第5节 跨学科实践：制作简易调光台灯（高效培优讲义）物理人教版2024九年级全一册

第5节 跨学科实践：制作简易调光台灯 【题型导航】 【重难题型讲解】 1 题型1 跨学科实践：制作简易调光台灯 1 【能力培优练】 5 【链接中考】 11 【重难题型讲解】 题型1 跨学科实践：制作简易调光台灯 1、学习目标 （1）观察台灯的调光功能，知道台灯的调光原理。 （2）了解电路元件的作用，掌握电路连接的基本方法。 （3）经历调光台灯的制作过程，提高动手操作能力，发现问题、解决问题的能力，提高实验技能。 2、项目原理：变阻器与灯泡串联，利用变阻器改变电路中的电阻，改变灯泡两端的电 压，改变灯泡的亮度. 3.项目跨学科分析： （1）光源的选择：实验室用的小灯泡或市面上的发光二极管。 （2）改变光源的亮度：通过调节变阻器接入电路的阻值，来实现改变灯泡的亮度。 （3）加强台灯的实用性：利用电位器与灯泡 串联，改变接入电路的阻值，可连续控制灯泡的 亮度；选择内表面较光滑的灯罩，增强反光效 果；选择大小合适的底座，增强台灯的稳定性。 4、项目实施关键： （1）设计台灯：①电源电压、小灯泡和变阻 器的规格要匹配，在不损坏器材的前提下，灯泡的亮度变化要明显；②金属(或塑料)管的粗 细长短、灯座的大小及灯罩的反光效果要合适，既实用又美观。 （2）制作台灯：①各个器件要安排紧凑，将电池盒、开关、电位器等固定在底座上；②连接电路时开关要断开，将变阻器调到最大阻值处，检查电路无误后，再闭合开关；③逐渐减小变阻器接入电路的阻值，观察小灯泡的亮度变化。 5、展示交流 （1）向其他同学展示介绍你的作品。 （2）与其他同学交流，看看谁做的台灯既实用又漂亮，还有哪些地方需要改进。 ★特别提醒 （1）为了调节台灯亮度，变阻器与灯泡应该串联。 （2）变阻器通过改变接入电 路中电阻丝的长度来改变灯泡亮度。 （3）如果找不到某些器材和工具，想一想能否用其他器材代替。 【探究归纳】本节课内容活动取材于生活,服务于生活。教学过程中学生经历学习和制作调光台灯的过程,让学生的思维得以发展。通过实践活动,不仅激发了学生们对物理浓厚的兴趣,更是培养了学生科学探究的能力。通过本节课的学习,学生了解了电路的基本原理和灯泡的发光原理,学会了制作可调光的台灯。在制作过程中,学生动手能力得到了锻炼,观察力和创新能力也得到了提升。同时,学生通过合作、讨论和展示,提高了沟通能力和团队协作能力。在实践过程中,学生能够运用所学物理知识解决实际问题,提高了学生解决问题的能力。 【典例1-1】如图， 甲为某调光台灯， 乙为该调光台灯用到的电位器结构图，A、B、C为电位器的三个接线柱。转动滑片可调节灯泡亮度。下列分析不正确的是（　　） A．电位器应与调光台灯的灯泡串联 B．电位器和滑动变阻器的工作原理相同 C．若只将A、B接入电路， 顺时针旋转滑片， 灯泡变亮 D．若只将A、C接入电路， 顺时针旋转滑片， 灯泡亮度不变 【典例1-2】如图中所示的调光型台灯，通过旋动下方连接碳膜电阻的旋钮，调节灯的亮度。调节亮度的变阻器如图乙所示，它是通过改变接入电路电阻丝的 来改变阻值大小；当B、C端接入电路时，想要将台灯的亮度调亮一些，应 时针旋转滑片P。 【典例1-3】如图是一种调光台灯电位器（滑动变阻器）的内部结构示意图，a、b、c是它的三个接线柱。要求：旋钮带动滑片顺时针转动时，灯泡变亮，请完成该电路的连接。 【典例1-4】如图（A）所示是江津区某中学的同学们为节能小屋设计的“可以调节亮度的台灯”，如图（B）所示是该调光台灯电位器（滑动变阻器）的内部结构示意图，a、b、c是它的三个接线柱。请你用笔画线代替导线完成图（B）电路的连接（要求：旋钮带动滑片顺时针转动时，灯泡变亮）。 跟踪训练1 如图所示是一种机械电位器，其中a、c两个接线柱分别连接在环状电阻丝的两端，b接线柱跟铜制滑动触头相连，转动旋钮可带动滑动触头贴着电阻丝滑动。小艾想到如果把它与灯泡串联接入电路，通过转动旋钮可以改变灯的亮度，制成简易调光台灯。要使滑动触头（在电位器背面示意图中）顺时针转动时灯泡变暗，则接入台灯电路的接线柱应是（　　） A．a和c B．a和b C．b和c D．任意两个接线柱 跟踪训练2 如图甲为某亮度可调节的台灯，图乙为台灯用于调光的电位器结构图，、、是它的三个接线柱，、分别与弧形电阻丝的两端相连，与金属滑片相连。为实现调光功能，顺时针旋动滑片时灯变亮，应将和 接线柱接入电路。 跟踪训练3 作图题： (1)在如图所示电路的○中填入电表符号，使之成为正确的电路图； (2)根据电流方向填入电池和电流表的符号，使电路成为并联电路； (3)一种调光台灯电位器的内部结构示意图如下，a、b、c是它的三个接线柱。要求：开关闭合旋钮带动滑片顺时针转动时，灯泡变亮。请完成该电路的连接。 跟踪训练4 学习了电学知识后，小江同学动手制作一个可调节亮度的观赏灯，连接了如图1所示的电路。 （1）小江在AB之间接入一个阻值为R的电阻后，闭合开关，灯泡发出明亮的光；他想把灯光调暗一些，应先 开关，然后更换一个阻值更 的电阻； （2）制作过程中，他尝试着更换不同材料，不同长度和不同粗细的电阻丝进行实验，他觉得每次都要更换电阻丝才能实现调节灯泡的亮度很麻烦。请教老师后，他只用一根电阻丝的情况下，可以通过对折电阻丝或改变 来改变电阻的大小从而调节灯泡的亮暗； （3）为了使调节灯泡亮暗的范围大一些，他应选择下表中长度和横截面积都相同的 材料做电阻丝； 几种长1m、横截面积1mm2的导体材料在20℃时的电阻 材料 电阻R/Ω 材料 电阻R/Ω 铜 0.017 镍铬合金 1.09～1.12 铝 0.027 电木 104～108 铁 0.096 橡胶 107～1010 （4）他将选出来的电阻丝接入AB之间，发现要将灯泡亮度明显调暗，需要接入更长的电阻丝，这样做不便于操控。如何在较小范围内安置较长的电阻丝呢？在和同学讨论后，他想到了将电阻丝绕在一个纸筒上，减小了空间。他将导线夹A夹在电阻丝的M端，导线夹B分别夹在电阻丝另一端的不同位置，实现了调节灯泡的亮暗。如图2所示，此时接入电路的电阻丝是 段（选填“MN”、“MP”或“PN”），要将灯泡亮度调亮一些，导线夹B应该往 移动； （5）为了进一步节约空间，他将电阻丝紧密相邻的绕在纸筒上，为避免相邻电阻丝之间电流直接流过的情况出现，他更换了一根带有绝缘层的电阻丝，通过刮掉电阻丝的部分绝缘层，将导线夹B搭在刮掉绝缘层部分的电阻丝上来解决这一问题。他想实现连续调控，然后将导线夹B换成了滑片，滑片能与刮掉绝缘层的部分良好接触，并可以在电阻丝上滑动，这就是一个简易的 ，利用该元件可调节观赏灯的亮度。 【能力培优练】 1．图所示的甲为一种调光型台灯，通过旋动下方连接碳膜电阻的旋钮，就可以调节灯的亮度．调节亮度的电路如图乙所示，P为旋片，可随意转动从而改变在碳膜上的位置．要将图乙连在图丙所示的电路中，要求顺时针旋转旋片可以使灯泡亮度增加，下列接法正确的是 A．A接M  ， B接N B．A接M  ， C接N C．C接M  ， A接N D．C接M  ， B接N 2．一盏调光台灯，其原理如图所示，闭合S，将滑片从左向右移动，电流表的示数和灯L两端的电压变化分别是（　　） A．变大、变大 B．变大、变小 C．变小、变小 D．变小、变大 3．如图是可调节亮度的台灯。当转动台灯的调光旋钮，滑片在弧形电阻上滑动，即可调节灯泡亮度。此过程是改变了接入电路中电阻丝的（　　） A．长度 B．材料 C．温度 D．横截面积 4．如图 （甲）为调光台灯，（乙）为一简单调光台灯的电路图，将电路图的M、N两点之间接入一个滑动变阻器，使得滑片P向左移动时，灯泡的亮度减小，则下列方法中正确的是（ ） A．A接M，B接N B．C接M，D接N C．A接M，D接N D．B接M，C接N 5．如图甲为调光台灯，乙为一简单调光台灯的电路图，在电路图的M、N两点之间接入一个滑动变阻器，使得滑片P向左移动时，灯泡的亮度减小，则M、N两接线柱可以分别接在（　　） A．A、B B．C、D C．A、D D．B、C 6．如图，甲为某调光台灯，乙为该调光台灯用到的电位器的结构图，A、B、C为电位器的三个接线柱，转动滑片可调节灯泡亮度。下列分析正确的是（　　） A．电位器应该与调光台灯的灯泡并联 B．电位器是通过改变接入电路中电阻丝的横截面积来改变阻值大小的 C．若只将A、B接入电路，逆时针旋转滑片，灯泡变亮 D．若只将A、C接入电路，顺时针旋转滑片，灯泡变暗 7．如图甲为某同学学习使用的调光台灯，图乙为该调光台灯的工作原理图，在电路图的M、N两点之间接入一个滑动变阻器，使滑片P向左移动时，灯泡的亮度变亮，则下列方法中正确的是（　　） A．M接A；N接D B．M接B；N接C C．M接A；N接B D．M接C；N接D 8．如图为一款新式无线插座转换器，带有插头、一转多位插座、调光台灯等多种功能，下列说法正确的是（　　） A．台灯工作时，通过它的电流约为100mA B．给手机充电时，台灯与手机串联 C．台灯发光时的电流是正电荷移动形成的 D．台灯可调光是因为灯丝电阻随温度的升高而增大 9．如图是学生设计的模拟调光台灯电路。闭合开关，灯泡发光，向左移动回形针，灯泡 （选填“变亮”或“变暗”）。小明同学发现移动回形针时灯泡亮度变化不明显，他应该换用长度相同但 （选填“更粗”或“更细”）的笔芯进行实验。 10．如图所示，图a为某种调光型台灯中使用的电位器示意图，P为可随转动旋钮改变在碳膜（相当于一根电阻丝）上的位置，A、B、C均为接线柱。电位器与灯泡 联，若要求顺时针转动旋钮可使灯泡亮度增加，应该将接线柱 接入b图中电路。 11．如图所示，甲是亮度可调节台灯，乙是用于调光的电位器内部结构示意图，a、b、c是电位器上的三个接线柱，旋钮可带动滑片转动。为实现调光功能，电位器应与灯 （填“串联”或“并联”）；若顺时针旋转旋钮时灯泡发光变亮，则需将 （填 “a和b”、 “b和c”或 “a和c”）接线柱接入电路；若调节过程中发现灯泡亮度变化不明显，则我们可以用较 （粗、细、短）的电阻丝来更换原来的电阻丝。 12．某同学准备利用所学物理知识制作一个简易调光台灯。 (1)能改变接入电路中电阻大小的元件叫做 ，其中有一种是学生实验室中常用的滑动变阻器，如图甲所示；还有一种是如图乙所示的电位器，其内部结构如图丙所示，它们都是通过改变接入电路中电阻丝的 来改变接入电路中电阻大小的； (2)学习完“练习使用滑动变阻器”后，该同学从网上买了一个合适规格的电位器，准备制作一个简易的调光台灯。如图丁所示，若要使旋钮顺时针转动时台灯变亮，则应将电位器的 两个接线柱分别与电路中的M、N两点相连，闭合开关后，旋转旋钮，台灯 （填“能”或“不能”）完全熄灭。 13．(1)如图所示是一种调光台灯的内部结构示意图，a、b、c是它的三个接线柱。要求：旋钮带动滑片逆时针转动时，灯泡变亮。请按要求完成该电路的连接； (2)如图甲所示为一款带风扇的便携式台灯，台灯和风扇可以单独工作，且风扇有两挡风力（通过开关的通断来实现），图乙是其部分简化电路、请在虚线框内分别填入灯泡和电动机的电路符号； (3)请用笔画线代替导线，根据电路图连接实物图。 14．如图所示，甲为小明自制的一个模拟调光台灯，电位器是调节其亮度的装置；乙为电位器的内部结构示意图，a、b、c是它的三个接线柱，旋钮带动滑片转动。若顺时针旋转旋钮时灯泡发光变亮，请用笔画线代替导线，将图乙中的实物电路连接完整。 15．小刚用如图所示的实验器材来研究调光台灯的工作原理，并连接了部分实验电路。 （1）小刚在连接实验电路之前，应该首先将开关 ； （2）请你用笔画线代替导线，帮小刚连接成完整的实验电路，并让开关闭合时滑动变阻器连入电路的电阻最大 ； （3）小刚连接完成上述实验电路，检查无误后，闭合开关。发现小灯泡不亮。小刚想：是不是电路中某处发生了断路？此时，小刚检验实验电路是否发生断路最简单的操作是： ，观察小灯泡是否发光； （4）小强认为在电路中连入一只电流表，观察电流表是否有示数也能判断电路是否发生了断路。若按照小强的方法进行判断，电流表可以串联在这个电路中的 。 A．电源和开关之间                                    B．开关和小灯泡之间 C．小灯泡和滑动变阻器之间                            D．滑动变阻器和电源之间 【链接中考】 1．（2023·天津·中考真题）电位器实质是一种变阻器，如图是电位器的结构和连入电路的示意图，A、B、C是接线柱。当滑片向A端旋转时，连入电路的电阻（　　）    A．变大 B．变小 C．不变 D．先变大后变小 2．（2024·山东济南·模拟预测）（多选）如图小夜灯具有插座、多位插座、调光台灯、唤醒等多种功能。关于该小夜灯具下列说法正确的是（　　） A．给手机充电时，手机电池相当于用电器 B．手机充电时，台灯与手机串联关系 C．调节台灯亮度的元件相当于滑动变阻器 D．调节台灯亮度的元件与灯泡为串联关系 3．（2025·四川成都·一模）图是电位器原理图，结构如图所示。若要增大喇叭音量，应 （选填“顺时针”或“逆时针”）转动旋钮。喇叭工作一段时间后，无论如何调节滑片，喇叭音量一直很大，响度不变，电路故障可能是电位器 （选填“开路”或“短路”）。 4．（2024·江西南昌·一模）如图所示，这是一款便携式可调光台灯，充满电后可实现4~5小时的持续照明。给台灯充电时，台灯的电池相当于简单电路中的 ；旋转底座上的旋钮可实现调光，则与旋钮联动的电路元件实质是一个 。 5．（2024·福建南平·一模）小萍用图甲所示的实验器材来研究调光台灯的工作原理，并连接实验电路。 （1） 连接电路之前，应该先将开关 ，连接完成实验电路，检查无误后将滑动变阻器滑片移到 端； （2） 闭合开关，发现小灯泡不亮。小萍想：是不是电路中某处发生了断路？要检验实验电路是否发生断路最简单的操作是： ，观察小灯泡发光情况； （3）小萍为了测灯泡电流，将导线a、b分别与标有“-”和“3”的接线柱相连时，电流表指针偏转情况如图乙，此时电流是从导线 （填“a”或“b”）流入电流表。小萍及时纠正错误，检查电路连接无误后，闭合开关，电流表指针如图丙所示，此时电流表的读数为 A。 / 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第5节 跨学科实践：制作简易调光台灯 【题型导航】 【重难题型讲解】 1 题型1 跨学科实践：制作简易调光台灯 1 【能力培优练】 9 【链接中考】 19 【重难题型讲解】 题型1 跨学科实践：制作简易调光台灯 1、学习目标 （1）观察台灯的调光功能，知道台灯的调光原理。 （2）了解电路元件的作用，掌握电路连接的基本方法。 （3）经历调光台灯的制作过程，提高动手操作能力，发现问题、解决问题的能力，提高实验技能。 2、项目原理：变阻器与灯泡串联，利用变阻器改变电路中的电阻，改变灯泡两端的电 压，改变灯泡的亮度. 3.项目跨学科分析： （1）光源的选择：实验室用的小灯泡或市面上的发光二极管。 （2）改变光源的亮度：通过调节变阻器接入电路的阻值，来实现改变灯泡的亮度。 （3）加强台灯的实用性：利用电位器与灯泡 串联，改变接入电路的阻值，可连续控制灯泡的 亮度；选择内表面较光滑的灯罩，增强反光效 果；选择大小合适的底座，增强台灯的稳定性。 4、项目实施关键： （1）设计台灯：①电源电压、小灯泡和变阻 器的规格要匹配，在不损坏器材的前提下，灯泡的亮度变化要明显；②金属(或塑料)管的粗 细长短、灯座的大小及灯罩的反光效果要合适，既实用又美观。 （2）制作台灯：①各个器件要安排紧凑，将电池盒、开关、电位器等固定在底座上；②连接电路时开关要断开，将变阻器调到最大阻值处，检查电路无误后，再闭合开关；③逐渐减小变阻器接入电路的阻值，观察小灯泡的亮度变化。 5、展示交流 （1）向其他同学展示介绍你的作品。 （2）与其他同学交流，看看谁做的台灯既实用又漂亮，还有哪些地方需要改进。 ★特别提醒 （1）为了调节台灯亮度，变阻器与灯泡应该串联。 （2）变阻器通过改变接入电 路中电阻丝的长度来改变灯泡亮度。 （3）如果找不到某些器材和工具，想一想能否用其他器材代替。 【探究归纳】本节课内容活动取材于生活,服务于生活。教学过程中学生经历学习和制作调光台灯的过程,让学生的思维得以发展。通过实践活动,不仅激发了学生们对物理浓厚的兴趣,更是培养了学生科学探究的能力。通过本节课的学习,学生了解了电路的基本原理和灯泡的发光原理,学会了制作可调光的台灯。在制作过程中,学生动手能力得到了锻炼,观察力和创新能力也得到了提升。同时,学生通过合作、讨论和展示,提高了沟通能力和团队协作能力。在实践过程中,学生能够运用所学物理知识解决实际问题,提高了学生解决问题的能力。 【典例1-1】如图， 甲为某调光台灯， 乙为该调光台灯用到的电位器结构图，A、B、C为电位器的三个接线柱。转动滑片可调节灯泡亮度。下列分析不正确的是（　　） A．电位器应与调光台灯的灯泡串联 B．电位器和滑动变阻器的工作原理相同 C．若只将A、B接入电路， 顺时针旋转滑片， 灯泡变亮 D．若只将A、C接入电路， 顺时针旋转滑片， 灯泡亮度不变 【答案】C 【详解】A．电位器串联在电路中能改变电路中电流的大小，图中电位器应与灯泡串联，转动滑片可调节灯泡亮度，故A正确，不符合题意； B．电位器和滑动变阻器的工作原理是相同的，是通过改变连入电路中电阻线的长度来改变电阻的，故B正确，不符合题意； C．若只将A、B接入电路，滑片左边的电阻丝接入电路，即滑片顺时针转动旋钮时，电阻变大，灯泡变暗，故C错误，符合题意； D．若只将A、C接入电路，电位器的全部电阻丝都接入电路，不能改变电路的电流，所以不能改变灯泡的亮度，故D正确，不符合题意。 故选C。 【典例1-2】如图中所示的调光型台灯，通过旋动下方连接碳膜电阻的旋钮，调节灯的亮度。调节亮度的变阻器如图乙所示，它是通过改变接入电路电阻丝的 来改变阻值大小；当B、C端接入电路时，想要将台灯的亮度调亮一些，应 时针旋转滑片P。 【答案】 长度 顺 【详解】[1]通过旋动下方连接碳膜电阻的旋钮，电位器接入电路中的电阻线的长度发生了变化，电阻的大小发生了变化，其实质是个滑动变阻器。 [2]当B、C端接入电路时，顺时针旋转滑片P，电位器接入电路中的电阻变小，根据欧姆定律可知，通过台灯的电流变大，台灯的亮度变亮。 【典例1-3】如图是一种调光台灯电位器（滑动变阻器）的内部结构示意图，a、b、c是它的三个接线柱。要求：旋钮带动滑片顺时针转动时，灯泡变亮，请完成该电路的连接。 【答案】 【详解】由题意知，旋钮带动滑片顺时针转动时，灯泡变亮，说明电路中的电流变大，由可知，电源电压一定时，电路的总电阻应变小，电位器（滑动变阻器）接入电路中的电阻应变小，由图可知，将a和b两接线柱接入电路后，顺时针旋转旋钮时，电阻丝连入电路中的长度变短，其阻值变小，电路中的电流变大，灯泡变亮，如图所示： 【典例1-4】如图（A）所示是江津区某中学的同学们为节能小屋设计的“可以调节亮度的台灯”，如图（B）所示是该调光台灯电位器（滑动变阻器）的内部结构示意图，a、b、c是它的三个接线柱。请你用笔画线代替导线完成图（B）电路的连接（要求：旋钮带动滑片顺时针转动时，灯泡变亮）。 【答案】 【详解】电位器应与灯泡串联接入电路中；旋钮带动滑片顺时针转动时，灯泡变亮，说明电路中的电流变大，由可知，电源电压一定时，电路的总电阻应变小，电位器（滑动变阻器）接入电路中的电阻应变小，由图可知，将b和c两接线柱接入电路，如图所示 。 跟踪训练1 如图所示是一种机械电位器，其中a、c两个接线柱分别连接在环状电阻丝的两端，b接线柱跟铜制滑动触头相连，转动旋钮可带动滑动触头贴着电阻丝滑动。小艾想到如果把它与灯泡串联接入电路，通过转动旋钮可以改变灯的亮度，制成简易调光台灯。要使滑动触头（在电位器背面示意图中）顺时针转动时灯泡变暗，则接入台灯电路的接线柱应是（　　） A．a和c B．a和b C．b和c D．任意两个接线柱 【答案】B 【详解】电位器的实质是变阻器的一种，滑动变阻器通过滑片的移动从而改变电阻，是由于滑片移动以后改变了连入电路中电阻丝的长度；如图所示，如果把它与灯泡串联起来，要想使滑动触头顺时针转动（在电位器背面示意图中），灯泡变暗，说明电路中的电流变小，由欧姆定律得电位器接入电路中的电阻应变大，应将滑片左边部分接入电路，即连接a和b。故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 跟踪训练2 如图甲为某亮度可调节的台灯，图乙为台灯用于调光的电位器结构图，、、是它的三个接线柱，、分别与弧形电阻丝的两端相连，与金属滑片相连。为实现调光功能，顺时针旋动滑片时灯变亮，应将和 接线柱接入电路。 【答案】c 【详解】根据要求，顺时针旋动滑片时灯变亮，即电位器接入电路中的电阻变小，因此应将b、c两接线柱接入电路。 跟踪训练3 作图题： (1)在如图所示电路的○中填入电表符号，使之成为正确的电路图； (2)根据电流方向填入电池和电流表的符号，使电路成为并联电路； (3)一种调光台灯电位器的内部结构示意图如下，a、b、c是它的三个接线柱。要求：开关闭合旋钮带动滑片顺时针转动时，灯泡变亮。请完成该电路的连接。 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）电流表串联接入电路中，电压表并联在电路中，与灯泡L1并联的是电压表，与L2串联的是电流表，如图所示： （2）若左边为电源，右边为电流表，则闭合开关后灯泡L2被短路，所以左边为电流表，右边为电源，电流从电源正极流出，从电源负极流入。如图所示： （3）开关闭合旋钮带动滑片顺时针转动时，灯泡变亮，电流变大，说明电路中电阻减小，所以是b、c接入电路中。如图所示： 跟踪训练4 学习了电学知识后，小江同学动手制作一个可调节亮度的观赏灯，连接了如图1所示的电路。 （1）小江在AB之间接入一个阻值为R的电阻后，闭合开关，灯泡发出明亮的光；他想把灯光调暗一些，应先 开关，然后更换一个阻值更 的电阻； （2）制作过程中，他尝试着更换不同材料，不同长度和不同粗细的电阻丝进行实验，他觉得每次都要更换电阻丝才能实现调节灯泡的亮度很麻烦。请教老师后，他只用一根电阻丝的情况下，可以通过对折电阻丝或改变 来改变电阻的大小从而调节灯泡的亮暗； （3）为了使调节灯泡亮暗的范围大一些，他应选择下表中长度和横截面积都相同的 材料做电阻丝； 几种长1m、横截面积1mm2的导体材料在20℃时的电阻 材料 电阻R/Ω 材料 电阻R/Ω 铜 0.017 镍铬合金 1.09～1.12 铝 0.027 电木 104～108 铁 0.096 橡胶 107～1010 （4）他将选出来的电阻丝接入AB之间，发现要将灯泡亮度明显调暗，需要接入更长的电阻丝，这样做不便于操控。如何在较小范围内安置较长的电阻丝呢？在和同学讨论后，他想到了将电阻丝绕在一个纸筒上，减小了空间。他将导线夹A夹在电阻丝的M端，导线夹B分别夹在电阻丝另一端的不同位置，实现了调节灯泡的亮暗。如图2所示，此时接入电路的电阻丝是 段（选填“MN”、“MP”或“PN”），要将灯泡亮度调亮一些，导线夹B应该往 移动； （5）为了进一步节约空间，他将电阻丝紧密相邻的绕在纸筒上，为避免相邻电阻丝之间电流直接流过的情况出现，他更换了一根带有绝缘层的电阻丝，通过刮掉电阻丝的部分绝缘层，将导线夹B搭在刮掉绝缘层部分的电阻丝上来解决这一问题。他想实现连续调控，然后将导线夹B换成了滑片，滑片能与刮掉绝缘层的部分良好接触，并可以在电阻丝上滑动，这就是一个简易的 ，利用该元件可调节观赏灯的亮度。 【答案】 断开 大 电阻丝接入电路的长度 镍铬合金 MP 左 滑动变阻器 【详解】（1）[1][2]闭合开关，灯泡发出明亮的光，想把灯光调暗一些，电路中的电流减小，需将电阻增大，故应先断开开关，然后更换一个阻值更大的电阻。 （2）[3]他只用一根电阻丝的情况下，可以通过对折电阻丝或改变电阻丝接入电路的长度来改变电阻从而调节灯泡的亮暗。 （3）[4]从表格可知，相同条件下，铜铁铝的电阻太小，电木、橡胶的电阻太大，镍铬合金的电阻较小，为了使调节灯泡亮暗的范围大一些，他应选择下表中长度和横截面积都相同的镍铬合金材料做电阻丝。 （4）[5][6]此时电流从M端流入，从P端流出，故接入电路的电阻丝是MP段，要将灯泡亮度调亮一些，电阻丝接入电路的阻值应变小，导线夹B应该往左移动。 （5）[7]能实现连续改变电阻值大小的装置是滑动变阻器，利用该元件可调节观赏灯的亮度。 【能力培优练】 1．图所示的甲为一种调光型台灯，通过旋动下方连接碳膜电阻的旋钮，就可以调节灯的亮度．调节亮度的电路如图乙所示，P为旋片，可随意转动从而改变在碳膜上的位置．要将图乙连在图丙所示的电路中，要求顺时针旋转旋片可以使灯泡亮度增加，下列接法正确的是 A．A接M  ， B接N B．A接M  ， C接N C．C接M  ， A接N D．C接M  ， B接N 【答案】D 【分析】要求顺时针旋转旋片可以使灯泡亮度增加，说明电路中的电流变大,变阻器连入电路的电阻变小，分析哪种接法符合题意． 【详解】顺时针旋转旋片时，灯泡变亮，电流变大，电源电压不变时，电路中电阻变小，连入电路的部分应该是PC段，C接线柱一定接入，如果连入A、C，则它相当于一个定值电阻，移动旋钮不能改变连入电路的电阻，所以把B、C连入电路． 故选D． 2．一盏调光台灯，其原理如图所示，闭合S，将滑片从左向右移动，电流表的示数和灯L两端的电压变化分别是（　　） A．变大、变大 B．变大、变小 C．变小、变小 D．变小、变大 【答案】C 【详解】由电路图知道，灯泡L与滑动变阻器R串联，电流表测电路中的电流，将滑片从左向右移动时，接入电路中的电阻变大，电路的总电阻变大，由 知道，电路中的电流变小，即电流表的示数变小，故AB错误； 变阻器接入电路中的电阻变大，由串联电路的分压特点知道，滑动变阻器两端的电压变大，灯泡两端的电压变小，故C正确、D错误． 3．如图是可调节亮度的台灯。当转动台灯的调光旋钮，滑片在弧形电阻上滑动，即可调节灯泡亮度。此过程是改变了接入电路中电阻丝的（　　） A．长度 B．材料 C．温度 D．横截面积 【答案】A 【详解】滑动变阻器的工作原理是通过改变接入电路中电阻丝的长度来改变电阻大小，从而改变电路中的电流，达到调节灯泡亮度的目的；所以，转动调光灯的旋钮，滑片在弧形电阻上滑动，此过程是改变接入电阻的长度。故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 4．如图 （甲）为调光台灯，（乙）为一简单调光台灯的电路图，将电路图的M、N两点之间接入一个滑动变阻器，使得滑片P向左移动时，灯泡的亮度减小，则下列方法中正确的是（ ） A．A接M，B接N B．C接M，D接N C．A接M，D接N D．B接M，C接N 【答案】C 【详解】滑片P向左移动时，灯泡的亮度减小，则滑动变阻器的电阻变大，此时电阻丝PD段变长，应选择“D”接线柱，根据“一上一下”原则，可以把“AD”或“BD”接线柱接入电路．故选C。 5．如图甲为调光台灯，乙为一简单调光台灯的电路图，在电路图的M、N两点之间接入一个滑动变阻器，使得滑片P向左移动时，灯泡的亮度减小，则M、N两接线柱可以分别接在（　　） A．A、B B．C、D C．A、D D．B、C 【答案】C 【详解】滑片P向左移动时，灯泡的亮度减小，即此时通过小灯泡的电流变小，根据欧姆定律可知，此时变阻器接入电路的电阻变大，所以应该是变阻器滑片右边的电阻丝接入电路，故必须选择D接线柱，再选择A或B接线柱即可，故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 6．如图，甲为某调光台灯，乙为该调光台灯用到的电位器的结构图，A、B、C为电位器的三个接线柱，转动滑片可调节灯泡亮度。下列分析正确的是（　　） A．电位器应该与调光台灯的灯泡并联 B．电位器是通过改变接入电路中电阻丝的横截面积来改变阻值大小的 C．若只将A、B接入电路，逆时针旋转滑片，灯泡变亮 D．若只将A、C接入电路，顺时针旋转滑片，灯泡变暗 【答案】C 【详解】A．电位器应该与调光台灯的灯泡串联，才能通过改变接入电路的电阻来改变通过小灯泡的电流，从而调节灯泡的亮度，故A错误； B．电位器是通过改变接入电路中电阻丝的长度来改变阻值大小的，故B错误； C．若只将A、B接入电路，逆时针旋转滑片，电位器接入电路的电阻变小，电路中电流变大，灯泡变亮，故C正确； D．若只将A、C接入电路，电位器连成了定值电阻，顺时针旋转滑片，它接入电路的电阻不变，灯泡亮度不变，故D错误。 故选C。 7．如图甲为某同学学习使用的调光台灯，图乙为该调光台灯的工作原理图，在电路图的M、N两点之间接入一个滑动变阻器，使滑片P向左移动时，灯泡的亮度变亮，则下列方法中正确的是（　　） A．M接A；N接D B．M接B；N接C C．M接A；N接B D．M接C；N接D 【答案】B 【详解】在电路图的M、N两点之间接入一个滑动变阻器，使得滑片P向左移动时，灯泡的亮度变亮，此时通过小灯泡的电流变大，说明变阻器接入电路的电阻变小，所以应该是变阻器滑片左边的电阻丝接入电路，故必须选择C接线柱；变阻器的连线一上一下，上面的接线柱选择A或B接线柱均可，故B正确，故ACD错误。 故选B。 8．如图为一款新式无线插座转换器，带有插头、一转多位插座、调光台灯等多种功能，下列说法正确的是（　　） A．台灯工作时，通过它的电流约为100mA B．给手机充电时，台灯与手机串联 C．台灯发光时的电流是正电荷移动形成的 D．台灯可调光是因为灯丝电阻随温度的升高而增大 【答案】A 【详解】A．在日常生活中，台灯工作时，通过它的电流约为100mA，故A正确； B．给手机充电时，台灯与手机可独立工作，互不影响，是并联的，故B错误； C．台灯发光时的电流是电子的定向移动形成的，故C错误； D．台灯可调光是因为调节台灯亮度的元件相当于滑动变阻器，会改变电路中电阻，改变电路电流，故D错误。 故选A。 9．如图是学生设计的模拟调光台灯电路。闭合开关，灯泡发光，向左移动回形针，灯泡 （选填“变亮”或“变暗”）。小明同学发现移动回形针时灯泡亮度变化不明显，他应该换用长度相同但 （选填“更粗”或“更细”）的笔芯进行实验。 【答案】 变亮 更细 【详解】[1]闭合开关，回形针向左移动的过程中，铅笔芯接入电路中的长度变短，电阻减小，根据欧姆定律可知，电流变大，灯泡变亮。 [2]小明发现回形针在移动的过程中灯泡亮度变化不明显，说明电流的变化比较小，根据可知，即铅笔芯电阻变化较小，故应选用电阻较大的铅笔芯，而相同材料和长度的导体，电阻与横截面积成反比，故换用更细的铅笔芯。 10．如图所示，图a为某种调光型台灯中使用的电位器示意图，P为可随转动旋钮改变在碳膜（相当于一根电阻丝）上的位置，A、B、C均为接线柱。电位器与灯泡 联，若要求顺时针转动旋钮可使灯泡亮度增加，应该将接线柱 接入b图中电路。 【答案】 串 A 【详解】[1]如图所示，电流从电源正极出发，通过电位器、灯泡后回到电源负极，形成通路，所以电位器和灯泡是串联的。 [2]如图所示，要使灯泡亮度增加，就需要电流变大，根据欧姆定律可知，当电源电压不变时，电流变大，则电阻变小；当旋钮顺时针转动时，电位器旋钮上方的电阻逐渐减小，所以应该将接线柱A接入b图中电路。 11．如图所示，甲是亮度可调节台灯，乙是用于调光的电位器内部结构示意图，a、b、c是电位器上的三个接线柱，旋钮可带动滑片转动。为实现调光功能，电位器应与灯 （填“串联”或“并联”）；若顺时针旋转旋钮时灯泡发光变亮，则需将 （填 “a和b”、 “b和c”或 “a和c”）接线柱接入电路；若调节过程中发现灯泡亮度变化不明显，则我们可以用较 （粗、细、短）的电阻丝来更换原来的电阻丝。 【答案】 串联 b和c 细 【详解】[1]电位器的实质是一个滑动变阻器，为实现调光功能，电位器应与灯泡串联在电路中。 [2]电位器是通过改变接入电路中电阻丝的长度来改变其接入电路中的电阻；顺时针旋转旋片时，灯泡变亮，说明电流变大，电位器接入电路中的电阻变小，则由图知道，需将b、c接线柱接入电路。 [3]影响电阻大小的因素有材料、长度和横截面积，当材料和长度都一定时，导线的横截面积越大，导线的电阻值就会越小。若调节过程中发现灯泡亮度变化不明显，说明电流的变化比较小，根据欧姆定律知道，电阻变化较小，故应选用电阻较大的细电阻丝来更换原来的电阻丝。 12．某同学准备利用所学物理知识制作一个简易调光台灯。 (1)能改变接入电路中电阻大小的元件叫做 ，其中有一种是学生实验室中常用的滑动变阻器，如图甲所示；还有一种是如图乙所示的电位器，其内部结构如图丙所示，它们都是通过改变接入电路中电阻丝的 来改变接入电路中电阻大小的； (2)学习完“练习使用滑动变阻器”后，该同学从网上买了一个合适规格的电位器，准备制作一个简易的调光台灯。如图丁所示，若要使旋钮顺时针转动时台灯变亮，则应将电位器的 两个接线柱分别与电路中的M、N两点相连，闭合开关后，旋转旋钮，台灯 （填“能”或“不能”）完全熄灭。 【答案】(1) 变阻器 长度 (2)b、c 不能 【详解】（1）[1][2]导体电阻与长度有关，长度越长，电阻越大。能改变接入电路中电阻大小的元件叫做变阻器，其中有一种是学生实验室中常用的滑动变阻器，如图甲所示；还有一种是如图乙所示的电位器，其内部结构如图丙所示，它们都是通过改变接入电路中电阻丝的长度来改变接入电路中电阻大小的。 （2）[1]将电位器的b、c两个接线柱分别与电路中的M、N两点相连，闭合开关后，顺时针旋转旋钮，电位器连入电路的电阻丝变短，电阻变小，则电流变大，台灯变亮。 [2]电位器只能调节灯泡的亮暗，灯泡中始终有电流通过，所以台灯不能完全熄灭。 13．(1)如图所示是一种调光台灯的内部结构示意图，a、b、c是它的三个接线柱。要求：旋钮带动滑片逆时针转动时，灯泡变亮。请按要求完成该电路的连接； (2)如图甲所示为一款带风扇的便携式台灯，台灯和风扇可以单独工作，且风扇有两挡风力（通过开关的通断来实现），图乙是其部分简化电路、请在虚线框内分别填入灯泡和电动机的电路符号； (3)请用笔画线代替导线，根据电路图连接实物图。 【答案】(1) (2)(3) 【详解】（1）旋钮带动滑片逆时针转动时，灯泡变亮，说明逆时针转动时滑动变阻器的阻值变小，此时应接a、b接 线柱，如下图所示： （2）台灯和风扇可以单独工作，说明台灯和风扇是并联的；风扇有两挡风力，说明通过它的电流可变，用一个开关和定值电阻并联，开关断开时，定值电阻和电动机串联；开关闭合时，将定值电阻短路，如图所示： （3）由电路图可知，灯泡和滑动变阻器组成串联电路，电流表测量电路的电流，电压表测量灯泡两端电压，滑动变阻器按照“一上一下”的原则连入电路，且当滑片向右移动时，电路中电流变大，如图所示： 14．如图所示，甲为小明自制的一个模拟调光台灯，电位器是调节其亮度的装置；乙为电位器的内部结构示意图，a、b、c是它的三个接线柱，旋钮带动滑片转动。若顺时针旋转旋钮时灯泡发光变亮，请用笔画线代替导线，将图乙中的实物电路连接完整。 【答案】 【详解】滑片顺时针旋转时，灯泡变亮，原因是电流变大，电源电压不变时，电阻变小，连入电路的电阻丝变短，因此是连入了上面的接线柱c和中间的接线柱b，如图所示： 15．小刚用如图所示的实验器材来研究调光台灯的工作原理，并连接了部分实验电路。 （1）小刚在连接实验电路之前，应该首先将开关 ； （2）请你用笔画线代替导线，帮小刚连接成完整的实验电路，并让开关闭合时滑动变阻器连入电路的电阻最大 ； （3）小刚连接完成上述实验电路，检查无误后，闭合开关。发现小灯泡不亮。小刚想：是不是电路中某处发生了断路？此时，小刚检验实验电路是否发生断路最简单的操作是： ，观察小灯泡是否发光； （4）小强认为在电路中连入一只电流表，观察电流表是否有示数也能判断电路是否发生了断路。若按照小强的方法进行判断，电流表可以串联在这个电路中的 。 A．电源和开关之间                                    B．开关和小灯泡之间 C．小灯泡和滑动变阻器之间                            D．滑动变阻器和电源之间 【答案】 断开 向右移动滑片 ABCD 【详解】（1）[1]在连接电路前，开关应处于断开状态。 （2）[2]题目所进行的探究是用滑动变阻器来调节小灯泡的亮暗程度，那么变阻器应串联在电路中，而变阻器的接线柱应是一上一下的接法。电路中，滑片置于变阻器的最左端，为了让变阻器接入电路的阻值最大，下面的接线柱应接在右端，电路连接如下： （3）[3]闭合开关，小灯泡不亮，可能是变阻器接入电路的阻值太大，造成电路中的电流太小，那么可向右调节滑片，让变阻器接入电路的阻值变小，观察小灯泡是否发光。 （4）[4]实验所用电路是串联电路，则电流处处相等，那么可将电流表接入电路的ABCD任何一处。 【链接中考】 1．（2023·天津·中考真题）电位器实质是一种变阻器，如图是电位器的结构和连入电路的示意图，A、B、C是接线柱。当滑片向A端旋转时，连入电路的电阻（　　）    A．变大 B．变小 C．不变 D．先变大后变小 【答案】B 【详解】由图可知，A、B接线柱接入电路中，则从滑片到A点这部分电阻片接入电路中，当滑片向A端旋转时，电阻片接入电路中的长度变短，则连入电路的电阻变小，故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 2．（2024·山东济南·模拟预测）（多选）如图小夜灯具有插座、多位插座、调光台灯、唤醒等多种功能。关于该小夜灯具下列说法正确的是（　　） A．给手机充电时，手机电池相当于用电器 B．手机充电时，台灯与手机串联关系 C．调节台灯亮度的元件相当于滑动变阻器 D．调节台灯亮度的元件与灯泡为串联关系 【答案】ACD 【详解】A．给手机充电，手机电池消耗电能，相当于用电器，故A正确； B．给手机充电时，台灯与手机可独立工作，互不影响，是并联的，故B错误； CD．滑动变阻器可以调节电路中的电流，从而影响台灯的亮度，因此，调节台灯亮度的元件相当于滑动变阻器，与灯泡串联，故CD正确。 故选ACD。 3．（2025·四川成都·一模）图是电位器原理图，结构如图所示。若要增大喇叭音量，应 （选填“顺时针”或“逆时针”）转动旋钮。喇叭工作一段时间后，无论如何调节滑片，喇叭音量一直很大，响度不变，电路故障可能是电位器 （选填“开路”或“短路”）。 【答案】 逆时针 短路 【详解】[1]电位器相当于滑动变阻器，要增大喇叭音量，需增大通过喇叭的电流。根据欧姆定律，在电源电压不变时，要增大电流需减小电位器接入电路的电阻。由图可知，逆时针转动旋钮，滑片靠近A端，接入电路的电阻丝长度变短，电阻减小，电流增大，喇叭音量增大。 [2]若电位器开路，电路中无电流，喇叭不发声；而现在喇叭音量一直很大且调节滑片响度不变，说明电位器接入电路的电阻始终为0，即电位器短路 。 4．（2024·江西南昌·一模）如图所示，这是一款便携式可调光台灯，充满电后可实现4~5小时的持续照明。给台灯充电时，台灯的电池相当于简单电路中的 ；旋转底座上的旋钮可实现调光，则与旋钮联动的电路元件实质是一个 。 【答案】 用电器 滑动变阻器 【详解】[1]给台灯充电时，电池消耗电能，台灯的电池相当于简单电路中的用电器。 [2]旋转底座上的旋钮可实现调光，则与旋钮联动的电路元件实质是一个滑动变阻器，它是通过改变电阻丝接入电路的长度来改变电阻，从而达到改变电路中电流大小的目的。 5．（2024·福建南平·一模）小萍用图甲所示的实验器材来研究调光台灯的工作原理，并连接实验电路。 （1） 连接电路之前，应该先将开关 ，连接完成实验电路，检查无误后将滑动变阻器滑片移到 端； （2） 闭合开关，发现小灯泡不亮。小萍想：是不是电路中某处发生了断路？要检验实验电路是否发生断路最简单的操作是： ，观察小灯泡发光情况； （3）小萍为了测灯泡电流，将导线a、b分别与标有“-”和“3”的接线柱相连时，电流表指针偏转情况如图乙，此时电流是从导线 （填“a”或“b”）流入电流表。小萍及时纠正错误，检查电路连接无误后，闭合开关，电流表指针如图丙所示，此时电流表的读数为 A。 【答案】 断开 A（左） 移动滑动变阻器的滑片 a 0.34 【详解】（1）[1]在连接电路前，开关应处于断开状态。 [2]闭合开关前，滑动变阻器滑片应处于阻值最大位置，由图可知应将滑片移到A（左）端。 （2）[3]闭合开关，小灯泡不亮，可能是变阻器接入电路的阻值太大，造成电路中的电流太小，那么可向左调节滑片，让变阻器接入电路的阻值变小，观察小灯泡是否发光，若小灯泡仍不发光，说明电路断路，若小灯泡发光，说明电路是通路。 （3）[4]由图乙可知电流表指针反向偏转，说明电流表正负接线柱接反，电流从负接线柱流入，即a端。 [5]如图丙所示，电流表选择小量程，分度值为0.02A，此时电流表的读数为0.34A。 / 学科网（北京）股份有限公司 $$