内容正文:
第二单元 无处不在的能
第10节 能的控制装置
1
情境与问题
+
○
夜幕降临时,街边的路灯会自动点亮;清晨来临时,路灯又会自动熄灭。这是怎么回事呢?
×
○
!
情境与问题
+
○
开关是一种能的控制装置,它可以有效控制能在转化过程中的有无、大小和时间。你们还知道哪些能的控制装置?
声控开关、台灯开关、电视遥控器等。
探究与发现
活动1:寻找能的控制装置
+
×
探究与发现
活动2:探究能的控制装置是怎样工作的
+
×
试通过实验了解这些能的控制装置的内部构造和工作原理。
方案1
台灯开关:如图所示,将电池、导线、小灯泡连接成电路;将HB铅笔芯固定在底板上,一端与电路的导线相连,将导线另一端沿铅笔芯自左向右滑动;观察灯泡的亮度会发生什么变化。
应用与拓展
实验现象:
灯泡的亮度逐渐变暗。
滑动导线在铅笔芯上移动,接入电路的铅笔芯长度变长→电阻变大→电流变小→灯泡变暗。
应用与拓展
方案2
火灾报警器:如图所示,将电池、导线、小灯泡连接成电路;把两根有间隙的
铁钉固定在铁架台上作为电路的一部分;点燃酒精灯,用外焰加热有间隙的铁钉,观察小灯泡的状态;熄灭酒精灯停止加热,继续观察小灯泡的状态。
应用与拓展
实验现象:
加热时铁钉膨胀,电路接通,小灯泡发亮;停止加热后,铁钉遇冷收缩,两根铁钉分离,电路断开,小灯泡熄灭。
应用与拓展
+
×
○
根据实验结果,推想台灯开关和失火报警器的内部构造可能是什么样的?它们又是怎样工作的呢?
探究与发现
+
×
○
(1)台灯开关的内部有一根较长的电阻丝;触摸或旋转台灯开关的旋钮时,改变了接入电路的电阻丝的长度,进而改变了电路中的电流,台灯的亮度就发生了变化。
(2)失火报警装置的内部采用了双金属片结构,由膨胀系数差异大的两种金属组成;周围环境的温度升高,双金属片向下弯曲,使原本接触的触点分离,电路断开,报警装置(如蜂鸣器、指示灯)因电路断开触发报警机制,发出警报;温度下降,双金属片逐渐恢复伸直状态,触点重新接触,电路再次接通,报警装置停止工作。
探究与发现
探究与发现
生活中还有哪些装置应用了实验中的原理?
(1)收音机音量调节旋钮:原理与台灯调光旋钮类似,通过改变电阻来控制电流大小,从而调节音量。
(2)电饭锅的温控开关:当内胆温度达到居里点(约103 ℃)时,双金属片弯曲断开电路,停止加热,实现恒温控制。
+
布置任务
观察周围的物体,想想哪些物体需要安装自控装置,请你选择1~2种进行设计。
要求:首先要明确设计什么能的自控装置;然后查阅有关资料进行设计,并用简图将方案表示出来;最后与同学交流自己的方案,进行修改和完善。
应用与拓展
+
应用与拓展
梳理与总结
+
通过今天的学习,同学们观察和分析能的控制装置,了解了能的控制装置的作用、控制的能和使用方法。了解能的控制装置的控制结构和原理,从而得知台灯开关和失火报警器是通过调节电路中的电阻或电路通断,实现对能量输出的精确控制,从而达到调节设备运行状态的目的;通过设计水位报警器,感知通过浮力驱动金属片触发电路,实现水位超限自动报警。
$