资源简介

(共47张PPT)
8.3 电话和传感器
教科版 九年级上册
制作 高文超
教学目标
1.知识与技能
(1)知道电话的主要构造及工作原理。
(2)知道传感器的作用及其在现代生产中的广泛应用。
2．过程与方法
通过观察声信息与电信息相互转化的实验，使学生了解电话的基本工作原理。
教学目标
3.情感、态度与价值观
通过讨论交流电话的发展历程，培养学生热爱科学、关注科技发展的科学素养。
教学重点：
电话的工作原理。
教学难点：
处理声信息与电信息相互转化的实验。
新知导入
新知导入
“人的声音是通过空气的振动传递的。如果这一振动转换为电流的强弱而传递，再把电流转换成声音，那么也许能把说的话传送到很远的地方。”1860年，德国的莱斯提出这样的猜想。
新知导入
1876年，贝尔（Alexander Graham Bell,1847-1922）发明了电话(telephone)，实现了莱斯的梦想。你知道电话是怎样工作的吗？让我们沿着科学家的足迹，探素声与电转换的奥秘吧！
新知导入
1892年，贝尔纽约至芝加哥的电话开通仪式上
新知讲解
怎样把振动的声信息转化成电信息呢？
新知讲解
在如图所示的装置中，纸片上粘着一个线圈，线圈的两端用导线引出接在能测微小电流的仪器——示波器上，线圈置于磁铁附近。当你对着线圈大声说话时，示波器上的图形有什么变化？
新知讲解
实验发现：当你对着线圈大声说话时，示波器上出现与声音变化对应的图形。你能解释这种现象吗？
新知讲解
根据电磁感应，当置于磁极附近的线圈在声音推动下做切割磁感线运动时，线圈中会产生与声音变化相应的感应电流。将声音转化成相应的电流变化。
新知讲解
通电线圈在什么情况下会振动呢？
把通电线圈放在磁场中，它可能会受到力的作用，从而发生振动。
新知讲解
用如图所示的实验装置来探究。
如图所示，在纸片上撒少许碎纸屑。将线圈的两根引线与电池的两极瞬间接触，仔细观察粘着线圈的纸片会有什么反应？
新知讲解
实验发现：将线圈的两根引线与电池的两极瞬间接触，产生变化的电流，磁场对变化的线圈中电流产生变化的力，粘着线圈的纸片会振动。
新知讲解
声音转化变化的电流。电磁感应。
变化的电流转化声音。磁场对通电导体有力的作用。
新知讲解
声音转化变化的电流。电磁感应。
变化的电流转化声音。磁场对通电导体有力的作用
新知讲解
话筒 听筒 听筒 话筒
把上面两个实验组合起来，就设计出了电话的话筒和听筒。
新知讲解
把上面两个实验组合起来，就设计出了电话的话筒和听筒。
（1）话筒：将声信息转化电流信息，工作原理是电磁感应。
（2）听筒：将电流信息还原声信息，工作原理是磁场对电流有力的作用
新知讲解
早期的电话
随着科学技术的发展，多功能电话机不断涌现，移动电话的普及，电话与互联网的结合，人们不仅可以和远在国外的亲友交谈，还可以接收图片，进行各种商务活动。
视频电话
新知讲解
如图所示是扬声器的结构图，你会分析它的工作原理吗？
扬声器：将电流信息还原声信息，工作原理是磁场对电流有力的作用
新知讲解
如图所示是扬声器的结构图，你会分析它的工作原理吗？
扬声器：将电流信息还原声信息，工作原理是磁场对电流有力的作用
新知讲解
扬声器：将电流信息还原声信息，工作原理是。磁场对电流有力的作用
新知讲解
听筒（扬声器）：将电流信息还原声信息，工作原理是磁场对电流有力的作用
话筒：将声音信息转化电流信息，工作原理是电磁感应。
新知讲解
不仅声信息能转化为电信息，光信息、热信息、力信息等都可以转化成电信息，这些实现其他信息转化成电信息的器件叫传感器。
在机器人身上，装上百个传感器
新知讲解
不仅声信息能转化为电信息，光信息、热信息、力信息等都可以转化成电信息，这些实现其他信息转化成电信息的器件叫传感器。
送餐机器人身上，装上百个传感器
新知讲解
随着自动化的发展，传感器的种类越来越多，不仅在高科技领域，在日常生活中也有广泛的应用。
热传感器
新知讲解
随着自动化的发展，传感器的种类越来越多，不仅在高科技领域，在日常生活中也有广泛的应用。
压力传感器——智能体重秤
新知讲解
随着自动化的发展，传感器的种类越来越多，不仅在高科技领域，在日常生活中也有广泛的应用。
声音传感器——声控开关
新知讲解
随着自动化的发展，传感器的种类越来越多，不仅在高科技领域，在日常生活中也有广泛的应用。
光传感器——路灯光控开关
新知讲解
随着自动化的发展，传感器的种类越来越多，不仅在高科技领域，在日常生活中也有广泛的应用。
城市路灯用光传感器控制
遥控电视频道通过红外传感器
在冰箱和空调里面有温度传感器
新知讲解
随着自动化的发展，传感器的种类越来越多，不仅在高科技领域，在日常生活中也有广泛的应用。
电话的送话器是声音传感器
电子秤利用了压力传感器
厨房里的抽油烟机有油烟传感器
新知讲解
传感器不仅在日常生活中有广泛的应用，计算机和传感器的结合，在科学技术和中学理科实验室中也有很多应用。
机器人送餐
新知讲解
计算机和传感器的结合，在科学技术和中学理科实验室中也有很多应用。
机器人在组装汽车
新知讲解
计算机和传感器的结合，在科学技术和中学理科实验室中也有很多应用。
疫情期间消毒、配送、测温……机器人纷纷上岗
新知讲解
计算机和传感器的结合，在科学技术和中学理科实验室中也有很多应用。
疫情期间消毒、配送、测温……机器人纷纷上岗
新知讲解
计算机和传感器的结合，在科学技术和中学理科实验室中也有很多应用。
2020-2021年疫情期间，自动测温系统
新知讲解
计算机和传感器的结合，在科学技术和中学理科实验室中也有很多应用。
中学实验室数字化实验平台装备多种传感器
课堂练习
1.下列说法正确的是（ ）
A.1860年，德国的莱斯发明了电话
B.1876年，贝尔提出电话原理猜想
C.话筒将电流信息转化为声音信息
D.听筒是利用磁场对通电导体有力的作用原理工作的
D
课堂练习
2.下列说法正确的是（ ）
A.动圈式话筒是利用电流的磁效应工作的
B.话筒是利用电磁感应原理工作的
C.喇叭是将声信号转化为电信号的装置
D.麦克风是将电流信息转化为声音信息的装置
B
课堂练习
3.与动圈式话筒工作原理相同的是（ ）
C
A B C D
课堂练习
4.与麦克风工作原理相同的是（ ）
C
A B C D
课堂练习
5.下列说法正确的是（ ）
A.能将电流信息转化为光、热、力等其他信息的器件叫做传感器
B.电视遥控器是利用力传感器工作的
C.测温仪是利用红外线传感器工作的
D.电冰箱是利用光传感器控制温度的
C
课堂总结
一、声信息和电信息
话筒将声信息转化成电流信息，利用电磁感应原理工作的，将机械能转化为电能；
听筒将电流信息转化为声信息，利用磁场对通电导体有力的作用工作的，将电能转化为机械能。话筒又叫麦克风；喇叭和听筒工作原理相同。
二、传感器
将其他信息转化成电流信息的器件叫做传感器。有光、温度、力等传感器。随着自动化的发展，传感器的种类越来越多，在科技、日常生活中有广泛的应用。计算机与传感器结合，在科学研究和中学理科实验探究中应用更广。
板书设计
一、声信息和电信息
话筒将声信息转化成电流信息，利用电磁感应原理工作的，将机械能转化为电能；
听筒将电流信息转化为声信息，利用磁场对通电导体有力的作用工作的，将电能转化为机械能。话筒又叫麦克风；喇叭和听筒工作原理相同。
二、传感器
将其他信息转化成电流信息的器件叫做传感器。有光、温度、力等传感器。随着自动化的发展，传感器的种类越来越多，在科技、日常生活中有广泛的应用。计算机与传感器结合，在科学研究和中学理科实验探究中应用更广。
作业布置
作业：P139 T1、T2。
课外作业：P139 家庭实验室
用力传感器探究摩擦力的大小。
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课题 8.3 电话和传感器
教学目标:
1.知识与技能
（1）知道电话的主要构造及工作原理。
（2）知道传感器的作用及其在现代生产中的广泛应用。
2.过程与方法
通过观察声信息与电信息相互转化的实验，使学生了解电话的基本工作原理。
3.情感态度与价值观
通过讨论交流电话的发展历程，培养学生热爱科学、关注科技发展的科学素养。
教学重点：
电话的工作原理。
教学难点：
处理声信息与电信息相互转化的实验。
教学用具：
电源、电话工作原理说明器。
教学互动设计：
一、创设情景，导入新课
“人的声音是通过空气的振动传递的。如果把这一振动转换成电流的强弱而传送，再把电流转换成声音，那么也许能把说的话传送到很远的地方，”1860年，德国的莱斯提出这样的猜想。
1876年，贝尔发明了电话，实现了莱斯大的梦想。你想知道电话是怎样工作的吗？让我们沿着科学家的足迹，探索声与电转换的奥秘吧！
二、新课讲授，师生互动
（一）声信息与电信息
怎样把振动的声音信息转化成电流信息呢？
1、观察：把声信息转换成电流信息——电磁感应：振动——电流
话筒：声信息——电信息（电磁感应）
探究声信息与电信息的相互转化，这个探究活动要用到示波器，建议由教师来演示，让学生根据观察到的现象进行分析讨论，培养学生的观察能力和分析概括能力。通过探究，让学生了解，根据电磁感应的原理，能把声信息转化为电信息；根据通电导体在磁场中要受到力的作用，将电信息转化为声信息。
2、实验探究：把电信息还原成声音信息
听筒：电信息——声信息（磁场对电流有力的作用）
电话是当今时代使用最广泛、最普及的通讯工具之一，学生都非常熟悉，教师可先通过介绍电话的发明及发展历史，引起学生的学习兴趣。
把以上两个实验结合起来，得到电话的基本工作原理：在话筒中将声音转化成强弱变化的电流，再在听筒中将强弱变化的电流还原成为声音。
电话听筒中的电磁铁的铁心不是用软铁，而是用永磁铁制成，这主要是为了改善通话效果，保持声音不失真。因为用永磁铁做铁心，在螺线管未通电时铁片也被磁性适中的永磁铁所吸引，适当的弯曲。当螺线管内通过强弱变化的电流时，电磁铁对铁片的吸引力就会发生忽大忽小的变化，铁片就振动起来了，这要比用软铁做铁心效果好得多。
3、电话的话筒与听筒
话筒的结构。话筒中有能振动的膜片和随话音跳动的碳粒。人们对着话筒说话时，膜片便随着声音的高低而发生振动，从而压缩碳粒一紧一松，这样就把强度不同的声波变成了相应大小的电信号。
4、扬声器与耳机 ——磁场对电流有作用力
图 显示了一种动圈式扬声器的构造和工作原理。用薄的绝缘材料制成一个圆管，粘在锥形纸盆中央的后部，圆管外面用细漆包线绕上几十或上百匝线圈，称作音圈。扬声器后部装有永磁体，它和环形的软铁组合起来，在环形的磁极之间形成一个很强的磁场，并且让音圈置于这个磁场中。当音圈中有电流通过时，就会受到磁场的作用力而运动。由于扬声器工作时通过音圈的电流方向是反复变化的（交变电流），所以音圈就要前后往复运动，从而带动纸盆来回振动，就发出了声音。
现在，头戴的大耳机和小巧的耳塞机也都是动圈式的，构造和原理与上述的扬声器相同，只是把大纸盆换成了小的音膜，由音膜振动发声。
（二）传感器——将其他信息转换成电信息的器件。
传感器的种类很多，能将声信息、光信息、力信息等转化成为电信息，在自动控制领域及日常生活中都得到广泛的应用。在教学中，可鼓励学生通过在生活中的观察积累、查阅资料、上因特网等方式了解这部分知识。
三、板书设计 整合提升
四、大海扬帆，尝试远航
1. 下列说法正确的是（ ）
A.1860年，德国的莱斯发明了电话
B.1876年，贝尔提出电话原理猜想
C.话筒将电流信息转化为声音信息
D.听筒是利用磁场对通电导体有力的作用原理工作的
2．下列说法正确的是（ ）
A.动圈式话筒是利用电流的磁效应工作的
B.话筒是利用电磁感应原理工作的
C.喇叭是将声信号转化为电信号的装置
D.麦克风是将电流信息转化为声音信息的
3．与动圈式话筒工作原理相同的是（ ）
4．与麦克风工作原理相同的是（ ）
5．下列说法正确的是（ ）
A.能将电流信息转化为光、热、力等其他信息的器件叫做传感器
B.电视遥控器是利用力传感器工作的
C.测温仪是利用红外线传感器工作的
D.电冰箱是利用光传感器控制温度的
参考答案：1.D；2.B；3.C；4.C；5.C。
五、作业：P139T1、T2。
家庭作业：P139 家庭实验室：用力传感器探究摩擦力的大小
教学反思
前两节内容的学习为学生进一步学习本节“电话和传感器”相关的知识做好了知识储备。为了创设一种愉快和谐的学习氛围，立足于以学生为本的教育思想，充分发挥学生的主体作用，并结合本节内容在教材中的地位，把本课设计成活动课的形式，让学生在动手动脑、合作互动中兴趣盎然地学习，在体验到成功的喜悦的同时，提高了综合能力。
本节的设计在介绍电话的原理时，考虑不同的实际情况，也可以探究活动的形式开展。
这节课要求学生在充分体验的过程中要真正学到知识，而且要注意所有学生的积极参与，对教师掌控课堂能力的要求较高。
贝尔和电话的发明
电话，是在一次偶然的“事故”中诞生的。 1873 年的一天，美国发明家贝尔与他的助手华特生正在波士顿合作试验一种多用电报机。当试验进行了一段时间，忽然一个偶然性的“事故”发生了：助手华特生看管的电报机上的一根弹簧被磁铁吸住了，他便用手把弹簧扳开。就在这时，正在隔壁房间里的贝尔发现他看管的电报机上的弹簧突然振动起来了，并发出了声音，尽管这声音非常微弱，却引起了善于发现问题的贝尔的极大兴趣。他想，如果人对着铁片说话，声音就会引起铁片振动，铁片后面放着一块绕着导线的磁铁，铁片振动时会在导线中产生时大时小的电流，这个电流沿着线路传送到另一端，使另一端带有同样装置的铁片振动起来并发出声音，这不就是一架很好的电话机吗？
贝尔按照这一设想，与华特生立即动手尝试起来，他们在波士顿近郊的破旧公寓里租借了两间房子，作为实验室兼卧室。两个发明家整天关在这两间简陋的房子里，一边研究电、声转换的理论，一边设计实用的机器。
就这样两年过去了，在这两年中，他们不知试验过多少方案，有过多少次失败，才制成了两台电话机样机。为了验证样机的通话效果，他们把导线从实验室架到公寓的另一头。试验开始了，贝尔和华特生各自对着自己的装置大声呼喊，可是，他们所听到的声音不是从墙壁反射来的，就是从屋顶反射来的，机器竟像聋哑人一样丝毫没有反应。问题出在哪里？两个年轻人苦苦思索着。
一天晚上，正当贝尔仰望那夜幕中的点点繁星时，突然从远处隐隐约约传来一阵吉他声，贝尔侧耳凝神听着，荡漾在夜空美妙的声音，使贝尔豁然醒悟。他朝年轻的技师华特生走去，拥抱着他说：“有啦！有啦！”原来贝尔从吉他的共鸣原理中，意识到电话样机的送话器和接话器灵敏度都太低，所以送出去的声音微弱，难以听清。于是贝尔便立即动手设计一个类似共鸣箱作用的音箱草图，连夜赶制起来。两人一起动手，一连忙了两天两夜，到了第三天傍晚，他们又开始新的通话试验。贝尔在实验室里，将门窗全部关闭，华特生在另一间房子里，把接话器紧贴耳边。一切准备就绪，贝尔一边调试机器，一边对着送话器呼唤起来。华特生屏息静气地专心听着，接话器里的声音开始时弱如蚊声，后来突然清晰地传来贝尔的高喊声：“华特生先生，快来帮我一下！”原来贝尔在操作机器时，不小心把硫酸瓶子打翻，硫酸溅到腿上，由于一阵难忍的疼痛，他情不自禁地对着话筒呼唤求助。这是电信史上人类通过电话机传送的第一句话！华特生听到后，惊喜万分，连声急呼：“贝尔！我听见了！听见了！”就这样，世界上第一架可供实用的电话问世了。现在美国波士顿法院路 109 号的顶楼门口，还钉着一块青铜牌子，上面写着：“ 1875 年 6 月 2 日，电话在这里诞生”。
事实使贝尔很快地明白了，发明电话只是成功的一半，要使电话被社会承认，还必须进行不知疲倦的宣传。几个月后，在费城举行美国建国 100 周年纪念博览会，贝尔和华特生特地从波士顿赶到费城。在博览会上他们两人公开表演了电话通信。然而，人们并没有认识到电话的重要性，不少人还只是把电话机当作一种新奇的玩具，把贝尔和华特生看成两个杂耍演员，就连评判员也毫不感兴趣。到了博览会的最后一天，凑巧，巴西的王太子彼得罗路过这里也前来参观，当他看到电话机时，好奇地听着贝尔的介绍，随即拿起耳机，清晰地听到贝尔所说的话音。“我的上帝，它说话了！”王太子的嚷嚷声，惊动了四周的参观者，评判员也围拢来了。经过评判员的各种测试，证实电话机确实是一项最新的发明。不过，当时表演通话的距离只有一箭之遥，人们对它的实用价值仍然表示怀疑。因此，电话机依然遭受冷遇。
贝尔和华特生回到波士顿后，他们一边对电话机继续改进，一边利用各种机会到美国各大城市巡回表演，宣传电话机的原理和应用前景。 1878 年，他们还在波士顿与纽约之间首次进行长途通话试验。
经过他们长期的奔走，电话机的功用才逐渐被人们所认识。后来，还得到一位叫休顿的有远见的爵士的资助，于 1880 年正式成立贝尔电话公司。从此以后，电话便逐步得到普遍使用，成为人类生活中重要的通信工具之一。
电话与传感器
扬声器（喇叭）、耳机：电信息——电信息。
传感器：将其他信息转换成电信息的器件。电信息、光信息、
热信息、力信息。
计算机与传感器结合，在科学研究和实验探究中应用很多。
贝尔电话——1876年发明。
话筒：声信息——电信息（电磁感应）机械能——电能
听筒：电信息——声信息（磁场对电流有力的作用）电能——机械能
电话
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第八章 电磁相互作用及应用
8.3 电话和传感器
导学目标：
(1)知道电话的主要构造及工作原理。
(2)知道传感器的作用及其在现代生产中的广泛应用。
重点：电话的工作原理。
难点：处理声信息与电信息相互转化的实验。
导学方法：实验探究法、讨论法
课 时：1课时
导学过程
课前导学
1．1876年， 发明了电话，实现 的梦想 。
2．根据 ，当置于磁极附近的线圈在声音的推动下做 振动时，线圈中会产生与声音变化相应的 。这样将把 信息转变成了相应的 变化。
3．听筒的工作原理：磁场对通电导体有 的作用。
4．声信息、光信息、热信息、力信息等都可以转化成 信息，这些实现其他信息转化成 信息的器件叫传感器。
课堂导学
一、声信息与电信息
1．1876年， 发明了电话，实现 的梦想 。
2．根据 ，当置于磁极附近的线圈在声音的推动下做 振动时，线圈中会产生与声音变化相应的 。这样将把 信息转变成了相应的 变化。
3．听筒的工作原理：磁场对通电导体有 的作用。
4.扬声器的工作原理与 （选“话筒”或“听筒”）相同，磁体对通电线圈产生 的作用，线圈中的电流随 的变化，它受到的作用也随 变化，带动纸盆 ，发出声音。
二、传感器
5．声信息、光信息、热信息、力信息等都可以转化成 信息，这些实现其他信息转化成 信息的器件叫传感器。
6．电视机的遥控器是利用 传感器控制电视的；为防新冠病毒传播，进出校门要进行体温检测，无接触测温仪利用 传感器测量体温。
教师引导、学生归纳小结
课堂练习
1. 下列说法正确的是（ ）
A.1860年，德国的莱斯发明了电话
B.1876年，贝尔提出电话原理猜想
C.话筒将电流信息转化为声音信息
D.听筒是利用磁场对通电导体有力的作用原理工作的
2．下列说法正确的是（ ）
A.动圈式话筒是利用电流的磁效应工作的
B.话筒是利用电磁感应原理工作的
C.喇叭是将声信号转化为电信号的装置
D.麦克风是将电流信息转化为声音信息的
3．与动圈式话筒工作原理相同的是（ ）
4．与麦克风工作原理相同的是（ ）
5．下列说法正确的是（ ）
A.能将电流信息转化为光、热、力等其他信息的器件叫做传感器
B.电视遥控器是利用力传感器工作的
C.测温仪是利用红外线传感器工作的
D.电冰箱是利用光传感器控制温度的
课后反思
参考答案：
课前导学：
1.贝尔、莱斯。2.电磁感应、切割磁感线、感应电流、声音、电流。3.力。4.电、电。
课堂导学
1.贝尔、莱斯。2.电磁感应、切割磁感线、感应电流、声音、电流。3.力。4. 听筒、力、声音、电流、振动。5.电、电。6.红外、红外。
课堂练习：
1．D。2．B。3．C。4.C。5.C。
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