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人教版九年级物理 第十六章电压电阻
第5节 跨学科实践：制作简易调光台灯 （教学设计）
【课题】第5节 跨学科实践：制作简易调光台灯
【学习目标】
1．了解调光台灯的结构和工作原理。
2．选择合适的材料设计并制作一台简易调光台灯。
3. 能初步形成依据制作产品的功能，选择器材、材料并将其有机地结合起来的能力和在制作过程中将各种技能、技术运用在产品制作中的能力。
【学习重点】
1．理解调光台灯的工作原理。
2．掌握制作调光台灯的方法步骤。
【学习难点】
能够合理选用材料完成简易调光台灯的制作，通过对调光功能的检验，优化设计方案。
【教学器材】
电源（干电池组成的串联电池组）一个，滑动变阻器（或机械式电位器）一个，小灯泡一个，开关一个，导线若干。
【新课导入】
问题：在生活中，我们经常用到亮度可调节的小台灯，我们能不能用所学的知识和技能来制作一个可调节亮度的小台灯呢 出示几张以往学生制作的调光灯照片。
【 演示】选取一根自动铅笔芯，按图连接电路。使铅笔芯一端的夹子固定，移动另一端的夹子，观察小灯泡的亮度。
小灯泡的亮度是否变化
实验中，随着夹子在铅笔芯上移动，灯泡的亮度会发生变化。
因为铅笔芯连入电路的长度及电阻变化，通过小灯泡的电流和小灯泡的亮度变化。
第5节 跨学科实践：制作简易调光台灯
【新课学习】知识点一 设计简易调光台灯
项目提出
当人们在台灯下看书时，如果感觉灯光太亮，有点刺眼，可以通过调光装置改变台灯的亮度。
实际的调光台灯电路比较复杂。
运用本章所学的知识可以制作一盏简易调光台灯，达到调节灯光亮度的目的。
【课堂讨论】
组织学生结合简易调光台灯的原理，讨论如何选择电源、光源和变阻器，并设计电路；同时思考支架和灯罩的材料及制作方法。
项目分析
制作简易调光台灯，需要考虑：
1. 选择哪种光源？
2. 怎样改变光源的亮度？
3. 可以从哪些方面加强台灯的实用性？
综合考虑安全性和材料的可获得性，可以选择小灯泡或者发光二极管作为光源。通过改变电源电压或采用电位器来改变光源两端的电压，进而改变光源的亮度。另外在台灯结构稳定性、照明效果和范围、电路安全性、移动和调节的便利性以及节能环保等方面加强实用性。
调光台灯的调光原理（改变光源亮度的方法）：灯泡和电位器串联，接到电源两端，调节电位器旋钮，改变接入电路的电阻大小，使电路中的电流发生变化，从而改变灯泡的亮度。
知识点二 制作简易调光台灯
【课堂讨论】组织学生根据设计方案制作简易调光台灯。
项目实施
1. 设计台灯
（1）选择光源。
用实验室实验用的小灯泡作为光源（或用发光二极管作为光源）。
（2）选择变阻器。
选用“20Ω 1A ”的滑动变阻器或电位器，使电阻、电流和灯泡亮度的调节范围大。
（3）设计电路。
设计调光台灯的电路，选择合适的电源（干电池3节和电池盒）小灯泡（正常发光电压为2.5V或3.8V）和变阻器，电源电压和小灯泡的规格要匹配。
（4）设计支架和灯罩。
画出设想中台灯的草图，各个器件要安排紧凑，使台灯美观、结实，便于移动。
选用方便易得的材料作为台灯支架，使做出的台灯能稳定地立在桌上。灯罩需要具有较好的反光性能。【灯柱（硬塑料管）、灯罩（一次性纸碗）、灯座（圆形塑料板）】
2. 制作台灯
按照设计方案安装各个器件，连接电路。检查电路，闭合开关，看看怎么调节变阻器会使小灯泡越来越亮。
制作过程：把电池盒、开关、电位器固定在一个硬塑料板底座上，用一根硬塑料管的一端固定小灯泡，连接小灯泡的导线从管中穿过，管的另一端也固定在硬塑料板底座上。最后用反光性能好的一次性纸碗作为灯罩扣在小灯泡上。
展示交流
向其他同学展示介绍你的作品。
与其他同学交流，看看谁做的台灯既实用又漂亮，还有哪些地方需要改进。
【学生交流评估】
制作完成后，接通电路，让简易调光台灯工作，看看哪个小组的调光台灯发光效果好且有好的调光功能。选取使用效果好的小组，请学生分享他们是如何设计选材的。分享完成后，请学生们思考能否在选材和设计上提出优化方案，设计一个更好的调光台灯。
【课堂练习】
【例题1】如图所示是小明自制的调光台灯，把一根导线固定在铅笔芯最左端，然后将另一根导线接触铅笔芯右端并逐渐向左滑动，小明会看到的现象是_________，产生这种现象的原因是铅笔芯接入电路的_______减小，引起电路中的电流减小。
【答案】灯泡变亮 电阻
【解析】在图示电路中，铅笔芯和小灯泡串联。另一根导线在铅笔芯上逐渐向左滑动，铅笔芯接入电路的电阻减小，使通过小灯泡的电流增大，小灯泡变亮。
【例题2】如图所示，甲为亮度可调的台灯，电位器是调节其亮度的装置；乙为电位器的内部结构示意图，a、b、c是它的三个接线柱，旋钮带动滑片转动。若顺时针旋转旋钮时灯泡发光变亮，则需将_________(选填“a和b”、“a和c”或“b和c”)接线柱接入电路。关于电位器上电阻丝的材料，应该选用_______________(填“铜丝”或“镍铬合金丝”)。
【答案】灯泡变亮 电阻
【解析】图示调光台灯中，灯泡和电位器串联。闭合开关，顺时针旋转电位器旋钮时灯泡变亮，通过电路的电流变大，电位器接入电路的电阻变小，需将b和c接线柱接入电路。
电位器上电阻丝的材料应该选用电阻率较大（导电能力较弱）的镍铬合金丝。
【课后作业】复习巩固本节学习内容。分析家中调光台灯是如何调光的。

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