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课件网) 第八章 电磁相互作用及应用 第3节 电话和传感器 “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(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,探索声与电转换的奥秘吧! 情境导入 1. 声音信息转化为电流信息 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振动时,线圈中会产生 与声音变化相应的感应电流,这样就把 声音转变成了相应的电流变化。 (如图1所示) 知识点 声信息与电信息 1 感悟新知 拓展延伸 新型电话机的听筒与老式的原理相同,只是话筒的原理有所区别,其话筒的原理是利用电磁感应,声音的气流使线圈在磁场中振动,从而产生随声音变化的电流信号,再传送到对方听筒。 2. 电流信息还原成声音信息 如图2 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,线圈中会有电流通过,通电线圈在磁场中会受到磁场力的 作用而振动,从而产生声音,实现 了把电流信息还原为声音信息。 特别提示 原始的电话机将听筒和话筒串联成一个电路,当自己对着话筒讲话时,会从听筒中听到自己的声音,导致听觉疲劳而影响通话。现代的电话将听筒电路与话筒电路分开,再经过相关电学处理,从听筒中就听不到自己话筒传出的声音了。 3. 电话 (1)1876 年贝尔发明最早的电话,电话的基本组成为话筒和听筒,如图3 所示。 (2)话筒和听筒的连接:甲电话的话筒和乙电话的听筒串联,甲电话的听筒和乙电话的话筒串联。 (3)工作原理 ①电话工作理:声信号→电信号→声信号。 话筒 听筒 a. 话筒:对着话筒说话时,引起周围空气振动,空气振动引起话筒中膜片振动,膜片振动时忽松忽紧地压迫炭粒,使话筒中产生随声音振动而变化的电流。 b. 听筒:导线将随声音振动而变化的电流传入听筒,使听筒内电磁铁的磁性强弱发生变化,从而使膜片受到的吸引力发生变化,引起膜片振动,形成声波。 拓展延伸 动圈式话筒: 动圈式话筒的基本原理是电磁感应。 我们已经知道,声音是由物体振动产生的。 我们对着话筒说话时,产生的声波就会引起膜片的振动,膜片的振动就带动了套在磁板上的线圈前后振动,而线圈在磁极中的前后振动切割磁感线,所以就在线圈中产生了电流,这样就把声信号转化为了电信号。 4. 扬声器 (1)结构:永磁体、线圈、锥形纸盆, 如图4 所示。 (2)工作原理:当线圈中有变化的电流通过时,就会受到磁场的作用力而运动,从而带动与线圈相连的纸盆振动,于是扬声器就发出了声音。 图6 为动圈式话筒的构造示意图。对着话筒说话时,声音使膜片振动,带动线圈在磁场中振动,把线圈两端的导线接入扩音机,就能通过扬声器听到说话的声音。这种话筒应用 的原理是_____。 例1 电磁感应 解题秘方:对比发电机原理来分析。 解析:声音使与膜片相连的线圈在磁场中振动,线圈做切割磁感线运动,从而产生了随声音变化而变化的电流,将声信号转化为电信号,这就是动圈式话筒的工作原理,它利用的是电磁感应原理。 方法提示 分析动圈式话筒,可以运用以下两种方法: 1. 分析法:扩音机的声音来源于变化的电流(电信号),电信号是由话筒声音振动转换得来的,而气流激起线圈在磁场中运动便产生了感应电流,因此,这种话筒属于应用电磁感应现象。 2. 对比法:通过对比扬声器和动圈式话筒的原理,可以进一步理解这种话筒属于应用电磁感应现象。 扬声器是把电信号转换成声信号的一种装置,如图7 所示是扬声器构造示意图。当线圈中通过变化 ... ...