现代顺风耳-电话（导学案）-人教版九年级物理全一册

21.1现代顺风耳一电话（导学案）

【学习目标】

1.了解电话是怎样把信息传递到远方的。

2.了解知道电话交换机的作用。

3.知道模拟通信和数字通信，了解它们的基本区别。

【学习重点】电流把信息传到运方。

【学习难点】数字通信和模拟通信。

【自主预习】阅读教材，完成以下问题：

1.电话

（1）1876年，美国科学家贝尔发明了电话。

（2）最简单的电话由话筒和听筒组成,话筒把声音转换戌变化的电流,电流沿着导线把信息传到

述方。在另一端，电流使听筒的膜片顺，携带信息的电流乂转换成r更直。

（3）话筒原理：当你对着话筒说话时，声波使膜片振动，膜片忽松忽紧地挤压碳粒，电阻随之发

生变化，在电路中产生随声音振动而变化的电流，话筒相当于一个可变电阻器。

（4）听筒原理：听筒内有一个电磁铁,电磁铁上绕着线圈，并吸引一块薄铁膜片。当从话筒中传

来随说话声音的振动而产生强弱变化的电流时，电磁铁对膜片的吸引力大小也发生变化,使膜片振动起

来，产生和对方说话声音相同的声音，把电信号转换为声信号。

2.电话交换机

（1）作用：减少电话线的数量，提高线路的利用率。便于通话时接通，通话完毕断开。

（2）早期的电话交换机是由话务员手工操作来接线和断线的,工作效率低，劳动强度大。现代的

程控电话交换机利用了电子计算机技术,能按用户所拨的号码自动接通话机。

3.模拟通信与数字通信

（1）在用适籁将声音转变成信号电流时，电流的频率、振幅变化情况与声音的频率、振幅变化情

况完全一样，“模仿”声信号的电信号就是模拟信号,用这种信号进行通信的方式就是模拟通信。

（2）用不同符号的不同组合表示的信号叫数字信号,这种通信方式叫数字通信。现代的电话已经

全部采用数字信号进行传输和处理。

【合作探究】

探完一、电流把信息传到远方

【观察电话机模型】最简单的电话由哪些元件构成的？工作原理是什么？它是怎样把信息传递到远

方的呢？

1.电话的结构及工作原理

最简单的电话由话筒和听筒组成。为了完成通话，话筒和听筒之间要连上一对电话线。

话筒把声音转换成变化的电流,电流沿着导线把信息传到远方。在另•端，电流使听筒的膜片振动,

携带信息的电流又转换成了立直。

（1）话筒

①主要组成：碳粒和膜片等。

②作用：把史信号变成电信号（即变化的电流）。

③工作原理：当人对着话筒讲话时，声波使膜片振动，膜片忽松忽紧地挤压碳粒，电阻随之发生变

化，在电路中产生随声音振动而变化的电流，话筒相当于一个可变电阻器。

（2）听筒

①主要组成：电磁铁、膜片。

②作用：把电信号还原成亶信号。

③工作原理：当从话筒中传来随说话声音的振动而产生强弱变化的电流时，电磁铁对膜片的吸引力

大小也发生变化，使膜片振动起来，产生和对方说话声音相同的声音，把电信号转换为声信号。

2.电话机工作电路图

同一部电话中，话筒和听筒是并联的;两部电话中（对方的电话），话筒与对方的听筒是串联的,

对方的话筒与自己的听筒是串联的（选填“串联”或“并联”）。

【例题1】关于电话的工作过程，有如下描述：

①膜片忽松忽紧，挤压碳粒；②人对着话筒说话时，声波使膜片振动；③电阻忽大忽小：④磁铁对

铁片的吸引力忽大忽小，使铁片振动，振动情形与说话情形相同：⑤在电路中产生强弱按声音的振动而

变化的电流。合理的顺序是（D）

A.①②③④⑤B.②①④③⑤C.⑤④D.②①③⑤④

【解析】电话的工作过程是：人对着话筒说话时，声波使膜片振动；膜片忽松忽紧，挤玉碳粒；电

阻忽大忽小；在电路中产生强弱按声音的振动而变化的电流；使听筒中的磁铁对铁片的吸引力忽大忽小,

使铁片振动，振动情形与说话情形相同；故合理顺序为②①③⑤④，故ABC不符合题意，D符合题意。

所以选D。

探究二、电话交换机

【想一想】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？

1.电话交换机的作用

【分析】如果一部话机只能固定地同另一部话机接通,要使这5部话机中的任意两部都能互相通话，

必须把这5部电话两两连接起来，•部电话要引出4对线，5部电话就是20对线，但有•半重复了，所

以要架设过对电话线.

【想一想】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

相互通话（这时其他几部暂不能通话）？

【分析】采用电话交换机，可以减少线路数量，每部电话与交换机相连就可以实现任意两部之间的

通话，需要》对电话线即可，如图所示。

电话交换机的作用：减少电话线的数量,提高线路的利用率。便于通话时接通，通话完毕断开。

2.电话交换机的连接

（1）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。使用时，交换机把需要通话

的两部电话接通，通话完毕再将线路断开。

（2）如果在一台交换机与另一台交换机之间连上若干电话线，这样两个不同的交换机的用户就能

互相通电话了。

例如：北京地区电话交换机的编号（即区号）010,上海地区电话交换机的编号（即区号）（）21。

便用时，交换机把需要通话的两部电话接通，通话完毕再将线路断开。

3.电话交换机的发展

（1）早期的电话交换机是依靠话务员亘操作来接线和断线的，工作效率低，劳动强度大。

（2）1891年出现了自动电话交换机,它通过电磁继电器进行接线。

（3）现代的程控电话交换机利用广电f・计算.机技术,只要事先给交换机中的电脑输入所需的程序，

电脑就能“见机行事”，能按用户所拨的号码自动接通话机。

4.电话“占线”的原因

打电话时，有时出现“占线”现象。实际上，当时对方的话机并不一定在使用，而常常是两台交换

机之间有太多的用户要通话，它们之间的电话线不够用了。这个现象在打长途电话时比较常见。

【例题2】北京的小明同学给上海的朋友打电话，信号的传递过程是：从小明的电话上通过电话线

传到的电话交换机上，再从的电话交换机上通过电话线传到的电话交换机上，又

从的电话交换机上传到上海朋友家的电话上。

【答案】北京，北京，上海，上海.

【解析】固定电话的工作过程是：电话都是把声音信号转化成电信号，通过电话线传到交换机上，

交换机再将电信号通过电话线传到接收人的固定电话上，他的电话机再将电信号转化成声音信号；所以，

在北京的人给上海的朋友打电话，信号的传递过程是：从北京的电话上通过电话线传到北京的交换机上，

再从北京的交换机上通过电话线传到上海的交换机上，又从上海的交换机上传到上海的朋友家的电话上.

探究三、模拟通信和数字通信

1.模拟通信与数字通信

（1）模拟通信

在话筒将肖音转换成信号电流时，这种信号电流的频率、振幅变化的情况跟庄苞的频率、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。

（2）数字通信

用不同符号的不同组合表示的信号叫蚯信号，这种通信方式叫数字通信。

①“电报”信号

以电报信号为例理解什么是数字通信。用点“・”和画“一”的组合代表各种数字,一定的数字

组合代表•个汉字;于是•系列点和画组成的信号就可以代表•个完整的包工了。

2•--------001100011110000

长短不同的声音

3•••——长短不同的亮光

4•…一

电压（或电流）的有无

5…磁体的南北极

■

莫尔斯电码常见数字信号的组成方式

②常见数字信号的组成方式

用点和画，发声、发光的长短，电压、电流的有无，数字。和1,磁体的N、S极等不同符号信息

都可组成数字信号，用来传递丰富多彩的声音、图像等各种信息。

数字通信是一种既现代有古老的通信方式。烽火、旗语、电报和网络等传递信息的方式都是数字通

信（选填“模拟”或“数字”）o

2.模拟通信与数字通信的特点

（1）模拟信号

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，从而使信号丢失一些

信息，表现为声音、图像的失真,严重时会使通信中断。

（2）数字信号

目前，通常的数字信号只包含两种不同的状态，形式简单，所以抗干扰能力特别字。由于电子计算

机是以数字形式工作的，数字信号可以很方便地用电子计算机加工处理，发挥计算机的巨大威力。数字

信号还可以通过不同的编码进行加密。

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。

J模拟信号r数m字信号n

【例题3】（多选题）如图所示，利用数字通信进行传输信号的是（）

A.烽火狼烟B.驿马快报C.发送电报D.海军旗语

【答案】ACD.

【详解】古人用烽火数量的多少表示来侵略敌人的多少，是分立的信号，属于数字信号；古代的驿站和骚

马是早期的信息传递工具，属于模拟信号；“电报”发出的信号是不连续的，是分立的信号，属于数字信号;

海军用旗语或灯光的暗亮来相互传递信息，是分立的信号，属于数字信号.

【精讲点拨】

I.电话

电话由话筒和听筒组成。话筒和听筒之间连有一对电话线。话筒把声音变成变化的电流,电流沿着

导线把信息传到远方。在另一端，电流使听筒的膜片振动，携带信息的电流又变成了声音。

2.电话交换机的发展历程

（1）早期的电话交换机是依靠话务员手工操作来接线和断线的，工作效率低，劳动强度大。

（2）1891年出现了自动电话交换机，它通过电磁继电器进行接线。

（3）现代的程控电话交换机利用了电子计算机技术，只要事先给交换机中的电脑输入所需的程序，

电脑就能“见机行事”，能按用户所拨的号码自动接通话机。

3.模拟信号与数字信号

（1）模拟信号：话筒将声音转换成信号电流，这种信号电流的频率、振幅的变化情况跟声音的频

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。

（2）数字信号：用不同符号的不同组合表示的信号叫做数字信号。数字信号有抗干扰能力强，无

噢声积累，便于存储、处理和交换等优点，所以各国都在积极发展数字通信。

【归纳整理】

第1节现代顺风耳——电话

.

信号

为电

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：把声

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