资源简介

16.5　跨学科实践：制作简易调光台灯
学习目标
1. 知道调光台灯的工作原理：通过改变通过灯泡的电流（或灯泡两端电压）改变亮度；
2. 会设计简易调光台灯电路（滑动变阻器与灯泡串联）；
3. 能用电位器、电阻箱等元件实现连续调光，并评价设计方案；
4. 了解电位器结构与工作原理，能分析滑片移动对电路的影响。
课堂探究
探究一　项目分析
1. 用什么做光源？答：可以选择______作为光源（灯泡或LED灯泡）。
2. 怎样改变光源亮度？答：通过改变通过光源的______，或改变______，达到改变亮度的目的。
3. 加强实用性：①亮度调节功能（设计调节电位器）；②能源效率（LED比白炽灯更______、寿命长）；③使用环保材料；④防滑设计。
探究二　项目实施（设计与制作）
1. 设计台灯：(1) 选择光源（小灯泡或LED）；(2) 选择变阻器：______，理由是______；(3) 设计电路图：
工作原理：电源电压不变，闭合开关，调节______使通过台灯的______改变，从而改变灯泡两端______，使灯泡亮度改变。
2. 制作台灯（按步骤①～⑥完成：灯罩、底座、电池盒、开关、电位器、灯泡、调试）。
探究三　展示交流（改进评价表）
制作环节 改进意见
灯罩和底座 ①选用______、______材料；②底部设计______垫；③高度可调设计
电路部分 ①使用LED灯泡（更______、______）；②可充电设计；③电线管理；④防尘功能
与同学交流，看谁的台灯漂亮又实用。
典例
典例1：电位器、直流稳压电源、导线、开关和小灯泡组装调光台灯。滑动片P顺时针向A端滑动，电位器接入电路的电阻______（变大/变小/不变），灯泡亮度______（变亮/变暗/不变）。
典例2：小昕制作简易调光台灯。
甲 乙 丙 丁
(1) 铅笔芯和鳄鱼夹调节亮度，图乙中明显错误是______；改正后调节M、N距离，灯泡亮度和电流都变化，说明导体电阻与其______有关。
导线 长度/m 横截面积/mm2 阻值/Ω
铜丝 0.5 0.02 0.5
镍铬合金丝 0.5 0.02 50
(2) 为更好实现调光功能，电位器内电阻丝应选用______（铜丝/镍铬合金丝）更合适。
类型 电压/V 电流/A 亮度/Lux
小灯泡 2.7 0.18 50
LED 2.7 0.01 50
(3) 小灯泡工作时将电能转化为______能和______能；LED工作时将电能转化为______能，故______更节能。
典例3：设计和制作模拟调光灯。
项目提出：调光灯为什么能变光？我们能否设计一个类似的能连续调节灯泡亮度的电路？
项目分析：让灯泡的亮度发生变化可以有多种方法.改变电池组中串联电池的节数会影响灯泡的亮度；不改变电源两端电压的情况下，在电路中接入一个滑动变阻器，就可以连续改变灯泡的亮度.
项目实施：
活动一 正确使用滑动变阻器
(1) 用笔画线连接电路，要求滑片右移时灯泡变暗。
(2) 滑动变阻器铭牌“20 Ω 2 A”中，“20 Ω”指______（AB/CD）两接线柱间的电阻值。
(3) 闭合开关前，滑片P应滑到最______（A/B）端。
(4) 灯泡立刻发出耀眼的光并很快熄灭，不当之处可能是将______两个接线柱接入电路。
活动二 认识电位器：
(1)电位器的构造：如图 3 是电位器的结构示意图，电阻片 R 的两端分别与接线端 A、C 相连，滑动片 P 的一端通过转轴O 与接线端 B 相连，另一端与电阻片 R 接触良好，并能绕转轴 O 在电阻片 R 上滑动.
(2)电位器的工作原理：电位器是一个变形的______________.通过改变连入电路中电阻片的________来改变电阻，进而改变电流，改变小灯泡的亮度.
活动三 自制模拟调光灯：选A、B、C中两个接线端，要求顺时针旋转滑片时灯泡变暗。
展示交流：如图是两个同学设计的台灯调光电路，图(b)方案更好的理由是______。
(a) (b)
参考答案与解析
课堂探究
探究一：1. 灯泡或LED；2. 电流；灯泡两端电压；3. 节能。
探究二：滑动变阻器；可以与灯泡串联调节亮度；滑动变阻器；电流；电压。
探究三：灯罩底座用环保、耐用材料；防滑垫；电路部分用LED（节能、寿命长）。
典例1：变小；变亮。解析：P顺时针向A→接入AC段变短→电阻变小→电流变大→灯变亮。
典例2：(1) 电流表正接线柱接反了；长度；(2) 镍铬合金丝；(3) 内；光；光；LED（相同亮度下电流小，功率小）。
典例3： （1）
(2) AB；(3) B；(4) CD
活动二
（1）滑动变阻器；长度
活动三
展示交流：串联一个定值 R0，防止滑动变阻器移动到最左端时，电路中电流过大，对灯泡起到保护作用。

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