16.5 跨学科实践：制作简易调光台灯-2025-2026学年物理人教版（2024）九年级全一册

该初中物理课件围绕“制作简易调光台灯”项目展开，从生活情境导入，引导学生通过分析光源选择、亮度调节原理及实用性设计等环节，逐步构建串联电路、滑动变阻器与电位器的工作机制等物理观念，形成由问题驱动到实践验证的学习支架。 其亮点在于深度融合科学思维与科学探究素养，以真实任务为载体，如通过铅笔芯电阻变化影响灯泡亮度的实验，培养学生模型建构与科学推理能力，同时在电位器接线操作中强化证据意识和质疑精神。例如第9页对比甲乙铅笔芯调节精度的设计，既体现能量观念的应用，又训练学生基于数据做出合理判断。该设计不仅帮助学生建立物理知识与生活的联系，也提升教师开展跨学科实践教学的可操作性与实效性。

第5节　跨学科实践:制作简易调光台灯 课前　教材认知 典题　实践应用 课前　教材认知 【项目提出】 当人们在台灯下看书时,如果感觉灯光太亮,可以通过调光装置改变台灯的亮度。根据本章所学知识制作简易调光台灯,达到调节灯光亮度的目的。 【项目分析】 问题一:选择哪种光源? 观点:实验室用小台灯、LED灯、荧光灯、卤素灯等。 问题二:怎样改变光源的亮度? 观点:通过改变灯泡两端电压,比如改变电源电压或利用变阻器改变电路中的电流。 问题三:从哪些方面加强台灯的实用性? 观点:功能设计:①多级调光功能,采用电位器等元件实现多挡调光; ②色温调光功能:通过双色温或多色温的LED灯珠,通过电路设计实现色温调节; ③增加定时功能:安装定时开关模块; ④添加USB充电接口。 结构设计:调节灯头角度、灯杆高度、稳定底座、收纳功能。 材料选择:优质光源、环保材料、耐用材料等。 【项目实施】 1.设计电路 2.实验器材:学生电源、小灯泡若干个、变阻器(电位器)、开关、导线若干。 3.根据设计电路,连接电路元件。 【展示交流】 展示作品并提出改进意见。 典题　实践应用 1.(2024·徐州中考)如图所示,小明用铅笔芯做滑动变阻器,设计并制作一个模拟的调光灯。器材有:电池(电压为3 V)、小灯泡(2.5 V　0.3 A)、铅笔芯、金属回形针、开关、导线、电压表。 (1)铅笔芯和小灯泡的连接方式是________联。  (2)闭合开关,回形针向左移,小灯泡亮度变________。  (3)把电压表和小灯泡并联,调节回形针的位置,当电压表的示数为________V时, 在铅笔芯上标记此时回形针的位置。为了安全使用调光灯,回形针向左调节不 能超过此位置。  　串　 　亮　 　2.5　 (4)甲、乙两根铅笔芯的长度都是17.5 cm,甲的电阻为20 Ω,乙的电阻为10 Ω。调节效果可以从两个方面评价:一是小灯泡亮度的变化范围;二是调节的精度。回形针移动一定距离时,电阻变化越小调节精度越高。则铅笔芯甲和乙相比 _______。  A.调节范围大,调节精度高 B.调节范围大,调节精度低 C.调节范围小,调节精度高 D.调节范围小,调节精度低 　B　 2.(2024秋·十堰期末)如图甲为亮度可调的台灯,电位器是调节其亮度的装置。旋钮开关带动滑片转动,请把电位器接入图乙电路中,使得旋钮开关逆时针转动时,灯泡变暗。 答: 【展示交流】 串联一个定值电阻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 【拓展延伸】镍铬合金丝 设计和制作模拟调光灯 【项目提出】调光灯为什么能调光?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;在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)请在图1中用笔画线代替导线连接电路,要求滑动变阻器的滑片向右移动时灯泡变暗。 　 　 答: (2)滑动变阻器的铭牌上标有“20 Ω　2 A”字样。其中“20 Ω”指的是__________ (填符号)两接线柱间的电阻值。  (3)根据上面的连接方式,闭合开关前,滑片P应滑到_______(选填“A”或“B”)端。  (4)在电路连接完成后闭合开关,发现灯泡立刻发出耀眼的光并很快熄灭。则实 验操作中的不当之处可能是将滑动变阻器的__________(填符号)两个接线柱接入 了电路。  　A、B　 　B　 　C、D　 活动二、认识电位器 调光台灯通过旋转旋钮调节亮度,这个旋转旋钮是一个电位器,如图2所示 (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,改变小灯泡的亮度。  　长度　 活动三、自制一个模拟的调光灯 如图4,请选择电位器A、B、C三个接线端其中的两个连入电路中,要求顺时针旋转滑片时,灯泡变暗。 答: 【展示交流】 如图5是两个同学设计的台灯调光电路,老师认为图(b)方案更好一些,理由是 _________________________________________________________________ ______________________。  　串联一个定值电阻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　 【拓展延伸】 为更好实现电位器调节灯泡亮度的功能,电位器内的电阻丝选用______________ (选填“铜丝”或“镍铬合金丝”)更合适。  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 　镍铬合金丝 本课结束 $