初中物理人教版（2024）九年级全册（2024）第5节 跨学科实践：制作简易调光台灯优质ppt课件

这是一份初中物理人教版（2024）九年级全册（2024）第5节 跨学科实践：制作简易调光台灯优质ppt课件，共41页。PPT课件主要包含了项目提出，项目分析，一光源的选择，节能高效，使用寿命长，变阻器，接入电路的阻值，电位器，项目实施，导体接入电路的长度等内容，欢迎下载使用。
3.根据解决问题的需要，设计合理的实验电路，制订简单的科学探究方案；
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。
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。
1. 台灯调光原理分析
　　可调光台灯上的旋钮就是电位器，通过调节电位器接入电路中电阻大小，达到改变电路中的电流和部分电路两端的电压，从而实现调光目的。
2. 对照台灯实物，思考设计制作一个简易调光台灯，需要考虑哪些问题?
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。
②如何改变光源的亮度？
　　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。
滑动变阻器与台灯串联，通过连续改变连入电路中的电阻大小，从而连续改变台灯两端的电压，故能连续改变台灯的亮度。
变阻器改变电路中的电阻
③可以从哪些方面加强台灯的实用性？
各个器件要安排紧凑，使台灯美观、结实，便于移动。
选择较重的底座作为支撑面，提高稳定性。
a. 怎么让底座牢固?
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。推荐使用PVC管。
b. 选择什么材料做支架?
保证灯罩弧度较大，反射面光滑度
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。
发光二极管比较容易固定。
因为滑动变阻器体积较大，不容易固定在底座上，这里可选择选择更小巧的电位器做变阻器。
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电位器（变阻器）。注意：电源电压和小灯泡的规格要匹配。
a.画出建议台灯电路图
向右旋转旋钮，电位器接入电路的电阻变小，电路中的电流变大，灯泡变亮。
向右旋转旋钮，电位器接入电路的电阻变大，电路中的电流变小，灯泡变暗。
④设计底座、灯罩底座：选择木板或小木盒做底座（便于打孔安装），可将电路装置可以安装在底座下或底座内，也可直接安装在底座上面；灯罩：使用大号一次性纸杯或方便面桶作为台灯灯罩，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。
1. 制作简易调光台灯的目的是什么( )
A. 增加台灯的亮度B. 改变台灯的亮度以适应不同需求C. 延长台灯的使用寿命D. 减少台灯的耗电量
2.请你列举出在生活中需要用到调光台灯的几个场景：____________________________________________________________________________________________。
阅读时调节灯光亮度；夜间休息时降低灯光亮度；营造氛围（如餐厅、卧室等场景）（合理即可）
　　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。
①准备材料：电池盒(或直流电源)、开关、电位器、灯泡（发光二极管）、导线、底座、PVC管、灯罩等。
②制作步骤：a. 把电池盒、开关、电位器固定在一个底座上；b. 将PVC管的一端固定小灯泡，使小灯泡的导线从管中穿过，管的另一端也固定在底座上；c. 制作一个灯罩，扣在小灯泡上。d. 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。
③注意事项：a. 调光台灯的亮度能够连续调节；b. 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；c. 要正确连接电位器；d. 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；e. 如果找不到某些器材和工具，想一想能否用其他器材代替；f. 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。
1. 请各小组展示自己的台灯设计并介绍作品；2. 与其他小组交流，对各小组的作品进行评价，评价优点和缺点。3. 在展示交流中，如何对所设计的调光灯进行优化，使之更加实用、美观?
4. 在条件允许情况下，老师可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。
1. 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；2. 将台灯的支架做成可折叠的，提高台灯实用性；3. 使用为数字电位器更换机械式电位器；4. 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
制作简易调光台灯时，可以进一步改进的有关建议：
3.在制作简易调光台灯时，______（填“可以”或“不可以”）选用实验室小灯泡作为光源。
（二）怎样改变光源的亮度
5.调光台灯可以通过在电路中增加一个调光装置来改变台灯的亮度，该调光装置其实就是一个________，该元件应与灯泡____联，通过改变该装置________________，进而改变通过灯泡的______，从而调节灯泡的亮度。
（三）台灯的实用性设计
6.为了使得台灯结构小巧，选择________（填“滑动变阻器”或“电位器”）接入电路。
7.调光台灯的制作涉及多方面的物理知识，如灯罩的作用是利用光的______来增强台灯亮度；灯座应使用较重的材料制作，这是通过降低台灯整体的______来提高其稳定性。
8.小明选择器材制成了如图甲所示的台灯，其中所用到的电位器是一种变阻器，它的原理是通过改变____________________从而改变接入电路中的电阻。
9.如图乙所示是电位器的结构示意图，为了保证顺时针转动时，灯泡变亮，应该选择______接线柱接入电路。
11. 如图为某探究小组设计的四种调光台灯的电路图，其中能实现“利用滑动变阻器控制灯泡由亮到灭”的最佳电路是（各元件规格完全相同）( )
A. B. C. D.
【点拨】A中灯泡与滑动变阻器串联，滑动变阻器能改变灯泡的亮度，但无法使灯泡不发光，故A错误；B中灯泡被短路，不接入电路中，无法发光，故B错误；C中灯泡与滑动变阻器的左侧部分并联，然后与滑动变阻器的右侧部分串联，能控制灯泡由亮到灭，故C正确；D中灯泡与滑动变阻器并联，移动滑片时，灯泡亮度不变，故D错误。
12.小张没有电位器，于是用探究实验中的电阻设计了一个电路，如图所示，此电路中____（填“能”或“不能”）改变灯泡的亮度，与小明的电路对比，其缺点是___________________________。
不能使灯泡的亮度连续变化
13. 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。
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。
（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，这个旋钮连接着一个电位器，如图2。
（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。
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 _________________________________________________________________________________________________________________________________________ 。