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物理九年级全一册 人教版2024
第5节 跨学科实践：制作简易调光台灯
第十六章 电压 电阻
学习目标
01
02
03
04
物理观念
①观察台灯的调光功能，知道台灯的调光原理。②了解电路元件的作用，掌握电路连接的基本方法。
科学思维
通过观察调光变化，引导学生积极思考，善于发现问题、解决问题。
科学探究
培养学生动手操作能力，提高实验技能;经历调光台灯的制作过程，明确调光装置在电路中的作用，并尝试固定与安装。
科学态度与责任
培养学生发现问题、解决问题的能力;通过了解物理知识在实际生活中的应用，进一步培养学生学习物理知识的兴趣，养成实事求是的科学态度。
重点难点
教学重点
教学难点
了解简易调光台灯原理。
制作简易调光台灯。
课堂导入
结合前面学习的知识，你能说出改变小灯泡亮度的方法有哪些吗？
改变电路中电池个数
M
N
想想议议
改变小灯泡两端的电压（改变通过小灯泡的电流）
串联一个变阻器
探究新知
　　电灯带给我们光明、温暖和希望。我们在台灯下看书时，如果灯光太亮而刺眼，这时可以通过旋转台灯旋钮，从而改变台灯的亮度.......
　　运用本章所学的知识，你也能制作一盏简易调光台灯，达到调节灯光亮度的目的。
【项目提出】
探究新知
1. 台灯调光原理分析
【项目分析】
　　可调光台灯上的旋钮就是电位器，通过调节电位器接入电路中电阻大小，达到改变电路中的电流和部分电路两端的电压，从而实现调光目的。
L
S
R
R’
可调光台灯的电路图
探究新知
2. 对照台灯实物，思考设计制作一个简易调光台灯，需要考虑哪些问题
①如何选择光源？
为保证实践活动的安全和材料获取的方便性，建议选用小灯泡或发光二极管作为光源。
探究新知
②如何改变光源的亮度？
　　制作简易调光台灯的关键是改变台灯的亮度，这可以通过改变灯泡两端的电压来实现。
滑动变阻器与台灯串联，通过连续改变连入电路中的电阻大小，从而连续改变台灯两端的电压，故能连续改变台灯的亮度。
变阻器改变电路中的电阻
改变灯泡两端的电压
改变灯泡的亮度
探究新知
③可以从哪些方面加强台灯的实用性？
各个器件要安排紧凑，使台灯美观、结实，
便于移动。
选择较重的底座作为支撑面，提高稳定性。
a. 怎么让底座牢固
尽量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。推荐使用PVC管。
b. 选择什么材料做支架
c. 怎么制作灯罩
保证灯罩弧度较大，反射面光滑度......
探究新知
【项目实施】
1.设计台灯
①选择光源
实验室用的小灯泡可以作为光源。另外，市面上很容易买到各种型号的发光二极管，也可以作为光源。
发光二极管比较容易固定。
探究新知
②选择变阻器
因为滑动变阻器体积较大，不容易固定在底座上，这里可选择选择更小巧的电位器做变阻器。
探究新知
③设计电路
设计调光台灯的电路，选择合适的电源小灯泡和电位器（变阻器）。
注意：电源电压和小灯泡的规格要匹配。
a.画出建议台灯电路图
b.电位器的连接
L
S
R’
向右旋转旋钮，电位器接入电路的电阻变小，电路中的电流变大，灯泡变亮。
向右旋转旋钮，电位器接入电路的电阻变大，电路中的电流变小，灯泡变暗。
方案一
方案二
探究新知
④设计底座、灯罩
底座：选择木板或小木盒做底座（便于打孔安装），可将电路装置可以安装在底座下或底座内，也可直接安装在底座上面；
灯罩：使用大号一次性纸杯或方便面桶作为台灯灯罩，为了美观可以根据自己喜好，在灯罩表面进行装饰，涂色或画出图案等。
灯泡
（支架）PVC管
底座
灯罩
电源
电位器
开关
灯泡
电路装置示意图
探究新知
　　根据设计方案，列出所需器材及制作工具的清单，分工收集、准备，可分组进行。按设计方案动手制作调光灯，完成制作任务。小组成员相互协作，共同解决制作过程中出现的各种问题。
2.制作台灯
①准备材料：
电池盒(或直流电源)、开关、电位器、灯泡（发光二极管）、导线、底座、PVC管、灯罩等。
探究新知
②制作步骤：
a. 把电池盒、开关、电位器固定在一个底座上；
b. 将PVC管的一端固定小灯泡，使小灯泡的导线从管中穿过，
管的另一端也固定在底座上；
c. 制作一个灯罩，扣在小灯泡上。
d. 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。
探究新知
③注意事项：
a. 调光台灯的亮度能够连续调节；
b. 尽量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，灯罩要具有较好的反光性能；
c. 要正确连接电位器；
d. 注意安全，在调节的过程中要避免损坏小灯泡，焊接导线要牢固，防止接触不良或短路；
e. 如果找不到某些器材和工具，想一想能否用其他器材代替；
f. 制作过程中可能会遇到许多原来没有想到的问题或发现原来设计方案中的不足，请共同商议解决方法或调整设计方案。
探究新知
【项目分析】
1. 请各小组展示自己的台灯设计并介绍作品；
2. 与其他小组交流，对各小组的作品进行评价，评价优点和缺点。
3. 在展示交流中，如何对所设计的调光灯进行优化，使之更加实用、美观
4. 在条件允许情况下，老师可组织对学生制作的简易调光台灯科学性、创新性等综合评价，并提出改进意见。
评分（满分100分） 改进意见
科学性
创新性 材料易收集性 总分
探究新知
【拓展交流】
1. 台灯的灯罩设计成凹形，应用了凹面镜会聚光，增强灯光的反射；
2. 将台灯的支架做成可折叠的，提高台灯实用性；
3. 使用为数字电位器更换机械式电位器；
4. 可以把电池换为容量更大的充电电池或充电宝，延长使用时间......
制作简易调光台灯时，可以进一步改进的有关建议：
课堂小结
制作简易杆秤
项目提出
项目分析
项目实施
展示交流
1.（2024 福建三模）小明的书桌上有一个调光书写台灯，台灯上调节灯光亮度的旋钮实质上是一个（　　）
A．电源
B．电流表
C．开关
D．变阻器
课堂练习
解：调光书写台灯是灯泡和一个滑动变阻器串联在一起，改变滑动变阻器连入电路电阻大小，来改变电路中的电流，改变灯泡的亮度。
故选：D。
点评：本题考查了滑动变阻器的应用，属于基础题。
D
2.（2024秋 盐田区校级期中）某调光台灯简化电路图如图所示，电源电压保持不变。为使台灯变亮，滑片应向____（A/B）端移动。台灯工作一段时间后，发现无论怎样调节滑片，台灯一直很亮且亮度不变，电路发生的故障可能是滑动变阻器_____。
课堂练习
解：闭合开关，灯泡和滑动变阻器串联，为使台灯变亮，要增大电路中的电流，电源电压不变，由欧姆定律可知滑动变阻器接入电路的阻值应变小，滑片应向左端移动。台灯工作一段时间后，发现无论怎样调节滑片，台灯一直很亮且亮度不变，说明滑动变阻器不能改变接入阻值大小，故电路发生的故障可能为滑动变阻器短路。
故答案为：A；短路。
点评：本题考查滑动变阻器的有关知识，是一道综合题。
A
短路
L
S
R’
A
B
3.设计调光电路时，必须包含的元件是以下哪组 A.电源、小灯泡、滑动变阻器（　　）
A．电源、小灯泡、电容
B．电源、小灯泡、二极管
C．电源、小灯泡、滑动变阻器
D．电源、小灯泡、电感线圈
C
课堂练习
解：核心元件作用电源：提供电能(实验中明确要求选择匹配电压的电池组)；小灯泡：作为负载发光(实验核心目标)；滑动变阻器：通过改变电路总电阻，调节灯泡两端电压。
点评：本题考查电路元件的认识及其作用属于基础题性。
4. （2024秋 江汉区期中）某同学准备利用所学物理知识制作一个简易调光台灯。
（1）能改变接入电路中电阻大小的元件叫做_______，其中有一种是学生实验室中常用的滑动变阻器，如图甲所示；还有一种是如图乙所示的电位器，其内部结构如图丙所示，它们都是通过改变接入电路中电阻丝的______来改变接入电路中电阻大小的。
（2）学习完“练习使用滑动变阻器”后，该同学从网上买了一个合适规格的电位器，准备制作一个简易的调光台灯。如图丁所示，若要使旋钮顺时针转动时台灯变亮，则应将电位器的______两个接线柱分别与电路中的M、N两点相连，闭合开关后，旋转旋钮，台灯______（填“能”或“不能”）完全熄灭。
课堂练习
长度
变阻器
b、c
不能
课堂练习
解：（1）能改变接入电路中电阻大小的元件叫做变阻器，它是通过改变接入电路中电阻丝的长度来改变接入电路中电阻大小的。
（2）如图丁所示，若要使旋钮顺时针转动时台灯变亮，即接入电路的电阻丝变短，则应将电位器的b、c两个接线柱分别与电路中的M、N两点相连，闭合开关后，旋转旋钮，台灯不能完全熄灭，因为电路还是通路。
故答案为：（1）变阻器；长度；（2）b、c；不能。
点评：本题考查滑动变阻器的原理，属于基础题，难度很小。
布置作业
1.基础性作业：完成课件中的课堂练习。
2.拓展性作业：
①对本节制作的简易调光台灯进行优化设计，使之更加实用、美观。
②课后收集有关调光台灯的材料，写一篇小论文。
谢谢聆听
谢谢聆听

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