第5节 跨学科实践:制作简易调光台灯
|项目主题|制作简易调光台灯|活动时间|年 月 日|
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|活动地点| |参加人员| |
|项目简介|【原理与设计】
1. 能够的物体叫作光源,光源分自然光源和光源,如实验室用的小灯泡和各种型号的,通电后都可以作为光源。
2. 用滑动变阻器改变小灯泡的亮度时,滑动变阻器要与小灯泡联;接通电路前应将滑片移动到滑动变阻器接入电路的阻值位置;调节滑片,通过调节其来改变电路中的,从而改变小灯泡两端的,由此改变小灯泡的亮度。
3. 滑动变阻器上通常标有最大电阻和允许通过的,使用时要根据需要进行选择,不能使通过的电流,否则会烧坏滑动变阻器;制作调光台灯时,一般要选择作为滑动变阻器。
4. 小灯泡上一般都标有工作电压,在设计调光台灯的电路时,要选择合适的电源,和小灯泡的规格要匹配。
5. 设计简易调光台灯,需要重点考虑几个问题。(1)的选择:如选择实验室用的小灯泡,也可以选择各种型号的发光二极管。(2)改变光源的亮度的方法:由上节所学知识可知,可选择来改变小灯泡两端的电压,实现台灯亮度的改变。(3)加强台灯的实用性。
【材料与制作】
1. 准备的材料:、、、、、。
2. 制作步骤:
(1);
(2);
(3);
(4);
………|

1. 发光 人造 发光二极管
2. 串 最大 电阻 电流 电压
3. 最大电流 超过最大值 电位器
4. 电源电压
5. (1)光源 (2)变阻器
【材料与制作】
1. 电池和电池盒 开关 电位器 小灯泡及灯座 导线 灯罩
2. (1) 把电池盒、开关、电位器固定在一个底座上
(2) 用一根金属(塑料)管的一端固定小灯泡,将连接小灯泡的导线从管中穿过,把管的另一端固定在底座上
(3) 将制作的灯罩固定在小灯泡的上方
(4) 检验制作的简易台灯是否实用,并观察、分析需要改进的地方

【分析】
本题围绕制作简易调光台灯的跨学科实践展开，需结合光学、电学的基础概念与滑动变阻器的使用规则填空。解题时，先回忆光源的定义与分类，再掌握滑动变阻器的连接方式、工作原理及使用注意事项，最后结合实际制作的需求填写材料与步骤，所有内容均来自课本基础知识点与实践常识。
【解析】
1. 能发光的物体叫作光源，光源分自然光源和人造光源，实验室用的小灯泡和各种型号的发光二极管通电后可作为光源；
2. 滑动变阻器改变小灯泡亮度时需与小灯泡串联，接通电路前滑片移到接入阻值最大位置，调节其电阻改变电路电流，进而改变小灯泡两端电压；
3. 滑动变阻器标有最大电阻和允许通过的最大电流，使用时电流不能超过最大值，制作调光台灯选电位器；
4. 设计电路时电源电压和小灯泡规格要匹配；
5. 设计调光台灯需选光源，改变亮度用变阻器；
【材料与制作】
1. 准备的材料：电池和电池盒、开关、电位器、小灯泡及灯座、导线、灯罩；
2. 制作步骤：(1)把电池盒、开关、电位器固定在底座上；(2)用金属（塑料）管一端固定小灯泡，导线穿管后将管另一端固定在底座；(3)把灯罩固定在小灯泡上方；(4)检验台灯实用性并分析改进点；
【答案】
1. 发光 人造 发光二极管
2. 串 最大 电阻 电流 电压
3. 最大电流 超过最大值 电位器
4. 电源电压
5. (1)光源 (2)变阻器
【材料与制作】
1. 电池和电池盒 开关 电位器 小灯泡及灯座 导线 灯罩
2. (1) 把电池盒、开关、电位器固定在一个底座上
(2) 用一根金属(塑料)管的一端固定小灯泡,将连接小灯泡的导线从管中穿过,把管的另一端固定在底座上
(3) 将制作的灯罩固定在小灯泡的上方
(4) 检验制作的简易台灯是否实用,并观察、分析需要改进的地方
【知识点】
光源的概念 滑动变阻器的使用 电路的连接
【点评】
本题为跨学科实践题，结合物理光学、电学基础知识点，考察学生对核心概念的理解及理论联系实际的应用能力，引导学生将课本知识转化为实践操作，注重基础与应用的结合。
【难度系数】
0.6

1.在设计制作一个调光灯的实践活动中，小明设计了如图所示的电路，电源使用三节铅蓄电池串联，灯泡正常发光时两端的电压为3 V，A、P两个回形针可在铅笔芯上滑动。通过交流，小华同学提出了改进建议，关于以下建议，你认为合理的是（）

A.将铅笔芯换成铜丝更好
B.为保护灯泡，可以在A、P之间做一个标记，防止接入的阻值太小

C.为使灯泡亮度变化更明显，应选用更短的铅笔芯
D.为使灯泡亮度变化更明显，电源电压越高越好

1. B

【分析】
本题考查滑动变阻器在调光灯电路中的应用，需结合滑动变阻器的原理、电阻对电路电流的影响、电路保护等知识，逐一分析各选项的合理性：滑动变阻器通过改变接入电路的电阻丝长度改变电阻，从而调节电流控制灯泡亮度；需判断各选项是否符合电路调节和安全的要求。
【解析】
逐一分析各选项：
选项A：铅笔芯电阻较大，适合作为滑动变阻器的电阻丝；铜丝电阻极小，接入电路后几乎无法改变电路电阻，不能调节灯泡亮度，因此A不合理。
选项B：若A、P间接入的铅笔芯阻值太小，电路电流会过大，超过灯泡额定电流，易烧坏灯泡；做标记可防止接入阻值过小，起到保护灯泡的作用，因此B合理。
选项C：更短的铅笔芯电阻变化范围小，电路电流变化幅度小，灯泡亮度变化不明显，因此C不合理。
选项D：灯泡额定电压为3V，电源电压过高会使灯泡两端电压超过额定值，烧坏灯泡，并非越高越好，因此D不合理。
【答案】
B
【知识点】
滑动变阻器应用；欧姆定律；电路保护
【点评】
本题结合调光灯的实际设计，考查滑动变阻器的实际应用，需要学生理解电阻对电流的影响及电路安全知识，属于基础应用类题目。
【难度系数】
0.6