1、( 設計制作一個重點調光燈) 活動建議方案【一】活動過程活動任務學生利用所學過的電學知識設計并制作一個可調亮度的燈。 通過分析和計算預測不同方案的差異，并通過實驗驗證。活動內容1、教師提出任務。1教師提出任務：在日常生活中，我們經常會遇到一些可以調節亮度的燈。同學們能不能利用我們學過的電學知識， 自己設計一個可以調節亮度的燈？2學生分小組討論，提出簡單的設計方案。方案參考：學生比較容易想到的做法是一個燈泡與一個滑動變阻器串聯的方式如圖1。2、學生分小組連接電路，并觀察燈泡的發光變化情況。3、討論新方案1教師提出問題：圖 1 方案確實可以做成一個調光燈。但是請同學們想一想，這種方式是否有什么缺點

2、？2學生討論發現問題，說明原因。教師做適當的提示。學生可能的分析：閉合開關，燈就是亮的，無法從無光開始調節。這個方案的缺點是滑動變阻器只能分一部分電壓，小燈泡兩端總是會有分壓。3教師提出新任務：能否設計另一種方案，使得小燈泡可以從不發光開始調節？要求畫出電路圖4學生設計新方案，畫電路圖；各組學生之間交流自己的設計，說明原理。學生可能的設計方案：建議：1、學生有可能提出圖 2 的情況，教師應組織學生分析滑動變阻器的兩種連接方法的異同點：變阻器 a 的滑片右側電阻線由于斷路，而沒有接入電路；變阻器 b 的滑片右側電阻線由于短路，而沒有電流通過；連入電路的有效電阻都是滑片左側的電阻。引導學生發現圖

3、2 和第一個設計方案是一樣的。2、如果學生的水平較高，有可能設計出混聯方式的調光燈如圖 3。如果學生未能提出這樣的方案，那么教師繼續引導。教師：我們觀察一下圖 2 方案，如果我們把小燈泡拿掉，那么電路就成了下圖所示的狀態圖 4。思考一下，小燈泡除了接入第一個方案的位置外，還可以怎樣接入電路？學生思考后得到，如圖3 的接入方式也可以。5論證調光燈新方案的原理：學生分析圖 3 所示的電路。電路中，小燈泡與滑動變組器的部分電阻并聯，再與剩下的部分串聯，形成一個混聯電路。學生利用所學的電學知識， 分析一下滑動頭 P 從 a 端到 b 端的過程中小燈泡兩端的電壓是如何變化的從 0 變化到電源電壓。于4、

4、比較兩種調光燈設計方案1教師提出任務：計算在兩種方案中如果將滑動頭從a 端滑到 c 端，位a 點、中點 b、c 點時，小燈泡上的電壓分別各是多少?設：燈的電阻為R1(10), 滑動變阻器的總電阻為R0(50) ，電源電壓為U(3V)把計算結果記載數據表格中：方案一小燈泡上的電壓 V計算值小燈泡上的電壓 V實測值方案二小燈泡上的電壓 V計算值小燈泡上的電壓 V實測值2學生進行計算計算數據參考：方案 1：a 點a 點b 點b 點c 點c 點a 端時燈泡上的電壓為(0.5V) ；b 端時為(0.86V) ；c 端時為 U(3V)。方案 2：a 端時燈泡上的電壓為0；b 端時為(0.67V)c 端時為

5、 U(3V)。此處應根據元件的實際規格帶入計算。5、連接電路進行實驗1學生分組先按第一個設計方案連接電路將滑動變阻器的接入阻值調到最大，連接好后用電壓表測量小燈泡上的電壓；再將滑片滑到中間位置，測量小燈泡上的電壓； 最后將滑片滑到 0 電阻的位置， 測量小燈泡上的電壓。 將測量結果填入表格。注意，中間位置使用刻度尺進行測量。2學生繼續按第二個設計方案連接電路將滑動變阻器的接入阻值調到最大，按相同方法進行測試，并填寫表格。3分析數據比較理論值和實驗值的差異，比較兩個方案之間的差異。理論值可能會與實驗值不同， 特別是因為小燈泡未正常發光 即燈絲溫度不高時，電阻會比正常發光時小。這一點教師應向學生進

6、行解釋。6、完成探究小論文。學生在經過設計、 計算、實驗后，比較兩個方案的異同撰寫一篇 300 字左右的小論文。論文中包括：研究的內容、觀點、相關數據等。活動組織方式小組合作探究。活動評價方式教師對學生進行評價。學生自評。所需學習資源滑動變阻器和亮度可控燈 .wmv 可調節亮度的燈 2 .jpg變阻器 .jpg帶開關的電位器 2 .jpg 電池組 .jpg導線 .jpg電壓表 .jpg學生電源 .jpg電阻箱 1 .jpg調光燈限流連接方式的裝置.jpg調光燈分壓連接方式裝置2.jpg調光燈分壓連接方式的電路圖.jpg滑動變阻器分壓電路中的燈泡亮度變化 .wmv所需學習時間2 課時。可調節亮度的燈 1.jpg可調節亮度的燈 3.jpg帶開關的電位器 1.jpg帶開關的電位器 3.j