初中物理教科版（2024）九年级下册（2024）4 跨学科实践：智能家居教学课件ppt

这是一份初中物理教科版（2024）九年级下册（2024）4 跨学科实践：智能家居教学课件ppt，共26页。PPT课件主要包含了教学重点，认识智能家居，核心与本质，让用电器更贴心，独立运行的孤岛，服务体验的瓶颈，无调度的生产线，让用电器更聪明，离家回家模式，娱乐模式等内容，欢迎下载使用。
传感器的工作原理，常见智能家居设备中物理知识的应用。
早上7点，窗帘自动拉开，智能音箱播放起床音乐；出门前，语音指令关闭所有灯光、电器，门锁自动上锁；下班路上，远程开启空调，到家即可享受适宜温度；夜间起夜，感应灯自动亮起，无需手动开关。这不是梦想，如今已是现实！
这些场景中，智能设备是如何实现“自动响应”和“远程控制”的？
1. 定义：智能家居是指通过物联网技术将家中的各类设备连接起来，实现自动化控制、远程操控和智能交互的居住环境。
核心：实现“智能控制”本质：利用物理与信息技术，提升居住的便捷性、舒适性、安全性与能源效率。
3. 物理视角下的核心特点：
①自动化控制：利用物理感应原理，无需人为干预即可自动调节。
②远程操控：利用电磁波传递信号，实现远距离的设备管理。
③智能联动：基于电路的通断控制和信号传输，实现多设备间的协同工作。
找一找身边的家用电器自动化的现象。想一想，为什么这些电器的工作可以如此贴心？有什么结构或者部件支持它们做出这些响应？
电器能“知冷知热”，离不开传感器。
家电“各自为战”面临的问题
家电虽带来便利，但彼此缺乏关联，形成了一个个信息孤岛，无法协同工作。
缺乏统一调度导致服务质量遇到天花板，用户体验割裂，难以实现真正的智能化。
如同工厂中缺乏统一指挥的生产线，虽各自运转，但整体效率低下，资源浪费。
控制空调器在您到家前五分钟自动启动，提前调节室内温度，让舒适触手可及。
当您坐到沙发上时，灯光自动调暗，电视机和音响自动打开，营造沉浸式观影体验。
通过手机APP随时随地观察家中宠物，或查看孩子是否安全到家，安全尽在掌握。
集成智能安防、节能管理、语音控制等功能，全方位提升生活的便捷性与安全性。
如何让各种自动化的家用电器相互配合？
从根本上解决了家电“各自为战”的问题，实现了设备间的互联互通与智能管理。
1.核心原理：万物互联
通过物联网技术将家电、照明、安防等设备互联互通，实现自动化控制与远程管理，构建高效的居住环境。
智能终端接入家中的各个用电器、智能插座、开关等设备，通过内置模块成为可被识别的智能节点，等待接入网络。
多协议网络通信Wi-Fi、蓝牙等技术构成了连接的基础，确保设备间的低延迟、高稳定通信，打破信息孤岛。
统一智能中枢所有设备汇聚于一个统一的控制中心，无论是手机、智能电视还是专业网关，都能实现全局掌控。
家用电器 + 传感器 + 网络 ≈ 智能家居
智能系统的“手脚”，如智能灯、插座等，负责接收指令并执行具体操作。
智能系统的“五官”，如温湿度、红外传感器等，负责采集环境信息和状态变化。
智能系统的“神经”，如Wi-Fi、Zigbee等，负责设备间的数据传输和指令通信。
2.发展趋势：全屋智能
随着AI与大数据技术的深度融合，智能家居正从单一的“单品智能”向场景化的“全屋智能”快速演进。
实现家电设备的互联互通，告别“各自为战”，构建统一的智能生态系统。
通过智能中心的学习和记忆，提供主动、个性化的服务，懂你所想。
智能家居是未来生活的趋势，是通往智慧生活的入口，定义全新生活方式。
创造更舒适、便捷、安全、高效的家庭生活体验，让科技服务于生活。
寻找智能电器仔细观察身边的某个智能化家用电器，它属于哪一类家用电器？它是如何工作的？它采用了什么传感器？传感器是通过怎样的电路实现对家用电器的自动控制的？通过远程终端可以对它进行智能管理吗？选择几个典型的智能化家用电器进行上述分析，我们会收获更多。
想象我们未来的家，写一篇科幻作文，与同学们分享。
1. 下列关于智能家居设备的工作原理，说法正确的是（　 ）A. 智能台灯的光敏传感器利用热胀冷缩原理检测光线亮度B. 智能空调的温度传感器能将温度信号转化为电信号，实现自动控温C. 智能扫地机器人的碰撞传感器是利用电磁感应原理工作的D. 智能家居设备的联动控制不需要依托电路连接，仅靠无线信号即可实现
解：A选项错误，智能台灯的光敏传感器利用的是光电效应，而非热胀冷缩原理（热胀冷缩常用于温度传感器）；B选项正确，温度传感器的核心作用是将温度这种物理信号转化为电信号，传递给控制芯片，实现自动控温；C选项错误，碰撞传感器利用的是力学原理（检测碰撞时的压力、位移），电磁感应原理常用于发电、无线充电等；D选项错误，智能家居设备联动虽需无线信号传递指令，但设备本身的运行、控制仍需依托电路连接，无线信号仅负责指令传输。故选：B。
2. 下列智能设备的工作过程，涉及电学知识的是（ 　 ）①智能台灯调节LED亮度 ②智能空调制冷 ③智能扫地机器人行走 ④红外传感器检测人体A. ①②③④ 　　　B. ①③ C. ①② 　　　　　 D. ②④
解：①智能台灯调节LED亮度，涉及电学知识（电流大小控制亮度，电路调节）；②智能空调制冷，涉及电学（压缩机、风机的电路控制）和热学知识，包含电学相关内容；③智能扫地机器人行走，依靠驱动电机，涉及电学知识（电机工作需要电能，电路控制电机转速、方向）；④红外传感器检测人体，传感器工作需消耗电能，且信号转化过程涉及电学，因此①②③④均涉及电学知识。故选：A。
3. 关于智能家居与物理知识的联系，下列说法错误的是（　 ）A. 智能空调的制冷过程，利用了热传导和热对流的热学原理B. 智能设备的供电回路，涉及电路的串联与并联知识C. 无线联网的智能设备，利用电磁波传递信号D. 传感器将物理信号转化为电信号，不需要消耗电能
解：A选项正确，智能空调制冷时，制冷剂在室内汽化吸热、室外液化放热，过程中利用热传导（热量传递到制冷剂）和热对流（室内空气循环降温）；B选项正确，家庭电路中智能设备采用并联连接，涉及电路的串联与并联知识；C选项正确，WiFi信号、手机信号均属于电磁波，电磁波传播不需要介质；D选项错误，传感器将物理信号转化为电信号的过程，需要消耗电能（如传感器工作需接入电路，获取电能才能完成信号转化）。故选：D。
1.基础性作业：完成课件中的课堂练习。
2.拓展性作业：观察自己家中的智能设备（或查阅资料），记录1-2种智能设备的名称，分析它的工作过程，写出其中涉及的物理原理（至少2点），下节课分享交流。