第12章 第6节 设计恒温电热杯-【木牍中考●名师教案】2025-2026学年新教材九年级上册物理（北师大版2024）

该教案聚焦“设计恒温电热杯”，核心知识点包括热敏电阻特性及分类、串联电路知识在温度显示系统中的应用、电子测温装置制作与校准、控温工作流程设计。通过“恒温电热杯工作原理”问题导入，衔接电路规律与敏感元件知识，搭建从理论到实践的学习支架。 资料以“阅读-思考-讨论”探究式教学为主线，通过推导串联电路电压与电阻关系建立电表-温度模型，培养科学思维；引导学生制作并校准电子测温装置，提升科学探究能力；强调团队合作与方案优化，渗透科学态度与责任，助力学生将物理知识转化为实践能力，提升教学实效。

第六节　设计恒温电热杯 ◇教学目标◇ 1.能阐述热敏电阻等敏感元件特性，知晓其种类及应用。 2.熟练运用串联电路知识推导电压与电阻关系，设计温度显示系统。 3.制作电子测温装置，明确电表与温度关系以及校准装置。 4.掌握电子测温装置的制作流程，设计恒温电热杯控温工作流程。 5.通过任务实践，提升学生知识应用、问题解决及实践操作能力。增强团队沟通、合作及方案优化能力。激发物理学习兴趣与跨学科实践热情，培养创新精神。 ◇教学重难点◇ 教学重点 热敏电阻特性，温度显示系统、电子测温装置设计与制作。 教学难点 电表与温度关系确定及电子测温装置参数选择、校准。 ◇教学过程◇ 一、新课导入 恒温电热杯既能给水加热，又能把水温保持在设定温度范围内，它的工作原理是什么呢？ 二、教学步骤 探究点1　认识敏感元件 ［阅读课本］P99~100“认识敏感元件” ［思考］设计恒温电热杯需关注哪些关键系统？敏感元件在恒温电热杯温度检测系统中有何作用？ ［提示］设计恒温电热杯关键在于构建加热装置、温度检测系统和温度控制系统。加热装置实现对水的加热；温度检测系统精确感知水温，常用热敏电阻等敏感元件；温度控制系统依据检测温度与设定温度对比，控制加热装置启停，维持水温稳定。敏感元件能敏锐捕捉物理、化学信息并转化为电信号。在恒温电热杯温度检测系统里，热敏电阻是典型敏感元件，依温度变化改变自身电阻值，通过电路将电阻变化转化为电信号，进而反映温度变化，为温度显示和控制提供关键依据。高质量热敏电阻感知温度范围大、灵敏度高、变化线性好，可精确检测水温。 ［思考］热敏电阻按电阻随温度变化特点可分几类？特性如何？热敏电阻按材料不同又可如何分类？ ［提示］按电阻随温度变化特点，热敏电阻分为正温度系数热敏电阻器（PTC）和负温度系数热敏电阻器（NTC）。PTC特性是温度越高，电阻值越大；NTC特性是温度越高，电阻值越小。按材料不同，热敏电阻分为半导体热敏电阻、金属热敏电阻和合金热敏电阻。 探究点2　设计恒温电热杯的温度显示系统 ［阅读课本］P101“设计恒温电热杯的温度显示系统” ［思考］设计恒温电热杯的温度显示系统可利用什么原理？如何将热敏电阻应用于温度显示系统设计？ ［提示］设计恒温电热杯温度显示系统可利用热敏电阻特性。热敏电阻能将温度变化转化为电阻值变化，而电阻变化会引起电路中电压或电流变化，通过电表（电压表或电流表）显示这种变化，就能反映温度变化情况。如图12.6⁃3，将热敏电阻与定值电阻串联，电源电压不变时，热敏电阻阻值随温度改变，其两端电压也会改变。依据串联电路电压分配规律，推导电压表示数与热敏电阻阻值关系，进而建立与温度的对应关系，实现用电压表示数显示温度。 探究点3　制作恒温电热杯的电子测温装置 ［阅读课本］P101~102“制作恒温电热杯的电子测温装置” ［思考］观察图12.6⁃4，制作电子测温装置需考虑哪些因素来设计电路？如何建立电表的示数与温度的关系？ ［提示］制作电子测温装置设计电路时，需依据水温变化范围、所选热敏电阻参数以及电表量程等条件。要确定电源和其他电路元件参数，如电源电压需适配电路，保证各元件正常工作，且电表量程要能准确显示因温度变化引起的电信号变化。利用热敏电阻随温度变化改变电阻值的特性，将其接入电路（如与定值电阻串联）。根据欧姆定律及串联电路特点，推导电路中电压或电流（即电表的示数）与热敏电阻阻值的关系，而热敏电阻阻值又与温度相关，从而建立电表的示数与温度的对应关系。 ［小组讨论］制作完成电子测温装置后如何评估其测量精度？提高测量精度的方法有哪些方向？ ［分析］制作完成电子测温装置后，将其测量值和标准温度计的测量结果进行对照。计算两者测量值的差值，差值越小说明测量精度越高；也可多次测量取平均值，对比平均值与标准值的偏差来评估精度。要提高测量精度，可从元件选择方面考虑，如选用精度更高、稳定性更好的热敏电阻；从电路设计方面，优化电路参数，减少干扰；从校准方面，采用更精准的校准方法和更多校准点等。 探究点4　设计恒温电热杯的控温工作流程 ［阅读课本］P102~103“设计恒温电热杯的控温工作流程” ［思考］设计恒温电热杯控温工作流程为何要先画程序流程图？程序流程图的三种基本结构是什么？ ［提示］设计恒温电热杯控温工作流程时，先画程序流程图是因为具有自动控制功能产品的设计较复杂，程序流程图能用规定符号描述操作或判断，帮助厘清工作逻辑，便于进行硬件和软件设计。程序流程图一般有三种结构：顺序结构、判断结构和循环结构。 三、板书设计 设计恒温 电热杯 ◇教学反思◇ 1 立足安徽 精准备考 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 $$