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实践活动 设计病床呼叫、交通信号灯电路
综合与实践
√答案P24
项目情景 生活中有许多任务可以通过简单电路来完成,请你和小星一起尝试设计并制作医院里的病床呼叫电路系统和交通信号灯电路系统等,并解决设计电路中遇到的问题。
活动任务一 设计病床呼叫系统模型
驱动性问题一
1 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。这个呼叫电路应该怎么设计呢?设计呼叫电路时,下列因素中,不需要考虑的是 (
A.护士工作很忙,要用多种信号提醒 B.能够确定呼叫发出的位置
C.值班室是否有护士值班 D.呼叫信号强弱合适
2 关于呼叫电路的器材选择,下列说法中,不合理的是 (
A.电源能长时间稳定供电 B.电铃的铃声不宜太大
C.病房开关必须安全且使用方便 D.指示灯要能照亮值班室
驱动性问题二
3 小星首先从一间病房中的一张病床开始,她设计出如图A、B、C所示三个电路,你认为哪个电路最科学?
4 小星又设计了一间病房中两张病床的电路,如图D、E所示,你认为哪个电路最科学?
反思问题
5 按上述最科学的设计思路,设计一个病房有三张病床时的电路。
活动任务二 设计交通信号灯系统模型
驱动性问题一
6 善于观察的小星每当经过红绿灯路口时,她都会想一想:红灯、绿灯是怎么连接的呢?学习了电学知识后,她明白了它们的连接方式是
7 小星在课后设计了几个实验电路,如图所示,可以正确模拟红绿灯工作的是 (
驱动性问题二
8 实际生活中不仅有红绿灯,还存在黄灯,并且在东、南、西、北四个方向都能看见信号,在老师的帮助下,小星和同学们多次尝试,设计出了如图所示的电路。当单刀多掷开关接通位置“1”时南北方向
反思问题
9 开放性问题 实际生活中交通信号灯系统的功能更多,如人行红灯点亮,数秒后车行绿灯才会点亮;车行时段、人行时段的时长由交通管理部门控制等等。你可以从中受到启发,对自制的电路模型加以改进。(自主交流)
综合与实践
√答案P24
项目情景 生活中有许多任务可以通过简单电路来完成,请你和小星一起尝试设计并制作医院里的病床呼叫电路系统和交通信号灯电路系统等,并解决设计电路中遇到的问题。
活动任务一 设计病床呼叫系统模型
驱动性问题一
1 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。这个呼叫电路应该怎么设计呢?设计呼叫电路时,下列因素中,不需要考虑的是 (
C
)A.护士工作很忙,要用多种信号提醒 B.能够确定呼叫发出的位置
C.值班室是否有护士值班 D.呼叫信号强弱合适
2 关于呼叫电路的器材选择,下列说法中,不合理的是 (
D
)A.电源能长时间稳定供电 B.电铃的铃声不宜太大
C.病房开关必须安全且使用方便 D.指示灯要能照亮值班室
驱动性问题二
3 小星首先从一间病房中的一张病床开始,她设计出如图A、B、C所示三个电路,你认为哪个电路最科学?
C
。原因是什么? 从病房按下开关后,值班室的电铃响起,提醒护士,护士通过灯亮判断出是哪个床位发送的信息
。 4 小星又设计了一间病房中两张病床的电路,如图D、E所示,你认为哪个电路最科学?
E
。原因是什么? 设计电路要具备床位发出去的信息互不受影响,故每盏灯之间并联,用电铃提醒值班室的护士有信息时,护士通过哪盏灯灯亮来确定是哪个床位发出的信息
。反思问题
5 按上述最科学的设计思路,设计一个病房有三张病床时的电路。
活动任务二 设计交通信号灯系统模型
驱动性问题一
6 善于观察的小星每当经过红绿灯路口时,她都会想一想:红灯、绿灯是怎么连接的呢?学习了电学知识后,她明白了它们的连接方式是
并联
。7 小星在课后设计了几个实验电路,如图所示,可以正确模拟红绿灯工作的是 (
C
) 驱动性问题二
8 实际生活中不仅有红绿灯,还存在黄灯,并且在东、南、西、北四个方向都能看见信号,在老师的帮助下,小星和同学们多次尝试,设计出了如图所示的电路。当单刀多掷开关接通位置“1”时南北方向
绿灯
发光,东西方向 红灯
发光。(均填“红灯”“绿灯”或“黄灯”) 反思问题
9 开放性问题 实际生活中交通信号灯系统的功能更多,如人行红灯点亮,数秒后车行绿灯才会点亮;车行时段、人行时段的时长由交通管理部门控制等等。你可以从中受到启发,对自制的电路模型加以改进。(自主交流)
答案
1 C
2 D
3 C 从病房按下开关后,值班室的电铃响起,提醒护士,护士通过灯亮判断出是哪个床位发送的信息
4 E 设计电路要具备床位发出去的信息互不受影响,故每盏灯之间并联,用电铃提醒值班室的护士有信息时,护士通过哪盏灯灯亮来确定是哪个床位发出的信息
5 如图所示。
6 并联
7 C
8 绿灯 红灯
9 略。
解析
【分析】
本题围绕病床呼叫电路和交通信号灯电路展开，需结合电路设计的基本原则、电路连接特点逐一分析各问题：
1题：设计呼叫电路需考虑提醒信号、呼叫位置确定、信号强弱，值班室是否有护士是使用场景后续问题，无需在电路设计时考虑；
2题：器材选择需满足电源稳定、电铃合适、开关安全，指示灯只需护士可见，无需照亮值班室；
3题：科学的呼叫电路需同时具备提醒护士（电铃）和确定床位（对应灯亮）的功能；
4题：多病床呼叫电路需各支路独立、互不影响，采用并联结构；
6题：交通信号灯需独立工作，故为并联；
7题：模拟红绿灯电路需能分别控制红灯、绿灯独立工作；
8题：结合交通信号灯电路设计，开关接通“1”时，南北、东西方向对应灯发光。
【解析】
1. 设计病床呼叫电路时，需满足：①有提醒信号；②能确定呼叫位置；③信号合适。选项A、B、D均为设计需考虑的因素，C选项“值班室是否有护士值班”是使用场景的后续情况，无需在电路设计时考虑，故答案为C。
2. 呼叫电路器材要求：电源稳定（A合理）、电铃音量合适（B合理）、病房开关安全方便（C合理）；指示灯作用是让护士看到呼叫位置，无需照亮值班室，故D不合理，答案为D。
3. 科学的呼叫电路需同时实现提醒护士（电铃）和确定呼叫床位（对应灯亮）。C电路中，按下病房开关后，值班室电铃响起，同时对应床位的灯亮，能明确呼叫位置；A、B无法同时满足提醒和定位，故选C。
4. 两张病床的呼叫电路需保证各病床呼叫互不影响，即各支路独立。E电路中，每个病床的灯与开关组成一条支路，并联在含电铃的干路中，按下任意病床开关，电铃响且对应灯亮，各支路互不干扰；D电路存在支路互相影响的问题，故选E。
6. 交通信号灯的红灯、绿灯可独立工作，互不影响，因此连接方式为并联。
7. 模拟红绿灯的电路需能分别控制红灯和绿灯独立工作，符合要求的是选项C。
8. 根据交通信号灯电路设计，当单刀多掷开关接通位置“1”时，南北方向绿灯发光，东西方向红灯发光。
【答案】
1. C
2. D
3. C；从病房按下开关后，值班室的电铃响起，提醒护士，护士通过灯亮判断出是哪个床位发送的信息
4. E；设计电路要具备床位发出的信息互不受影响，故每盏灯之间并联，用电铃提醒值班室的护士有信息时，护士通过哪盏灯灯亮来确定是哪个床位发出的信息
5. 如图所示。
6. 并联
7. C
8. 绿灯；红灯
9. 略。
【知识点】
电路设计、并联电路、电路连接
【点评】
本题结合实际生活场景考查电路设计与分析，注重理论联系实际，要求学生掌握电路设计的基本原则和并联电路的特点，培养应用物理知识解决实际问题的能力。
【难度系数】
0.5
本题围绕病床呼叫电路和交通信号灯电路展开，需结合电路设计的基本原则、电路连接特点逐一分析各问题：
1题：设计呼叫电路需考虑提醒信号、呼叫位置确定、信号强弱，值班室是否有护士是使用场景后续问题，无需在电路设计时考虑；
2题：器材选择需满足电源稳定、电铃合适、开关安全，指示灯只需护士可见，无需照亮值班室；
3题：科学的呼叫电路需同时具备提醒护士（电铃）和确定床位（对应灯亮）的功能；
4题：多病床呼叫电路需各支路独立、互不影响，采用并联结构；
6题：交通信号灯需独立工作，故为并联；
7题：模拟红绿灯电路需能分别控制红灯、绿灯独立工作；
8题：结合交通信号灯电路设计，开关接通“1”时，南北、东西方向对应灯发光。
【解析】
1. 设计病床呼叫电路时，需满足：①有提醒信号；②能确定呼叫位置；③信号合适。选项A、B、D均为设计需考虑的因素，C选项“值班室是否有护士值班”是使用场景的后续情况，无需在电路设计时考虑，故答案为C。
2. 呼叫电路器材要求：电源稳定（A合理）、电铃音量合适（B合理）、病房开关安全方便（C合理）；指示灯作用是让护士看到呼叫位置，无需照亮值班室，故D不合理，答案为D。
3. 科学的呼叫电路需同时实现提醒护士（电铃）和确定呼叫床位（对应灯亮）。C电路中，按下病房开关后，值班室电铃响起，同时对应床位的灯亮，能明确呼叫位置；A、B无法同时满足提醒和定位，故选C。
4. 两张病床的呼叫电路需保证各病床呼叫互不影响，即各支路独立。E电路中，每个病床的灯与开关组成一条支路，并联在含电铃的干路中，按下任意病床开关，电铃响且对应灯亮，各支路互不干扰；D电路存在支路互相影响的问题，故选E。
6. 交通信号灯的红灯、绿灯可独立工作，互不影响，因此连接方式为并联。
7. 模拟红绿灯的电路需能分别控制红灯和绿灯独立工作，符合要求的是选项C。
8. 根据交通信号灯电路设计，当单刀多掷开关接通位置“1”时，南北方向绿灯发光，东西方向红灯发光。
【答案】
1. C
2. D
3. C；从病房按下开关后，值班室的电铃响起，提醒护士，护士通过灯亮判断出是哪个床位发送的信息
4. E；设计电路要具备床位发出的信息互不受影响，故每盏灯之间并联，用电铃提醒值班室的护士有信息时，护士通过哪盏灯灯亮来确定是哪个床位发出的信息
5. 如图所示。
6. 并联
7. C
8. 绿灯；红灯
9. 略。
【知识点】
电路设计、并联电路、电路连接
【点评】
本题结合实际生活场景考查电路设计与分析，注重理论联系实际，要求学生掌握电路设计的基本原则和并联电路的特点，培养应用物理知识解决实际问题的能力。
【难度系数】
0.5
