资源简介

第5节　跨学科实践:制作简易调光台灯
学习目标
1. 知道光源的概念，区分自然光源和人造光源，能说出常用的光源实例；
2. 理解用滑动变阻器改变小灯泡亮度的原理（通过改变电阻改变电流和电压）；
3. 掌握滑动变阻器的使用注意事项，能正确选择电源与灯泡规格；
4. 能设计并制作简易调光台灯，经历完整的工程实践过程，培养创新能力。
课前·自主预习
项目简介：原理与设计
阅读材料,完成下列问题。
1.能够_________的物体叫作光源,光源分自然光源和_________光源,如实验室用的小灯泡和各种型号的____________,通电后都可以作为光源。
2.用滑动变阻器改变小灯泡的亮度时,滑动变阻器要与小灯泡_________联;接通电路前应将滑片移动到滑动变阻器接入电路的阻值_______位置;调节滑片,通过调节其____________来改变电路中的____________,从而改变小灯泡两端的____________,由此改变小灯泡的亮度。
3.滑动变阻器上通常标有最大电阻和允许通过的____________,使用时要根据需要进行选择,不能使通过的电流____________,否则会烧坏滑动变阻器;制作调光台灯时,一般要选择____________作为滑动变阻器。
4.小灯泡上一般都标有工作电压,在设计调光台灯的电路时,要选择合适的电源,____________和小灯泡的规格要匹配。
5.设计简易调光台灯,需要重点考虑几个问题。
(1)____________的选择:如选择实验室用的小灯泡,也可以选择各种型号的发光二极管。
(2)改变光源的亮度的方法:由上节所学知识可知,可选择________来改变小灯泡两端的电压,实现台灯亮度的改变。
(3)加强台灯的实用性。
材料与制作
1.准备的材料:____________、____________、____________、_______________、____________、____________。
2.制作步骤
(1)____________________________________________;
(2)____________________________________________;
(3)____________________________________________;
(4)____________________________________________;
课后·知能演练
1.在设计制作一个调光灯的实践活动中,小明设计了如图所示的电路,电源使用三节铅蓄电池串联,灯泡正常发光时两端的电压为3 V,A、P两个回形针可在铅笔芯上滑动。通过交流,小华同学提出了改进建议,关于以下建议,你认为合理的是(　　)
A.将铅笔芯换成铜丝更好
B.为保护灯泡,可以在A、P之间做一个标记,防止接入的阻值太小
C.为使灯泡亮度变化更明显,应选用更短的铅笔芯
D.为使灯泡亮度变化更明显,电源电压越高越好
2.(多选)小铭同学根据如图所示的电路制作简易调光灯,已知电源电压恒定,灯泡电阻不变。下列对该电路的分析正确的是(　　)
A.若将滑动变阻器滑片向A端移动,则灯泡会变亮
B.若将滑动变阻器滑片向B端移动,则灯泡会变亮
C.若将滑动变阻器A、B两接线柱接入电路,则闭合开关后向右调节滑片,灯泡亮度不变
D.若将滑动变阻器C、D两接线柱接入电路,则闭合开关后向右调节滑片,灯泡会变暗
3.下图是“子母调光灯”的内部结构示意图,a、b、c是它的三个接线柱,要求:闭合开关S,逆时针转动旋钮带动滑片时,灯L1变亮,灯L2变暗。请按要求将电路连接完整。
4.寒假期间,同学们在家完成跨学科实践任务:制作简易调光灯。图甲是小玥和小欣两位同学合作完成的简易调光灯,其内部电路如图乙所示。
(1)滑片P向右移动过程中,调光灯亮度　　　(选填“变亮”“变暗”或“不变”);开关S断开后,调光灯不亮,此时灯丝的电阻　　　(选填“等于”或“不等于”)0。
(2)评估时,老师认为手动调节亮度不方便,提出设想:不用滑动变阻器,在图丙所示的电路中接一个阻值随光照强度改变的光敏电阻,实现根据环境亮度自动调光的目的。
①要实现老师的设想,应该　　　。
A.在a、b之间接光敏电阻,在c、d之间连接导线
B.在a、b之间连接导线,在c、d之间接光敏电阻
C.只在a、b之间接光敏电阻
D.只在c、d之间接光敏电阻
②应该选择阻值随光照强度的增大而　　　(选填“增大”或“减小”)的光敏电阻。
③在开关S闭合的情况下,该设计　　　(选填“能”或“不能”)实现调光灯白天时灯灭、晚上时灯亮的自动控制功能。
课前·自主预习
1.发光;人造;发光二极管。
2.串;最大;电阻;电流;电压。
3.最大电流;超过最大值;电位器。
4.电源电压。
5.(1)光源;(2)变阻器。
材料：电池和电池盒、开关、电位器、小灯泡及灯座、导线、灯罩。
制作步骤：(1)把电池盒、开关、电位器固定在一个底座上；(2)用一根金属(塑料)管的一端固定小灯泡,将连接小灯泡的导线从管中穿过,把管的另一端固定在底座上；(3)将制作的灯罩固定在小灯泡的上方；(4)检验制作的简易台灯是否实用,并观察、分析需要改进的地方。
课后练习
1.B　解析 该电路是通过改变接入电路电阻来实现调光的,铜丝的电阻极小,无法起到改变电路电阻的作用,不能实现调光,因此将铅笔芯换成铜丝的建议不合理,A不符合题意。接入阻值太小时,电路电流会过大,可能烧坏灯泡。在A、P间做标记限制最小阻值,可保护灯泡,建议合理,B符合题意。更短的铅笔芯电阻更小,电阻变化范围小,灯泡亮度变化会更不明显,建议不合理,C不符合题意。电源电压过高会超过灯泡正常发光的电压,可能烧坏灯泡,并非电压越高越好,建议不合理,D不符合题意。
2.BC　解析 变阻器的滑片向A端移动,变阻器接入电路的阻值变大,电路中电流变小,灯泡变暗;滑片向B端移动,变阻器连入的阻值变小,电路中电流变大,灯泡变亮,A错误,B正确。变阻器A、B接线柱接入电路,就是把整根电阻丝接入电路,此时它相当于一个定值电阻,移动滑片,阻值不变,电流不变,灯泡亮度不变,C正确。将变阻器C、D两接线柱接入电路,就是把金属杆接入电路,相当于接入一段导线,移动滑片,灯泡亮度不会改变,D错误。
3.如图所示
4.(1)变暗　不等于　(2)①C　②增大　③不能
解析 (1)滑片P向右移动时,滑动变阻器接入电路的电阻增大,因此电路中电流减小,导致灯泡变暗。开关S断开后,灯丝作为导体仍然具有一定的电阻值,电阻是导体本身的属性,不会因为电路断开而变为零。(2)①在a、b之间接光敏电阻,在c、d之间连接导线会使灯泡被短路,不能发光,A不符合题意。在a、b之间连接导线,在c、d之间接光敏电阻,灯泡和光敏电阻并联,光敏电阻的阻值变化不会改变灯泡亮度,B不符合题意。为了实现根据环境亮度自动调光的功能,需要将光敏电阻与灯泡串联接入电路中。光敏电阻的阻值随光照强度的变化而变化。在a、b之间连接光敏电阻可以使光敏电阻与灯泡串联,C符合题意。只在c、d之间接光敏电阻,电路断路,D不符合题意。②应使光敏电阻的阻值随光照强度的增大而增大,这样,在白天光照强时,光敏电阻阻值大,电路中电流小,灯泡较暗,在晚上光照弱时,光敏电阻阻值小,电路中电流大,灯泡较亮。③白天光照强,光敏电阻阻值增大,电流变小,但灯依然有电流,只是变暗,不会完全熄灭。通常“白天灯灭、晚上灯亮”需要开关控制,而纯串联电阻调光无法做到完全灭灯。 因此题中该设计不能实现调光灯白天时灯灭、晚上时灯亮的自动控制功能。
4

展开更多......

收起↑