大单元任务式《跨学科实践：电路创新设计展示》课时导学案（含答案）-2025教科版九年级物理上册

教科版九上《3.4跨学科实践：电路创新设计展示》学案

【学习目标】

物理观念：

1.深化串、并联电路特点理解，掌握其在装饰、互动、医疗等场景的应用原理。

2.构建“电路设计服务实际需求”观念，认识物理与生活及其他学科关联，形成跨

学科应用观念。

科学思维：

1.分析电路设计优缺点，提升逻辑推理与批判性思维能力。

学习目标2.依实际需求创新改进电路，培养模型构建与创新迁移思维。

科学探究：

1.经历“发现问题一设计一改进”探究过程，提升实践与问题解决能力。

2.参与电路设计评价，锻炼交流、反思能力。

科学态度与责任：

1.感受电路创新价值，增强学科认同，激发探究兴趣。

2.培养团队协作与工程思维，树立用知识服务社会、解决问题的责任意识。

1.分析现有电路设计的原理与优缺点，掌握串、并联电路在实际中的应用逻辑。

学习重点

2.基于实际需求，提出电路创新改进方案，提升实践应用能力。

1.综合多因素对电路设计进行优化改进，平衡理论知识与实际应用的差异。

学习难点

2.理解跨学科需求对电路设计的影响，实现物理与艺术、医疗等学科的融合创新。

【课前预习】

一、跨学科电路设计基础

1.申、并联电路特点：串联电路中电流路径,用电器相互影响；并联电路中电流路径

,用电器独立工作，

2.家庭电路中各用电器一段采用联连接，控制开关与用电器联。

二、电路创新设计案例

3.“改进小彩灯”电路：原小彩灯采用联，一盏损坏全组熄灭；改进方案可采用

联或串并联结合，提升可靠性.

4.“回答问题正确”显示器：需设计电路，当答案正确时，通过（元件）显示

通路状态（如灯泡亮、电铃响）。

5.“病房呼叫”电路：需满足“各病床独立呼叫、护士站总控”，应采用联电路,

每个病床开关在路，总开关在路。

三、跨学科设计要素

6.电路设计需兼顾物理原理与实际需求：如小彩灯设计需考虑（美观/电路稳定），

病房呼叫电路需考虑（声光提示/操作便捷）。

7.集成电路基础：复杂电路由和组合构成，如手机电路板通过集成元件实现多

功能。

【课中研学】

探究点一设计1改进小彩灯的连接电路

1.串联小彩灯一个损坏其他都熄灭的原因是什么？如何改进才能避免这种情况？生活中实

际的彩灯是如何设计的？

2.观察串联小彩灯连接图，分析问题原因；分组讨论改进方案，对比不同方案的优缺点;

3.观看视频，了解生活中彩灯的设计原理，总结其设计的巧妙之处。

探究点二

设计2”回答问题正确”显示器

1.“回答问题正确”显示器的设计原理是什么？硬纸板后面的连线应该如何设计？该设计

有哪些优点和可改进之处?

2.分析髭示器的结构和工作原理，猜想硬纸板后面的连线方式并画图。

3.小组讨论对该设计的评价，提出改进建议。

探究点三

设计3病房呼叫电路

I.病房呼叫电路中开关和灯泡的连接方式是什么？如何改进才能让值班室既有灯光显示乂

有声音呼叫？

2.分析病房呼叫电路的连接方式和工作原理;

3.思考加入声音呼叫的改进方法，设计改进后的电路图并说明原理。

【课堂总结】

改送小彩灯的连接电癌

1.本联设计思将:同时满足,缺一不可

.并联设计思蝎:按立工作，单独控制

回答问■正■显示贰2

3.混状设计思将:共用功胸干踣，单

独功能放支路

用电骞或开美能：并联

It苦建立工作不能：串联

设计电崖的・本期篇

控制所有用电器：在干筋

・定开美

碗.控制某一用电器：在支路

【分层作业】

国核心巩固

（巩固性作业）

一、填空题

1.串联电路中电流路径,各用电器（选填“能”或“不能”）独立工作；

并联2.电路中电流路径，各用电器（选填“能”或“不能”）独立工作。

3.家庭电路中，电灯、电视、冰箱等用电器之间是联的，控制电灯的开关与电灯是

______联的。

4.某款节日小彩灯，正常工作时电压较低。为了在家庭电路中使用，通常将多个小彩灯

联在一起。但这种连接方式有个缺点，若其中一个小彩灯灯丝熔断，其余小彩灯会

（选填’‘继续发光”或“全部熄灭”）。

5.在病房呼叫电路中，每个病床旁都有一个呼叫开关，值班室有对应的指示灯和电铃。当

某一病床的患者按下呼叫开关时，对应的指示灯亮且电传响，这说明各个呼叫开关之间是

联的，电铃应接在（选填“干路”或“支路”）上。

6.集成电路是通过将许多电子元件在很小的单晶片上制成的，它极大地推动了电子

技术的发展，使电子设备更加（选填“大型化”或“小型化”）。

二、选择题

6.下列电路连接方式中，符合各用电器能独立工作这一特点的是（）

A.各用电器首尾依次相连

B.各用电器并列连接在电路两点间

C,先将两个用电器串联，再将它们与第三个用电器并联

D.以上连接方式都可以

7.小明设计了一个简易的“回答问题正确”显示器，当回答正确时，灯泡发光。下列电路

中，能实现这一功能的是（）

A.电源、灯泡、开关串联，答案正确时闭合开关

B.电源、灯泡串联，答案正确时将灯泡短路

C.电源、灯泡并联，答案正确时闭合灯泡所在支路开关

D,电源、灯泡并联，答案正确时断开灯泡所在支路开关

8.小强想设计一个带有指示灯的台灯'，要求如下：Si和S?是开关，指示灯和灯泡分别为

L、L2；当只闭合S2时，台灯L1、L2都不发光；当只闭合$时，指示灯J发光，再闭合

S2时，台灯L2发光。下列电路设计符合要求的是（）

A.小彩灯只能串联

B.小彩灯只能并联

C.为了保证小彩灯的亮度，应尽量采用串联

D.可采用串联与并联结合的方式，提高小彩灯工作的可靠性

10.集成电路的广泛应用，主要是因为它具有以下优点中的（）

A.体积大，便于安装

B.电路复杂，稳定性差

C.体积小、重量轻、可靠性高

D.制造成本高，但性能好

素养提升（拓展性作业）

11.某智能教室的照明系统设计如下：当光线较暗且有人进入教室时，灯自动亮起；光线

充足或无人时，灯自动熄灭。能实现这一功能的电路是（）

A.光控开关、声控开关、灯串联，目光控、声控开关都闭合时灯亮

B.光控开关、声控开关并联后与灯串联，任一个开关闭合灯都亮

C.光控开关、声控开关吊联后与灯并联，两个开关都闭合时灯亮

D.光控开关、声控开关并联后与灯并联，任一个开关闭合灯都亮

12.在某次知识竞赛中，有甲、乙、丙三名选手参加决赛。任何一名选手按自己面前的开

13.小明设计了一款多功能手电筒，有强光和弱光两种模式，同时还带有一个小夜灯功能。

当只闭合开关S）时，只有强光灯泡发光；当只闭合开美S2时，只有小夜灯发光；当

Si、S2都闭合时，强光灯泡和小夜灯都发光，且强光灯泡亮度不变。下列符合要求的电路

是（）

A.强光灯泡、小夜灯、Si、S2全部串联

B,强光灯泡与Si串联，小夜灯与S2串联，两组再并联

C.强光灯泡与S.并联，小夜灯与S2并联，然后两组串联

D.强光灯泡与Si串联后再与小夜灯、S2串联的支路并联

14.某小区的楼道灯采用/智能控制，当光线较暗且有人走动发出声音时，灯自动亮起：光

线充足时，无论是否有声音，灯都不亮。下列能实现该功能的电路是（）

A.光控开关、声控开关、灯串联，且光控、声控开关都闭合时灯亮

B.光控开关、声控开关并联后与灯串联，任一个开关闭合灯都亮

C.光控开关与灯串联，声控开关与灯并联，两个开关都闭合时灯亮

D.声控开关与灯串联，光控开关与灯并联，任一个开关闭合灯都亮

15.如图所示，小聪居住的小区安装了智能门禁系统，他进入小区必须通过刷卡或人脸识

别，当门禁系统接通电源后，指示灯发光。刷卡或人脸识别成功时（相当于分别闭合对应

的开关），电动机工作，控制门打开。下列关于门禁系统的简化电路设计合理的是

()

人脸识别

刷卡区

指示灯

版）自我提升（探究性作业）

选做题:

三、综合题

16.商场在卫生间安装了既方便又卫生的智能纸巾盒，如图所示。使用时，智能纸巾盒工

作状态由两个开关控制：若单独闭合开关S-指示灯亮，但不送纸：再用手遮挡感应区时

(相当于闭合开关S2),电动机转动送纸；若只用手遮挡感应区，指示灯不亮，电动机也

不送纸。请在答题卡指定位置设计符合题意的电路图。

17.按要求作图。

⑴图⑵图⑶图

(1)春分(每年3月20日或21日)是二十四节气之一，此时昼夜等长，古人认为春分时天

地阴阳平衡，鸡蛋较容易竖立，因此形成了春分立蛋这一象征着平衡与新生的传统习俗；

画出图示立蛋受力的示意图。

(2)如图所示的滑轮组，要用最小的拉力拉动水平地面上的重物，请用笔画线代替绳子画出

正确的绕绳方法。

(3)按要求将电路连接完整：闭合开关，小灯泡发光，向左调节滑动变阻器滑片，小灯泡亮

度不变，电路总功率增大；开关断开，整个电路不工作。

参考答案

【课前预习】

1.唯一；多条

2.并；串

3.串；并

4.并联；灯泡（或电铃）

5.并：支；干

6.美观与电路稳定；声光提示与操作便捷

7.串联：并联

【作业布置】

1.只有一条：不能；有多条：能

2.并：串

3.串：全部熄灭

4.并；干路

5.集成：小型化

6.B

7.A

8.A.只闭合S2时，电路断路，L,>L2都不发光：只闭合&时，L所在电路接通，指示灯L发光：

再闭合S2时，L?所在支路也接通，台灯L2发光，符合要求，故A符合题意。

9.D

10.C

11.A

12.D根据题意可知，任何一名选手按自己面前的开关时，灯都会亮，这说明三个开关互不影响，是

并联的，灯泡在干路中，三个开关都能控制灯泡的亮暗，故