16.5 跨学科实践：制作简易调光台灯（课件）-2025-2026学年人教版九年级物理全一册

第五节 跨学科实践:制作简易调光台灯 新课导入 有些台灯的亮度是可以调整的，这究竟是什么原因呢？ 这些台灯的调节方式是否相同呢？ 你能不能设计出调节灯光的台灯电路图呢？ 1. 了解简易调光台灯原理。（重点） 2. 制作简易调光台灯。（难点） 学习目标 知识点1　项目提出 知识全解 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是比较复杂的。你可以运用本章所学的知识制作一盏简易调光台灯，达到调节灯光亮度的目的。 知识点2　项目分析 知识全解 要制作简易调光台灯，需要重点考虑以下几个问题。 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？ 知识点2　项目分析 知识全解 1.选择哪种光源？ 光源类型 实验适配性 操作注意 ​LED灯 ✅ 最佳选择 • 需串联限流电阻• 区分正负极 小灯泡 ⚠️ 次选方案 • 选择额定电压≤6V的规格• 注意钨丝易断• 调光时可见亮度渐变，现象直观 节能灯 ❌ 不推荐 • 需要高频交流电驱动• 存在汞污染风险 知识点2　项目分析 知识全解 2.怎样改变光源的亮度？ 可调电阻法​ 电路原理： 电源（3V） → 滑动变阻器（0-50Ω） → 光源（2.5V小灯泡/LED） → 开关 滑动变阻器阻值范围 = 电源电压 ÷ 灯泡额定电流 （示例：若灯泡额定电流0.3A，选0-10Ω变阻器） 滑片移动 → 接入电阻增大 → 电流表读数减小 → 灯泡变暗 知识点2　项目分析 知识全解 3.可以从哪些方面加强台灯的实用性？ ​加强稳定性： 材料建议底座用矿泉水瓶装沙  安全防护设计 绝缘处理： 导线连接处用热缩管包裹 金属部件外层包覆绝缘胶布 过热保护： 在灯头处开散热孔 知识点3 项目实施 知识全解 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。 （2）选择变阻器。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。在串联电路中，利用变阻器能够改变电路中的电阻，从而改变灯泡两端的电压，由此改变灯泡的亮度。根据前面的学习，你选择哪种器件来作为变阻器?理由是什么? 知识点3 项目实施 知识全解 (3)设计电路。 设计调光台灯的电路，选择合适的电源、小灯泡和变阻器，电源电压和小灯泡的规格要匹配。 知识点3 项目实施 知识全解 (4)设计支架和灯罩。画出你设想中台灯的草图， 各个器件要安排紧凑，使台灯美观、结实，便于移动。 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。灯罩需要具有较好的反光性能。 知识点3 项目实施 知识全解 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，看着怎么调节变阻器会使小灯泡越来越亮。 知识点3 项目实施 知识全解 实验现象： 亮度连续可调 ​操作：移动滑动变阻器滑片 ​现象： 接入电阻减小 → 灯泡亮度逐渐增强 接入电阻增大 → 灯泡亮度逐渐减弱 知识点3 项目实施 知识全解 安全与注意事项 电源安全——别让电池变"炸弹"💣 ​危险案例：把9V电池直接接LED→LED"砰"的一声烧黑 ​正确做法： ✅ 用3V电池组（2节干电池） ✅ 接LED前必须串联电阻 ❌ 绝对不用手机充电器插电（会冒烟！）​ 知识点3 项目实施 知识全解 安全与注意事项 电路连接——小心"电线打架"⚡ ​短路灾难：红黑导线直接碰一起→电池急速发热（像捏扁的可乐瓶喷水） ​检查秘诀： 🔍 通电前先肉眼"巡逻"： ① 导线胶皮没破（像检查水管不漏水） ② 电池盒正负极没装反（+对红线，-对黑线） 知识点3 项目实施 知识全解 改进建议与创新 "彩虹灯罩"创意 ​材料：透明塑料瓶 + 彩色玻璃纸 ​做法：把红、蓝玻璃纸剪成条纹，交替贴在瓶身 ​效果：灯光变成彩虹色🌈，写作业更有趣 "磁铁滑动"调光器 材料：铁钉、磁铁、长铅笔芯（代替电位器） 原理：用磁铁吸着铁钉在铅笔芯上滑动→改变接入电阻 亮点：比普通旋钮更酷炫🧲 例题1 1. 如果小灯泡的额定电压是2.5V，以下哪种电源最合适？( ) A. 1节干电池（1.5V） B. 2节干电池串联（3V） C. 手机充电器（5V） D. 9V方块电池 当堂练习 B 解析： ​A（1.5V）​：电压不足，灯泡无法正常发光（亮度微弱甚至不亮）。 ​C（5V）​：远超额定电压，即使串联变阻器也易烧坏灯泡（需极高阻值才能分压）。 ​D（9V）​：电压过高，直接超出灯泡耐压极限，存在短路风险。 故答案选择B选项。 当堂练习 例题2 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 B. 电源、小灯泡、电容 C. 电源、小灯泡、二极管 D. 电源、小灯泡、电感线圈 当堂练习 　　 A　 解析：答案为A选项。 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。 当堂练习 本课小结 制作简易调光台灯 项目实施 项目提出 项目分析 21 $$