跨学科实践:制作简易调光台灯

活动8 跨学科实践: 制作简易调光台灯
项目实施
1. 了解简易调光台灯的工作原理
(1) 通过变阻器改变光源两端的电压，从而调节灯光亮度。

(2) 如答图8-1所示。 答图8-1 简易调光台灯的电路图
2. 设计简易调光台灯
(1) 还可以选择如答图8-2所示的小灯泡或小灯珠作为光源。

甲 6V小灯泡 乙 6V大功率小灯泡 丙 6V LED小灯珠
答图8-2 可作为光源的小灯泡和小灯珠
(2) 滑动变阻器与电位器的区别如答表8-1所示。
答表8-1 滑动变阻器与电位器的区别
类型 体积 接线柱数量 调节方式 ……
滑动变阻器 大 4个 滑动触点调节
电位器 小 3个 旋钮式调节

项目背景
当人们在台灯下看书时，如果感觉灯光过于明亮，可以通过调光装置改变台灯的亮度。实际的调光台灯电路是比较复杂的，但你可以运用所学的知识加上一点想象力和创造力，制作一盏简易调光台灯，达到调节灯光亮度的目的。
项目目标
1. 了解简易调光台灯的工作原理，能设计简易调光台灯的工作电路和结构，在动手实践中加深对电路的认识。
2. 在制作简易调光台灯的过程中发现问题、分析原因，培养综合运用所学知识解决实际问题的能力。
3. 经历简易调光台灯的制作过程，关注科学与工程技术的关系，体会物理知识的实践价值。
项目分析
任务分解
根据所学的电路知识，设计和制作简易调光台灯。为了完成这个项目，需要完成如图8-1所示的任务。
制作简易调光台灯
1. 了解简易调光台灯的工作原理。
2. 设计简易调光台灯的工作电路和结构。
3. 选择合适的器材，制作并改进简易调光台灯。
人员分工
请根据项目需求和小组成员的兴趣、特长等进行分工，并记录下来。
项目实施
1. 了解简易调光台灯的工作原理
（1）简易调光台灯是如何调节灯光亮度的？
（2）画出简易调光台灯的电路图。
2. 设计简易调光台灯
（1）选择光源和电源
实验室常见的两种小灯泡的规格分别是“2.5 V 0.3 A”和“3.8 V 0.3 A”，它们都可以用来作为简易调光台灯的光源。你还可以通过互联网找到更多类型的小灯泡作为光源。确定光源后，要注意选择对应的电源，使电源电压和灯泡的规格匹配。
请写下所选择的光源和电源。
（2）选择变阻器
滑动变阻器和电位器都可以起到改变电路中电阻的作用。它们有哪些区别？根据你对调光台灯的实际需求，选择合适的变阻器。
（3）设计台灯的结构
参考日常生活中的台灯，画出简易调光台灯的设计草图，尽量突出设计特色。
注意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面上。灯罩需要具有较好的反光性能。
3. 制作及调试简易调光台灯
（1）根据设计方案组装简易调光台灯。
（2）调试简易调光台灯，解决发现的问题，不断完善作品。
展示交流
1. 制作完成后，以小组为单位进行成果展示，向同学们介绍本小组简易调光台灯的制作方案和调光原理，分享制作过程与收获等。
2. 对比使用本小组和其他小组制作的简易调光台灯，从方便性、灵敏度、耐用性、独创性等方面进行评价，看看各个小组的作品都有哪些优、缺点。
3. 通过展示交流，你觉得自制的简易调光台灯还能在哪些方面改进？提出你的改进方案与设想。

1.
（1）简易调光台灯通过改变电路中电阻的大小来调节灯光亮度。当电路中电阻增大时，电流减小，灯泡变暗；当电阻减小时，电流增大，灯泡变亮。
（2）电路图：电源、开关、滑动变阻器（或电位器）、小灯泡串联在电路中。
2.
（1）选择“2.5V 0.3A”的小灯泡作为光源，选择 3V 的电源（两节 1.5V 干电池串联）。
（2）滑动变阻器一般用于较大的电路调整，电位器常用于小范围的调节。调光台灯实际需求是小范围调节灯光亮度，所以选择电位器。
（3）设计草图：[此处可简单描述，如底座上安装电源、开关和电位器，灯杆竖直固定在底座上，灯罩安装在灯杆顶端，小灯泡在灯罩内]
3.
（1）按照设计方案将电源、开关、电位器、小灯泡用导线连接组装成简易调光台灯。
（2）调试过程中若发现灯泡不亮，检查电路连接是否正确，元件是否损坏；若亮度调节不明显，检查电位器是否正常工作，可更换合适的电位器。
展示交流：
1. 小组展示时介绍选择“2.5V 0.3A”小灯泡和 3V 电源的原因，以及电位器调节亮度的原理。
2. 对比其他小组作品，优点可能是结构紧凑，缺点可能是灯罩反光性能不好。
3. 改进方面：可以提高灯罩的反光性能，采用更稳定的支架材料。改进方案：选用镀铝薄膜作为灯罩材料，支架选用金属材质增加稳定性。