《2025年长江作业本同步练习册九年级物理全一册人教版》

第5节 跨学科实践：制作简易调光台灯
项目分析
1. 调光台灯工作原理
调光台灯的工作原理与滑动变阻器的工作原理相同，都是通过改变接入电路中电阻丝的长度，进而改变电阻大小。当接入电路的电阻丝变长，电阻增大；电阻丝变短，电阻减小。电路中电阻的变化会影响电路中的电流大小，从而改变灯泡的亮度。滑动变阻器的电阻丝一般采用电阻率较大的合金材料，这种材料能通过改变接入电路的长度，更有效地改变接入电路的电阻。
2. 准备制作材料
(1) 电路基本元件：制作简易调光台灯，要用到灯泡或发光二极管、灯座、开关、电源、导线以及滑动变阻器或电位器。灯泡或发光二极管是将电能转化为光能的元件；灯座用来固定灯泡；开关控制电路的通断；电源为整个电路提供电能；导线连接各个元件，形成闭合回路；滑动变阻器或电位器可以对接入电路的电阻进行调节，从而控制灯泡的亮度。
(2) 元件规格的选择：灯泡上标注的额定电压要与电源电压相匹配，保证灯泡能正常工作。滑动变阻器的最大电阻要能让灯泡的亮度有明显变化，且它允许通过的最大电流要大于电路中的最大电流，防止滑动变阻器因电流过大而损坏。
项目实施
1. 设计与搭建
(1) 设计电路：设计电路图时，要使用规定的电路符号，清晰准确地连接电源、开关、滑动变阻器、灯泡等元件；要使元件分布均匀，导线横平竖直，让电路图简洁、直观，便于理解和分析电路。连接电路时，要将电源、开关、滑动变阻器、灯泡依次串联。开关控制整个电路的通断，滑动变阻器按“一上、一下”的方式接入电路，实现对电阻的有效调节。（实验电路可参考图16.5 - 1所示的电路）
(2) 设计支架和灯罩时，尽量选方便易得的材料作为台灯支架，使台灯能稳定地立在桌上。灯罩需要具有较好的反光效果。制作的台灯应美观结实，便于移动。
(3) 连接实物：依照设计的电路图连接实物，连接过程中，务必将开关置于断开状态，防止发生短路。连接导线时，确保导线与元件接线柱的紧密接触，避免接触不良。可通过螺丝、热熔胶等工具将电路原件固定在台灯支架上。
2. 测试与优化
检查调试：完成电路连接后，仔细检查各元件的连接是否正确。闭合开关，缓慢调节滑动变阻器的滑片，观察灯泡的亮度变化。若灯泡不亮，立即断开开关，检查电路是否存在断路或短路；若灯泡的亮度变化不明显，须检查滑动变阻器的连接是否正确，或考虑更换不同规格的滑动变阻器。
3. 排查常见故障
(1) 灯泡不亮：灯泡不亮可能是电源没电、开关未闭合、导线断路、灯泡损坏，或者滑动变阻器接入电路的电阻过大，可借助电压表或电流表进行检测，确定故障点。可用电压表依次测量电源、开关、灯泡、滑动变阻器两端的电压，根据电压判断故障位置。
(2) 亮度调节异常：若灯泡亮度不可调节，可能是滑动变阻器连接错误，如同时连接滑动变阻器上方的两个接线柱或同时连接滑动变阻器下方的两个接线柱，致使滑动变阻器无法改变接入电路的电阻；也可能是滑动变阻器损坏。通过检查滑动变阻器的连接方式，并用电阻表测量其电阻，确定故障原因并排除故障。
项目评估
1. 当你调节滑动变阻器时，灯泡亮度变化是不是和预期一样？有没有出现亮度变化不明显的情况？
2. 观察你制作的调光台灯，从元件布局和导线连接来看，有没有可以优化的地方，让它更美观、更稳固？
3. 当遇到灯泡不亮或者亮度调节异常时，你是按什么顺序排查故障的？为什么？
4. 假如让你设计一个能通过手机APP控制亮度的台灯，你会从哪几个方面入手？需要用到哪些新知识？

答案： 第5节 跨学科实践:制作简易调光台灯 1.略 2.略 3.略 4.略