3.4 跨学科实践：电路创新设计展示 课件-2026-2027学年教科版物理九年级上册

该初中物理课件聚焦简单电路的创新设计，通过小彩灯串联缺陷、病人呼叫不及时等生活现象导入，引导学生分析原有电路问题，提出改进方案，搭建从现象观察到问题解决的学习支架。 其亮点是以跨学科实践案例为核心，如小彩灯“两两并联再串联”方案设计、病房呼叫电路声光改进等，通过分析现象、对比方案培养科学探究与科学思维。练习题结合手电筒、抽油烟机等生活场景强化物理观念，助力学生提升实践能力，教师可依托案例高效开展教学。

第4节 跨学科实践：电路创新设计展示 第3章 简单电路 1.会根据电路的特点设计简单的电路。 2.能在电路创新设计过程中学会电路连接的方法。 学习目标 2 1.改进小彩灯的连接电路 原来电 路的缺 失 分析现 象 把小彩灯串联起来，装饰路旁的小树，可以烘托节日气氛。我们发现，这个电路有一个缺点，如果一个灯泡烧坏了，将使整串灯泡全部熄灭。 电路图 _________________________ 3 改进方 案 提出方 案 先将灯泡两两并联，再把它们串联起来。这样，即使并联的两个灯泡中的一个开路，也不会影响整个电路。 电路图 _____________________________________ 4 其他方 案 讨论交 流 全部并联浪费导线，且不易实现。 电路图 ________________________________________________________________________________ 5 结论 看来还是先将灯泡两两并联，再把它们串联起来的方案比较理想，即使并联的两个灯泡中的一个开路，也不会影响整个电路。受这个方案的启发，目前生产厂家多数会在一个灯泡里并联两根灯丝，这样的灯泡串联起来，即使某一根灯丝断了，也不会影响其他灯泡发光。 6 2.“回答问题正确”显示器 设计 方案 （1）如图所示，在一块长方形硬纸板上，别上两排曲别针，左排曲别针表示问题，一个曲别针旁写一个问题，右排曲别针表示相应的答案，一个曲别针旁写一个答案，把电池和灯泡连接起来，并留出两个接线头和 。 ________________________ 7 设计 方案 （2）提问者把接线头A与左排的一个曲别针接触，表示提出一个问题；要求回答者把接线头B与右排的一个曲别针接触，表示选择出一个答案。 （3）只有选择正确答案时，灯泡才亮；选择错误答案时，灯泡不亮。 8 相关 问题 在硬纸板后，用导线将问题曲别针与其对应的答案曲别针连接起来，当A、B接到同一导线的两端时，形成通路，有电流通过灯泡，灯泡就发光。 方案 评价 该方案巧妙应用了开路、通路原理，结构简单，使用方便，有较强的实用性，不足之处就是，答错题时灯不亮，不够直观，如果能改进成答对时亮绿灯，答错时亮红灯效果会更好。 9 改进 方案 将红、绿灯以并联的方式连接，各自有控制其通断的开关或使用单刀双掷开关，如图所示。 _______________________________________________________________ 10 3.病房呼叫电路 分析问题 电路图 设 计 方 案 我们发现，许多医院的病人在需要护理时不能及时通知值班室里的护士。为此我们设计了一个呼叫电路，如图所示，在每张病床边都安装了一个开关。每个开关与值班室里的一个灯泡相对应，若某一床位的病人按下开关，值班室对应的灯泡就会亮，护士就知道是哪位病人需要护理，并及时赶到。 11 分析问题 电路图 改 进 方 案 当病人呼叫时，不仅有灯光显示，还有声音呼叫。 方 案 1 在每个支路上串联一个电铃，当开关按下时灯亮铃响，更能引起值班护士的注意。 _____ 12 分析问题 电路图 改 进 方 案 当病人呼叫时，不仅有灯光显示，还有声音呼叫。 方 案 2 在干路上串联一个电铃，同样可以实现开关按下时灯亮铃响这一目的。 ________ 13 方 案 评 价 改进后的方案1中在各个支路上都串联了一个电铃，方案2只在干路上串联了一个电铃，都达到了灯亮铃响的效果，但方案2节省了电铃，所以方案2更佳。 14 设计电路的步骤 设计电路首先要把电路需要具有的功能分析清楚，明确电路要达到的目的，根据所给的材料设计草图，反复地推敲验证，最后得出答案，其设计的一般步骤如下： 15 课堂小结 16 电路创新设计展示 改进小彩灯的连接电路 “回答问题正确”显示器 病房呼叫电路 电路设计的步骤 确定连接方式 画出草图 验证 画出正确电路图 1.某强光手电筒有两个灯珠，当闭合开关 时两个灯珠都工作， 且其中任一灯珠断开，不影响另一灯珠发光。请你将以下元 件连接成符合要求的电路图。 如图所示 17 2. 家庭厨房抽油烟机主要由排气扇和照明灯组成，它们既能 同时工作，又能独立工作。抽油烟机的简化电路图如图所示， 其中合理的是( ) D A. B. C. D. 18 3. 为杜绝操作工手指损伤事故的发生，某厂家设计制造的切 纸机，必须将两只手同时分别按住左、右开关，切纸机才能 正常工作。下列电路设计中符合要求的是( ) A A. B. C. D. 19 4. 解锁手机屏幕可简化为三个开关控制的电路，分别是 （密码解锁）、（指纹解锁）、（人脸解锁），小灯泡 代替手机屏幕，三种方式任意一种都能解锁手机，下列电路 图中可能的是( ) C A. B. C. D. 20 5. 小陈同学家的豆浆机有安全开关和工作开关 。按下安 全开关，指示灯亮起；再闭合工作开关 时，豆浆机中的 电动机才开始工作；安全开关 断开时，指示灯与电动机均 不工作。下列电路图中符合上述要求的是( ) B A. B. C. D. 21 6.立定跳远是中考项目之一，为了保证考试的公 平性，有一种电子立定跳远测试仪，可以快速并 准确地测出学生成绩。某兴趣小组同学设计了一 个比赛规范电路来模拟其中部分功能，该电路由电源、电铃 （符号： ）、保护电阻（符号： ）、开关和 组 成。当有同学踏上测试垫时，开关、 会自动同时闭合；当 机器感应到脚尖过线，红外感应开关 断开，电铃发出声音 提醒考生，请根据以上要求，将图中电路补充完整。 22 如图所示 （第6题） 23 7. 小聪为医院病房设计呼叫电路，在病人需要 护理时，闭合床头开关就能及时通知值班室里的护士。选项 中最合理的设计方案是( ) B A. B. C. D. 24 8. [淄博中考] 电动自行车可以通过钥匙（开关 ）或刷卡 （开关）接通电源。电路接通后显示屏（灯 ）亮，旋转 调速把手，电动车却不行驶；只有先握一下刹车手柄 （ 闭合），再旋转调速把手，电动车才能行驶。下列模拟 电路符合要求的是( ) B A. B. C. D. 25 9. [天津期中] 一种防倾斜报警电路原理图 如图所示，通过电铃、灯泡提示被检测装置 的倾斜情况（电铃和灯泡的工作电流相同）。 图中为重力开关，金属棒可绕悬挂点 自由转动。报警电 路固定在某一物体上。当物体处于竖直方向时，在导线 、 中间；当物体向左偏离竖直方向时，灯泡 亮，电铃响； 当物体向右偏离竖直方向时，灯泡 亮，电铃响。请用笔画 线表示导线将电路连接完整。 26 如图所示 27 10. 有一种停车场指示电路，当停车场 内有车位时，门口绿色指示灯亮，提示 有车位，且停车场内照明灯 亮，换气 扇同时工作。当停车场内没有车位时，只有门口红色指示灯 亮，提示无车位。现在，给你1个电源、1个单刀双掷开关 、 1台换气扇（电路图形符号用换气扇表示）、3个灯泡 （、、 各1个）和若干导线。请你设计上述电路，并 将电路图画在方内。 28 如图所示（合理即可） 29 11. 光控开关在光线暗时自动闭合， 光线亮时自动断开；声控开关在有声音时自动闭 合，一段时间后，若再无声音，则自动断开。小 华为家里的过道灯设计了一个电路，灯既可以在闭合开关 时 亮，也可以在闭合开关 后，光线较暗且有声音时亮。如果遇 到晚上打雷，只需断开 ，灯就不再因雷声而亮，但仍能通过 闭合开关 使灯亮。请根据以上要求，将电路图补充完整。 30 如图所示 31 $