《现代顺风耳-电话》教案物理课件

第二十一章信息的传递第一节

现代顺风耳——电话复习引入磁生电发动机现代顺风耳——电话请根据上图说一说古代人、近代人、现代人各用什么方法传递信息。现代顺风耳——电话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（telephone），这一愿望得以实现（见右图）。100多年来，电话技术有了很大的发展。现在，我们的生活已经离不开“现代顺风耳”电话了。电流把信息传到远方最简单的电话（见右图）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。在另一端，电流使听筒的膜片振动，携带信息的电流又转换成了声音。PPT模板：/moban/PPT素材：/sucai/PPT背景：/beijing/

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c电流把信息传到远方老式电话的话筒中有一个装着炭粒的小盒子（见右图）。当你对着话筒讲话时，由于声音的振动，膜片时紧时松地压迫炭粒，它们的电阻随之发生改变，流过炭粒的电流就会相应改变，于是形成了随声音变化的电流信号。电流把信息传到远方电话除话筒外，还有一个听筒，听筒内有一个电磁铁，电磁铁吸引一块薄铁膜片。由于线圈中电流不断变化，电磁铁对膜片的作用也随之变化，使膜片振动，在空气中形成声波。这样就可以听到对方的讲话了。现在，除了炭粒话筒外，还有其他许多种类的话筒，它们都能把声信号转换成电信号。听筒的种类也有多种，都是把电信号转换成声信号。电话交换机电话刚问世的时候，一部话机要与多少部话机通话，就要有多少对电话线与外部相连。这样太浪费材料了，而且话机太多时很难做到与每部电话都单独连线。想想议议一个地区有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？在图甲中把电话线画出来，每对电话线可用一条线代表。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）？在图乙中把电话线画出来。电话交换机为了提高线路的利用率，人们发明了电话交换机。现在，除特殊需要的极少数电话还要通过专线连接外，一般电话之间都是通过电话交换机来转接的。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。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。如果在一台交换机与另一台交换机之间连接上若干对电话线，这样，两个不同交换机的用户就能互相通话了（见右图）。电话交换机打电话时，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。电话交换机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。1891年，出现了自动电话交换机，它通过电磁继电器进行接线。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。此外，程控电话还有许多功能，如“缩位拨号”“转移呼叫”"来电显示”“遇忙回叫”“三方通话”等。这些功能可以方便、快捷地满足人们通话的需要。模拟通信和数字通信电话信号分为模拟信号和数字信号两种。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作模拟信号，使用模拟信号的通信方式叫作模拟通信。模拟通信和数字通信除了可以用模拟信号传递信息外，还可以用另外的方式传递信息。例如，用点“.”和画的组合代表各种数字，一定的数字组合代表一个汉字；于是，一系列点和画组成的信号就可以代表一个完整的句子了。“电报”信号就是这样组成的（见右图）。像这样用不同符号的不同组合表示的信号，叫作数字信号，这种通信方式叫作数字通信。模拟通信和数字通信实际上，不仅可以用点和画，还可以用长短不同的声音、长短不同的亮光，甚至可以用电压（或电流）的有无、磁体的南北极、或者“0”“1”两个不同的数字，来组成各种数字信号，用来传递丰富多彩的声音、图像等各种信息。想想做做数字通信是一种既现代又古老的通信方式，烽火、旗语、电报传递信息都是数字通信。同学们可以分成几组，每组利用一种数字通信的方法，进行信息传递的游戏。模拟通信和数字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，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。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强。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。现代顺风耳——电话构造：最简单的电话由听筒和话筒组成，话筒中有膜片和炭粒；听筒中有电磁铁和薄铁膜片，如下图所示。知识点一：电话的构造及原理现代顺风耳——电话原理：在话筒中把声音信号转换为电流信号，然后在接收端的听筒中把电流信号转换为声音信号，这样就实现了声信号到电信号再到声信号的转换，自然也就完成了信息的传递。工作过程：当你对着话筒讲话时，由于声音的振动，膜片时紧时松地压迫炭粒，引起流过炭粒的电流改变，从而形成了随声音变化的电流信号；接着在听筒中，由于线圈中电流不断变化，电磁铁对膜片的作用使得膜片振动，在空气中形成声波，从而又把电流信号转换成了声音信号。这样整个传递信息的过程就结束了。知识点一：电话的构造及原理现代顺风耳——电话发明：为了提高线路的利用率，人们发明了电话交换机。一个地区的电话都要接到同一台交换机上，使用时要靠电话交换机来接通。程控交换机：程控交换机，全称为存储程序控制交换机，也称为程控数字交换机或数字程控交换机。通常专指用于电话交换网的交换设备，它以计算机程序控制电话的接续。程控交换机是利用现代计算机技术，完成控制、接续等工作的电话交换机。知识点二：电话交换机现代顺风耳——电话程控交换机的功能：本地交换机自动检测用户的摘机动作，给用户的电话机回送拨号音，接收话机产生的脉冲信号或双音多频信号，然后完成从主叫到被叫号码的接续（被叫号码可能在同一个交换机也可能在不同的交换机）。在接续完成后，交换机将保持连接，直到检测出通信的一方挂机。知识点二：电话交换机现代顺风耳——电话模拟信号：模拟信号是指用连续变化的物理量表示的信息，其信号的幅度或频率或相位随时间作连续变化。使用模拟信号的通信方式叫作模拟通信。数字信号：数字信号指自变量是离散的、因变量也是离散的信号，这种信号的自变量用整数表示，因变量用有限数字中的一个数字来表示。使用数字信号的通信方式叫作数字通信。知识点三：模拟通信

数字通信现代顺风耳——电话模拟通信与数字通信各自的优点：模拟信号的主要优点是其精确的分辨率。与数字信号相比，模拟信号的信息密度更高。由于不存在量化误差，它可以对自然界物理量的真实值进行尽可能逼近地描述。模拟信号的另一个优点是，当达到相同的效果，模拟信号处理比数字信号处理更简单。模拟信号的处理可以直接通过模拟电路组件实现。数字信号的优点为抗干扰能力强，无噪声积累，便于加密处理，便于存储、处理和交换，设备便于集成化、微型，便于构成综合数字网和综合业务数字网，占用信道频带较宽。知识点三：模拟通信、数字通信课堂练习例题1：电话听筒里有电磁铁和膜片，其构造如图所示。电磁铁线圈中通过的是变化的电流。下列关于电话听筒工作过程的描述中，正确的是（

）。

A.

变化的电流产生变化的磁场，变化的磁场使膜片振动B.

变化的磁场产生变化的电流，变化的电流使膜片振动C.

变化的磁场使膜片振动，膜片振动产生变化的电流D.

膜片的振动产生变化的磁场，变化的磁场产生变化的电流A知识点一：电话的构造及原理课堂练习【解析】电话听筒的工作原理：电流通过电磁铁时，电磁铁具有磁性，吸引膜片，电磁铁中通过变化的电流，产生变化的磁场，对膜片的吸引也是变化的，使膜片产生变化的振动，产生变化的声波。课堂练习例题2：使用电话交换机能（

）。A.

把声音信号转化成电信号B.

把电信号还原成声音信号C.

把需要通电的两部电话接通D.

提高线路的利用率D知识点二：电话交换机课堂练习【解析】以前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，大大浪费了导线。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，不同地区的电话之间相互通话时，只需将两地的交换机相连即可实现，这样大大地节省了资源，提高了线路的利用率。课堂练习例题3：下列关于模拟信号和模拟通信的说法中，正确的是（

）。A知识点三：模拟通信

数字通信A.

电话的模拟信号是在话筒将声音转换成信号电流时产生的B.

电话的模拟信号是在话筒将变化的电流转换成声音时产生的C.

使用数字信号通信的过程中肯定没有模拟信号D.

模拟信号与声音的变化情况完全一样，所以现代通信多采用模拟信号课堂练习【解析】电话的模拟信号是在话筒将声音转换成信号电流时产生的，选项A说法正确，符合题意，选项B说法错误；使用数字信号通信的过程中肯定也有模拟信号，选项C说法错误，不符合题意；现代通信多采用数字信号，选项D说法错误，不符合题意。实战演练例题1：电话听筒的作用是（

）。B知识点一：电话的构造及原理A.

把声音变成变化的电流B.

把随声音变化的电流还原为声音C.

把变化的电流变为不变的电流D.

以上说法都不对实战演练例题2：电话中的话筒和听筒的作用是（

）。C知识点一：电话的构造和原理A.

话筒、听筒都是把声音变成电信号B.

话筒、听筒都是把电信号变成声音C.

话筒把声音变成电信号、听筒把电信号变成声音D.

话筒把电信号变成声音、听筒把声音变成电信号实验探究例题2：【解析】电话的话筒把声音的信号转变为强弱变化的电流的信号传递出去，再通过听筒中的电磁铁，把强弱变化的电流信号变成振动的声音的信号，即将电流还原成声音。实战演练例题3：下列关于电话交换机的说法中，正确的是（

）。A.

程控交换机是利用电脑按照输入的程序“见机行事”的B.

一台程控交换机只能同时转接两部长途电话C.

打电话“占线”说明对方的话机一定在通话中D.

电话上的“来电显示”是由用户手机设定的，不需要程控交换机去完成A知识点二：电话交换机实验探究【解析】程控交换机是利用电脑按照输入的程序工作的，选项A正确；一台程控交换机同时可以转接多部电话，选项B错误；打电话“占线”，对方不一定在通话，有可能两部电话之间的电话线不够用了，选项C错误；电话上的“来电显示”是由程控交换机的程序控制的，不是用户手机设定的，选项D错误。实战演练例题4：（多选）下列关于电话交换机的说法中，正确的是（

）。A.

电