16.5制作简易调光台灯同步集训 -2026-2027学年人教版物理九年级全一册

第十六章 电压 电阻 第5节 跨学科实践：制作简易调光台灯 第5节 跨学科实践：制作简易调光台灯 ▍项目方案 学科融合★实践创新 一、项目提出 随着科技的发展，越来越多的家庭和工作环境对灯光的要求逐渐增高，调光台灯是一种常见的电器. 实际的调光台灯电路是比较复杂的，不仅要满足照明的功能，还应具备调节亮度、节能等特点. 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. 二、项目分析 1. 用什么做光源？ 答：可以选择＿＿＿＿＿＿作为光源. 2. 怎样改变光源的亮度？ 答：通过改变通过光源的＿＿＿，或改变＿＿＿＿＿＿，达到改变光源的亮度. 3. 可以从哪些方面加强台灯的实用性？ 答： ①亮度调节功能：可以设计调节电位器，使用户根据需要调整台灯的亮度，适应不同的环境光线或活动需求（如读书、工作、休息等）； ②能源效率：使用LED灯泡，它比传统白炽灯更加＿＿＿、寿命长，能有效降低电费，并减少频繁更换灯泡的麻烦； ③使用环保材料：选用环保、耐用的材料，如金属、木材或者可回收塑料，既能保证台灯的耐用性，又能减少环境负担； ④防滑设计：台灯底部可以设计防滑垫，避免台灯滑动或倾倒，提升使用稳定性和安全性. 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. (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＿＿＿＿＿＿来作为变阻器，理由是＿＿＿＿＿＿＿＿. (3)设计电路图. ①调光台灯的工作原理：电源电压保持不变，闭合开关，通过调节＿＿＿＿＿＿，可使通过台灯的＿＿＿发生改变，从而改变台灯两端的＿＿＿，使台灯亮度发生改变； ②电路图如图所示，其中电位器包括了开关和滑动变阻器. (4)设计支架和灯罩. 2. 制作台灯（如图所示）. ①用塑料板制成灯罩； ②用木板制成底座； ③导线将电池盒、开关和电位器连接起来，并将它们固定在底座上； ④找一根塑料管，在管的一端固定一个灯座，连接在灯座上的导线从管中穿过去，将管的另一端也固定在底座上；将导线一根连接在电池上，另一根连接在电位器上；灯座上安装小灯泡； ⑤将灯罩扣在小灯泡上； ⑥调试：调节电位器，观察灯泡的亮度是否发生变化. 四、展示交流 与同学交流，看谁的台灯漂亮又实用，你制作的台灯还有哪些可以改进的地方. 五、课堂总结 ▍即学即练 情境应用★协作探究 典例1：小文同学利用的电位器、直流稳压电源、导线、开关和小灯泡，组装了一个调光台灯，电路如图所示，A、B、C均为电阻片接线端. 滑动片P顺时针向A端滑动的过程中，电位器接入电路中的电阻＿＿＿（填“变大”“变小”或“不变”），小灯泡的亮度＿＿＿（填“变亮”“变暗”或“不变”）. 典例2：小昕在台灯下看书时，感觉灯光太亮，如图甲. 她找来同桌小洋，想利用所学物理知识制作一盏简易调光台灯，达到调节灯光亮度的目的. (1)小昕尝试利用铅笔芯和鳄鱼夹实现了调节灯泡亮度的功能，如图乙所示. 图乙中的连线有一处明显错误是＿＿＿＿＿＿＿＿；改正后，闭合开关，调节鳄鱼夹M、N之间的距离，发现灯泡亮的度和电流表示数都会发生变化，这一现象说明导体的电阻与其＿＿＿有关. (2)由于铅笔芯易断，小洋在实验室找了一个电位器来替代铅笔芯，如图丙，其内部结构如图丁. 小洋查找到表格中的信息，为更好实现电位器调节灯泡亮度的功能，电位器内的电阻丝应选用＿＿＿＿＿（填“铜丝”或“镍铬合金丝”）更合适. (3)小昕提出用LED灯替代小灯泡可能会更加节能，她分别测出小灯泡和LED发光时的电压、电流和对应的亮度值，记录了数据如表： 请根据以上信息，结合小灯泡和LED灯工作时的能量转化：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，可知＿＿＿更节能. 典例3：跨学科实践：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)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. (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＿＿＿（填字母）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应滑到最＿＿（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＿＿＿（填字母）两个接线柱接入了电路. 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）. (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. 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b方案更好一些，理由是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿. 参 考 答 案 二、项目分析 1．灯泡或LED灯泡 2．电流 光源两端的电压 3．节能 三、项目实施 1．(2)滑动变阻器 可以与台灯的灯泡串联，调节灯泡的亮度(合理即可) (3)①滑动变阻器 电流 电压 四、展示交流 灯罩和底座：①环保 耐用 ②防滑；电路部分：①节能 寿命长 即学即练 典例1．变小 变亮 典例2．(1)电流表的正负接线柱接反了 长度 (2)镍铬合金丝 (3)内 光 光 LED 典例3 活动一 正确使用滑动变阻器 (1)如图所示 (2)AB (3)B (4)CD 活动二 认识电位器 (2)滑动变阻器 长度 活动三 自制一个模拟的调光灯 串联一个定值，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 第十六章 电压 电阻 · 1 学科网（北京）股份有限公司 $