16.5 跨学科实践：制作简易调光台灯 学习任务单 2026-2027学年物理人教版九年级全一册

《16.5 跨学科实践：制作简易调光台灯》学习任务单 班级：________　姓名：________　小组：________ 【学习目标】 1. 通过调节调光台灯的体验活动，能说出调光台灯的电路构成及元件连接方式，知道电位器与滑动变阻器工作原理的相同点，发展观察、类比与概括能力。 2. 经历"项目提出—项目分析—项目实施—展示交流"的完整制作过程，能选择合适的光源和变阻器，设计电路图并按图连接元件，制作一盏简易调光台灯，提升科学探究与实践能力。 3. 通过展示交流、评价与改进作品，体会物理知识与生产生活的紧密联系，养成乐于实践、勤于改进、注重节能与安全的科学态度与责任。 【课前任务】 1. 体验：动手调节如图所示的调光台灯，旋转调光旋钮，观察灯泡亮度的变化；结合前面学过的滑动变阻器的知识，思考调光台灯的电路构成及元件连接方式，把你的想法写在下面。 调光台灯 ____________________________________ 2. 复习：滑动变阻器是通过改变什么来改变接入电路中的电阻的？接线柱的选取有什么要求？闭合开关前滑片应位于什么位置？把复习要点写在下面。 ____________________________________ 【课堂任务】 任务一　项目提出与项目分析 ◆ 活动：实际调光台灯的电路是比较复杂的。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。围绕下面三个问题进行项目分析。 ◆ 问题链 1. 要制作简易调光台灯，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？ ____________________________________ 任务二　项目实施——设计台灯 ◆ 活动1（选择光源和变阻器）：（1）选择光源。实验室用的小灯泡可以作为光源，也可以选择市面上容易买到的发光二极管。（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，实验室中使用滑动变阻器改变台灯亮度，而生活中可以使用如图所示的电位器改变台灯亮度。 电位器实物图 ◆ 活动2（设计电路）：（3）设计电路。选择合适的电源、小灯泡和电位器，设计出对应的电路。参考示例如下图。 电路设计示例（电源、开关、灯泡与滑动变阻器串联） 电位器结构示意图（旋钮触片与电阻丝） 请在下面空白处画出你设计的电路图。 ◆ 活动3（设计支架和灯罩）：（4）设计支架和灯罩。画出设想中合理的台灯草图，台灯应美观、结实，便于移动，能够稳定地立在桌子上，灯罩具有较好的反光性。 台灯设计示例（纸杯灯罩、木棍支架） 我的结论：我选择的电源是________，光源是________，变阻器是________；我的设计还考虑了________________。 任务三　项目实施——制作与调试台灯 ◆ 活动：按下面的步骤动手制作。 (1)制作材料：1号电池2节（带电池盒），小灯泡（或发光二极管）1个，开关1个，电位器1个，导线若干，短木棍4个，长木棍2根，短木块2个，电烙铁，热熔胶（带胶枪），纸杯，剪刀等。 (2)把4个短木棍平放在桌面，把2个短木块固定在中央位置，中间夹住长木棍，使长木棍竖立，用热熔胶固定粘牢。 (3)用剪刀在纸杯边缘剪出花边，作为灯罩。 (4)灯泡上焊接导线。 (5)按照电路图连接每个元件。 (6)用热熔胶将灯泡固定在直立木棍的上方，扣上灯罩。 (7)断开开关，灯泡熄灭，闭合开关，灯泡发光，调节电位器，观察灯泡亮度变化情况。 ◆ 调试记录：闭合开关，旋转电位器旋钮时，观察到的现象是________________________；由此可知，电位器在电路中是通过改变接入电路中的电阻来改变电路中的________，从而改变灯泡亮度的。 任务四　展示交流 ◆ 活动：展示你的作品，并和其他同学交流还有哪些地方需要改进。 ◆ 问题链 我的作品的优点：_____________________________________________ 还需要改进的地方：___________________________________________ 任务五　学以致用 ◆ 例1：请用笔画线代替导线把电路连接完整。已知电源电压为3 V。要求：电压表测量灯泡两端电压，滑动变阻器滑片向右滑时灯泡变亮。 待连接完整的实验器材 ◆ 例2：学习完"练习使用滑动变阻器"后，某同学准备利用所学物理知识制作一个简易调光台灯。 (1)能改变电路中的电阻大小的元件叫作________，其中有一种是实验室中常用的滑动变阻器，如图甲所示；还有一种是如图乙所示的电位器，其内部结构如图丙所示。它们都是通过改变接入电路中的电阻丝的______来改变电路中的电阻的。 甲　滑动变阻器 乙　电位器 丙　电位器内部结构 (2)该同学从网上买了一个规格合适的电位器，来制作简易调光台灯。如图丁所示，已知转动电位器旋钮时，滑片在电阻丝上同向滑动，若要使旋钮顺时针转动时台灯变亮，则应将电位器的________两个接线柱分别与电路中的M、N两点相连。闭合开关后，旋转旋钮，台灯________（选填"能"或"不能"）完全熄灭。 丁　电位器与M、N的连接示意 任务六　课堂达标·评价 1. 如图所示，请将滑动变阻器接入电路，要求：滑动变阻器的滑片向左滑动时灯泡变亮。 待连接的电路 2. 小刚用如图所示的实验器材来研究调光台灯的工作原理，并连接了部分实验电路。 已连接部分的实验器材 (1)小刚在连接实验电路之前，应该将开关______。 (2)请你用笔画线代替导线，帮小刚连接成完整的实验电路，并让开关闭合时滑动变阻器连入电路的电阻最大。 (3)小刚连接完成上述实验电路，检查无误后，闭合开关，发现小灯泡不亮。小刚想：是不是电路中某处发生了断路？此时，小刚检验实验电路是否发生断路最简单的操作是：______________，观察小灯泡是否发光。小强认为在电路中连入一只电流表，观察电流表是否有示数也能判断电路是否发生了断路。若按照小强的方法进行判断，则电流表可以串联在这个电路中的______。 A.电源和开关之间 B.开关和小灯泡之间 C.小灯泡和滑动变阻器之间 D.滑动变阻器和电源之间 3. 小华同学设计了一盏可调亮度的简易台灯的电路图，如图甲所示。 甲　调光台灯电路图 (1)滑动变阻器是通过改变__________________________来改变电阻大小的。 (2)实验器材如图乙所示，根据图甲连接图乙时，下列接法正确的有______。为了使滑片向右滑动时，灯泡变亮，下列接法正确的有______。（均填序号） 乙　实验器材 ①接入A、B接线柱　　②接入B、C接线柱 ③接入A、C接线柱　　④接入A、D接线柱 ⑤接入C、D接线柱　　⑥接入B、D接线柱 (3)在开关闭合前，应将滑动变阻器的滑片置于电阻______（选填"最小"或"最大"）处，目的是____________；闭合开关，调节灯泡亮度时，滑动变阻器的作用是____________________。 【学习评价】 评价内容 自评（优秀/良好/待改进） 1. 我能说出调光台灯的电路构成，知道变阻器与灯泡是串联的 2. 我能说出选择小灯泡（或发光二极管）作光源、用电位器（或滑动变阻器）调光的理由 3. 我能设计电路图，并按照电路图正确连接各个元件 4. 我能按步骤制作台灯，并用电位器调节灯泡的亮度 5. 我能主动展示作品，与同学交流并提出改进建议 【课后任务】 1.【基础巩固】小华同学自己动手制作了一个亮度可调的台灯。他所选的器材如下：两节干电池，一个小灯泡，若干导线，开关，一个闲置的电位器（实物如图甲，其内部结构如图乙）。小华设计了如图丙所示的电路，并根据电路图连接好各元件。 甲　电位器实物 乙　电位器内部结构 丙　调光台灯电路图 (1)电位器是通过改变接入电路中的电阻丝的______来改变电阻的。结合图甲和图乙，若要实现顺时针转动旋钮（滑片在电阻片上同向滑动），台灯变亮，则图丙电路中M连接B接线柱，N连接____（选填"A""B"或"C"）接线柱。 (2)小华连接好器材以后闭合开关并转动旋钮，发现小灯泡忽明忽暗。他拆开电位器外壳，发现碳膜电阻片（图乙灰色弧形部分）磨损严重。这种电位器接在电路中，会造成______（选填"断路"或"短路"）。 (3)为了解决上述问题，小华将2B铅笔芯弄成粉末并将其涂抹在碳膜电阻片上，问题得到解决，这是因为铅笔芯内的石墨属于____体。 2.【能力提升】小昕在台灯下看书时，感觉灯光太亮。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，如图甲所示。图甲中一处明显的错误是____________________。 甲　铅笔芯调光台灯电路 (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，电位器内部结构如图乙中未接入电路的部分所示。小洋查找到下方表格中的信息，为更好地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。 电阻丝 长度/m 横截面积/mm2 电阻/Ω 铜丝 0.5 0.02 0.4 镍铬合金丝 0.5 0.02 50 乙　电位器内部结构与已连接的电路 (3)请在图乙中用笔画线代替导线连接电路，要求：顺时针旋转电位器旋钮时灯泡变亮。 【参考答案】 参考答案 【课前任务】 1. 旋转调光旋钮时，台灯的亮度会发生变化。电路由开关、变阻器、灯泡和导线等元件构成，变阻器与灯泡串联。 2. 滑动变阻器是通过改变连入电路中电阻丝的长度来改变电阻的；接线柱应"一上一下"选取；闭合开关前应将滑片移到阻值最大处。 【课堂任务】 任务一：1. 实验室用的小灯泡或者发光二极管。2. 通过改变灯泡两端的电压来改变台灯的亮度。根据滑动变阻器的原理，生活中的电位器可以调节台灯的亮度。3. 为了节能，选择发光二极管效果较好；为了安全，考虑使用干电池作为电源。我的结论（示例）：选用干电池作电源，小灯泡（或发光二极管）作光源，把电位器（或滑动变阻器）与灯泡串联接入电路，通过改变接入电路的电阻改变电路中的电流，达到调节灯光亮度的目的。 任务二（示例）：电源用两节干电池（带电池盒），光源用小灯泡或发光二极管，变阻器用电位器；电路由电源、开关、电位器与灯泡串联组成；支架用木棍搭制并粘牢，灯罩用剪出花边的纸杯制作，做到美观、结实、便于移动、立得稳、反光好。 任务三：闭合开关，旋转电位器旋钮，灯泡亮度随之发生变化（旋钮旋到一端时灯最暗，旋到另一端时最亮）；电流。 任务四（示例）：优点——台灯能正常发光、亮度可调、外形美观、立得稳；需要改进——灯罩的反光效果、支架的稳固程度、接线的牢固程度、开关与调光的分档等。 任务五：例1　如图所示。 例1参考答案连接图 例2：(1)变阻器；长度　(2)b、c；不能。解析：顺时针转动旋钮时滑片同向滑动，要使台灯变亮，应使接入电路的电阻丝变短，结合图丁应将b、c两个接线柱分别与电路中的M、N相连；滑片转到端点时电路中仍有一段电阻丝接入，电流不为零，所以台灯不能完全熄灭。 任务六：1. 如图所示。 练习1参考答案连接图 2. (1)断开　(2)如图所示。 练习2(2)参考答案连接图 (3)向右移动滑片；A、B、C、D均可。串联电路中电流处处相等，电流表串联在电路中的任何位置，都能通过观察电流表是否有示数来判断电路是否断路。 3. (1)连入电路中的电阻丝的长度　(2)④⑥；④⑥。解析：接A、D（或B、D）接线柱时，电流通过下方接线柱、电阻丝、滑片和金属杆形成通路，滑片向右滑动时接入电路的电阻丝变短，电阻变小，灯泡变亮。　(3)最大；保护电路；改变电路中的电流 【课后任务】 1. (1)长度；A。解析：M端接B（滑片）接线柱，顺时针转动旋钮时滑片向A端靠近，接入电路的电阻丝变短，电阻变小，台灯变亮，所以N接A接线柱。　(2)断路　(3)导 2. (1)电流表的正、负接线柱接反了　(2)镍铬合金丝。长度和横截面积相同时，镍铬合金丝的电阻远大于铜丝，调节亮度时变化更明显。　(3)如图所示。 课后任务2(3)参考答案连接图 学科网（北京）股份有限公司 $