第5节 跨学科实践：制作简易调光台灯
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。台灯通常通过开关调节、触摸调节、旋钮调节、遥控调节、智能调节、距离感应调节等方式调节亮度。下面我们尝试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。
活动1:认识原理
在一个电路中,当有电流通过灯泡时,灯泡就能将电能转化为内能和光能。要制作简易调光台灯,就是要通过改变电流的大小来控制灯光的亮度。根据本章的学习,我们可以在电路中串联一个滑动变阻器(或电位器)来达到目的。
活动2:设计简易调光台灯
|序号|关键问题|设计思路|
|----|----|----|
|1|用什么做电源|基于安全考虑,用干电池做电源,电源电压略高于小灯泡上标有的电压值(额定电压)|
|2|选择哪种光源|考虑经济易得,用实验室里的小灯泡作为光源(如$3\ \mathrm{V}\ 0.6\ \mathrm{A}$的小灯泡)|
|3|怎样改变光源的亮度|将滑动变阻器(或电位器)串联在电路中,也可以用铅笔芯和回形针做成“铅笔变阻器”替代滑动变阻器。
电路图如下 |
|4|可以从哪些方面加强台灯的实用性|①灯泡要有合适的底座和支架;
②要有一个反光效果较好的灯罩;
……|
活动3:制作简易调光台灯
|材料|小灯泡、导线、开关、滑动变阻器、电池盒(干电池)、硬纸板、铁丝、塑料管|
|工具|老虎钳、剪刀、密封胶|
|制作步骤|1.将两端开口的塑料管粘贴在硬纸板上,做成台灯的支架和底座。
2.将电池盒、滑动变阻器粘在底座上。
3.将灯座固定在塑料管的上方,使连接灯座和电源的导线从支架的中间穿过。
4.依次用导线将电池盒、滑动变阻器、开关、小灯泡连接起来,检查并排除短路和断路故障。
5.闭合开关,调节滑动变阻器,调节小灯泡的亮度。
6.用铁丝和硬纸板做一个灯罩|
续表
|图示| |
活动4:迁移运用
生活中使用的台灯能够根据不同使用场景调节亮度,创新小组的同学们决定制作一盏简易调光台灯。让灯泡的亮度发生变化有多种方法,如改变电池组中串联电池的节数;在不改变电源电压的情况下,在电路中串联一个滑动变阻器并进行调节等。

(1)请在图甲中用笔画线表示导线连接电路,要求滑动变阻器的滑片向右移动时灯泡变暗。闭合开关前,应将滑片P移到(选填“左”或“右”)端。在电路连接完成后闭合开关,发现灯泡特别亮,而且移动滑片P,灯泡的亮度不变,则实验中的不当之处可能是将滑动变阻器的两个接线柱接入了电路。
(2)调光台灯通过旋转旋钮调节亮度,这个旋钮是一个电位器。图乙是一种电位器的结构示意图。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,进而改变电路中的电流,改变小灯泡的亮度。
(3)利用图乙所示的电位器制作一个调光台灯,请在图丙中选择电位器三个接线柱其中的两个连入电路,并用笔画线表示导线连接电路,要求顺时针旋转滑片时,灯泡变暗。
(4)以下为某小组设计的三个调光台灯的电路图,其中各元器件规格完全相同,则闭合开关后,能利用滑动变阻器控制灯泡亮度的电路是(填选项字母)。

(5)小张用定值电阻设计了一个电路,如图丁所示,此电路(选填“能”或“不能”)改变灯泡的亮度。与图丙的电路对比,图丁电路的缺点是。

1. 连线如图，右，C、D
2. 长度
3. 连线如图
4. A
5. 能，不能连续调节灯泡的亮度，灯泡亮度变化不平稳