21.1 现代顺风耳——电话（攻克重难点） ----2024-2025学年人教版物理九年级上学期

►第二十一章　信息的传递 21.1 现代顺风耳——电话 内容索引·常考题型 内容 常考题型 重点01 电话机的结构和原理 选择题、填空题 重点02 电话交换机 选择题、填空题 难点 模拟信号和数字信号 选择题、填空题 ■重点01 电话机的结构和原理 攻克重点 1．电话的发明者：1876年，美国发明家贝尔发明了第一部电话。 2．电话的组成：主要由话筒和听筒组成。 （1）话筒：把声音的振动转化成变化的电流。 （2）听筒：把变化的电流转化成振动。 3．电话的基本原理： （1）话筒把声信号转化为电信号； （2）听筒把电信号转化为声信号； （3）基本原理：声音（振动）→话筒→变化的电流→听筒→振动（声音）。 4．电话的工作过程： （1）话筒：装着碳粒的小盒子、膜片； 人对着膜片说话，膜片振动，挤压碳粒，碳粒忽紧忽松，电阻就忽大忽小，导线中就产生了变化的电流。 （2）听筒：电磁铁、薄铁膜片； 变化的电流流到对方听筒里，听筒电磁铁里的电流忽大忽小，磁性就忽强忽弱，对薄铁腊片的吸引力也忽大忽小，薄铁片就振动发声。 【典例1】（2023•普兰店区一模）美国发明家贝尔利用电磁转换的原理传送声音，制成最早的　 　，是人类利用电流进行异地通话的开始。早期的电话由话筒和　 　两部分组成。 【答案】电话；听筒。 【分析】电话的发明家是美国人亚历山大•贝尔。1875年贝尔开始设计电磁式电话。他最初把音叉放在带铁芯的线圈前，音叉振动引起铁芯相应运动，产生感应电流，电流信号传到导线另一头经过转换，变成声信号，随后，贝尔又把音叉换成能够随着声音振动的金属片，把铁芯改作磁棒，经过反复实验，制成了实用的电话装置。 【解答】解：电话最早是美国人贝尔发明的，是人类利用电流进行异地通话的开始；早期的电话包括话筒和听筒两部分。 故答案为：电话；听筒。 【点评】此题考查了电话的发明及构造，是物理学史的考查，难度不大。 【典例2】（2023•东港区校级三模）如图所示，关于下列四幅图描述正确的是（　　） A．图甲中，电动机工作时，原理是通电线圈在磁场中受力转动 B．图乙中，动圈式话筒的工作原理与该图相同 C．图丙中，电话的听筒部分工作原理是电磁感应现象 D．图丁中，指南针静止时，指向地磁南极的是指南针的N极 【答案】D 【分析】（1）闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中会产生感应电流，这种现象叫电磁感应。 （2）发电机工作时，将机械能转化为电能。发电机和动圈式话筒就是利用该原理来工作的。 （3）电流周围存在磁场，磁场强弱与电流大小有关。 （4）指南针是由于受到地磁场的作用来指示南北的，指南针静止时，指向地磁南极的是指南针的N极。 【解答】解：A、图甲中，是发电机工作原理，将机械能转化为电能，故A错误； B、图乙是电动机的工作原理，扬声器的工作原理与该图相同，动圈式话筒是利用电磁感应来工作的，故B错误； C、图丙中，电话的听筒中有一个铁片，当线圈中的电流忽大忽小时，电流的磁场对它的磁力忽大忽小，铁片就会振动起来，它是利用电流的磁效应来工作的，故C错误； D、图丁中，指南针静止时，指向地磁南极（地理北极）的是指南针的N极，故D正确。 故选：D。 【点评】知道磁场对电流的作用和电磁感应现象；知道发电机、电动机、动圈式话筒、电话听筒的基本原理。 【典例3】（2024•天门一模）如图是老式电话机的原理图。碳粒话筒相当于一个变阻器，膜片振动把碳粒压紧和放松时，相当于图中膜片带动滑片左右移动，使滑动变阻器的电阻随之发生变化，接通电源后电路中便产生了强弱变化　 　。听筒中有一个电磁铁，当电流变化时，它的磁场强度会发生变化，对旁边铁质膜片的引力也随着改变，使膜片来回运动。将话筒和听筒　　（填“串联”或“并联”）在电路中，二者电流的变化相同，听筒中膜片往返运动的频率跟话筒膜片振动的频率便相同，这样，从听筒中就听到了对方说话的声音。 【答案】电流；串联。 【分析】话筒把声信号转换成电信号，听筒将电信号转换成声信号，话筒和听筒是串联关系。 【解答】解：碳粒话筒相当于一个变阻器，膜片振动把碳粒压紧和放松时，相当于图中膜片带动滑片左右移动，使滑动变阻器的电阻随之发生变化，所以由欧姆定律可知，对着话筒说话时电路中便产生了强弱变化的电流； 电磁铁的磁性强弱与电流大小有关，听筒中有一个电磁铁，当电流变化时，它的磁场强度发生变化，对旁边铁质膜片的引力也随着改变，使膜片来回运动。根据串联电路的电流特点和题意可知，应将话筒和听筒串联在电路中，二者电流的变化相同，听筒中膜片往返运动的频率跟话筒膜片振动的频率便相同，这样，从听筒中就听到了对方说话的声音。 故答案为：电流；串联。 【点评】了解老式电话的听筒和话筒的工作原理与特点，能根据图中的变化判断其具体的工作情况，是解答的关键。 ■重点02 电话交换机 攻克重点 1．电话交换机的作用 为了提高线路利用率，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，交换机自动把需要通话的两部电话接通，通话完毕再自动将线路断开。如果在同一台交换机与另一台交换机之间连接上若干电话线，这样，两个不同交换机的用户就能互相通话了。如图所示。 2．电话交换机的种类 （1）人工电话交换机（人工操作）：效率低，劳动强度大。 （2）自动电话交换机（电磁继电器）：效率高，但功能少。 （3）程控电话交换机（电子计算机）：效率高，功能多（如来电显示，缩位拨号、遇忙回叫、呼叫转移、三方通话等）。 3．打电话占线可能的原因 （1）对方的电话可能正在通话。 （2）对方电话可能没有放好。 （3）电话交换机之间有太多的用户在通话，它们之间的电话线不够用了。 【典例1】电话交换机相当于一个（　　） A．单刀单掷开关 B．单刀双掷开关 C．双刀双掷开关 D．双刀多掷开关 【答案】D 【分析】电话交换机是信息的中转站，相当于开关的作用。 【解答】解：电话交换机可以把一个电话的两根线连接到多个不同的电话线上，相当于一个双刀多掷开关。 故选：D。 【点评】本题考查的是电话交换机的作用，属于基础题。 【典例2】小明家在上海，家里刚装上电话，他想给南昌的姨妈打个电话问候，可电话在“占线”。请你帮他分析一下，下列哪种情况能造成这种现象（　　） A．上海和南昌之间有太多的用户在通话 B．小明的姨妈正在用电话 C．姨妈家的电话没放好 D．以上情况都有可能 【答案】D 【分析】两个电话若没有连起来，就会出现电话“占线”；电话之间线路的接通就是通过电话交换机来实现的，若通话人较多时，电话交换机不能及时的将需要通话的两个电话连接起来，就会出现忙音。 【解答】解：A、电话之间的通话都是通过电话交换机来实现的，若通话用户比较多时，电话交换机不能将这两部电话接通，就会显示忙音，上海和北京之间有太多的用户正在通电话会出现忙音，这种情况有可能； B、小明的姨妈正在用电话，此电话正在使用，出现忙音，这种情况有可能； C、姨妈家的电话没放好，出现忙音，这种情况有可能； D、以上情况都有可能。 故选：D。 【点评】本题考查了电话“占线”的原因，属于基础知识的考查，比较简单。 【典例3】有四部电话（如图），如果不用电话交换机，想要其中任意一部电话能与其他三部电话通话，一共需要多少对电话线（　　） A．2对 B．4对 C．6对 D．8对 【答案】C 【分析】如果不用电话交换机，每两部电话机之间都需要用一对电话线连接起来。 【解答】解：如果不用电话交换机，每两部电话机之间都需要用一对电话线连接起来，一共需要的电话线的对数为：。故C符合题意，ABD不符合题意。 故选：C。 【点评】本题考查的是电话机的基本工作过程；知道计算不用电话交换机，需要连接的电话线的数量。 ■难点 模拟信号和数字信号 突破难点 概念 特点 模拟通信 如图所示，在话筒将声音信号转换成信号电流时，这种信号电流的频率、振幅的变化情况跟声音的频率、振幅的变化情况完全一致，“模仿”着声信号的“一举一动”。这种电流传递的信号叫做模拟信号，使用模拟信号的通信方式叫做模拟通信。 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，从而使信号丢失一部分信息，表现为声音、图像的失真，严重时会使通信中断。 数字通信 用点“·”和画“-”组合代表各种数字，一定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。像这样用不同不同符号的不同组合表示的信号，叫做数字信号，这种通信方式叫做数字通信。如图所示，用旗语表示英文字母A、B、C、D。 数字信号形式简单，抗干扰能力强，还可通过不同编码进行加密。 【典例1】 数字信号就是（　　） A．由1、2…9这9个数字组合而成的信号 B．由“•”和“﹣”的不同组合所表示的信号 C．由1、2…9这10个数字和ABC…Z字母混合组合而成的信号 D．用不同符号的不同组合表示的信号 【答案】D 【分析】（1）用电流传递的信号叫做模拟信号，使用模拟信号的通信方式叫做模拟通信。 （2）用不同符号的不同组合表示信号，叫做数字信号，这种通信方式叫做数字通信。 【解答】解：用不同数字或符合等的不同组合表示的信号叫做数字信号，数字信号相对于模拟信号有更强的抗干扰能力。 故选：D。 【点评】本题主要考查学生对数字信号基本概念的了解和掌握，属于识记性内容，比较简单。 【典例2】 电话信号分　 　 和　 　两种。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，这种电流传递的信号叫　 　。使用不同符号的不同组合表示的信号叫　 　。 【答案】模拟信号；数字信号；模拟信号；数字信号。 【分析】（1）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，振幅变化的情况根声音的频率，振幅变化的情况完全一样，这种电流传递的信号叫做模拟电信号； （2）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。 【解答】解：电话信号分模拟信号和数字信号两种； 信号电流的频率、振幅变化情况与声音的频率、振幅变化情况完全一样，模仿声信号的电信号，叫做模拟信号； 利用数字的组合来代表信号的信号叫做数字信号。 故答案为：模拟信号；数字信号；模拟信号；数字信号。 【点评】本题考查了模拟信号和数字信号的概念，属于识记性内容，较简单。 【典例3】数字通信是一种既现代又古老的通信方式。现代电话已全部采用数字信号进行处理。若用“0”和“1”代表“开”和“关”这两个动作，组成一组数字信号，可以表达一句话。例如： 开关动作 开 关 开、关 开、开 关、开 表示数字 0 1 0、1 0、0 1、0 中文意义 我 他 和 同学 是 那么，“我和他是同学”的数字信号为“0，01，1，10，00”，请照此代码用另一组信号表达你想说的一句话：　 　。 【答案】代码：1，10，0，00；他是我同学 【分析】要解答本题需掌握：“0、1、10、00、01”表示的中文意义。 【解答】解：想说的一句话是：他是我同学。数字信号为：1，10，0，00 【点评】本题主要考查学生对：数字信号技术的了解和掌握。 方法技巧 1．模拟信号和数字信号的比较。 信号与声音的关系 信号电流的形式 优缺点 应用 模拟信号 与声音的频率、振幅的变化的情况完全一样 连续的 信号易丢失、失真，现代通信中常将其转化为数字信号，方便用计算机进行处理 温度传感器、压力传感器的信号，磁带录音机录下的声音等 数字信号 用不同的符号的不同组合表示传递的信息 离散的 抗干扰能力强，易加工处理，可以发挥计算机的巨大威力，还可以通过不同的编码进行加密 电报，光缆信号，计算机存储信息等 2．模拟信号与数字信号的区别可根据幅度值是否离散来确定，数字就是用符号记录信息，模拟不是用符号记录的。 学科网（北京）股份有限公司 $$ ►第二十一章　信息的传递 21.1 现代顺风耳——电话 一、选择题（共8小题） 1．（2023秋•龙泉驿区期末）关于电话的听筒和话筒的工作原理，以下说法正确的是（　　） A．话筒、听筒都是把电信号变成声音 B．听筒利用的原理是电磁感应现象 C．话筒将声信号变成光信号 D．听筒把电信号变成声音 2．（2024•白云区校级三模）关于老式电话的话筒以及麦克风的构造如图。则下列说法正确的是（　　） A．它们的作用是一样的 B．它们的物理原理是一样的 C．电话机话筒利用了电磁感应来实现它的功能 D．麦克风利用欧姆定律来实现它的功能 3．（2024•水磨沟区一模）智能手机与计算机内部处理的都是（　　） A．模拟信号 B．数字信号 C．声信号 D．视频信号 4．电话机的听筒是根据下列哪种原理制成的（　　） A．电磁感应原理 B．电流的磁效应 C．电流的热效应 D．通电导体在磁场中受力 5．（2023•东港区校级三模）如图所示，关于下列四幅图描述正确的是（　　） A．图甲中，电动机工作时，原理是通电线圈在磁场中受力转动 B．图乙中，动圈式话筒的工作原理与该图相同 C．图丙中，电话的听筒部分工作原理是电磁感应现象 D．图丁中，指南针静止时，指向地磁南极的是指南针的N极 6．下列信号中不属于数字信号的是（　　） A．古代，士兵们常在“烽火台”上点起烟火，向远处的同伴传递敌人来犯的消息 B．电话机把说话声音变为电信号传给电话交换机 C．汉字电报码 D．海员举起的红色小旗或蓝色小旗向对方船只表示的信息 7．移动电话机的说法正确的是（　　） A．移动电话机只是无线电发射台 B．移动电话机只是一个无线电接收台 C．移动电话机既能发射信号，又能接收无线电信号 D．两个移动电话机之间可以直接通话，不需要通过基地台 （多选）8．暑假，小明参加了学校组织的夏令营到北京，他准备在街上的电话亭向济南的家里打个电话告诉家人他已平安到达北京，可电话在“占线”。请你帮助小明分析一下，下列能造成这种现象的情况是（　　） A．有人正在给小明所用的电话打电话 B．小明的家人正在用电话 C．北京和济南之间有太多的用户在通话 D．以上情况都有可能 二、非选择题（共5小题） 9．电话的基本原理是通过话筒与听筒完成声音信号与　 　信号的相互转换。如图所示为电话机原理图。当人对着话筒说话时，滑动变阻器的滑片向左移动，则听筒电磁铁的磁性将　 　（填“变强”“变弱”或“不变”），其左端为　 　极。 10．（2023•普兰店区一模）美国发明家贝尔利用电磁转换的原理传送声音，制成最早的　 　，是人类利用电流进行异地通话的开始。早期的电话由话筒和　 　两部分组成。 11．我们在打电话时，　 　把变化的电流变成声音，　 　把声音信号变成变化的电流。 12．关于电话的工作过程，有如下几句话，正确的排列顺序是　 　。 ①膜片忽松忽紧挤压炭粒； ②人对话筒说话时，声波使膜片振动； ③电阻忽大忽小； ④磁体对铁片的吸引力忽大忽小，使铁片振动，振动情形和对方说话相同； ⑤在电路中产生了强弱按声音振动而变化的电流。 13．电话信号分　 　和　 　两种。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，这种电流传递的信号叫　 　。使用不同符号的不同组合表示的信号叫　 　。 参考答案 1．【答案】D 【分析】电话的组成：话筒、听筒。 （1）话筒：把声音的振动转化成变化的电流。 （2）听筒：把变化的电流转化成振动电话的基本原理：振动——变化的电流——振动电话的工作过程。 【解答】解：话筒：把声音的振动转化成变化的电流，话筒将声信号变成电信号，听筒：把变化的电流转化成振动，听筒把电信号变成声音，故ABC错误，D正确。 故选：D。 2．【答案】A 【分析】（1）老式电话的话筒和麦克风都是将声信号转化为电信号的装置。 （2）（3）（4）老式话筒是利用电阻的变化来改变电流的；麦克风是利用电磁感应现象来工作的。 【解答】解：麦克风利用了电磁感应来实现它的功能，人对着膜片说话时，膜片的振动带动线圈在磁场中切割磁感线，产生感应电流，把声信号变成电信号；电话机话筒利用欧姆定律来实现它的功能，人对着话筒说话时，膜片的振动引起碳粒的忽松忽紧变化，碳粒电阻的变化，电路中的电流也会发生变化；因此两者工作的物理原理是不一样的，但是两者的作用是一样的，即把声音信号转化为电信号，故BCD错误，A正确。 3．【答案】B 【分析】模拟信号：主要是与离散的数字信号相对的连续信号．模拟信号分布于自然界的各个角落，如每天温度的变化。 数字信号：是人为抽象出来的在时间上的不连续信号．电学上的模拟信号是主要是指振幅和相位都连续的电信号，此信号可以以类比电路进行各种运算，如放大、相加、相乘等。 【解答】解：智能手机与计算机内部处理的都是数字信号，故B正确，ACD错误。 4．【答案】D 【分析】电话机的听筒需要把电流信号转化为声音信号，其工作原理是通电导体在磁场中受到力的作用。 【解答】解：电话机的听筒需要把电流信号转化为声音信号，其工作原理是通电导体在磁场中受到力的作用，与电动机的工作原理相同。 故选：D。 5．【答案】D 【分析】（1）闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中会产生感应电流，这种现象叫电磁感应。 （2）发电机工作时，将机械能转化为电能。发电机和动圈式话筒就是利用该原理来工作的。 （3）电流周围存在磁场，磁场强弱与电流大小有关。 （4）指南针是由于受到地磁场的作用来指示南北的，指南针静止时，指向地磁南极的是指南针的N极。 【解答】解：A、图甲中，是发电机工作原理，将机械能转化为电能，故A错误； B、图乙是电动机的工作原理，扬声器的工作原理与该图相同，动圈式话筒是利用电磁感应来工作的，故B错误； C、图丙中，电话的听筒中有一个铁片，当线圈中的电流忽大忽小时，电流的磁场对它的磁力忽大忽小，铁片就会振动起来，它是利用电流的磁效应来工作的，故C错误； D、图丁中，指南针静止时，指向地磁南极（地理北极）的是指南针的N极，故D正确。 故选：D。 6．【答案】B 【分析】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； 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。 【解答】解：A、古代，士兵们常在“烽火台”上点起烟火，用不同数量的烽火传达不同的信息的，属于利用数字信号来传递的，故A不符合题意； B、电话机用电流传递的信号叫做模拟信号，故B符合题意； C、汉字电报码发出的信号是不连续的，是分立的信号，属于数字信号，故C不符合题意； D、如今的海军使用的旗语与莫尔斯电码一样，由26个英文字母组成，属于数字信号传递信息，故D不符合题意。 故选：B。 7．【答案】C 【分析】移动电话机是通过电磁波传递和接受信息的，既能发射电磁波，又能接收电磁波；移动电话机是通过发射和接收电磁波来实现通信的； 【解答】解：移动电话机既是无线电发射台，又是无线电接受台，故AB错误； 移动电话机是通过发射和接收电磁波来实现通信的，故C正确； 两个移动电话机之间通话时，每个移动电话机都需要通过基地台，故D错误； 故选：C。 8．【答案】BC 【分析】两个电话若没有连起来，就会出现电话“占线”； 电话之间线路的接通就是通过电话交换机来实现的，若通话人较多时，电话交换机不能及时的将需要通话的两个电话连接起来，就会出现忙音。 【解答】解：A、有人正在给小明打电话，则这个打电话的人听到占线的声音，而小明不会感到“占线”，故A错误； B、小明的家人正在使用电话，此电话正在使用，出现忙音，故B正确； C、电话之间的通话都是通过电话交换机来实现的，若通话用户比较多时，电话交换机不能将这两部电话接通，就会显示忙音，济南和北京之间有太多的用户正在通电话会出现忙音，故C正确； D、由ABC的分析可知，D是错误的。 故选：BC。 9．【答案】电；变强；S。 【分析】（1）电话的话筒通过电磁感应把声音的信号变为强弱变化的电流，而听筒是把强弱变化的电流通过磁场对电流的作用转化成声音的信号的。 （2）影响电磁铁磁性强弱的因素：电流的大小和线圈的匝数。知道电流越大、线圈匝数越多，电磁铁的磁性越强。 移动滑动变阻器的滑片，改变连入电路的电阻的长度，改变连入电路的电阻，改变电路中的电流； （3）安培定则：伸出右手，用右手握住螺线管，四指指向电流的方向，大拇指所指的方向是N极。 【解答】解：（1）最简单的电话由话筒和听筒组成。话筒把声音变成变化的电流，电流沿着导线把信息传到听筒，电流使听筒的膜片振动，携带信息的电流又变成了声音，所以电话的基本原理是通过话筒与听筒共同完成声信号与电信号的相互转化。 （2）滑动变阻器的左半段连入电路，滑片向左移动时，连入电路的电阻变小，电流增大，在螺线管的匝数一定时，电流越大，电磁铁的磁性越强。 （3）如图，电流从螺线管的右下端流入，用右手握住螺线管，大拇指指向右端，所以右端是N极，左端是S极。 故答案为：电；变强；S。 10．【答案】电话；听筒。 【分析】电话的发明家是美国人亚历山大•贝尔。1875年贝尔开始设计电磁式电话。他最初把音叉放在带铁芯的线圈前，音叉振动引起铁芯相应运动，产生感应电流，电流信号传到导线另一头经过转换，变成声信号，随后，贝尔又把音叉换成能够随着声音振动的金属片，把铁芯改作磁棒，经过反复实验，制成了实用的电话装置。 【解答】解：电话最早是美国人贝尔发明的，是人类利用电流进行异地通话的开始； 早期的电话包括话筒和听筒两部分。 故答案为：电话；听筒。 11．【答案】听筒；话筒 【分析】电话的话筒通过电磁感应把声音的信号变为强弱变化的电流，而听筒是把强弱变化的电流通过磁场对电流的作用转化成声音的信号的。 【解答】解：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，再通过听筒把强弱变化的电流信号变成声音的信号，把传输的声音还原出来。 故答案为：听筒；话筒。 12．【答案】②①③⑤④ 【分析】电话的工作原理：人发出声音时声带振动，声带振动→空气振动→膜片振动→电阻变化→电流变化→磁性变化→铁片振动→空气振动。 【解答】解：电话工作原理：人发出声音时声带振动，声带振动→空气振动→膜片振动→电阻变化→电流变化→磁性变化→铁片振动→空气振动， 通话时正确步骤： ②人对话筒说话时，声波使膜片振动； ①膜片忽松忽紧挤压炭粒； ③电阻忽大忽小； ⑤在电路中产生了强弱按声音振动而变化的电流。 ④磁体对铁片的吸引力忽大忽小，使铁片振动，振动情形和对方说话相同； 故答案为：②①③⑤④ 13．【答案】模拟信号；数字信号；模拟信号；数字信号。 【分析】（1）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，振幅变化的情况根声音的频率，振幅变化的情况完全一样，这种电流传递的信号叫做模拟电信号； （2）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。 【解答】解：电话信号分模拟信号和数字信号两种； 信号电流的频率、振幅变化情况与声音的频率、振幅变化情况完全一样，模仿声信号的电信号，叫做模拟信号； 利用数字的组合来代表信号的信号叫做数字信号。 故答案为：模拟信号；数字信号；模拟信号；数字信号。 学科网（北京）股份有限公司 $$