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【大单元整体教学】物理学科人教版九年级全一册
第二十一章 分课时设计
课题 现代顺风耳—电话
课型 新授课 √ 复习课 试卷讲评课 其他课
1.教学内容分析 本节通过组合图的方式对通信发展进行回顾，使学生们对现代通信的快捷和便利有一个感性的认识。鉴于学生对于电话的内部结构、连接电话的网络不了解，教师可采用实物剖解、学生连图、多媒体、电话示教板演示等手段，教授相关知识。本节教学可以让学生参与游戏活动，了解数字通信和模拟通信的基本知识。
2.学习者分析 电话，作为现代家庭中不可或缺的通信设备，已经成为人们日常生活中沟通交流的重要工具。学生们对于电话的通信原理，也普遍拥有一定程度的认识和了解。
3.学习目标确定与教学重难点 （1）了解电话是怎样把信息传递到远方的；（2）了解电话交换机的作用；（3）了解模拟通信和数字通信的基本区别。本节教学的重点是了解电话是怎样把信息传递到远方的。教学难点是了解模拟通信和数字通信的基本区别。
4.评价量表 《现代顺风耳—电话》的评价量表任务列表任务要求（满分：15分）学生自评同学互评教师评价任务一：电流把信息传到远方了解电话是怎样把信息传递到远方的（5分）任务二：电话交换机了解电话交换机的作用（5分）任务三：模拟通信和数字通信了解模拟通信和数字通信的基本区别（5分）
5.学习活动设计
教师活动 学生活动 设计意图/学习评价
任务一：引入新课
教师出示图片，要求学生根据图片说一说，古代人、近代人、现代人各是用什么方法传递信息的？视频引入：“顺风耳”的神话传说教师讲解：在我国古代曾经流传有“顺风耳”的神话传说，它反映了人们想要冲破空间的阻隔，互通信息的美好向往。1876年贝尔发明了电话，这一愿望得以实现。100多年来，电话技术有了很大的发展。在现代，我们的生活已经离不开“现代顺风耳”——电话了。 观看图片，识别、思考并回答问题。观看视频，听老师讲解。 引入本章主题“信息的传递”。引入本节新课主题“电话”。
任务二：电流把信息传到远方
出示课本图21.1-2 电话。教师讲解：最简单的电话由话筒和听筒组成。话筒和听筒之间还要连上一对电话线用来传递信号。话筒的作用是把声音信号转换为强弱变化的电信号（电流）。电话线的作用让电流沿着电话线把信息传到远方。听筒的作用是电流使听筒的膜片振动，把携带信息的电信号转换为声音信号。教师总结：话筒把声音转换为变化的电流；电流沿着电话响传到远方，再通过听筒转换为声音。出示课本图21.1-3 电话结构示意图。教师结合电话的结构示意图，更加细致的讲解听筒和话筒的工作原理。需要指出，话筒工作时，将机械能转化为电能；听筒工作时，将电能转化为机械能。 观看课件、听老师讲解。观看课件，听老师讲解。 通过老师的讲解，初步了解电话的工作原理。结合电话的结构示意图，更加深入地理解听筒和话筒的工作原理。【评价标准】了解电话是怎样把信息传递到远方的（5分）
任务三：电话交换机
想想议议1提出问题：一个地区有5部电话，要使这5部话机中的任意两部都能互相通话，要架设多少对电话线？想想议议2提出问题：你能否想出一个办法，要尽量减少线路的数量，但仍能保证5部电话中的任意两部可以互相通话（这时其他几部暂不能通话）？请在图乙中把电话线画出来。电话交换机能够提高线路的利用率。教师播放“电话交换机”讲解视频。教师出示图21.1-5 电话交换机工作示意图，以及图21.1-6 程控电话交换机和操作台。教师介绍，现在电信局用到的电话交换机都是程控电话交换机。 思考、画图、回答。观看视频，理解、思考。 通过画图，让学生理解电话交换机的优势，引出电话交换机。让学生观看视频，了解电话交换机。通过图片，再次理解。【评价标准】了解电话交换机的作用（5分）
任务四：模拟通信和数字通信
教师对模拟信号和数字信号是什么进行讲解：在话筒将声音转换成信号电流时，这种信号电流的频率、振幅变化的情况跟声音的频率、振幅变化的情况完全一样，“模仿”着声信号的“一举一动”。这种电流传递的信号叫做模拟信号，使用模拟信号的通信方式叫做模拟通信。 用不同符号的不同组合表示的信号，叫做数字信号，这种通信方式叫做数字通信。 想想做做1游戏1：由10名同学，排成一字长队，第一名同学按老师手中的一个成语或一句话，声情并茂地完成一套动作，只做给第二名同学看，第二名同学再只做给第三名同学看，依次做到第十名同学。最后请第一名和第十名同学同时做给同学们看，比较他们两个有没有差异。教师提问：模拟信号就像刚才的游戏一样。通过这个游戏，你觉得模拟信号会有怎样的缺点？想想做做2游戏2：用do音代表“·”，用re音代表“―”号。第一名同学选择一个字符，用“do”“re”两个音符传递信号给第二名同学，第二名同学再传递给第三名……最后请第一名和第十名同学将传递的字符说出来，比较他们两个有没有差异。教师讲解：现代的电话已经全部采用数字信号进行传输和处理了，用数字信号传输的电视节目也已经进入家庭了。 做游戏并思考。 通过游戏，更加深入的理解模拟信号的特点，知道模拟信号容易失真。通过游戏，更加深入的理解数字信号的特点，知道数字信号不易失真。【评价标准】了解模拟通信和数字通信的基本区别（5分）
6.板书设计 21.1现代顺风耳—电话一、电流把信息传到远方最简单的电话由话筒和听筒组成。话筒和听筒之间还要连上一对电话线用来传递信号。话筒：把声音信号转换为强弱变化的电信号（电流）。听筒：电流使听筒的膜片振动，把携带信息的电信号转换为声音信号。二、电话交换机电话交换机能够提高线路的利用率。三、模拟通信和数字通信1.模拟信号：易失真，抗干扰能力弱。2.数字信号：不容易失真，抗干扰能力强。
7.作业与拓展学习设计 1．美国发明家贝尔利用电磁转换的原理传送声音，制成最早的 ，是人类利用电流进行异地通话的开始。早期的电话由话筒和 两部分组成。【答案】 电话 听筒【详解】[1][2]电话最早是美国人贝尔发明的，电话的基本结构包括话筒和听筒，话筒的作用是将声音转换成变化的电流，听筒的作用是将变化的电流转换成声音，所以电话是人类利用电流进行异地通话的开始。2．电话之间是通过电话交换机来连接的，一个地区的电话都接到同一台交换机上，每部电话都编上“号码”时，交换机把需要通话的两部电话 ，通话完毕再将线路 。现代的程控电话交换机利用了电子计算机技术，实现了按用户所拨的号码 接通转接的话机。【答案】 接通 断开 自动【详解】[1][2][3]最早发明电话后，若想使得电话间相互通话时，即必须将其连接在一起，故若想实现几部电话间的通话，就必须将所有的电话都相互连接才可以实现，这样大大的浪费了导线，故为提高线路的利用率，人们发明了电话交换机，即一个地区的电话都要接到同一台交换机上，每部电话都编上号码，电话之间相互通话时，只需将两部通话的电话线路接通，通话完毕再将线路断开即可，这样大大的节省了资源，提高了线路的利用率。现代的程控电话交换机利用了电子计算机技术，能够按用户所拨号码自动接通话机，不需要人工操作。3．如图是电话听筒示意图，听筒内有一个电磁铁，电磁铁吸引薄铁膜片，传入听筒的电流流过线圈。由于电流的不断变化，电磁铁对膜片的作用力也随之变化，使膜片振动，在空气中形成声波。根据以上描述可知，图中的（1）是 ；（2）是 。【答案】 薄铁膜片 电磁铁【详解】（1）[1]是薄铁膜片，可以和衔铁吸引，或断离，让膜片振动。（2）[2]是电磁铁，就是螺线管里有铁芯。4．数字通信是一种既现代又古老的通信方式，现代电话已全部采用数字信号进行处理。若用“0”和“1”代表“开”和“关”这两个动作，组成一组数字信号，可以表达一句话。例如：“我相信你能行”的数字信号为“0、01、1、10、00”。请参照此代码和上述例子，用另一组信号表达你想说的一句话： ，其数字信号为 。开关动作开关开、关开、开关、关表示数字010、10、01、0中文意义我你相信行能【答案】 你相信我能行 1、01、0、10、00【详解】[1][2]根据题中给出的词组组成一句话，再根据每个字或词组对应的数字信号可组成一组代表这句话的数字信号，例如“你相信我能行”，“你”对应“1”，“相信”对应“01”，“我”对应“0”，“能”对应“10”，“行”对应“00”，所以“你相信我能行”对应的数字信号为“1、01、0、10、00”。5．小明参加了学校组织的研学旅行到汉中，他准备在街上的电话亭向恩阳的家里打个电话告诉家人他已平安到达汉中，可电话在“占线”。请你帮助小明分析一下，下列能造成这种现象的情况是（ ）A．有人正在给小明所用的电话打电话 B．小明的家人正在休息C．汉中和恩阳之间有太多的用户在通话 D．以上情况都有可能【答案】C【详解】A．有人正在给小明所用的电话打电话，此时别人拨打小明的电话会听到“占线”提示音，但小明向家里打电话时不是这种情况导致的“占线”。故A不符合题意；B．小明的家人正在休息与电话“占线”没有关系。故B不符合题意；CD．当汉中和恩阳之间有太多的用户在通话时，电话交换机之间的线路都被占用，此时小明向外打电话就会出现“占线”现象。故C符合题意，D不符合题意。故选C。6．关于老式电话的话筒以及麦克风的构造如下图。则下列说法正确的是（ ）A．它们的作用是一样的B．它们的物理原理是一样的C．电话机话筒利用了电磁感应来实现它的功能D．麦克风利用欧姆定律来实现它的功能【答案】A【详解】麦克风利用了电磁感应来实现它的功能，电话机话筒利用欧姆定律来实现它的功能，因此两者工作的物理原理是不一样的，但是两者的作用是一样的，即把声音信号转化为电信号，故BCD错误，A正确。故选A。7．关于电话的工作过程，有如下几句话，正确的排列顺序是（ ）①膜片忽松忽紧挤压碳粒②人对话筒说话时，声波使膜片振动③电阻忽大忽小④磁体对铁片的吸引力忽大忽小，使铁片振动，振动情形和对方说话相同⑤在电路中产生了强弱按声音振动而变化的电流A．①②③④⑤ B．②①③⑤④C．②①④③⑤ D．①②③⑤④【答案】B【详解】电话工作原理：人发出声音时声带振动，声带振动→空气振动→膜片振动→电阻变化→电流变化→磁性变化→铁片振动→空气振动，通话时正确步骤为：②人对话筒说话时，声波使膜片振动；①膜片忽松忽紧挤压炭粒；③电阻忽大忽小；⑤在电路中产生了强弱按声音振动而变化的电流。④磁体对铁片的吸引力忽大忽小，使铁片振动，振动情形和对方说话相同；故ACD错误，B正确。故选B。8．如图所示，是正在绕月飞行的“嫦娥”卫星，A、B为卫星的两个喷气发动机。根据二进制代码指令表可知，飞控中心应该向“嫦娥二号”卫星发射减速的信号应为（ ）指令信号发动机A00100发动机B11011点火10001熄火01110A．0010010001 B．0010001110C．1101110001 D．1101101110【答案】C【详解】图片有一个向右的箭头，代表卫星此时向右运动；要使它减速，因此选择右喷气式发动机B，点火后发动机B喷气产生向左推动卫星的力，使其减速，结合表中信息可知，飞控中心应该向“嫦娥二号”卫星发射减速的信号应为1101110001。故C符合题意，ABD不符合题意。故选C。
8.教学反思与改进可以通过对人类传递信息发展过程的了解，使学生认识到信息传递的重要性。电话的出现使人类传递信息步入了电的时代，电话是借用于电流把信息传到远方的，电话是由话筒和听筒组成的，话筒是把变化的声音转化为变化的电流，听筒是把变化的电流转化成变化的声音。对于话筒和听筒的工作原理，可以利用多媒体课件或实物模型来认识。话筒利用声音使膜片振动，膜片压缩炭粒，炭粒的电阻发生改变，把变化的声音转化为变化的电流。听筒中主要元件是电磁铁，带有声音信息的电流经过电磁铁，就会产生强弱变化的磁场，对铁质膜片的吸引力也会改变，使膜片振动发声。通过设计多部电话两两间通话的连接线对比，发现，多部电话间的连接借助于电话交换机进行自动连接，可以使电话机间连接线的数量大大减少。通过实验，利用灯的亮暗组合来传递信息，认识模拟通信和数字通信的区别，以及数字通信的优点等。
作业设计
21.1现代顺风耳—电话课时作业（时间：20min）
【基础训练】
知识点1：电话
1．最简单的电话是由 和 组成的，话筒把声音变成随声音变化的电流，电流沿着 把信息传到远方．现在的电话话筒种类很多，它们都是把 信号变成了 信号．在另一端电流使听筒的薄铁膜片振动，携带信息的电流就变成了声音．听筒种类也很多，它们都是把 信号变成 信号。
【答案】 话筒 听筒 导线 声 电 电 声
【详解】[1][2][3]最简单的电话装置是由听筒、话筒组成，它们应串联在电路中。电话的话筒把声音的信号转变为强弱变化的电流的信号沿着电话线，即导线传递出去，再通过听筒把强弱变化的电流信号变成声音的信号，把传输的声音还原出来。
[4][5][6][7]通过对电话的了解可知，现在的电话话筒种类很多，它们都是把声信号变成了电信号，在另一端电流使听筒的薄铁膜片振动，携带信息的电流就变成了声音，听筒种类也很多，它们都是把电信号变成声音信号。
知识点2：电话交换机
2．电话之间是通过电话交换机来实现通话，一个地区的电话都接到同一台交换机上，每部电话都编上 。使用时，交换机把需要通话的两部电话接通，通话完毕再将线路 。现代的程控电话交换机利用了电子计算机技术，实现了按用户所拨的号码 接通话机。
【答案】 号码 断开 自动
【详解】[1][2][3]最早发明的电话机，若要让电话间相互通话时，必须将其连接在一起，因此每部电话都编上号码便于人工连接，通话完毕再通过人工将线路断开。若想实现几部电话间的通话，就必须将所有的电话都相互连接才可以实现，这样大大的浪费了资源。为提高线路的利用率，人们发明了电话交换机，让一个地区的电话都接到同一台交换机上，每部电话都编上号码，不同地区的电话之间相互通话时，只需将两地的交换机接通即可实现，这样大大的节省了资源，提高了线路的利用率。现代的程控电话交换机利用了电子计算机技术，实现了按用户所拨号码自动接通话机。
知识点3：模拟通信和数字通信
3．模拟通信和数字通信
（1）模拟信号：声音转换成信号电流时，信号电流的频率、振幅变化的情况跟声音的频率、振幅变化的情况完全一样，“模仿”着声信号的“一举一动”，这种电流传递的信号叫做 ，使用模拟信号的通信方式叫做模拟通信；
（2）数字信号：用不同符号的不同组合表示的信号叫做 ，使用数学信号的通信方式叫做数字通信；
（3）模拟信号容易 ；数字信号 能力强，便于加工处理，可以加密。在电话与交换机之间一般传递 ，在交换机之间传递数字信号。
【答案】 模拟信号 数学信号 失真 抗干扰 模拟信号
【详解】（1）[1]声音转换成信号电流时，信号电流的频率、振幅变化的情况跟声音的频率、振幅变化的情况完全相同，“模仿”着声信号的“一举一动”，这种电流传递的信号叫做模拟信号，使用模拟信号通信的方式叫做模拟通信。模拟信号在长距离传输和多次加工、放大的过程中，信号电流的波形会改变。
（2）[2]用不同符号的不同组合表示的信号叫做数字信号，采用数字信号通信的方式叫做数字通信。通常数字信号只包含两种不同的形态，形式简单，所以抗干扰能力特别强。
（3）[3][4][5]在模拟信号和数字信号中，模拟信号容易失真，而数字信号的抗干扰能力强，便于加工处理，同时也可以通过不同的编码进行加密。在电话与交换机之间一般用模拟信号传递，在交换机之间用数字信号传递。
【能力提升】
4．如图所示为一种老式电话机，关于电话机话筒和听筒这两部分的作用，下列说法正确的是（ ）
A．话筒能将声信号转化为电信号 B．听筒能将声信号转化为电信号
C．话筒和听筒都能将声信号转化为电信号 D．话筒和听筒都能将电信号转化为声信号
【答案】A
【详解】AD．电话的话筒把声音信号转变为强弱变化的电流的信号传递出去，故A正确，D错误；
BC．电话的听筒是把变化的电流转化为声音的装置，故BC错误。
故选A。
5．关于模拟信号和数字信号的下列描述中正确的是（ ）
A．数字信号长距离传输或多次放大时可能造成声音和图像的失真
B．模拟信号形式简单，抗干扰能力强
C．数字信号可以通过不同的编码进行加密
D．用不同数字的不同组合表示的信号叫做数字信号
【答案】C
【详解】A．数字信号长距离传输或多次放大时不易造成声音、图象的失真，故A错误；
B．模拟信号形式简单，抗干扰能力弱，故B错误；
C．因为易于使用不同的编码进行加密，所以数字信号有很强的保密性，故C正确；
D．用不同数字或符号的不同组合表示的信号都叫做数字信号，故D错误。
答案C。
6．关于电话的工作过程，下列说法中不正确的是（ ）
A．话筒利用电磁感应现象，把机械能转化为电能
B．听筒利用通电导体在磁场中受力运动，把电能转化为机械能
C．话筒把声信息直接传递到听筒引起听觉的反应
D．听筒把电信息还原成声信息
【答案】C
【详解】A．当对着话筒说话时，与膜片相连的线圈在磁场中振动时，切割磁感线，此时电路中产生随声音的高低强弱变化的感应电流，所以话筒的工作原理是电磁感应现象，把机械能转化为电能，故A正确，不符合题意；
B．听筒里面有电磁铁，利用通电导体在磁场中受力而振动，把电能转化为机械能，故B正确，不符合题意；
C．话筒是把声信息变成电流，通过电流传递到听筒，听筒再把电流信号转化成声音信号，引起听觉的反应，故C错误，符合题意；
D．听筒是把电信息还原成声信息，故D正确，不符合题意。
故选C。
7．现代通信利用数字信号进行传输和处理，而不用模拟信号，究其原因，下列说法中正确的是（ ）
①模拟信号传输不方便 ②模拟信号容易丢失信息 ③模拟信号容易失真 ④模拟信号保密性差
A．①③④ B．②③④ C．①②③ D．①②④
【答案】B
【详解】相对于数字信号，模拟信号存在以下缺点：模拟信号容易丢失信息、模拟信号容易失真、模拟信号保密性差，由于以上原因现在数字通信逐渐代替模拟通信，故正确的是②③④。
故选B。
8．家在新泰的小明家里刚刚装上电话，他想马上给远在济南的叔叔家打电话告诉自己家里的电话号码，可是第一次拨电话就遇到了“占线”，则下列说法中不可能的是（ ）
A．叔叔正在给他的同事拨电话
B．叔叔的同事正在和他通话
C．有其他人正在给小明家打电话
D．新泰和济南之间太多的用户在通话
【答案】C
【分析】打电话时出现占线是对方的话机正在使用或是两台交换机之间有太多用户要通话。
【详解】A．叔叔正在给他的同事拨电话，正在使用电话，此电话正在使用，出现忙音即“占线”，故A不符合题意；
B．叔叔的同事正在和他通话，此电话正在使用，出现忙音，故B不符合题意；
C．有人正在给小明家打电话，则这个打电话的人听到占线的声音，而小明不会感到“占线”，故C符合题意；
D．电话之间的通话都是通过电话交换机来实现的，若通话用户比较多时，电话交换机不能将这两部电话接通，就会显示忙音，新泰和济南之间有太多的用户正在通电话会出现忙音，故D不符合题意。
故选C。
9．为了认识电话交换机的作用，老师引导同学们进行了如下思考：不使用电话交换机，若要实现两部电话机的通话，需要一对电话线将它们连接起来。若要实现六部电话机之间互相通话，则所需电话线的数目是（ ）
A．5对 B．10对 C．15对 D．20对
【答案】C
【详解】如图，任意两点之间用线连接起来即可，需要15对电话线。如图：
故选C。
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