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第5节　跨学科实践：制作简易调光台灯
（人教版《物理》九年级全一册 第十六章第5节 教学设计）
课题 第5节　跨学科实践：制作简易调光台灯 课型 跨学科实践课
课时 1课时 教材版本 人教版《物理》九年级全一册
教学方法 项目式学习、实验探究、讲练结合法 学科 物理
年级 九年级 教学用具 电池组、小灯泡、电位器（可变电阻）、滑动变阻器、电流表、电压表、导线若干、铅笔芯、开关、亮度可调台灯等
教材分析 本节是跨学科实践课，以“制作简易调光台灯”为载体，融合物理（电学）、技术与工程、数学等内容。核心是电位器的原理与使用，即通过改变接入电路中电阻线的长度来改变电阻、进而改变电流与灯泡亮度。由“电位器的原理及使用”和“制作简易调光台灯”两大板块组成，旨在让学生在真实制作与问题解决中深化对变阻器原理的理解，发展跨学科实践能力。
学情分析 学生已掌握电阻、滑动变阻器等电学知识，对调光灯、风扇调速等生活现象有直观体验，但将原理迁移到制作与电路连接仍存在困难，尤其对电位器各接线柱接入后电阻与调光方向的关系易混淆。九年级学生动手意愿强，宜通过项目制作与典型例题，让学生在操作中理解原理并巩固应用。
核心素养目标 物理观念：知道电位器（变阻器）的原理，理解通过改变接入电阻丝长度调节电流与灯泡亮度的物理观念。 科学思维：能分析电位器不同接线柱接入时的电阻变化，判断调光方向，提升模型建构与推理能力。 科学探究：经历“分析任务—设计电路—制作调光—检验效果”的实践过程，培养解决实际问题的探究能力。 科学态度与责任：在制作调光台灯中体会工程实践，养成严谨、协作与创新的科学态度与责任。
教学重点 电位器（变阻器）的原理及其在调光台灯中的应用。
教学难点 根据要求正确选择电位器接线柱并连接电路以控制调光方向。
教学过程 【环节一：情境导入（3~5分钟）】 【教师活动】展示调光台灯与风扇调速旋钮，提问：为什么转动旋钮，灯会变亮变暗、风速会变化？旋钮内部其实是一个变阻器（电位器），今天我们就研究它并亲手制作一台简易调光台灯。 台灯实物与电位器结构 【学生活动】联系台灯调光、风扇调速等生活经验，思考旋钮改变亮度的原因，进入实践主题。 【设计意图】从生活实物切入，引出电位器与调光主题，为跨学科实践蓄势。 【环节二：认识电位器（8~9分钟）】 【教师活动】讲解：调光台灯通过旋转旋钮调节亮度，这个旋钮是一个电位器。电位器是变形的滑动变阻器，通过改变连入电路中电阻片的＿＿＿来改变电阻，进而改变电流与灯泡亮度。 旋钮电位器结构与内部 构造：电阻片R两端分别连接线端A、C；滑动片P一端通过转轴O连接线端B，另一端与电阻片接触良好，可绕转轴O在电阻片上滑动。 电位器碳膜电阻结构 原理：改变接入电路中电阻片的长度，从而改变电阻。材料、横截面积不变时，接入长度越长，电阻越大。 应用：音量调节、亮度调节、电动自行车调速把手、汽车油量表等都用变阻器原理。 【电位器原理】电位器=变形的滑动变阻器，靠改变接入电阻丝的长度改变电阻。 【学生活动】观察电位器结构，理解其原理与应用，为制作调光台灯打好基础。 【知识点】电位器原理：改变接入电阻片长度→改变电阻→改变电流与亮度。 【设计意图】先认识电位器结构与原理，为“制作调光台灯”提供知识支撑。 【环节三：探究接线与调光方向（10~11分钟）】 【教师活动】组织完成例1、例2，引导分析电位器接线柱接入方式与调光方向的关系。 【典例精讲】例1：迷你小风扇电路图，cd间接入机械电位器用于调节风速。闭合开关S，下列说法正确的是（　　） 风扇电位器接线电路 A．当小风扇倾斜时，铜球将电路接通 B．当小风扇直立时，铜球将电路断开 C．若cd分别接①②，则逆时针调节旋钮，风速变大 D．若cd分别接②③，则顺时针调节旋钮，风速变小 【答案】C。 【解析】小风扇直立时铜球处连通、电路闭合，倾倒时断开，故AB错误；cd接①②逆时针调节，电位器接入电阻变小、电流变大、风速变大，C正确；cd接②③顺时针调节，接入电阻变小、风速变大，D错误。 【典例精讲】例2：用旧家电拆下的电位器设计风速可调的小电扇，要求顺时针调节旋钮使风速变大，下列接线符合要求的是（　　） 电位器接线方案 A．a、c接入相当于定值电阻，不能改变风速 B．b、c接入且并联，互不影响，不能改变风速 C．a、b接入，顺时针旋转接入电阻变大，风速变小 D．b、c接入，顺时针旋转接入电阻变小，风速变大 【答案】D。 【解析】要使顺时针转时风速变大，需接入电阻变小、电流变大；应使b、c接入，顺时针时接入电阻丝长度变短、阻值变小，故D正确。 【调光方向判断】判断电位器调光/调风方向：先看接入哪两个接线柱，再看旋向使接入电阻丝变长还是变短，从而得出电流与亮度变化。 【学生活动】完成例1、例2，掌握电位器接线与调光方向的推理方法。 【知识点】接线：应选电阻丝两端之一与滑片接入；旋向决定接入长度、电阻、电流与亮度。 【设计意图】通过典型例题训练接线与调光方向判断，突破本节难点。 【环节四：制作简易调光台灯（9~10分钟）】 【教师活动】组织项目制作：用电池组、小灯泡、电位器、导线、开关组装一个调光台灯电路。要求先画出电路图，再按图连接，检验转动旋钮能否连续改变亮度。 调光台灯电路图 要点：电位器应与灯泡＿＿＿联；闭合开关前把滑片（旋钮）放到阻值较大位置以保护电路。 滑片位置改变亮度 拓展：若要求顺时针旋转旋钮时灯泡变亮，则接入电阻应变小，应将滑片顺时针移动使接入电阻丝变短的接线柱接入电路。 【制作与接线】连接电路前断开开关，确认电位器与灯泡串联、接线柱选择正确后再闭合，避免短路；若灯泡不亮，先检查是否断路。 【学生活动】分组制作调光台灯，检测调光效果并记录问题，体会工程实践过程。 【知识点】制作：电位器与灯泡串联，选择合适接线柱实现调光。 【设计意图】以真实制作任务为载体，让学生在动手实践中巩固知识、培养工程素养。 【环节五：典例精讲（6~7分钟）】 【教师活动】组织完成例3、例4，针对电位器接线选择与调光方向讲评。 【典例精讲】例3：把电位器与灯泡串联组成调光台灯，要使滑动触头顺时针转动时灯泡变暗，接入电路的接线柱应是（　　） A．a和c　　B．a和b　　C．b和c　　D．任意两个 【答案】B。 【解析】顺时针转动时灯泡变暗，电流变小，接入电阻应变大，应将滑片左边部分接入电路，即连接a和b接线柱，B正确。 【典例精讲】例4：电位器连续调节亮度，是改变接入电路中电阻丝的＿＿＿实现的；可控调光台灯为使台灯变亮，滑片应向＿＿＿（选填“A”或“B”）端移动。 【答案】长度；A。 【解析】电位器通过改变接入电阻丝的长度改变电阻；台灯变亮需电流变大、接入电阻变小，滑片应向A端移动使接入变短。 【亮度变暗】判断亮度变化先看电流大小，再由接入电阻大小推电阻变化方向，勿直接记口诀。 【学生活动】完成例3、例4，掌握电位器接线与亮度调节的分析方法。 【知识点】综合：会判断电位器接线柱选择与对应调光方向。 【设计意图】用综合例题衔接原理与制作，训练知识迁移。 【环节六：当堂检测与课堂小结（5~7分钟）】 【教师活动】组织完成当堂检测，讲评；小结电位器原理、接线与制作要点；布置课后继续完善作品。 1. 调节音箱旋钮改变音量的器件实际相当于＿＿＿＿＿＿，若要音量增大，应使接入电路的电阻＿＿＿＿＿＿（选填“变大”或“变小”）。 解答：滑动变阻器；变小。音量增大需电流增大、接入电阻变小。 2. 电动自行车调速把手相当于一个＿＿＿，通过改变接入电阻丝＿＿＿来改变电流，控制车速；使用时应与电动机＿＿＿联。 解答：滑动变阻器（电位器）；长度；串。 3. 某同学准备制作简易调光台灯：能改变接入电路中电阻大小的元件叫＿＿＿；要使旋钮顺时针转时台灯变亮，应将电位器的＿＿＿两个接线柱分别与电路M、N相连，闭合开关后台灯＿＿＿（选填“能”或“不能”）完全熄灭。 解答：变阻器；b、c；不能。台灯变亮需电阻变小、接入变短；台灯始终有电流，不能完全熄灭。 电位器控制喇叭（音量） 4. 某调光台灯，要使滑片P向左移动时灯泡亮度减小，则M、N两接线柱可分别接＿＿＿。 解答：接入电阻变大，选D接线柱并配合A或B，即接A、D或B、D。 【学生活动】完成当堂检测，巩固电位器原理、接线与制作要点。 【知识点】本课主线：认识电位器→接线与调光→制作调光台灯→检测与展示。 【设计意图】检测覆盖原理、接线、调光与制作，突出跨学科实践核心。
板书设计（两列层级提纲式）
电位器原理 变阻器：改变接入电阻丝长度 调亮度：改变电流
接线与调光 滑片靠近下（A）接线柱阻变小 判断：近A小、远A大
制作调光台灯 电位器与灯泡串联 选择接线柱：顺时针变亮/变暗
第5节　跨学科实践：制作简易调光台灯
教学反思 1.电位器接线是否讲透？建议：结合典型例题，逐一分析接线柱接入与调光方向。 2.制作环节是否落实？建议：小组合作完成电路连接，教师巡视纠正。 3.真实任务是否激发兴趣？建议：以风扇调速、台灯等生活实例导入并贯穿。 4.跨学科融合是否到位？建议：融入密度、压强等知识作拓展。 5.例题与检测是否覆盖？建议：覆盖接线选择、调光方向、故障分析。 6.时间分配是否合理？建议：原理与例题为主体，制作与检测穿插。

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