人教版九年级物理下册：第21章第1节 现代顺风耳——电话（导学案）

第二十一章信息的传递5本章主要讲述了电磁波及信息的传递.首先用组合图的方式对通信发展进行回顾，使同学们对现代通信的快捷和方便有一个感性的认识.通过讲述电话的工作方式，使学生理解如何用电话把电流信息传递到远方，介绍现代通信方式，提升学生学习物理的兴趣.本章共分4节：1.第1节“现代顺风耳——电话”，通过对电话结构和作用的介绍，让学生理解电话工作的原理；通过数字通信和模拟通信的对比学习，明确数字通信的优势.2.第2节“电磁波的海洋”，学生们已知道用小棍在水面上振动，会产生水波；发声体振动，空气中会产生声波.而我们周围存在着各种频率的电磁波，但由于电磁波看不见摸不着，教材通过演示实验说明电磁波是如何产生和如何传播的，并给出了电磁波频率、波长和波速的关系.3.第3节“广播、电视和移动通信”，我们的生活中已经离不开广播和电视了，教材通过方框图的形式讲述了广播、电视和移动电话的大致工作原理和过程.4.第4节“越来越宽的信息之路”，通过介绍微波通信、卫星通信、光纤通信、网络通信，为学生展示了现代通信的发展方向.【教学目标】1.在知识与技能方面：①了解电话、电话交换机的工作原理；②了解模拟通信和数字通信的基本区别；③了解电磁波的产生、传播以及在真空中的传播速度；④知道波长、频率和波速之间的关系；⑤了解无线电广播、电视和移动电话的大致工作过程；⑥常识性了解微波通信、卫星通信、光纤通信、网络通信；⑦了解网络通信的发展过程和优点，掌握收发电子邮件的方法.2.在过程与方法方面：通过看视频、老师讲解，了解电话是如何传递信息的，提高学生观察、分析和概括的能力；通过学生讨论和活动，说明电话交换机的作用，展示什么是数字通信，增强学生运用物理知识的观念和能力；通过动手实验证明电磁波能在真空中传播；通过了解无线电广播、电视和移动电话的工作过程，初步认识科技对现代生活的影响，学习有关现代通信的知识，提高学生运用物理知识解决实际问题的能力.3.在情感、态度与价值观方面：通过讲述贝尔发明电话的过程，激发学生不怕困难、积极探索的精神，让学生了解技术改革对人类社会发展的作用，提高学生的学习兴趣；通过学生讨论和活动，增强学生的学习主动性和合作意识；通过对电磁波知识的学习，激发学生敢于向科学挑战、热爱科学的情感；通过了解广播、电视和移动电话的工作过程，初步认识科技对现代生活的影响；通过学习现代通信知识，了解科技为人类带来的便利，提高学生学习科学的兴趣.【教学重点】电话是怎样把信息传递到远方的；电话交换机的作用；模拟通信和数字通信的基本区别；电磁波的传播；广播、电视和移动电话的工作过程；了解现代通信知识.【教学难点】了解电话交换机的应用；电磁波的产生；广播、电视和移动电话的工作过程；微波通信、卫星通信、光纤通信、网络通信的优点和原理.【课时建议】本章共4节，建议5.5课时.第1节现代顺风耳——电话………………1课时第2节电磁波的海洋………………………1课时第3节广播、电视和移动通信……………1课时第4节越来越宽的信息之路………………1.5课时本章复习和总结……………………………1课时1.实验观察法：通过实验更加深入地观察、认识电话话筒和听筒的作用.2.分析归纳法：通过实验探究，认识电磁波的存在，及电磁波的产生.3.理论联系实际法：通过阅读等方法了解微波通信、卫星通信、光纤通信、网络通信的原理.55 第1节现代顺风耳——电话55备课笔记特别提醒：注意区分话筒与听筒的工作原理.话筒的作用是将电信号转变为声信号，听筒是通过电磁铁磁性强弱来控制膜片振动实现声音的还原.电话的信息载体是电流.课题现代顺风耳——电话课型新授课教学目标知识与技能1.了解电话是如何把声音传递到远方的.2.了解电话交换机的用处.3.了解模拟通信和数字通信的基本区别.过程与方法1.通过看视频、老师讲解，了解电话是如何传递信息的，提高学生观察、分析和概括的能力.2.通过学生讨论和活动，说明电话交换机的作用，展示什么是数字通信，增强学生运用物理知识的观念和能力.情感、态度与价值观1.通过讲述贝尔发明电话的过程，激发学生不怕困难、积极探索的精神，让学生了解技术改革对人类社会发展的作用，提高学生的学习兴趣.2.通过学生讨论和活动，增强学生的学习主动性和合作意识.教学重点1.电话是怎样把信息传递到远方的.2.电话交换机的作用.3.模拟通信和数字通信的基本区别.教具准备多媒体课件、视频资源、演示电话机一部、电话挂图一幅.教学难点了解电话交换机的应用.教学课时1课时课前预习1.电话的组成及其作用：1876年贝尔发明了电话，电话由话筒和听筒组成.话筒的作用是把声信号变成电信号.听筒的作用是把电信号变成声信号．2.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．3.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．巩固复习教师引导学生复习上一章内容，并讲解学生所做的对应练习（教师可有针对性地挑选部分难题讲解），加强学生对知识的巩固.新课导入师：如果我们想了解远在他乡的同学或朋友的近况，你可以怎样做？（由此导出新课：电话.）进行新课一电流把信息传到远方教师介绍贝尔发明电话的过程，让学生列举生活中常见的电话.教师取两部手机让两名学生相互通话.5 进行新课备课笔记小组问题探讨：打电话时经常出现“占线”现象，请同学们想想“占线”的原因是什么？课外拓展：随着科技发展，新式电话逐渐替代老式电话.新式电话的动圈式话筒结构与麦克风相似，主要原理为电磁感应，新式电话的听筒结构与扬声器类似，主要原理为通电导体在磁场中受力而运动.特别提醒：注意区分话筒与听筒的工作原理.话筒的作用是将电信号转变为声信号，听筒是通过电磁铁磁性强弱来控制膜片振动实现声音的还原.电话的信息载体是电流.师：电话是现代生活中的重要通讯工具，它为什么能传声呢？电话的基本构造是什么？电话是怎样传声的？请同学们看挂图，讨论得出答案.生1：电话由话筒和听筒组成.生2：话筒由金属盒、炭粒、膜片构成.生3：人对话筒说话时，声波使膜片振动，膜片忽松忽紧地压挤炭粒，使金属盒的电阻忽大忽小，在电路里就产生了强弱随声音振动而变化的电流，使声信号转化为变化的电信号.生4：听筒由电磁铁、螺线管、薄铁片（膜片）构成.生5：当电路中忽强忽弱的电流通过听筒里的螺线管的时候，磁铁对听筒薄铁片的吸力就发生忽大忽小的变化，薄铁片在这种忽大忽小的力的作用下就振动起来，听筒薄铁片的振动情形跟话筒膜片的振动情形是一样的，就听到与话筒前面的讲话相同的声音.它能使变化的电信号转化为声信号.师：同学们回答得非常好，让我知道电话是怎样工作的，也知道是电流把声音传到远方.板书：电话：话筒把声信号变成电信号、听筒把电信号变成声信号二电话交换机师：思考下面问题，一个地区有5部电话，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接通，要架设多少对电话线？（同学们都在画，并讨论）生：要架设10对电话线.师：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？生：装交换机，这样只需要5对电话线.师：大家请看屏幕（播放交换机的发展），从片中我们了解了交换机的发展，以及电话使人与人拉近彼此间的距离.师：电话“占线”是怎么回事？学生看书、思考.师：占线时对方话机并不一定在使用，但连接两台交换机之间的连线一定在使用，长途时比较常见.三模拟通信和数字通信师：让一组同学做一个游戏：第一个同学先举左手再举右手，第二个将其动作重复一遍，第三个……这样最后一个同学就知道第一个同学做了什么动作.教师又叫三个同学手拿电筒，通过亮暗的次数来传递信息.通过这个实验，让学生了解模拟通信和数字通信.1.模拟信号板书：模拟信号：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”，所以这种电流传递的信号叫做模拟信号.5 备课笔记易错提示：（1）数字通信：信号与声音的关系：模拟信号与声音的变化相仿.缺点：模拟信号在长距离传输和多次加工、放大过程中，信号电流的波形会改变，从而使信号丢失一些信息，造成声音、图像失真，甚至通信中断.（2）模拟通信：信号与声音的关系：数字信号用两个数据的组合表示声音的变化.优点：数字信号形式简单，抗干扰能力特别强，可以用来传递声音、图像等各种信息.使用模拟信号的通信方式叫模拟通信.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，从而使信号丢失一部分信息，表现为声音、图像的失真，严重时会使通信中断.2.数字信号板书：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.数字信号只包含两种不同的状态，形式简单，所以抗干扰能力特别强.现代的电话已经全部都采用数字信号进行传输和处理.3.莫尔斯电码莫尔斯电码的点和画的不同组合代表不同的数字和字母.4.体验数字通信师：数字通信是一种既现代又古老的通信方式，同学们可以分成几组，每组独立设计出一种数字通信的方式，进行信息传递的游戏.生1：我们组是用一面小镜子通过阳光传递数字信号.两个同学离远一些，然后转动小镜子使它反射阳光，射向对面的同学,其有光代表“1”，无光代表“0”，通过“0”“1”的不同排列传递信息.生2：我们组是通过举手来传递数字信号.两个同学离远一些，举手表示“1”，不举手表示“0”，通过“0”“1”的不同排列传递信息.生3：我们组用一面小旗，旗向上代表“0”，旗向下代表“1”.教学板书课堂小结这节课我们学习了电话的基本构造和原理，认识了现代电话的一些基本常识，如交换机和模拟通信、数字通信等知识.电话是由话筒和听筒组成的，话筒把声音转变成电流，听筒把电流再转变成声音.老式话筒利用的是改变话筒电阻的方式把声音转变为变化的电流，而新式话筒则是利用电磁感应现象把声音转变为电流，方式不同，但目的是一样的.交换机的作用就是把众多的电话线有效地进行整理，节约了导线，提高了线路的利用率.教材习题解答想想议议(P146)解答：见下图.5 教材习题解答备课笔记特别提醒：早期的电话交换机靠话务员人工操作，后来是通过电磁继电器接线，现在的程控电话交换机是通过计算机控制的.动手动脑学物理(P149)1.解答：当话筒膜片由静止向左运动时，带动滑动头向左移动，电路中电阻增大，电流减小，听筒中电磁铁的磁性减小，对听筒铁膜的吸引力减小，铁膜向右运动；当话筒膜片由静止向右运动时，带动滑动头向右移动，电路中电阻减小，电流增大，听筒中电磁铁的磁性增大，对听筒铁膜的吸引力增大，铁膜向左运动.2.解答：利用磁生电的耳机是话筒，利用电生磁的耳机是听筒.3.解答：由表知，“学”的对应电码为：1331，其数字码为：01111、00011、00011、01111.难题解答【例】为了探究电话的炭粒话筒的原理是将声音信号转化成电流信号，小文设计了如下实验.①将电源、小灯泡、两根炭棒连成如图所示的电路，把一根炭棒水平地架在另一根上形成十字形，这时灯泡发光，表明电路接通.②用手将上边的炭棒往下按，观察灯泡亮度的变化.将炭棒按得越紧，灯泡越亮.则：（1）上述实验说明了什么？（2）该实验与实际炭粒话筒的工作原理有哪些异同？答案：（1）两根炭棒压得越紧，灯泡越亮，表明接触电阻越小，电流越大，所以此实验说明改变炭棒接触的松紧程度可以改变电路中电流的大小.（2）该实验是将压力转化成变化的电流，炭粒话筒是将声音转化成变化的电流，二者都是利用炭粒与炭粒之间的松紧程度的变化引起电阻的变化，从而将外界的变化转化成变化的电流.布置作业：教师引导学生课后完成本课时对应练习，并提醒学生预习下一课时的内容。教学反思1.这节课的内容不多，但都比较新颖，想把它们讲透、讲精的确不容易.2.电话的构造与原理尽量体现方法与思想的设计.如要想把声音信号变成电流信号，可以利用欧姆定律想办法改变话筒的电阻，即老式电话的原理；可以利用电磁感应现象，由运动产生电流，即现代话筒的构造，总之讲解宜从其本质上讲，学生理解起来才透彻.3.数字信号可以让学生多练习，在课堂上让学生编拟数字密码，起到了很好的作用，学生兴趣高涨，达到了很好的效果.4.通过设计几种电话的连线，让学生认识到多部电话机间的通信通过电话交换机相连确实是一个好的办法，现代光缆通信已让“占线”减少了很多.教学过程中老师的疑问：教师点评和总结：5