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(共28張PPT)
初中物理教科版（2024）九年級(jí)上冊(cè)
第三章 簡單電路
第4節(jié) 跨學(xué)科實(shí)踐：電路創(chuàng)新設(shè)計(jì)展示
（1）引導(dǎo)學(xué)生綜合運(yùn)用電路知識(shí)進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)。
（2）確保學(xué)生在設(shè)計(jì)過程中遵循電路安全原則。
（3）啟發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維，使學(xué)生能夠突破常規(guī)，設(shè)計(jì)出獨(dú)特的電路。
美麗的彩燈點(diǎn)亮城市的夜晚，點(diǎn)綴著我們豐富的生活......
如果彩燈其中一個(gè)燈泡壞了，會(huì)導(dǎo)致一串彩燈都熄滅，我們能對(duì)彩燈電路進(jìn)行改進(jìn)呢？
設(shè)計(jì)1：改進(jìn)小彩燈的連接電路
L2
L1
L4
L3
······
一個(gè)燈泡壞了，其它彩燈都熄滅，為什么？
所有小燈泡串聯(lián)連接。
（串聯(lián)電路個(gè)用電器相互影響）
燈泡怎么連接就可以解決問題
1.根據(jù)圖片分析小燈泡連接方式
知識(shí)點(diǎn)一：改進(jìn)小彩燈的連接電路
缺點(diǎn)：并聯(lián)的小燈泡多，可能比較耗電。
方案一：根據(jù)并聯(lián)電路特點(diǎn)知，可將全部小燈泡并聯(lián)接入電路。
L1
······
······
L2
L3
L4
優(yōu)點(diǎn)：一盞燈泡開路，其余燈泡還能工作。
2.改進(jìn)方案設(shè)計(jì)：
方案二：先并聯(lián)再串聯(lián)，組成混聯(lián)電路。
L1
L2
L3
L4
L5
L6
L7
L8
······
缺點(diǎn)：先并聯(lián)、再串聯(lián)，接線可能有點(diǎn)復(fù)雜。
優(yōu)點(diǎn)：一個(gè)燈損壞，其它燈仍能工作，每個(gè)燈泡互不影響。
你還有更好的想法嗎？
改進(jìn)的彩燈連接方式
3.成果展示：
　　對(duì)比兩個(gè)方案，同學(xué)們選擇方案二對(duì)小彩燈進(jìn)行了改進(jìn)：先將小燈泡兩個(gè)兩個(gè)地并聯(lián)，再把它們串聯(lián)起來。這樣，即使并聯(lián)的兩個(gè)燈泡中的一個(gè)開路，也不會(huì)影響整串電路。
改進(jìn)的彩燈連接方式
你還有更好的想法嗎？
　　我們可以向生產(chǎn)廠家建議，在一個(gè)燈泡里并聯(lián)兩根燈絲。這樣的燈泡串聯(lián)起來，即便一根燈絲斷了，也不會(huì)整串熄滅。
······
我看到的LED燈帶里面2個(gè)燈珠并聯(lián)后再串聯(lián)。這樣的好處是什么呢
我們看看生活中的彩燈究竟是怎樣設(shè)計(jì)的呢？
1.剪掉一個(gè)小彩燈，其他燈仍能工作。
觀察結(jié)果：
2.燈是串聯(lián)的，不是先并聯(lián)、再串聯(lián)。
為什么呢？
上燈絲
下燈絲（絕緣物質(zhì)覆蓋）
生活中的小彩燈設(shè)計(jì)原理：
當(dāng)彩燈發(fā)光時(shí)，
上方燈絲在發(fā)光。
當(dāng)上方燈絲斷開后，
電流流過下方金屬絲（絕緣物質(zhì)被擊穿）其他燈仍能工作。
4.活動(dòng)總結(jié)：
1.每個(gè)燈泡實(shí)際上只有一根燈絲發(fā)光，下面的金屬絲是起備份作用的。
2.燈絲和燈絲是串聯(lián)的，所以小彩燈是串聯(lián)電路。
3.設(shè)計(jì)電路時(shí)，要考慮串并聯(lián)特點(diǎn)，結(jié)合生活實(shí)際，設(shè)計(jì)實(shí)用的電路。
設(shè)計(jì)2：回答問題正確顯示器
　　老師提問，學(xué)生搶答。答正確燈就亮，錯(cuò)誤燈就不亮。
　　在一塊長方形硬紙板上，別上兩排曲別針。左排曲別針表示問題，一個(gè)曲別針旁寫一個(gè)問題。右排曲別針表示相應(yīng)的答案，一個(gè)曲別針旁寫一個(gè)答案。
某同學(xué)設(shè)計(jì)的回答問題正確顯示器
你知道該回答問題正確顯示器是如何工作的嗎？
知識(shí)點(diǎn)二：“回答問題正確”顯示器
　　把電池和小燈泡連接起來，并留出兩個(gè)接線頭A和B。提問者把接線頭A與左排的一個(gè)曲別針接觸，表示提出一個(gè)問題；要求回答者把接線頭B與右排的一個(gè)曲別針接觸，表示選出一個(gè)答案。只有選擇正確答案時(shí)，小燈泡才會(huì)亮；選擇錯(cuò)誤時(shí)小燈泡不亮。
1.工作原理：
硬紙板的后面是怎樣連線的呢？
某同學(xué)設(shè)計(jì)的回答問題正確顯示器
力的單位
米
焦耳
帕
歐姆
長度單位
牛頓
伏
瓦
小時(shí)
熱量單位
時(shí)間單位
功率單位
電壓單位
壓強(qiáng)單位
電阻單位
問題
答案
力的單位
米
焦耳
帕
歐姆
長度單位
牛頓
伏
瓦
小時(shí)
熱量單位
時(shí)間單位
功率單位
電壓單位
壓強(qiáng)單位
電阻單位
問題
答案
回答問題正確顯示器背面線路連接圖
A
B
2.線路連接：
能不能設(shè)計(jì)出一個(gè)回答正確時(shí)還能發(fā)出聲音的裝置。
這個(gè)裝置很有價(jià)值，可以用于知識(shí)競賽。
······
回答問題正確顯示器（發(fā)聲）
問題
力的單位
長度單位
答案
牛頓
焦耳
歐姆
米
另一個(gè)我同學(xué)設(shè)計(jì)了一款，回答正確時(shí)還能發(fā)出聲音的裝置。
3.設(shè)計(jì)改進(jìn)：
老師提出問題，學(xué)生回答，答對(duì)正確答案時(shí)，燈亮起同時(shí)裝置發(fā)出提示音。
該裝置又是如何工作的呢？
1.問題、正確答案、燈應(yīng)該怎么連接
問題一
正確答案
2.不同問題之間應(yīng)該怎么連接；電鈴安裝在什么位置
串聯(lián)
并聯(lián)
問題一
正確答案
問題二
正確答案
裝置內(nèi)部結(jié)構(gòu)
4.活動(dòng)總結(jié)：
力的單位
牛頓
長度單位
焦耳
歐姆
米
S1
S2
1.電鈴與燈并聯(lián)，保證一個(gè)可用。
2.提問：閉合S，提問；
回答：閉合S2，接觸點(diǎn)A，燈亮，電鈴響。
3.我們?cè)陔娐吩O(shè)計(jì)時(shí)，既要考慮串并聯(lián)，
功能，還要考慮器材的使用。
設(shè)計(jì)3：病房呼叫電路
　　許多醫(yī)院的病房中，病人在需要護(hù)理時(shí)，
通過按一個(gè)呼叫器就能及時(shí)通知到值班室的護(hù)士。
該儀器工作原理是什么呢？
為了搞清楚這一問題，我們?cè)囍O(shè)計(jì)一個(gè)呼叫電路。
設(shè)計(jì)三：病房呼叫電路
1.病房呼叫電路的功能：
①病人在病床上按開關(guān)；②護(hù)士聽到鈴聲，看指示燈；③知道哪個(gè)病人需要服務(wù)。
　　在每張床邊都安裝了一個(gè)開關(guān)，每個(gè)開關(guān)與值班室里的一只燈泡相對(duì)應(yīng)。某一床位的病人按下開關(guān)后，值班室中對(duì)應(yīng)的燈泡就會(huì)亮，護(hù)士就知道哪一位病人需要護(hù)理，并及時(shí)到來。
2.設(shè)計(jì)方案：
護(hù)士值班室
病房
能不能用一個(gè)電鈴呢？
能每個(gè)電燈串一個(gè)電鈴就行了。
　　如果在值班室，當(dāng)病人呼叫時(shí)，不僅有燈光顯示，還需要聲音呼叫，我們的設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)怎樣改進(jìn)？
S1
S2
S3
S4
L1
L2
L3
L4
S1
S2
S3
S4
L1
L2
L3
L4
方案一
方案二
方案一更符合實(shí)際
1.電路設(shè)計(jì)不僅要考慮串并聯(lián)；
2.開關(guān)的種類、安裝位置是否方便；
3.用電器的規(guī)格、燈的亮度等；
4. 電源是否穩(wěn)定、是否安全等。
你的收獲
電路創(chuàng)新設(shè)計(jì)展示
病房呼叫電路
回答問題正確顯示器
改進(jìn)小彩燈的連接電路
1. 教室里投影儀的光源是強(qiáng)光燈泡，發(fā)光時(shí)必須用風(fēng)扇給予降溫。為了保證燈泡不被燒壞，要求：帶動(dòng)風(fēng)扇的電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)后，燈泡才能發(fā)光；風(fēng)扇不轉(zhuǎn)，燈泡不能發(fā)光。則在下圖所示的四個(gè)電路圖中符合要求的是（　　）
D
2.扶手電梯通常會(huì)在出入口各設(shè)置一個(gè)緊急制動(dòng)按鈕（如圖）。當(dāng)乘客出現(xiàn)摔傷或踩踏等意外事故時(shí)，只要迅速按下任意一個(gè)按鈕，開關(guān)斷開，電梯內(nèi)部電動(dòng)機(jī)立刻停止工作，這樣就能避免傷害加重。下列選項(xiàng)中符合上述電梯工作情況的電路是（　　）
A
3.小寧用四盞燈、兩個(gè)開關(guān)，設(shè)計(jì)了教室的照明電路，要求每個(gè)開關(guān)都能獨(dú)立控制兩盞燈。如圖所示的電路圖中，符合要求的是（　?。?br/>B
4. 人臉識(shí)別道閘為校園安全豎起一道屏障，人臉識(shí)別成功后開關(guān)S1閉合，燈泡發(fā)光；閘機(jī)感應(yīng)到人靠近時(shí)開關(guān)S2閉合，電動(dòng)機(jī)M工作，打開閘門放行。人臉識(shí)別未成功，燈泡和電動(dòng)機(jī)M均不工作。下列電路設(shè)計(jì)符合要求的是（　?。?br/>C

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