师：同学们，我们来学习初中物理人教版九年级全一册第21单元——“现代顺风耳——电话”“电磁波的海洋”。我们先来看一段视频。
（播放视频）
师：“下界是何声响，臣等不知。”“千里眼，顺风耳。”“臣在！”“速去查看。”“明白，陛下！臣等奉旨观听，原来下界山峰崩裂，生出一个石猴，为此响震天宇。”千里眼顺风耳的神话，反映了古代人们想要冲破空间阻碍、互通信息的美好向往。那古代人们是怎么传递信息的呢？
生：飞鸽传书、烽火传烟、驿站传信。
师：没错，古代生产力落后，传递信息十分困难，所以才有“家书抵万金”的说法。那现代人们又是怎么传递信息的呢？
生：可以通过电话、手机、网络、视频设备等来传输信息。
师：对，我们今天就来学习现代通讯的一个工具——电话。同学们知道电话是谁发明的吗？
生：在1876年，美国的贝尔发明了电话。
师：关于电话的发明，有一段有趣的故事。贝尔一开始研究的是多工电报机，一次偶然的事故启发了他。贝尔的助手华生房间里的电报机上有一个弹簧粘到了磁铁上，华生拉开弹簧时，弹簧发生了震动。与此同时，贝尔惊奇地发现自己房间里电报机上的弹簧也颤动起来，还发出了声音，原来是电流把震动从一个房间传到了另一个房间。贝尔思路顿时大开，他由此想到，如果人们对着一块铁片说话，声音将引起铁片振动，若铁片后面放一块电磁铁，铁片的震动势必在电磁铁线圈中产生时大时小的电流，这个波动电流沿电线传向远处，类似的装置不就能发出同样的震动，发出同样的声音吗？这样声音不就沿着电线传到远方了？这不就是梦寐以求的电话吗？我们来看电话的基本结构，最简单的电话由话筒和听筒组成。
（以女孩给男孩打电话为例讲解）
师：这是女孩的话筒，这是男孩的听筒。我们看看话筒里有什么？
生：有膜片、碳粒盒，碳粒盒里有碳粒。
师：再看看听筒呢？
生：听筒里有电磁铁、膜片。
师：我们看看这个电路是怎么连接的。金属柱与电源的一端相连，通过导电的碳粒、膜片与听筒的线圈相连，这样话筒和听筒就组成了一个串联电路。同理，男孩的话筒与女孩的听筒也组成了一个串联电路，二者互相不影响。女孩打电话时，女孩讲话发出声音，声源震动会引起话筒膜片的震动，话筒膜片震动会使碳粒的电阻发生变化。在这个电路中，当电阻发生变化时，根据欧姆定律，电路中的电流会发生变化。我们再来看男孩的听筒，它有电磁铁和膜片，当电磁铁工作时会吸引膜片。我们知道，对于线圈匝数一定的电磁铁来说，它的磁性强弱和电流的大小有关，当电路中的电流发生变化时，电磁铁的磁性强弱会发生变化，进而对膜片的作用力发生变化，膜片振动发声，声音是由物体振动产生的，所以男孩就听到了女孩说话。这里我们看看话筒和听筒的作用，话筒是将声音的震动转化为电流的变化，也就是将声信号转化为电信号。听筒呢？
生：听筒是将电流的变化转化成膜片的震动进而发声，是将电信号转化为声信号。
师：物理来源于生活，服务于生活。请阅读书本上相应内容，连接电话线，完成这5部电话之间的相互通话。我们看看需要多少根电话线？
（学生操作）
师：一二三四五六七八九十，5部电话要实现相互之间通话需要10根电话线。那么千家万户通话需要用到多少根电话线呢？这些电话线是不是都是必须的呢？怎样才能减少电话线的数量呢？我们还是以这5部电话为例，能不能把这5部电话各接一根线到一个虚线框里，放一个设备，这个设备有什么特点呢？当两部电话需要通话时，我们把需要通话的这两部电话线接通，通话结束后再断开。这就是我们的电话交换机。电话交换机是将一个地区的电话都接到一部电话交换机上，并编上号码。早期接线和断开这个动作是由话务员手工操作完成的，工作效率低，劳动强度大。现在程控式电话交换机已经将这一动作交给电脑来完成。我们来认识一下程控式电话交换机。程控交换机是只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。数字程控交换机的基本功能主要为用户线接入、中继接续、计费、设备管理等。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。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，其中通话接续部分是利用交换机中的数字交换网络，采用PCM方式实现数字交换，控制部分是通过软件由计算机来实现的。
师：程控式电话交换机将需要通话的两部电话接通，那电话线传递的是声音还是电流呢？
生：当然是电流。
师：那电流是如何变化的呢？我们以对着话筒说话为例，人对着话筒说话时，声信号转化为电信号，变化的声音转化为变化的电流，电流变化的频率和振幅与声音的变化完全一致。这样我们把此时的电信号叫做模拟信号。同学们，生活中除了模拟信号，还有其他的信号吗？
生：以道路路口的交通信号灯为例，红灯停、绿灯行，不同的颜色表示不同的道路通行指令，这就是数字信号。
师：非常好，在古代战争中烽火狼烟、战场中旗帜的变化、鼓声、号声都是数字信号的一种。我们还可以用发声发光的长短、电压电流的有无、数字0和1、实体的N和S极等不同符号组成数字信号。模拟信号通信和数字信号通信各有什么特点呢？模拟信号通讯能用来传输语音信号，数字信号通信除了传递语音信号之外，还能传输文字、图片。模拟通信有什么缺点？数字通信有什么优点呢？
生：模拟通讯的缺点是易受干扰、放大失真，形成噪声。数字信号的优点是信号失真小，便于存储、传输，数据处理简便，数字信号方便用计算机处理，可以体现计算机强大的处理能力。
师：没错，我们的第一代手机是模拟信号手机，从2G时代以后，我们的手机都是数字信号手机。手机之间的通信要不要电话线呢？
生：不要。
师：去掉电话线意义十分重大。我们来看一段视频，感受一下。
（播放视频）
师：“为了胜利，向我开炮。”熟悉的电影片段让人回想起抗美援朝中异常惨烈的一幕。上甘岭3.7平方公里的高地，43天的交火，敌人共倾泻炮弹190余万发，出动飞机3000多架次，炮兵火力密度超过第二次世界大战最高水平。这段200米的电话线被炸了50多处，密密麻麻的线头是这次战役落下的印记。保护好电话线等通讯工具，是赢得胜利的重要保障。