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第十四章 欧姆定律
第14章 跨学科实践：
设计简单电路
（苏科2024版）九年级
上
01
教学目标
02
新知导入
03
新知讲解
05
典例分析
06
课堂练习
04
课堂小结
（苏科2024版）九年级
上
PART 1 教学目标
（苏科2024版）九年级
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01
教学目标
?1.熟悉电路元件的作用和基本属性；深化电流形成和能量转化认识；熟悉元件作用。认识电能传输、分配、转化；了解电源提供和用电器消耗；形成节电意识。巩固欧姆定律及串并联电路规律理解；认识其分析和设计重要性。。
2.抽象电路问题为电路图模型；运用欧姆定律分析电路，论证可行性。针对任务，完成设计过程：提问、假设、实验、评估等，鼓励创新。质疑方案，寻求优化。
3.经历探究和实际操作过程，能明确需求，提出设计思路。能选择元件，设计电路图，估算参数。能选择器材，组装电路，安全操作，收集数据。能判断达标情况，分析优缺点。能评估过程，提出改进，优化方案。
PART 2 新知导入
（苏科2024版）九年级
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02
新知导入
【问题情境】在病房里，输液瓶中的药液快要输完了，而护士不在身边，病人按了一下床边的按钮，护士招之即来，及时进行了处理。护士是怎么知道的？病房呼叫电路是如何设计的？
【任务要求】生活中，有许多任务可以通过简单电路来完成，如医院里的病床呼叫系统和交通信号灯系统等。我们也可以尝试设计并制作这样的简单电路模型。
PART 3 新知讲解
（苏科2024版）九年级
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03
新知讲解
任务一、设计并制作病床呼叫系统模型
【项目要求】调查医院的病床呼叫系统，了解它的功能。如图反映了病人与护士的信息传递关系：病人按动床头按钮，发出求助信息；护士听到铃声，再观察指示灯编号，就能判断发出求助信息的病床号。如何用电路实现这样的功能？
2号病床护士发出求助信息接收病床信息判断病床信息
病人与护士的信息传递关系
03
新知讲解
任务一、设计并制作病床呼叫系统模型
病人与护士的信息传递关系
病区有多张病床，编号分别为1号、2号、3号……请以三个床位为例，画出病床呼叫系统的电路图。根据所要实现的功能选择器材来制作模型。
【项目要求】
03
新知讲解
任务一、设计并制作病床呼叫系统模型
【设计思路】
（1）所需器材：干电池若干节、小灯泡3只、
开关3只、音乐芯片（或蜂鸣器）一只、导线
若干、电路背板。
（2）设计要求：利用同一电源供电，设计一个帮助病人呼叫护士的模拟电路。要求当病人按开关时，值班室电铃响，对应的床位指示灯亮。至少设计满足三个床位，画出电路图并制作模型。
03
新知讲解
任务一、设计并制作病床呼叫系统模型
（3）电路设计：
①如果只有一张病床，那么灯和电铃应该串联。
②如果有两张病床，那么应将两盏灯并联后再与电铃串联；两个开关应该分别与两盏灯串联。同理可知有三张病床的连接也是如此。
03
新知讲解
任务一、设计并制作病床呼叫系统模型
（3）电路设计：
①如果只有一张病床，那么灯和电铃应该串联。
②如果有两张病床，那么应将两盏灯并联后再与电铃串联；两个开关应该分别与两盏灯串联。同理可知有三张病床的连接也是如此。
03
新知讲解
任务一、设计并制作病床呼叫系统模型
（3）电路设计：
①如果只有一张病床，那么灯和电铃应该串联。
②如果有两张病床，那么应将两盏灯并联后再与电铃串联；两个开关应该分别与两盏灯串联。同理可知有三张病床的连接也是如此。
03
新知讲解
任务一、设计并制作病床呼叫系统模型
（3）电路设计：
③根据电路图完成电路连接。
03
新知讲解
任务一、设计并制作病床呼叫系统模型
【调试与展示】
连接好电路后，检查电路，闭合开关，进行调试，如果有某支路灯泡不亮，或者蜂鸣器不响，则检查电路有没有断路，或者连接处接触不良。展示病房呼叫电路模型。从模型的科学性、设计的新颖性、工艺水平和演示效果等方面进行评价，并找出需要改进的地方。
（1）病人按下开关后，值班室中指示灯亮了，护士不就知道病人需要帮助了吗？为什么还要在干路中串上一个电铃呢？
某一床位的病人按下开关后，值班室中对应的灯泡就会亮，护士就知道哪一位病人需要护理。但是护士需要时刻观察灯泡发光情况，不方便。串上一个电铃后，灯亮同时铃响，可以及时提醒护士有病人呼叫。
03
新知讲解
任务一、设计并制作病床呼叫系统模型
【调试与展示】
（2）如图所示的两个方案，请你对这两个病房呼叫电路进行评价。
两个方案都正确，方案2更合理，只用一个电铃，看见灯亮，就可以判断病房号,这种方案更节省器材。
03
新知讲解
任务二、设计交通信号灯系统模型
在城镇道路的许多地方设置有交通信号灯，以保证行人的安全和车辆的有序通行。
观察交通信号灯的工作情况。例如，信号灯共设置了多少种颜色？设置在哪些位置？这些信号灯是如何指挥人行和车行的？
【安全提示】在马路边观察时，一定要注意安全。
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新知讲解
任务二、设计交通信号灯系统模型
【项目任务】给如图所示的人行横道设计一个控制东西方向车行和南北方向人行的交通信号灯电路。为简单起见，只设置红、绿两种颜色的信号灯。请画出电路图，选择器材并连接电路，制作交通信号灯系统模型，分别陈述人行时段和车行时段各信号灯的状态。
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新知讲解
任务二、设计交通信号灯系统模型
【设计思路】
（1）所需器材：干电池若干节、红色小灯泡2只、绿色小灯泡2只、单刀双掷开关1只、导线若干、电路背板。
（2）设计要求：利用同一电源供电，单刀双掷开关的一个方向控制一组红绿灯，同组红绿两灯泡并联，设计一个符合交通规则的红路灯模拟电路。要求：前方正面和背面亮绿灯时，左右方亮红灯；前方正面和背面亮红灯时，左右方亮绿灯。
电路设计
03
新知讲解
任务三、设计安装楼梯灯模型
【项目任务】在楼道中安装电灯，要求在楼梯的上下两端都能控制它，当上楼梯时，能用下面的开关S1开灯，上了楼梯以后，能用上面的开关S2关灯；当下楼梯时，又能用S2开灯，用S1关灯。
03
新知讲解
任务三、设计安装楼梯灯模型
【设计思路】
（1）所需器材：电源、小灯泡1只、单刀双掷开关2只、导线若干、电路背板。
（2）设计要求：将两个单刀双掷开关，灯泡、电源串联在电路中，设计一个任意拨动一个开关就能实现开灯关灯的目的简单电路。
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新知讲解
任务三、设计安装楼梯灯模型
【设计思路】
（3）电路设计：
PART 4 课堂小结
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04
课堂小结
PART 5 典例分析
05
典例分析
例1．不戴头盔存在安全隐患，于是张明同学设计以下方案：骑行前，扫码成功后开关S1闭合，指示灯L亮，但电机不工作；从车头取出头盔并戴上后，头盔内遥控设备遥控S2闭合，电动机才通电工作；若只戴头盔不扫码则无法骑行。下列电路符合以上设计要求的是（　　）
B
05
典例分析
【答案】C
【解析】根据题意可知，骑行前，扫码成功后开关S1闭合，指示灯L亮，但电机不工作，从车头取出头盔并戴上后，头盔内遥控设备遥控S2闭合，电动机才通电工作，这说明灯泡与电机工作时互不影响，是并联的，若只戴头盔不扫码则无法骑行，则开关S1在干路中控制整个电路，开关S2与电机在一条支路中。
故选C。
05
典例分析
例2．生活中为了方便，通常在房间门口安装开关S1、床头安装开关S2，让这两个开关能同时控制房间的吊灯，即门口开灯后可在床头关灯，或床头开灯后可在门口关灯。如图所示的电路中能符合这一要求的是（ ）
C
05
典例分析
【答案】 C
【解析】A．两开关串联，只有当两开关同时闭合时吊灯才发光，故A项不符合题意；
B．两开关并联，每一个开关都可以单独控制吊灯，但两者不能相互控制，故B项不符合题意；
C．S1和S2为单刀双掷开关，S1向右掷时灯泡不发光，S1向左掷时灯泡发光；S2向右掷时灯泡发光，S2向左掷时灯泡不发光，任意一个开关都可以开灯、关灯，故C项符合题意；
D．当两开关都向左时，会出现电源短路，不符合安全用电的原则，故D项不符合题意。
故选C。
05
典例分析
例3．中央文明办确定2021-2023年创建周期全国文明城市提名城市名单，我们庆阳市榜上有名，创建全国文明城市需要包括我们中学生在内的全市人民共同的努力，我们必须具备不闯红灯、不抢信号、不乱穿马路，过斑马线看信号灯的交通意识。下列十字路口控制红绿灯电路的原理图中，可行的是（ ）
A
【答案】 A
【解析】红绿交通信号灯不能同时工作、且工作时互不影响，因此它们的连接方式为并联，且每个灯泡都有各自的控制开关，故A符合题意，BCD不符合题意。故选A。
05
典例分析
例4．小满暑假坐火车去北京，在火车上发现车厢后面有两个厕所，只有当两个厕所的门都关上时，车厢指示灯才会发光，指示牌才会显示“厕所有人”字样，提醒旅客两个厕所都有人．请你把图中的各元件符号连接成符合上述设计要求的电路图。
【答案】 见右图
【解析】厕所的门关上时开关闭合，两个开关都闭合时指示灯才会亮，因此应把两个开关串联接入电路．如图所示。
05
典例分析
例5．如图所示，A、B两房间相距较远，试在下图中连接一个电路，要求两房间任何一方的工作人员闭合开关，都能使对方的电铃发声。
【答案】如图所示
【解析】让任何一方按下本室开关，都只能使对方的电铃发声，所以两电铃是并联的，A房间内的开关控制B房间内的电铃，B房间内的开关控制A房间内的电铃，电路图如图所示。
05
典例分析
【答案】 不是 从正极到负极 电池寿命结束前进行的100%全循环放电次数 B
【解析】（1）电池的使用是有寿命的，在使用过程中电池容量会不断衰减，而电池寿命的结束并非指电池的容量衰减至0%或者不能用，而是指电池总容量衰减到设计容量的80%或者以下，所以电池的总容量衰减到设计容量的83%,此时不是电池寿命的结束。
（2）在电池放电的过程中，电池外部电流的方向是从电源正极流向负极。
（3）电池寿命可以用“循环寿命”来衡量，是指电池寿命结束前进行的100%全循环放电次数。
（4）由图知每次放电深度为40%时，电池100%全循环放电次数最多，故B符合题意，ACD不符合题意。故选B。
PART 6 课堂练习
（苏科2024版）九年级
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06
课堂练习
1.常用智能手机是通过指纹开关S1或密码开关S2来解锁的,若其中任何一种方式解锁失败后,锁定开关S3均会断开而暂停手机解锁功能,开关S3将在一段时间后自动闭合而恢复解锁功能。若用灯泡L发光模拟手机解锁成功,则下列符合要求的模拟电路图是 (　D　)
D
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课堂练习
2.使用风扇时,有时候因为忘记断开风扇开关S而浪费能源。小宁在父母指导下对风扇电路进行了改装:加装一个红外感应开关S1(含有红外感应装置)和指示灯L。加装后,若S断开,指示灯和风扇都不工作;当S闭合时,L工作,此时当红外感应装置感应到有人时,S1才闭合,风扇工作。小宁设计的电路图可能是(　D　)
D
06
课堂练习
3. 为了外婆的安全与方便,小云妈妈网购了一款人体感应灯。这种灯只有在光线暗(光敏开关闭合)且有人靠近(人体感应器接通)时,才会自动发光;光线强或人离开时灯不发光。请将电路图按照要求补充完整。
06
课堂练习
4. “创新”实验小组的同学要设计一个自动防盗报警电路。要求:晚间开关S闭合后,灯亮、电铃不响;当房门被打开时,细导线AB被扯断,灯亮且电铃发声自动报警。请按要求连接如图所示的电路元件。
06
课堂练习
5. 汽车的座椅和安全带插口各相当于一个开关,人坐在座椅上时,座椅开关闭合,指示灯亮;将安全带插入插口时,安全带开关闭合,指示灯又熄灭。请你按照要求将如图所示的电路图补充完整。(R0用于保护电路)
Thanks!
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