是利用不同組態(tài)傳遞信息的，屬于數(shù)字信號(hào)；雞毛信則一般是利用文字的形式直接表述信息，屬于模擬信號(hào)．所以選C。3．2011年6月9日，持續(xù)繞月9個(gè)多月的“嫦娥二號(hào)”衛(wèi)星加速離開月球，并繼續(xù)進(jìn)行深空探測(cè)，如圖所示，A、B為衛(wèi)星的兩個(gè)噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)。根據(jù)表中指令可知，使“嫦娥二號(hào)”衛(wèi)星加速離月的信號(hào)應(yīng)為（）指令信號(hào)指令信號(hào)發(fā)動(dòng)機(jī)A00100發(fā)動(dòng)機(jī)B11011點(diǎn)火10001熄火01110【答案】A【詳解】由圖可知，要使“嫦娥二號(hào)”離開月球，應(yīng)增大其速度；故應(yīng)沿速度方向的反方向噴出氣體，才能使“嫦娥二號(hào)”加速離開月球；故應(yīng)發(fā)出指令：發(fā)動(dòng)機(jī)A點(diǎn)火；由題意可知應(yīng)為：0010010001。所以選A。4．關(guān)于數(shù)字信號(hào)和數(shù)字通信，下列說法錯(cuò)誤的是（）A．先進(jìn)的電視機(jī)可實(shí)現(xiàn)數(shù)字通信B．電報(bào)信號(hào)是數(shù)字信號(hào)C．用不同數(shù)字的不同組合表示的信號(hào)叫做數(shù)字信號(hào)D．?dāng)?shù)字信號(hào)可以很方便地用電子計(jì)算機(jī)加工處理【答案】C?！驹斀狻緼．?dāng)?shù)字通信可以傳遞大容量的信號(hào)，抗干擾能力強(qiáng)，數(shù)字電視使用數(shù)字信號(hào)進(jìn)行傳輸，故A正確，不符合題意；B．電報(bào)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B正確，不符合題意；C．用不同數(shù)字或符號(hào)等的不同組合表示的信號(hào)叫做數(shù)字信號(hào)，數(shù)字信號(hào)相對(duì)于模擬信號(hào)有更強(qiáng)的抗干擾能力，故C錯(cuò)誤，符合題意；D．計(jì)算機(jī)所處理的數(shù)據(jù)是二進(jìn)制的數(shù)字信號(hào)，數(shù)字信號(hào)可以很方便地用電子計(jì)算機(jī)加工處理，故D正確，不符合題意．所以選C。5．模擬信號(hào)在長(zhǎng)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______，表現(xiàn)為聲音、圖像的______，嚴(yán)重時(shí)會(huì)使通信中斷；數(shù)字信號(hào)只包括兩種不同的狀態(tài)，形式簡(jiǎn)單，所以抗干擾能力特別強(qiáng)，可以很方便地用________加工處理，還可以通過不同的_______進(jìn)行加密。【答案】信息，失真，電子計(jì)算機(jī)，編碼?！驹斀狻磕M信號(hào)在長(zhǎng)距離傳輸和多次加工、放大的過程中，會(huì)受到外界的通信系統(tǒng)內(nèi)部的各種噪聲干擾，噪聲和信號(hào)混合后難以分開，從而使信號(hào)丟失一些信息，表現(xiàn)為聲音、圖象的失真，使得通信質(zhì)量下降。線路越長(zhǎng)，噪聲的積累也就越多，嚴(yán)重時(shí)會(huì)使通信中斷。數(shù)字信號(hào)是用兩種物理狀態(tài)來表示0和1的，形式簡(jiǎn)單，其抵抗材料本身干擾和環(huán)境干擾的能力特別強(qiáng)。由于電子計(jì)算機(jī)是以數(shù)字形式工作的，數(shù)字信號(hào)可以很方便地用電子計(jì)算機(jī)加工處理，數(shù)字信號(hào)還可以通