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人教版九年级物理第二十一章信息的传递教案第二十一章信息的传递第1节现代顺风耳——电话一、教学目标1.物理观念（1）了解电话是如何把声音传递到远方的。
（2）了解电话交换机的作用。
（3）了解模拟通信和数字通信的基本区别。
2.科学思维归纳电话是如何传递信息的。
3.科学态度与责任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。
二、教学重难点1.重点：电话是怎样把信息传递到远方的。
2.难点：电话交换机的作用。
三、教学过程（一）导入如果我们想了解远在他乡的亲友的近况，你可以怎么做？（二）新课教学1.电流把信息传到远处教学情境：简单介绍贝尔发明电话的过程，然后让同学阅读教材第145～146页。
小组交流讨论下列问题：（1）最简单的电话是由哪两部分组成的？（2）电话是怎么样传声的？知识归纳：（1）电话由听筒和话筒组成。
（2）话筒由金属盒、炭粒、膜片构成。
（3）听筒由电磁铁、螺线管、膜片构成。
（4）话筒的作用：把声音信号转变为电流信号。
（5）听筒的作用：把电流信号转变为声音信号。
说明：一部电话机的话筒应该与对方的听筒相连接，对方的话筒与本机的听筒相连接，这样才能听到对方的声音。
2.电话交换机教学情境：阅读教材第146页的电话交换机部分，小组交流讨论下列问题：（1）一个区有5部电话，如果一部电话机只能固定地与另一部电话机接通，要使这5部电话机中的任意两部都能互相接通，要架设多少对电话线？（2）如何减少线路的数量，但仍能保证5部电话中的任意两部可以互相通话？知识归纳：(1)电话交换机的交换方式：第一种是人工交换，第二种是电话自动交换。
(2)电话交换机作用：提高线路的利用率。
3.模拟信号和数字信号教学情境：教师让学生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。
通过这个实验让学生了解数字通信。
带着问题阅读教材第148页的相关内容，小组交流讨论下列问题：电话信号分为哪两种，什么叫做模拟信号？什么叫做数字信号？它们各有什么特点？知识归纳：电话信号分为数字信号和模拟信号两种。
声音编码的原理-回复声音编码的原理是将声音信号转化为数字信号的过程。
声音是一种连续的波动信号，而数字信号是离散的，只能取有限个数值的信号。
通过声音编码，可以将声音信号转化为数字信号，便于存储、传输和处理。
声音编码的原理可以分为三个主要步骤：采样、量化和编码。
第一步，采样。
采样是指将连续的声音信号转化为离散的信号。
即在一段时间内，对声音信号进行间隔性的取样。
这个时间间隔称为采样周期，采样周期越短，采样精度越高。
采样过程中，使用一个采样率来控制每秒钟采样的次数。
通常音频的采样率为44.1kHz，即每秒采样44,100次。
第二步，量化。
量化是指将连续的信号转化为离散的信号值。
在采样过程中，声音信号的幅度被转化为一系列离散的数值。
量化的目的是减小信号的动态范围，将其限制在一个有限的范围内。
量化过程中，使用一个量化器来将连续的声音信号的幅度映射为一个数字值。
量化的精度可以通过位数来控制，位数越多，量化精度越高。
通常音频的量化位数为16位或24位。
第三步，编码。
编码是指将量化后的信号转化为二进制流，以便于存储、传输和处理。
编码的方式很多，常见的编码方式包括脉冲编码调制（PCM）、压缩编码以及无损编码和有损编码。
脉冲编码调制是一种基本的编码方式，它将量化后的信号转化为二进制形式的数字信号。
压缩编码是在编码过程中，再次对信号进行压缩，以减少数据的存储空间和传输带宽。
无损编码是指在编码过程中不会引起信号的质量损失，常见的无损编码有FLAC和ALAC。
有损编码是指在编码过程中会引起一定的信号质量损失，但可以极大的压缩数据量，常见的有损编码有MP3和AAC。
通过以上三个步骤，声音信号可以被编码成数字信号。
这些数字信号可以更方便地存储在计算机、移动设备和互联网上，也便于传输和处理。
同时，声音编码也允许我们对声音信号进行压缩、增强和分析等操作，实现更多的音频效果和应用。
音频工作原理
音频工作原理指的是将声音信号转换为电信号，并通过电信号传输、处理和放大，最终将电信号再转换为声音信号的过程。
具体而言，音频工作原理包括声音的采集、模拟与数字信号的转换、信号处理和放大。
首先是声音的采集。
声音是通过声源产生的机械振动，在被感知到时会引起空气压力的变化。
采集声音的常用设备是麦克风，它可以将声音的机械能转换为电能。
麦克风内部的膜片会随着声波的振动而产生相应的电信号，这个电信号称为麦克风的输出信号。
接下来是模拟与数字信号的转换。
由于声音信号是连续变化的模拟信号，需要将其转换为数字信号以便于处理和传输。
这一过程使用模数转换器（ADC）完成，ADC会定期对模拟信号
进行采样，将采样值转换为相应的数字编码。
采样频率越高，转换的数字信号越准确。
之后是信号处理。
数字信号可以通过各种算法和滤波器进行处理，以消除噪音、增强声音质量等。
常见的信号处理技术有降噪、均衡器和混响等。
最后是信号的放大。
在信号处理完成后，数字信号经过数字模拟转换器（DAC）转换为模拟信号，再经过放大器进行放大，最终通过扬声器或耳机将电信号转换为声音信号。
总结来说，音频工作原理包括声音的采集、模拟与数字信号的
转换、信号处理和放大等步骤。
这个过程使得我们能够感知、记录和再现声音，为音频技术的发展提供了基础。
现代顺风耳──电话教案核心素养通过讲述贝尔发明电话的过程，培养学生积极探索的精神，了解技术改革对人类社会发展的作用；通过学生对天神顺风耳和现代顺风耳的对比活动，培养学生时代发展的意识.一、教学目标1．了解信息的传播发展过程，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。
二、教学重难点人类发展的过程总伴随着信息的传播，从古代的烽火台到现代人的传递信息手段的变化，了解信息传播的重要性。
现代社会的信息传播很多都是借助电流来完成的，如电话等。
了解电流是如何把信息传到远方的是本节教学重点，现代电话利用电话交换机可以使连接电话线的数量大大的减少。
随着技术的进步，要求传输的信息量增大，信息传输的质量要求提高，数字通信已经在大范围内使用。
了解数字通信和模拟通信的区别，对数字通信的原理有初步的了解是本节教学难点。
重点：电流把信息传到远方。
难点：数字通信和模拟通信的区别。
三、教学策略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，听筒的工作原理在上一章已经详细介绍过，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。
四、教学资源准备电源、开关（多个）、灯泡（多个）、电话机、电话机模型、导线、多媒体课件、单刀多掷开关。
一、选择题1．如图所示，在建国60周年期间，各地群众通过多种方式了解国庆大阅兵的信息．下列各种信息传递方式中，运用电磁波传递信息的是（）A．声呐和无线电广播电视B．卫星通信和光纤通讯C．有线电话和无线电广播电视D．两人之间面对面相互交谈2．下列关于信息技术的说法中，正确的是A．光纤通信不是靠电磁波传递信息的B．用有线电话通话时，在电话线中传递的是声信号C．手机通讯是利用电磁波传递信息的D．电磁波只能传递信息，不能传递能量3．关于电与磁的材料，下列说法中正确的是（）A．地磁场的磁感线是从地球南极附近发出回到北极附近B．导体在磁场中运动就一定会产生感应电流C．在真空中，无线电波的传播速度小于光的传播速度D．集成电路中的三极管是利用超导体材料制成的4．下列关于信息的传递说法正确的是A．车载GPS导航系统是利用超声波进行定位和导航的B．电磁波不能在真空中传播C．用三颗同步卫星就可实现全球通信D．光纤通信只能传播图象信息，不能传播声音信息5．在某次春晚上,一歌星的歌曲通过电视、网络等媒体迅速传遍了神州大地．下列说法正确的是A．传输信号的是电磁波,歌星的音调越高,波速就越快B．从收音机中能听到唱歌,说明声波也属于电磁波C．话筒的作用是将声音信号转化成变化的电信号D．为减少电磁污染,可以采用超声波通过卫星进行现场直播6．下列关于声和电磁波的说法正确的是A．电磁波只能传递信息不能传递能量B．住宅楼安装双层玻璃窗是在传播过程中减弱噪声的C．在同种介质中超声波传播速度比次声波大D．弹奏吉他时，在不同位置按压吉他弦是为了改变弹奏的响度7．下列关于信息的传递的说法中，正确的是A．声、光和微波中，只有微波能够传递信息B．固定电话、移动电话、广播和电视都是利用导线中的电流传递信息的C．收音机的天线和手机天线一样，既可以接收电磁波，也可以发射电磁波D．微波通信、卫星通信、光纤通信、网络通信都可以用来传递信息8．下列有关信息和能源说法正确的是（）A．电吹风主要利用电磁波的能量特性进行工作B．我国自主建立的北斗卫星定位系统是利用电磁波传递信息的C．煤、石油、水力，太阳能、风能等属于可再生能源D．日前世界上已投入使用的核电站都是利用核聚变发电的9．2018年1月3日，3日，嫦娥四号探测器成功降落于月球背面，实现了人类探测器首次月球背面软着陆和首次月背与地球的中继通信，开启了月球探测的新篇章。
信息的传递【学习目标】1 •知道无线电波可以在真空中传播，它的速度等于光速。
知道无线电波的波长、频率以及它们之间的左性关系。
2•知道无线电波的几个主要波段，它们的传播特点和主要用途。
3•知道什么是模拟信号、调频、调幅和调谐。
【要点梳理】要点一.现代顾风耳一电话1.电话：（1）话筒：把声音信号转换成电信号。
（2）听筒：把电信号转换成声音信号。
1也憊以脱片2.电话交换机: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。
3 •模拟通信和数字通信：（1）模拟通信：在话简将声音转化成信号电流时，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”这声音信号的“一举一动”。
这种电流传递的信号叫模拟信号。
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，叫做数字信号，这种通信方式叫数字通信。
要点诠释：（1）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。
现代电话已经全部采用数字信咒石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。
要点二.电磁波1. 电磁波的产生：导线中的电流迅速变化会在空间激起电磁波。
2. 电磁波的传播： （1） 波岐、波谷：在一列水波的传播中，凸起的最髙处，叫做波峰：凹下的最低处，叫做波谷。
（2） 波长：邻近的两个波蜂（波谷）的距离，叫做波长。
（3） 波速：用来描述波传播速度的物理疑。
（4） 电磁波的传播速度:c=2. 99792458XIOWs （5）电磁波频率的单位：赫兹（Hz ）要点诠释：（1） 电磁波可以在真空中传播。
第二十一章信息的传达第一节一 . 及互换机1.的构成：话筒：声信号变为变化的电流〔声信号变为电信号〕听筒：变化的电流变为声音〔电信号变为声信号〕2.的工作原理：(1)声音〔振动〕→话筒→变化的电流→听筒→振动〔声音〕(2)通话时，一方的话筒和另一方的听筒是串连的3.互换机（1〕为了提升线路的利用率而创建的（2〕用来实现两部之间的变换（3〕使用互换机，能够大幅度的减少线的数目4.“占线〞原由（1〕对方没有扣好〔 2〕对方正在通话〔 3〕互换机忙二 . 模拟通讯和数字通讯1.模拟信号：在话筒将声音变换成信号电流时，信号电流的频次，振幅变化的状况跟声音的频次，振幅变化状况完整同样，模拟声音的“一举一动〞这类电流传达的信号叫模拟信号。
2.模拟通讯：使用模拟信号的通讯方式叫模拟通讯，比如：传统的市话通话，长途通话3.数字信号：用不一样符号的不一样组合表示的信号叫做数字信号。
4.数字通讯：使用数字信号通讯的方式叫数字通讯，比如电子计算机是利用二进制码辨别信息和办理信息5.模拟通讯在加工，放大和传输过程中抗扰乱能力差，噪声大，失真大；而数字信号形式简单，抗扰乱能力强，噪声小，失真小。
6.互换机间的信息是靠数字信号传达，而与机之间的信息传达靠模拟信号，可是不论哪一种通讯都需要线第二节电磁波的大海一 . 电磁波的产生1.定义：假如在空间某处产生一个随时间变化的电场，这个电场就会产生磁场，假如这个磁场也随时间变化，那么它又会在空间产生新的电场，这个变化的电场，磁场其实不限制于空间某个地区，而是由远及近的流传出去，这样的流传就形成了电磁波，即导体中电流的快速变化在空间激起电磁波2.电磁波性质：是一种看不见摸不到的物质，能够在真空中流传，流传不需要介质c=3×108m/s ，电磁波的波长为λ，波速3. 电磁波流传的速度c=λ f ，此中 f 是电磁波的频次4.电磁波的波谱：γ射线， X 射线，紫外线，红外线，微波，短波，中波，长波二 . 电磁波的发射和接收1.发射：将要传输的电信号〔音频信号，图像信号〕加载到高频电磁波〔载波〕上，再经过天线发射到空中的过程2.接收：天线将电磁波接收下来，再经过接收器〔收音机，电视机等〕将要传输的电信号拿出来并放大，最后还原成声音或图像过程3.“天线〞能够同时接收多种频次的电磁波，利用调谐器能够选出人们所需要的频次三．电磁波的应用1.微波炉：利用电磁波〔波长很短的微波〕来加热食品2.雷达：（1〕定义：利用无线电波测定物体地点的无线电设施（2〕工作原理：电磁波假如碰到尺寸显然大于波长的阻碍物就要发生反射，雷达就是利用电磁波的这个原理，波长越短，流传直线性越好，反射性能越强3.无线电波：（1〕电磁波顶用于播放，电视和挪动的频次为数值数百千赫兹至数百兆赫兹的那局部叫做无线电波〔无线电技术中使用的电磁波〕（2〕依据波长的不一样而有不一样流传特点：分为地波，天波，空间波三种（3〕激光：激光束平行度特别好，在流传很远的距离后还能保持必定的强度，制成激光测距雷达；激光束的亮度高，在很小的空间和很短的时间内能集中很大的能量，利用激光束切割物质，焊接金属，医学上称作“光刀〞第三节播放，电视和挪动通讯一．无线电播放信号的发射和接收无线电播放信号的发射由播放电台达成，无线电播放信号的接收由收音机达成（1〕发射：话筒把播音员的音信号变换成电信号，而后用调制器把音频电信号加载到高频电磁波〔载波〕上，再经过天线发射到空中（2〕接收：收音机天线接到电磁波，经过收音机的调谐器选出特定频次的信号，电子电路在把音频信号从中选出来，进行放大，送到扬声器里，把音频电信号变换成声音（3〕注意：调谐器和调制器易错：调制器是把音频电信号加载到电磁波上的过程，而调谐器平常叫做选台，是在接收过程中。
一、选择题1．下列关于电磁波和信息技术说法正确的是( )A．由华为主导的5G技术不是利用电磁波进行信息传输的B．北斗卫星导航系统是通过电磁波进行定位服务的C．电磁波只能传递信息不能传递能量D．不同频率的电磁波在真空中传播速度不相同2．下列关于电磁波和声波的叙述正确的是A．电磁波看不见，摸不着，所以它实际上并不存在B．声波的传播速度与介质的温度有关C．电磁波和声波都是由物体的振动产生的D．电磁波和声波的波长越短，频率越小3．如图所示的是我国发射的中国首辆月球车“玉兔”号的图片，它是迄今为止人类所发射，的工作时间最长的月球机器人。
下列有关“玉兔”号月球车的说法中，正确的是A．月球车通过电磁波向地球传递信息B．月球车的太阳能电池帆板将太阳能转化成内能C．当月球车静止在月球表面上时，它相对于地球是静止的D．月球车车轮上凸凹不平的花纹，减小了车轮与月球表面的摩擦4．市面上有一款音乐控制器，可以用它来创作音乐，人拿着控制器，触摸的位置、晃动的方向或幅度不同时都能产生不同的数据，通过蓝牙将这些数据传给主机，主机将数据编译成声音并输出。
关于该音乐控制器，下列说法正确的是A．音乐控制器是声源B．音乐控制器与主机的数据传输利用的是声波C．主机输出声音的频率越高，音调就越高D．有规律地摇晃音乐控制器时，主机输出的声音一定为乐音5．关于声和电磁波，下列说法正确的是A．声和电磁波都能在真空中传播B．敲鼓时鼓面振动的幅度越大音调越高C．声音的音调与发声体的振动频率有关D．医生用B超观察胎儿的发育情况是利用电磁波工作的6．手机已进入千家万户，手机传递信息是利用了（）A．电磁波B．次声波C．超声波D．紫外线7．随着我国经济的腾飞，轿车已进入寻常百姓家，下列有关轿车的说法错误的是（）A．轿车高速行驶时对地面的压力与静止时对地面的压力相等B．车载GPS导航仪利用电磁波来传递信息C．小轿车的前挡风玻璃倾斜安装是为了使车内物体通过挡风玻璃所成的像不在车的正前方D．紧急刹车时，车轮停止转动，此时轮胎表面温度会急剧升高产生冒烟现象，并在地面上留下黑色痕迹，在此过程中，机械能转化为内能8．光纤通信已成为现代通信的主要支柱之一，关于光纤以下说法正确的是（）A．光纤是超导体B．光波在光纤中不断折射向前传播C．光波在光纤中的传播速度为3×108m/sD．光纤不导电，不会受外界电磁场的干扰9．随着我国科技的进步，5G网络通信在不断应用到生活中，下列有关5G网络技术的说法正确的是（）A．5G网络通信在传递信息时通过光导纤维传输B．5G技术和4G技术都是采用数字信号传递信息C．5G信号不是由迅速变化的电流产生的D．5G信号在真空中的传播速度比4G信号快10．2017年5月13日，一场名为“一带一路”友谊之夜的音乐会在莫斯科国际音乐厅举行，并通过卫星进行全球直播。
