物理九年级全册第二十一章 信息的传递第1节 现代顺风耳──电话授课ppt课件

这是一份物理九年级全册第二十一章 信息的传递第1节 现代顺风耳──电话授课ppt课件，共40页。PPT课件主要包含了复习引入，磁生电发动机，现代顺风耳电话，电流把信息传到远方，电话交换机，想想议议，模拟通信和数字通信，想想做做，知识点二电话交换机，课堂练习等内容，欢迎下载使用。
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。
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（telephne），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。
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。
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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。
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。
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）。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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
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。
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。
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。
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
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
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
【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。
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
【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。
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. 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
【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。
例题1：电话听筒的作用是（ ）。
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
例题2：电话中的话筒和听筒的作用是（ ）。
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
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。
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
【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。
例题4：（多选）下列关于电话交换机的说法中，正确的是（ ）。
A. 电话交换机的出现，大大提高了电话线路的利用率B. 打电话时，出现“占线”一定是由于对方话机在使用的缘故C. 早期的电话交换机依靠话务员手工操作来接线、撤线，工作效率低D. 现代程控电话交换机利用电磁继电器进行接线
例题5：（多选）数字信号与模拟信号相比，具有的优点是（ ）。
A. 抗干扰力差B. 容易加密C. 便以计算机处理D. 传输简单
例题6：如图所示，图（a）是声音信号波形，图（b）和（c）是通过处理后传递的电流信号，则图（b）和（c）信号中， 是模拟信号， 是数字信号。
【解析】由图知，信号（b）是连续变化的，是模拟信号；信号（c）的变化是不连续的，是“跳跃的”，它是数字信号。
1. 电话的组成。话筒：将声音信号转化为电信号。听筒：将电信号还原为声音信号。2. 电话交换机。