第17章 大单元主题情境复习三 节能减排创新设计大赛（作业课件）-【优翼·学练优】2026-2027学年九年级物理全一册同步备课（沪科版）

该初中物理课件围绕“节能减排创新设计大赛”大单元主题，系统整合了电功率计算、电能转化、电路分析、半导体材料应用等核心知识，通过任务驱动（灯具选择、系统设计、项目探究）将知识点串联，构建“理论-实践-应用”的知识网络。 其亮点在于采用项目式学习模式，以“节能环保照明系统”设计为主线，通过灯具参数对比分析、光敏电阻实验探究等活动，培养学生科学探究能力和科学思维，融入低碳环保理念渗透科学态度与责任。分层设计的问题（基础计算到拓展应用）满足不同学生需求，助力教师高效开展针对性复习。

优翼 优翼 《学练优》·九年级物理上·HK 优翼 大单元主题情境复习三 节能减排创新设计大赛 为响应国家“低碳环保，节能减排”的号召，学校组织开展了“节能减排创新设计大赛”，同学们 纷纷踊跃报名参加。小优所在的创新小组准备为学校食堂设计一套“节能环保照明系统”。 快速对答案 优 提示：点击 进入习题讲评 1 LED灯 费用较低，使用时间较长 2 (1)B (2)0.06 32.16×105 4 (1)太阳能板 (2)白天光能转化为电能然后转化为化学能存储起来；等到了 晚上再将化学能转化为电能释放，通过LED灯转化为光能 5 [项目实施] (1)半导体 无光 ②断开S1、闭合S,I。(或闭合S1、S22I,) (2)① ③减小 ④光照强度增加，灯会变亮 [项目拓展] (1)278.1(2)适当减少定值电阻R。的阻值（合理即可） 优翼 任务一灯具选择 1.小组到市场做了调查，发现在相同面积的房 间、相同照明效果下，常见三种灯的具体数据 如表： 返回 优翼 平均使 适用房 灯泡 电功 价格 电费 用寿命 间面积 种类 率/W /元 说明 /h /m2 白炽灯 40 1000 2.8 约0.7元 日光灯 18 6000 27.5 8~9 /(kW·h) LED灯 6 50000 13.5 分析表格，从经济的角度你推荐选用 (填灯泡种类)，理由是 返回 优翼 2.小优设计了如图甲所示电路研究LED灯的工 作特性，把一个额定电压为3V的LED灯接 入电源电压恒为4.5V的电路。 I/mA 40 30 LED灯 20 10 ol 2.0 2.53.0U/V 甲 乙 返回 (1)闭合开关S,LED灯发光，两电表均有示 数，将滑动变阻器的滑片P慢慢向左移动 时，下列说法正确的是 LED灯 A.mA示数变小，⑦示数变大，LED灯变暗 甲 B.mA示数变大，⊙示数变大，LED灯变亮 C.mA示数变小，①示数变小，LED灯变暗 D mA示数变大，⑦示数变小，LED灯变亮 返回 优 (2)依据实验记录的多组数据画出I-U图像， 如图乙所示，则LED灯的额定功率为 W。 I/mA 40 30 20 10 0 2.0 2.53.0U/V 乙 返回 3.下表是小组成员为食堂大厅选用的照明灯元 件及参数，根据表格信息可知蓄电池的容量 600W·h= J。由于阴天阳光 不足，太阳能电池几乎无法给蓄电池充电， 这个太阳能照明系统充满电后能够在连续阴 LED灯 12V/30W 太阳能板 单晶片电池板12V/70W 蓄电池 直流电压12V,电池容量600W·h 返回 优 天的情况下至少保证 天晚上的正常 照明。（假设蓄电池能够释放储存的全部电 能，食堂每晚照明时间4h) LED灯 12V/30W 太阳能板 单晶片电池板12V/70W 蓄电池 直流电压12V,电池容量600W·h 返回 优翼 任务二设计照明系统 4.小组同学设计“太阳能灯光照明系统”的实践 过程如下： 返回 优翼 (1)小优先设计了如图甲所示的电路，连接好 电路后，放到阳光下，闭合开关LED灯发 光。此电路中 提供电能。 太阳能 太阳 电池板 能板 a、b LED灯 LED -S 开关 蓄电池 甲 乙 返回 (2)考虑到太阳能板只能在白天将太阳能转化 为电能，LED灯晚上实现照明。因此需要 太阳能 此照明系统白天储能，晚上进行照明，于是 电池板 增加了蓄电池和光控开关（光控开关S在 b LED 明亮环境自动接b,在较暗的环境自动接 蓄电池 a)来实现这一功能，设计电路如图乙所 返回 示。请你简要说明该照明系统白天和晚上 的工作过程： 太阳能 电池板 a lb LED -S 蓄电池 乙 返回 优 5,新考向项目式学习 同组的小翼同学提出，可以 增加灯光自动控制系统，实现自动感知环境光 照强度，自动调整开、关状态和灯光亮度，以便 更好地达到节能效果。下面是小组同学就“设 计灯光自动控制”展开的实践过程，请你帮助 他们完成以下内容。 返回 优翼 [项目分解] (1)设计感光自动控制灯的开、关状态。 (2)设计感光自动控制灯的亮度。 返回 优 [项目实施] (1)小翼同学利用光敏开关设 一光敏开关 计了如图1所示的电路图 实现感光自动控制灯的开、 图1 关状态。光敏开关是一种由 （选 填“半导体”或“超导体”)材料制成的开关， 根据照明需要，在 (选填“有光”或 “无光”)时，光敏开关闭合，灯泡发光。 返回 优堂 (2)设计感光自动控制灯的亮度方案，经过讨 论，为实现感光自动控制灯的亮度，需要阻 值随光照强度变化的光敏电阻，于是小优 利用如图2所示的电路探究光敏电阻阻值 与光照强度的变化规律。 返回 优 光敏电阻 (mA 毫安表 ① R R R 电阻箱R。 图2 图3 ①根据如图2所示电路图，用笔画线代替 导线，将图2中的实物电路连接完整。 返回 优 ②将光敏电阻置于光照强度为1cd的光 照环境中，闭合S1、断开S2,记录毫安表 示数I。;然后 (描述开 关状态)，调节电阻箱R,直至毫安表示 数为 ,此时R=Roo 返回 优翼 ③将光敏电阻R置于不同光照强度的环 境中，重复步骤②，测得的数据如表（其中 E是表示光照强度的物理量，单位为Cd), 返回 优 分析数据可得：光敏电阻的阻值随光照强 度的增大而 光照强度E/cd 1 23 4 5 6 光敏电阻R/2 8050 30 24 20 18 返回 ④根据上述探究结果，同组的小兰设计了 如图3所示的电路图。小优认为小兰的设 计虽然能达到光控亮度的目的，但实际并 不合理。不合理之处是 C 图3 返回 优 经过查阅资料，大家发现实际生活中的光 控灯电路结构复杂得多，还有很多我们没 有学到的知识，进而激发了大家进一步学 习的兴趣，对未来充满期待。 返回 [项目拓展]食堂的天花板上安装了烟雾报警 器，一旦有烟雾产生，烟雾报警系统就会报警。 “烟雾报警器”的简化原理图如图4所示，烟雾 报警器有一个外部光线无法进入的烟室，其中 装有激光发生器和带有光敏电阻的电路，电路 中电源电压为36V,R。为定值电阻，R为光敏 电阻（阻值与光照强度关系如上表所示）。 返回 (1)开关S闭合后，若有烟雾进入烟室，会遮挡 射向R的激光。当光照强度为5cd时，电 压表示数为24V;当烟雾浓度达到一定程 度，光照强度降低到3Cd时，电压表示数 达到 V,则会触发报警系统，此时 R。的电功率为 W。 烟室 S 激光 发生器 烟雾 图4 返回 优 (2)老师看了创新小组的同学们设计的方案， 连连夸赞，同时也提出，为了同学们的安 全，希望能够使报警器在浓度更低的烟雾 下报警，提升灵敏度，则你能提供给小优的 建议是 返回 优翼 声明 本文件著作权为创作公司所有，仅限于教师教 学及其他非商业性和非盈利性用途。如发现盗用、 转卖、网络传播等侵权行为，本公司将依法追究其 相应法律责任。 部分素材选自网络，如有争议，请联系删改。