16.5 跨学科实践：制作简易调光台灯（培优教学课件）物理新教材人教版九年级全一册

该初中物理课件聚焦“制作简易调光台灯”跨学科实践，核心围绕电路中电压、电阻的应用及电位器的使用，通过生活中调光需求导入，连接本章电路知识，引导学生经历“项目提出-分析-实施-展示”过程，构建理论到实践的学习支架。 其亮点是以项目式学习为核心，融合科学探究（设计电路、动手制作）、科学思维（分析电位器连接合理性）和科学态度与责任（小组合作、严谨操作）。含电位器使用视频及制作实录，提供材料选择（如PVC管、硬纸盒）和步骤指导，展示交流有评价表。学生能提升解决实际问题能力，教师可依托完整流程高效开展实践教学。

人教版 九年级全一册 16.5 跨学科实践： 制作简易调光台灯 第十六章 电压 电阻 学习目标 物理观念 经历简易调光台灯的制作过程，巩固电路相关知识。 科学思维 在实践活动中，能对简易调光台灯电路设计的合理性提出自己的见解，发展科学推理和分析论证能力。 科学探究 设计简易调光台灯方案并完成制作，培养综合运用所学知识解决实际问题的能力。 科学态度 与责任 在方案设计、台灯制作和展示交流中，提升合作学习能力，养成严谨认真的科学态度。 重点难点 重点 设计台灯和制作台灯。 难点 电位器的正确连接以及整个装置的安装与固定。 学习内容 1. 项目提出 2. 项目分析 3. 项目实施 4. 展示交流 5. 课堂小结 6. 提升训练 一、项目提出 第5节 跨学科实践：制作简易调光台灯 一、项目提出 晚上看书需要台灯。因为每个人身处环境的亮度不同，以及眼睛对光的感受程度不同，所以设计出一款能够调光的台灯，精准匹配出最适宜的光线，这样不仅能够为学习提供舒适的光线，又能够呵护我们的眼睛! 可以运用本章所学的知识、选择生活中常见易得的物品，制作一盏简易调光台灯，达到调节灯光亮度的目的。 二、项目分析 第5节 跨学科实践：制作简易调光台灯 二、项目分析 1. 选择哪种光源？ 为保证实践活动的安全和材料获取的方便性，建议选用小灯泡或发光二极管作为光源。 小灯泡 发光二极管 二、项目分析 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。所以可以在电路中与灯泡串联一个变阻器。 改变灯泡 两端的电压 变阻器改变电 路中的电阻 改变灯泡 的亮度 R' S L 可调台灯的电路图 2. 怎样改变光源的亮度？ 二、项目分析 （1）选择变阻器 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? ●因为滑动变阻器和电阻箱体积较大，不容易固定在底座上，所以我们可选择更小巧的电位器做变阻器。 滑动变阻器 电位器 二、项目分析 （2）电位器的结构与原理 如图所示，A、B、C为电位器的接线柱，A、C分别连在电阻片R的两端，P为滑动片，可随转动旋钮改变位置。 我们选择A、B（或B、C ）两个接线柱接入电路，当滑动片P随转动旋钮改变位置时，就会改变接入电阻的大小。 二、项目分析 （3）电位器的使用 使用电位器时，可以把A、B（或C、B）两个接线柱接入电路。如图所示，是把电位器的B、C接线柱接入电路，电位器上的PC部分电阻片接入了电路。当滑片P逆时针转动时，电位器接入电路的电阻（ PC部分）变小，则电路中电流变大，灯泡变亮。 反之，当滑片P顺时针转动时，电位器接入电路的电阻（ PC部分）变大，则电路中电流变小，灯泡变暗。 二、项目分析 视频讲解——《电位器的使用》 二、项目分析 3. 可以从哪些方面加强台灯的实用性？ （1）怎么让底座牢固? 选择较重的底座作为支撑面，提高稳定性。 （2）选择什么材料做支架? 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。例如使用PVC管等。 （3）怎么制作灯罩? 保证灯罩弧度较大，反射面光滑度… … 三、项目实施 第5节 跨学科实践：制作简易调光台灯 三、项目实施 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。 ●小灯泡便于观察调节发光效果。 ●发光二极管节能、寿命长，但是亮度不好；要注意区分正、负极 。 小灯泡 发光二极管 三、项目实施 （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。 我们可以选择体积更小巧的电位器做变阻器，注意使电位器与小灯泡串联。 三、项目实施 （3）设计电路 ①选择材料：选择合适的电源、小灯泡和变阻器，注意电源电压要和小灯泡的规格要匹配。 电池盒 灯座 小灯泡 开关 导线 电位器 三、项目实施 如图所示，向右旋转电位器的旋钮时，电位器接入电路的电阻变大，电路中的电流变小，灯泡变暗。 ②画出简易台灯的电路图，正确连接电位器 三、项目实施 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。 ●底座 硬纸盒、茶叶盒、月饼盒、小木板、亚克力板等可用来制作底座。可将电路装置安装在底座下或底座内，也可直接安装在底座上面。 （4）设计底座、支架和灯罩 三、项目实施 ● 灯罩： 薄塑料片、彩绘纸、包装纸、饮料瓶、大号一次性纸杯或方便面桶等可用来制作灯罩。为了美观可以根据自己喜好，在灯罩表面进行装饰，涂色或画出图案等。 支撑灯罩的材料： 筷子、小木棍、金属软管或塑料管等可用来支撑灯罩。 三、项目实施 根据设计方案，列出所需器材及制作工具的清单，分工收集、准备，可分组进行。按设计方案动手制作调光台灯，完成制作任务。小组成员相互协作，共同解决制作过程中出现的各种问题。 电池盒 灯座 小灯泡 开关 导线 电位器 灯罩 2. 制作台灯 （1）准备材料： 电池盒（含电池）、开关、电位器、灯泡、导线、底座、PVC管、灯罩等。 三、项目实施 把电池盒、开关、电位器固定在一个底座上； 将PVC管的一端固定小灯泡，使小灯泡的导线从管中穿过； PVC管的另一端也固定在底座上； 制作一个灯罩，扣在小灯泡上； （2）制作步骤： ⑤ 检查电路闭合开关，看看怎么调节变阻器会使小灯泡越来越亮。 三、项目实施 ①调光台灯的亮度能够连续调节； ②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，灯罩要具有较好的反光性能； ③要正确连接电位器； ④注意安全，在调节的过程中要避免损坏小灯泡，焊接导线要牢固，防止接触不良或短路； ⑤如果找不到某些器材和工具，想一想能否用其他器材代替； ⑥制作过程中可能会遇到许多原来没有想到的问题或发现原来设计方案中的不足，请共同商议解决方法或调整设计方案。 （3）注意事项： 三、项目实施 台灯的灯罩设计成凹形，应用了凹面镜会聚光，增强灯光的反射； 将台灯的支架做成可折叠的，提高台灯实用性； 使用数字电位器更换机械式电位器； 可以把电池换为容量更大的充电电池或充电宝，延长使用时间； ...... （4）改进的有关建议 数字电位器 充电电池 灯罩设计成凹形 三、项目实施 视频实录——《制作简易调光台灯》 四、展示交流 第5节 跨学科实践：制作简易调光台灯 四、展示交流 1. 展示作品 向其他同学展示介绍你的作品。与其他同学交流，看看谁做的台灯既实用又漂亮，还有哪些地方需要改进。 2. 综合评价并提出改进意见 在条件允许情况下，组织对学生制作的简易调光台灯科学性、创新性等综合评价，并提出改进意见。 四、展示交流 展示作品 四、展示交流 评价标准 得分 1. 是否完整组装出调光台灯。 2.调光台灯是否符合照明要求。 3.调光台灯是否美观。 学生自评 ★★★★★ 学生互评 ★★★★★ 教师评价 ★★★★★ 综合评价表 五、课堂总结 第5节 跨学科实践：制作简易调光台灯 五、课堂总结 制作一盏简易调光台灯，达到调节灯光亮度的目的. ①确定光源种类. ②设计能改变灯泡亮度的电路. ③合理选择元器件和材料，使台灯具备实用性. ①设计台灯：选择光源；选择变阻器； 设计电路；设计支架和灯罩. ②制作台灯. 制作简易调光台灯 项目实施 项目分析 项目提出 展示交流 展示介绍作品；提出优化方案. 六、提升训练 第5节 跨学科实践：制作简易调光台灯 六、提升训练 1．跨学科实践小组准备制作一个调光台灯，他们设计了图甲所示电路，图乙是电位器（变阻器），将电位器连接到M、N，顺时针转动滑片，使灯变亮的是（　　） A．接线柱a接M，接线柱c接N B．接线柱a接M，接线柱b接N C．接线柱b接M，接线柱c接N D．c、b连在一起后接M，接线柱a接N C 六、提升训练 【解析】A．接a和c，将整段电阻丝全部接入电路，转动滑片电阻不变，灯泡亮度不变，故A不符合题意； B．接a和b，接入的是a到滑片之间的电阻丝；顺时针转动滑片，滑片远离a，接入电阻丝变长，电阻变大，电流变小，灯泡变暗，故B不符合题意； C．接b和c，接入的是c到滑片之间的电阻丝；顺时针转动滑片，滑片靠近c，接入电阻丝变短，电阻变小，电流变大，灯泡变亮，故C符合题意； D．c、b连在一起后接M，接线柱a接N，实际接入的是a到滑片之间的电阻丝；顺时针转动滑片，接入电阻丝变长，电阻变大，电流变小，灯泡变暗，故D不符合题意。 故选C。 六、提升训练 【解析】电压一定时，电阻越大，电流越小，电动机转速越慢。题目要求： 1挡（滑片在1位置）转速慢，则接入电阻最大；5挡（滑片在5位置）转速最快，则接入电阻最小；要满足要求，需要将B（滑片接线端）和C（电阻丝5端接线端）接入电路；将学生电源、电风扇电动机、电位器（B和C两个接线柱）串联即可，据此作图。 2．电风扇的5挡调速开关电位器的结构图如下图，它具有开关和滑动变阻器的特点，用笔画线代替导线，将图中元件连接成电路，要求：1挡电动机转速慢5挡转速最快。（导线不要交叉） 六、提升训练 3．【跨学科实践·制作简易调光台灯】如图所示，甲为可调亮度台灯，乙为电位器的结构图，A、B、C为电位器的三个接线柱，台灯与电位器串联，转动滑片可调节灯泡亮度。电位器是通过改变接入电路中电阻丝的________来改变电阻，从而改变电路的电流，达到改变灯泡亮度的目的。若想顺时针旋转滑片，使灯泡的亮度变亮，则应该将电位器的________两个接线柱连入电路。如果其内部的电阻片制作得更厚一些，它的整体电阻将会_________（选填 “变大”“变小” 或 “不变”） 变小 长度 B、C 六、提升训练 【详解】电位器是滑动变阻器的一种，滑动变阻器的工作原理是通过改变接入电路中电阻丝的长度来改变电阻的。 顺时针旋转滑片灯泡变亮，说明电路中电流要变大，电位器接入电路的电阻变小，所以应该将电位器的B、C两个接线柱连入电路。 电阻的大小与导体的材料、长度、横截面积和温度有关，横截面积越大电阻越小，电阻片变厚，即横截面积变大，所以它的整体电阻将会变小。 六、提升训练 4．图甲是生活中常见的亮度可调的台灯。项目小组想利用图丙中电源、小灯泡、开关、电位器（相当于滑动变阻器）制作一盏简易调光台灯，达到调节灯光亮度的目的。 【项目实施】 （1）设计调光台灯电路 在图乙虚线框内设计一个亮度可调的台灯电路图_____。 见下图 六、提升训练 （2）组装调光台灯 请你用笔画线代替导线完成图丙电路的连接。要求顺时针旋动电位器滑片时灯会变亮。a、b、c为电位器的三个接线柱______。 串联一个定值电阻R0，可防止当滑动变阻器移到阻值最小时，电路中电流过大，能起到保护灯泡的作用。 见下图 【展示交流】 （3）你所设计的图乙和另一同学设计的图2都是台灯调光电路，老师认为图2方案更好一些，理由是______。 六、提升训练 【详解】（1）要设计一个亮度可调的台灯，需将滑动变阻器和小灯泡串联，通过改变滑动变阻器的阻值，从而改变线路中的电流，改变小灯泡的亮度。电路图如下： （2）要求顺时针旋动电位器滑片时灯会变亮，即通过灯泡的电流变大，电位器的电阻变小，因此应连接电位器的b、c接线柱，实物图连接如下： （3）串联一个定值电阻R0，可防止当滑动变阻器移到阻值最小时，电路中电流过大，能起到保护灯泡的作用。 Lavf59.27.100 Lavf59.27.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 Lavf59.27.100 $