【大单元·任务式】《8..3.1 跨学科实践:传感技术(第一课时)》课时导学案(含答案)--教科2024版9年级

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【大单元·任务式】《8..3.1 跨学科实践:传感技术(第一课时)》课时导学案(含答案)--教科2024版9年级

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/ 让教学更有效 高效备课 | 物理学科
【学习目标】
学习目标 物理观念:理解声电转换、电声转换的原理,掌握话筒、扬声器的工作机制。 科学思维:能分析 “声音→振动→电流→振动→声音” 的信号转化逻辑,提升逻辑推理与系统分析能力。 科学探究:完成 “声电转换”“电声转换” 实验,提升实验操作、现象观察与数据分析能力。 科学态度与责任:通过电话技术的发展,认识物理技术对社会通信的推动作用,培养技术创新与工程应用的意识。
学习重点 声电转换、电声转换的原理;话筒、扬声器的工作机制。
学习难点 “声音→振动→电流→振动→声音”的完整信号转化链;跨学科视角下传感技术(声电转换)的应用逻辑。
【课前预习】
一、声电转换
1.声音是通过空气的______传递的,要实现 “顺风耳”,需将声音的______转换为电流的强弱进行传送。
2.动圈式话筒的原理是:声音使膜片振动,带动膜片上的______在磁场中做______运动,产生与声音相对应的______,从而把声音转变成了电流。
二、电声转换
3.扬声器的原理是:通电的______在磁场中会受到______的作用而发生振动,从而把电流转换成______。
4.电话的通信过程是:一端的______将声音转换成电流,通过导线传递到另一端的______,再将电流转换成声音,实现 “顺风耳” 的功能。
三、电话的发展
5.1876 年,______发明了电话,实现了人类 “顺风耳” 的梦想。从最早的电话机到现代的手机,电话机技术不断发展,但其通信核心都离不开______和______这样的转换、还原装置。
【课中研学】
1. 思考:声音的本质是什么?如何将这种本质转化为电流?
2. 活动:声电转换
在如图所示的装置中,纸片上粘着一个线圈,线圈引出端接在示波器上,线圈置于磁铁磁极的上方。
当对着线圈大声说话时,请观察示波器上的图形有什么变化。
3. 实验中,对着线圈说话时示波器为什么会出现对应图形?用到了什么原理?
1. 思考:电流具有什么特性,才能让线圈产生振动?
2. 活动:电声转换
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。
当对着线圈大声说话时,请观察示波器上的图形有什么变化。
3. 实验中纸屑跳动,说明通电线圈在磁场中受到了什么作用?
【课堂总结】
【分层作业】
(巩固性作业)
一、填空题
1. 声音是通过空气的______传递的,实现 “顺风耳” 需将声音的______转换为电流的强弱。
2.动圈式话筒的原理是______现象,声音使膜片振动带动线圈在磁场中做______运动,产生感应电流。
3.扬声器的原理是:通电______在磁场中受到______的作用而振动,将电流转换成声音。
4.电话通信的核心是______和______,分别实现声电转换和电声转换。
5.1876 年,______发明了电话,实现了人类 “顺风耳” 的梦想。
6.在 “声电转换” 实验中,对着线圈说话时,示波器上出现与声音对应的图形,这是因为线圈做______运动产生了感应电流。
二、选择题
7. 下列设备中,利用电磁感应原理工作的是( )
A. 扬声器 B. 动圈式话筒 C. 电动机 D. 电磁铁
8.扬声器工作时,能量转化情况是( )
A. 电能转化为机械能 B. 机械能转化为电能
C. 电能转化为内能 D. 机械能转化为内能
9.关于电话的通信过程,正确的是( )
A. 话筒(电声转换)→导线→听筒(声电转换)
B. 话筒(声电转换)→导线→听筒(电声转换)
C. 听筒(声电转换)→导线→话筒(电声转换)
D. 听筒(电声转换)→导线→话筒(声电转换)
10.下列关于 “声电转换” 实验的描述,正确的是( )
A. 线圈静止在磁场中也能产生电流
B. 声音越大,示波器上的图形变化越明显
C. 线圈振动方向与磁场方向平行时,感应电流最大
D. 该实验与发电机原理不同
(拓展性作业)
11. 动圈式话筒和扬声器的工作原理,下列说法正确的是( )
A. 两者都利用电磁感应原理
B. 两者都利用磁场对电流的作用
C. 话筒利用电磁感应,扬声器利用磁场对电流的作用
D. 话筒利用磁场对电流的作用,扬声器利用电磁感应
12.在 “电声转换” 实验中,线圈与电池瞬间接触时,粘有线圈的纸片振动,原因是( )
A. 线圈产生感应电流 B. 磁场对通电线圈有力的作用
C. 线圈切割磁感线 D. 纸片本身具有弹性
13.关于电话技术的发展,下列说法错误的是( )
A. 从贝尔发明的电话机到现代手机,通信核心原理未变
B. 手机通信不再依赖 “声电 - 电声” 转换
C. 技术发展使通信更便捷、高效
D. 电话的发展体现了科学技术对社会的推动作用
14.某同学在 “声电转换” 实验中,增大说话声音的响度,观察到示波器图形的幅度变大,这说明( )
A. 声音响度越大,感应电流越强
B. 声音响度越大,磁场强度越强
C. 声音响度与感应电流无关
D. 感应电流的强弱与线圈匝数有关
15.下列场景中,与 “声电转换” 原理相同的是( )
A. 用电磁炉加热食物 B. 发电机发电
C. 电动机带动风扇转动 D. 电磁铁吸引铁钉
(探究性作业)
选做题:
三、综合题
16.请设计一个实验,验证 “声音响度越大,动圈式话筒产生的感应电流越强”。要求:写出实验器材、实验步骤、预期现象及结论。
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17.结合本节课知识,分析:(1)为什么动圈式话筒需要 “膜片” 和 “线圈” 的组合?(2)如果要提高扬声器的音量,可采取哪些措施?(3)从电话的发展历程,谈谈你对 “科学技术推动社会进步” 的理解。
参考答案
【课前预习】
1. 振动;振动
2.线圈;切割磁感线;感应电流
3.线圈;力;声音
4.话筒;听筒
5.贝尔;话筒;听筒
【作业布置】
1. 振动;振动
2.电磁感应;切割磁感线
3.线圈;力
4.话筒;听筒
5.贝尔
6.切割磁感线
7.B
8.A
9.B
10.B
11.C(解析:话筒利用电磁感应将声振动转化为电流,扬声器利用磁场对电流的作用将电流转化为声振动)
12.B(解析:线圈通电后在磁场中受力振动,带动纸片运动,体现 “磁场对电流的作用”)
13.B(解析:手机通信仍依赖 “声电 - 电声” 转换,只是传输方式更先进)
14.A(解析:声音响度越大,膜片和线圈振动幅度越大,感应电流越强,示波器图形幅度越明显)
15.B(解析:发电机和动圈式话筒都利用电磁感应原理,将机械能转化为电能)
16.实验器材:动圈式话筒、示波器、电源、扬声器、不同响度的声源(如手机播放不同音量的音乐)。实验步骤:① 将动圈式话筒与示波器连接;② 用扬声器以较小响度播放音乐,观察示波器图形幅度;③ 增大扬声器响度,再次观察示波器图形幅度;④ 重复实验 2-3 次。预期现象:响度越大,示波器图形幅度越大。结论:声音响度越大,动圈式话筒产生的感应电流越强。
17.(1)膜片负责接收声音振动,将声音的机械振动传递给线圈;线圈在磁场中做切割磁感线运动,产生感应电流,从而实现声电转换,两者配合完成 “声音→电流” 的转换。(2)措施:增大通过扬声器线圈的电流;增强扬声器内的磁场;增加线圈匝数等(合理即可)。(3)示例:贝尔发明的电话开启了远程通信的时代,让信息传递突破距离限制;后续电话机的不断发展(如按键电话、手机),使通信效率大幅提升,改变了人们的生活方式和社会交往模式,充分体现了科学技术在推动社会通信进步、提高生活品质方面的关键作用。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 (共 2 页)
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