第5节 跨学科实践：制作简易调光台灯（举一反三讲义）物理新教材人教版九年级全一册

第5节 跨学科实践：制作简易调光台灯 目录 【学习目标】 1 【思维导图】 4 【知识梳理】 4 知识点一：物理核心知识（项目原理基础） 4 知识点二：元件选择知识（项目实施前提） 6 知识点三：工程设计知识（跨学科核心——功能与美观兼顾） 7 知识点四：安全操作知识（项目实施保障） 8 知识点五：实践流程知识（项目完整环节） 8 【方法技巧】 14 方法技巧1 双图设计法（电路图 + 结构草图） 14 方法技巧2 三匹配原则 14 方法技巧3 三先三后接线法 + 牢固固定法​ 14 方法技巧4 故障排查三步法​ 15 【巩固训练】 15 【学习目标】 （一）学习目标 核心素养 具体目标内容 物理观念：深化“变阻器→电阻→电流→亮度”的逻辑关联，实现“理论知识→实践应用”的转化； 跨学科思维：融合物理原理与工程设计知识，培养“用理科原理解决工科实践问题”的整合能力。 1.能整合电路与变阻器知识，明确简易调光台灯的工作原理。 2.能明确调光台灯的电路组成与元件作用。 3.能掌握电路连接的安全常识。 科学探究：通过“设计→制作→调试→优化”的完整实践，提升“动手操作、问题排查、数据记录”能力； 工程实践能力：培养“基于需求设计方案、结合实际优化产品”的工程思维，提升跨学科解决问题的能力。 1.能完成跨学科设计任务。 2.能规范完成实物制作与调试。 3.能记录与分析实践过程。 科学态度：形成“严谨操作、积极探究、合作分享”的实践态度； 社会责任：建立“用知识创造实用产品、重视实践安全”的责任意识，体会跨学科学习的意义。 1.通过小组合作完成制作，感受“团队协作”的重要性，培养沟通与配合能力。 2.在面对调试问题时，能主动分析原因，培养“勇于尝试、不怕失败”的探究精神。 3.完成台灯制作后，体会“物理知识转化为实用产品”的成就感，认识“科学原理服务于生活”的价值，激发对跨学科实践的兴趣。 4.全程重视安全操作，强化“安全第一”的实践意识。 （二）难点 （二）重点难点 1.重点 （1）简易调光台灯的电路设计与原理应用； （2）实物连接与调试：能规范连接元件，通过移动滑片实现灯泡亮度的连续调节，确保台灯基本功能正常； （3）跨学科整合：能结合物理原理与工程设计，兼顾台灯的“功能”与“实用性”； （4）实践安全与过程记录：能遵守低压供电、断电接线等安全规则，完整记录实践过程与问题解决方法。 2.难点 （1）滑动变阻器接线与调光效果的关联判断：难以快速排查“调光失效”的原因，无法建立“接线方式→电阻变化→亮度变化”的直接关联； （2）实践中的问题解决：面对“灯泡不亮”“亮度调节不连续”等实际问题，缺乏系统的排查思路； （3）跨学科设计的平衡：难以兼顾“物理功能”与“工程外观”； （4）小组合作的高效协同：在分工中易出现“职责不清”或“能力不均”，影响制作效率。 【思维导图】 【知识梳理】 知识点一：物理核心知识（项目原理基础） 1.调光核心原理——电阻、电流与亮度的关系 具体规律：变阻器接入电阻变大→电路总电阻变大→电流变小→灯泡两端电压变小→灯泡变暗；反之则变亮。 2.电路组成与连接——串联电路的应用 简易调光台灯的核心电路为串联电路，必含元件：电源（提供电压）、开关（控制通断）、变阻器（调节电阻）、光源（小灯泡/LED，消耗电能发光），元件连接顺序：电源正极→开关→变阻器→光源→电源负极。 3.串联电路特性：电流只有一条路径，各元件电流相等，总电压等于各元件两端电压之和——解释“变阻器分压，改变灯泡两端电压”的本质。 4.变阻器工作特性——接入方式与调节效果 （1）接线规则：必须“一上一下”接线。 （2）滑片调节规律：根据接线柱判断电阻变化（如接“左下+右上”，滑片右移→接入电阻丝变长→电阻变大；接“右下+左上”，滑片左移→接入电阻丝变长→电阻变大）。 【典例1】（2025·西藏·中考真题）为了保护视力，需设计一盏能连续调节亮度的台灯，下列电路图符合要求的是（    ） A． B． C． D． 【变式1】小光设计了一盏能调节亮度的台灯，下列符合要求的电路图是（   ） A． B． C． D． 【变式2】如图所示，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。下列分析不正确的是（　　） A．电位器应该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是相同的 C．若只将A、B接入电路，顺时针旋转滑片，灯泡将变暗 D．若只将A、C接入电路，逆时针旋转滑片，灯泡将变亮 【变式3】滑动变阻器是通过改变接入电路中电阻丝的 来改变电路中的电阻大小的。某调光台灯的简化电路图如图所示，电源电压保持不变，闭合开关，为使台灯变亮，滑片应向 （选填“A”或“B”）端移动。 知识点二：元件选择知识（项目实施前提） 1.光源选择——小灯泡vs发光二极管（LED） 光源类型 特点（选择依据） 适用场景 实验室小灯泡 结构简单、接线方便、亮度随电流变化明显，无需额外限流元件 新手制作（易观察调光效果） 发光二极管（LED） 节能、寿命长、单向导电（需注意正负极连接），部分需串联限流电阻（避免电流过大烧毁） 追求实用性、节能的制作 2.变阻器选择——滑动变阻器vs电位器 （1）核心要求：选择的变阻器需“最大阻值匹配电路”（避免阻值过小无法有效调光，或过大导致电流过小、灯泡过暗），且“允许通过的最大电流≥电路最大电流”（避免超流烧毁）。 （2）常见选择：实验室优先选滑动变阻器（调节直观，易接线）；追求美观便携可选电位器（体积小，可集成在底座，调节旋钮更美观）——理由：二者均通过改变接入电阻丝长度调节电阻，符合调光需求。 3.电源与光源的规格匹配 核心原则：电源电压需与光源额定电压适配（避免电压过高烧毁光源，或过低导致亮度不足）。 示例：若光源为“2.5V 0.3A”小灯泡，电源可选2节干电池（总电压3V，略高于额定电压，通过变阻器分压保护灯泡）；若为“3VLED”，电源可选3V低压电源（直接匹配，变阻器调节亮度）。 滑动变阻器阻值选择要合适 变阻器最大阻值不宜过小（如 10Ω 变阻器接 3V、2.5V 小灯泡，最小电流仍较大，调光范围窄），也不宜过大（如 100Ω 变阻器接 3V 电源，电流过小，灯泡过暗甚至不亮），建议选 “20～50Ω” 变阻器（适配低压小功率光源）。 知识点三：工程设计知识（跨学科核心——功能与美观兼顾） 1.支架设计——结构稳定性与实用性 （1）材料选择：优先选“方便易得、易固定”的材料（如木板、塑料板做底座，金属/塑料管做灯杆），需满足“台灯能稳定立在桌面”（底座重量足够，重心低）。 （2）布局要求 元件（电池盒、开关、变阻器）固定在底座上，位置紧凑且“不影响操作”（如变阻器调节旋钮便于手指转动，开关易按压）； 灯杆长度适中（光源高度适合看书，避免过矮刺眼或过高亮度不足）。 2.灯罩设计——反光与安全 （1）核心功能：灯罩需具备反光性能（可选铝箔、白色硬纸板等材料），将光源发出的散射光集中到照射区域（提升照明效率，减少光浪费）；同时可遮挡光源直射（避免刺眼，符合“看书不刺眼”的项目需求）。 （2）结构要求：灯罩需与灯杆/光源适配（如扣在小灯泡外，不触碰光源，避免高温损坏），开口朝向照射区域（如朝下对着桌面）。 3.导线整理——安全性与美观度 要求：导线需“隐藏或固定”（如从灯杆内部穿线，避免裸露在外缠绕），接线柱连接牢固（防止接触不良导致灯泡闪烁），导线长度适中（不冗余、不拉扯元件）。 重心低 + 固定牢 底座需选“厚重且面积稍大”的材料（如木板、塑料盒），避免头重脚轻（灯杆过高导致台灯倾倒）；元件（电池盒、变阻器）固定在底座时，用螺丝或双面胶贴牢，不允许松动（防止调节滑片时元件移位，导致导线脱落）。 知识点四：安全操作知识（项目实施保障） 1.供电安全——低压供电防触电 必须使用低压电源（如干电池组、3～6V直流电源），禁止使用家庭电路（220V交流电），避免触电风险——符合“安全用电”基本要求。 2.接线与调试安全——保护电路与元件 （1）接线前：必须断开开关，将变阻器滑片移至最大阻值处（此时电路总电阻最大，电流最小，避免闭合开关时电流过大烧毁光源、变阻器）。 （2）调试时：闭合开关后缓慢移动滑片，观察亮度变化，若出现“灯泡不亮、导线发热、变阻器冒烟”，立即断开开关排查故障（禁止通电状态下拔插导线）。 3.元件使用安全——避免超规格操作 （1）光源：不超过其额定电压/电流（如“2.5V小灯泡”不接超过3V的电源）； （2）变阻器：通过的电流不超过其允许的最大电流（如“20Ω0.5A”变阻器，电路电流需≤0.5A）。 断电操作 + 规范接线 接线前必须断开开关，调试时若需调整接线，先断开电源；导线剥绝缘皮时，只剥 1～2cm（过长易裸露短路，过短接触不良），铜芯不允许分叉（需拧成一股再接接线柱）。 知识点五：实践流程知识（项目完整环节） 1.设计环节——两步核心 （1）画“电路原理图”（标注元件符号、接线方式，确保变阻器“一上一下”）； （2）画“结构草图”（标注底座、灯杆、灯罩的形状与元件位置，兼顾功能与美观）。 2.制作环节——操作步骤 （1）固定元件（将电池盒、开关、变阻器用螺丝/胶带固定在底座，灯杆固定在底座边缘）； （2）连接电路（按原理图接线，导线剥去1～2cm绝缘皮，绕紧在接线柱上并拧紧）； （3）安装灯罩（扣在光源外，调整位置确保反光效果）。 3.调试环节——故障排查逻辑（从“电源→开关→变阻器→光源”逐步检查）： （1）灯泡不亮：可能是电源正负极接反、开关接触不良、变阻器接线错误（同上/同下）、光源损坏； （2）无法调光：可能是变阻器接线错误（同上/同下）、滑片接触不良； （3）调试目标：移动滑片时，灯泡亮度能“连续变化”（从暗到亮或从亮到暗）。 4.展示交流环节——核心内容： （1）介绍作品（电路设计、元件选择理由、调光效果）； （2）交流改进方向（如优化灯罩反光材料、缩小底座体积、更换更节能的LED）。 先查电路再通电​ 通电前手动移动滑片，确认滑片能顺畅滑动（无卡顿，避免调节时接触不良）；观察导线是否有 “交叉缠绕”“接错接线柱”（如电源正负极直接连，无经过用电器，会短路烧毁电源）；闭合开关前，将滑片移至最大阻值处（此时电流最小，保护光源和变阻器）。 【典例2】小昕在台灯下看书时，感觉灯光太亮，如图甲。她找来同桌小洋，想利用所学物理知识制作一盏简易调光台灯，达到调节灯光亮度的目的。 (1)小昕尝试利用铅笔芯和鳄鱼夹实现了调节灯泡亮度的功能，如图乙所示。图乙中的连线有一处明显错误是 ；改正后，闭合开关，调节鳄鱼夹M、N之间的距离，发现灯泡亮度和电流表示数都会发生变化，这一现象说明导体的电阻与其 有关； (2)由于铅笔芯易断，小洋在实验室找了一个电位器来替代铅笔芯，如图丙，其内部结构如图丁。小洋查找到表格中的信息，为更好实现电位器调节灯泡亮度的功能，电位器内的电阻丝应选用 （选填“铜丝”或“镍铬合金丝”）更合适； 导线 长度/m 横截面积/mm2 阻值/Ω 铜丝 0.5 0.02 0.5 镍铬合金丝 0.5 0.02 50 (3)请在图戊中用笔画连线，能实现顺时针旋转电位器旋钮时灯泡变亮 ； (4)小昕提出用LED灯替代小灯泡可能会更加节能，她分别测出小灯泡和LED发光时的电压、电流和对应的亮度值，记录了数据如表： 类型 电压/V 电流/A 亮度/Lux 小灯泡 1.2 0.18 50 LED 2.7 0.01 50 请根据以上信息，通过计算说明小灯泡和LED哪个更节能： 。 【变式1】（2025·辽宁大连·模拟预测）跨学科实践：制作简易调光台灯 【项目提出】 台灯是生活中最常见的家用电器之一。生活中为了保护视力，在不同使用场景（例如书写文字和使用电脑）时，对光亮度有着不同的需求，因此很多台灯都有可调亮度的功能。同学们学习了电学知识后也想制作一个简易调光台灯。 【项目分析】 要制作一个简易调光台灯，需要完成以下任务。 （1）了解简易调光台灯的工作原理。 （2）设计一台简易调光台灯。 （3）选择元件，完成制作。 【项目实施】 （1）了解简易调光台灯的工作原理。 由电学知识可知，灯泡的发光亮度由灯泡的实际电功率决定。因此只要改变灯泡的实际电功率，就可以实现调节灯泡亮度的功能。 （2）设计一台简易调光台灯 电源电压不变，为了改变灯泡的实际电功率，可以将灯泡与一个滑动变阻器 联（填“串”或“并”）。通过改变滑动变阻器接入电路的电阻，从而改变灯泡的实际功率，实现调光的目的。 （3）选择元件，完成制作 某同学选择电源、开关、滑动变阻器、小灯泡各一个，导线若干。连接如图甲所示电路。 进行调试时，闭合开关，移动滑动变阻器滑片，发现小灯泡忽明忽暗，出现这种现象的原因是 。 由于滑动变阻器体积较大，于是同学们找来电位器来代替滑动变阻器，电位器的结构图如乙所示，A、B、C为电位器的三个接线柱，转动旋钮可以改变接入电路的电阻。为了顺时针旋转旋钮时电灯变亮，则应该连接的接线柱为( ) A．A 和 B     B．B和C  C． A 和 C 【展示交流】 （1）同学们展示了自己制作的调光台灯，闭合控制开关，旋转电位器的旋钮，小灯泡可以改变亮度，当旋钮旋转到一端时，发现小灯泡不发光。小组同学思考既然可以通过旋转旋钮调节小灯泡从发光到不发光，就可以去掉电路中的控制开关，不必断电。从节能的角度思考，他们这样做是否正确？ （2）有的同学发现有的台灯还配有声控开关，可以用按钮开关或声控开关分别控制台灯，则下列开关部分电路的设计图正确的是( ) 【变式2】在跨学科实践课上，某小组同学开展了“制作模拟调光灯”的项目化学习活动。下面是该小组同学实践的过程，请帮助完成下列内容： 【项目分析】 任务一：寻找可以改变同一个小灯泡亮度的最佳方法 任务二：制作亮度可连续调节的模拟调光灯 【项目实施】 任务一：寻找可以改变同一个小灯泡亮度的最佳方法 （1）检验小灯泡是否完好：如图一是小灯泡的结构图，图二各种检验方法中不能让完好的小灯泡发光的是 。 （2）寻找可以改变同一个小灯泡亮度的最佳方法： 同学们收集了学过的能改变小灯泡亮度的一些方法，图甲是通过分别接一节干电池和接两节干电池来改变小灯泡的亮度；图乙是把长短、粗细相同的铜丝和镍铬合金丝分别接入电路，来改变灯泡亮度；图丙是使铅笔芯一端的夹子固定，随着另一端夹子在铅笔芯上的移动，小灯泡的亮度会发生连续变化；图丁是在电路中接入一个滑动变阻器，来改变灯泡亮度。这四种方法中，图 所示的方法与其它三种方法改变小灯泡亮度的原理有所不同，同学们最终选择了最方便操作的图丁所示的方法。 任务二：制作亮度可连续调节的模拟调光灯 （1）备用器材：学生电源（电压限取5V挡）、开关和若干导线、电流表、电压表，另有各种规格的定值电阻， “2.5V、0.25A”的小灯泡 ， “20Ω、1A”的滑动变阻器。 （2）制作要求：亮度可连续调节：在调光的整个过程中，灯两端的电压不能超过2.5V。 （3）制作过程：同学们初步设计的实物图如图三所示，讨论交流后发现该调光灯不符合制作要求，原因是如果任意调节滑动变阻器的滑片，可能会导致 。 进一步讨论交流后，同学们找到了两个改进方案。 改进方案一：如图四所示，可以在电路中再串联一个阻值为10Ω的定值电阻R0，这样就能符合制作要求； 改进方案二：如果不串联定值电阻，保证滑动变阻器的阻值在 范围内调节也能符合制作要求。对比两改进方案的可操作性后，同学们最终选择了改进方案一。然后动手制作“模拟调光灯”，完成制作后展示交流制作成果。 【项目拓展】 如图五所示是亮度可调的台灯，电位器是调节其亮度的装置。图六是电位器的内部结构示意图， a、b、c是它的三个接线柱，旋钮可带动滑片转动。如果把b和c两接线柱接入电路，顺时针旋转滑片时，台灯的亮度会变 （选填“亮”或“暗”）。 【变式3】物理兴趣小组想要设计一个模拟调光灯的电路。 (1)小珠利用滑动变阻器设计了如题图甲所示的电路，该电路是通过改变连入电路电阻丝的 来改变灯泡亮度的。 (2)小海利用电位器设计了如图乙所示的电路，增加电阻R0的作用是 。为了实现电位器顺时针转动时灯泡变亮，应该A、B端与接线柱 （选填“1和2”、“2和3”或“1和3”）相连。 (3)小珠小海一起利用光敏电阻R和发光二极管设计了如图丙所示的智能调光电路，光敏电阻的阻值R随光照强度E的变化图像如图丁所示，可知随着光照强度的增强，R的阻值 （选填“增大”、“减小”或“不变”）。光线变弱时，二极管的亮度会 （选填“变亮”、“变暗”或“不变”）。 (4)常见的LED灯，由发光二极管组成，是一种将电能主要转化为光能的发光器件。与白炽灯相比，LED灯的优点是 （写出一点即可）。 【方法技巧】 方法技巧1 双图设计法（电路图 + 结构草图） （1） 画电路原理图：用标准符号标注，明确元件连接顺序，重点标注变阻器 “一上一下” 接线柱； （2）画结构草图：标注底座尺寸、元件位置（如电池盒在左、变阻器在右，方便操作）、灯杆高度，用虚线标注导线走向（优先隐藏式，如灯杆穿线）。​ 方法技巧2 三匹配原则 （1）电压匹配：电源电压≈光源额定电压 + 变阻器分压（如 2.5V 灯→3V 电源）； （2）电流匹配：变阻器允许电流≥光源额定电流（如 0.3A 灯→0.5A 变阻器）； （3）功能匹配：新手选小灯泡（易接线），追求节能选 LED（需注意正负极）。 方法技巧3 三先三后接线法 + 牢固固定法​ （1）接线： 先断开关后接线 先接串联主电路（电源→开关→变阻器→光源）后接装饰元件 先接电源负极后接正极（减少触电风险）； （2）固定： 元件用螺丝 / 双面胶固定（接线柱朝上，方便接线）； 导线用卡子或胶带贴在底座边缘（避免缠绕）； 灯杆用胶水固定在底座中心或边缘（确保垂直）。 方法技巧4 故障排查三步法​ （1）看现象：观察灯泡是否亮、亮度是否随滑片移动变化； （2）查接线：重点查变阻器 “一上一下”、光源正负极（LED）、导线接触； （3）测元件：用电流表（串联）测电路电流（若电流为 0→断路，电流过大→短路或接线错误），判断故障原因。 ​ 【巩固训练】 1．下列说法中不符合实际的是（　　） A．一节新的干电池电压为1.5V B．家用电冰箱中的电流约50A C．台灯正常发光电流约为0.2A D．对人体安全的电压为不高于36V 2．（2025·湖北武汉·二模）如图所示，自制水果电池能使发光二极管发光，其中正极是铜片，负极是铝片，下列说法正确的是（　　） A．发光二极管的发光部分是导体 B．导线中的电流方向与电子定向移动方向一致 C．导线中电流方向是从铝片流向铜片的 D．对调水果电池的正负极，发光二极管不能发光 3．如图是用滑动变阻器改变小灯泡亮度的实验装置。下列有关说法错误的是（　　） A．连接电路时，应将开关断开 B．闭合开关前，应该将滑动变阻器的滑片置于最右端 C．闭合开关后，当滑片向左滑动时，小灯泡的亮度由亮变暗 D．滑动变阻器应“一上一下”连入电路 4．如图所示的电路中，MB、NC是两根相同的电阻丝，A为导线，下列说法正确的是（　　） A．S和A接触，当P向右移动时灯变暗 B．S和B接触，当P向右移动时灯变亮 C．S和C接触，当P向左移动时灯变亮 D．S和C接触，当P向右移动时灯变亮 5．如图所示为一款新式无线插座转换器，带有插头、一转多位插座，可调光节能台灯等多种功能。下列说法正确的是（    ） A．给手机充电时，手机电池相当于电路中的电源 B．用插座给手机充电时，台灯与手机串联 C．调节台灯亮度的元件相当于滑动变阻器 D．该转换器的外壳可用金属制成 6．如图所示，将电位器连接在电路中，设计了一个可调节亮度的台灯，下列说法中错误的是（　　） A．闭合开关后，电流流过的是d、P之间的电阻丝 B．若滑片P从图示位置向c点移动，则接入电路的电阻丝长度变长 C．若要使台灯工作时的亮度最小，滑片P应置于图中b点 D．若要关闭台灯，应将滑片P置于图中d点 7．小珺同学发现，家中的台灯亮度可调节，于是他模拟台灯进行了如下图实验，将图甲中的滑动变阻器连入图乙电路的a、b两点间，闭合开关S，他发现当滑片P向D端移动时，电灯L逐渐变暗，则滑动变阻器连入电路的接线柱可能是（   ） A．A和B B．A和D C．B和D D．B和C 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．某同学将一盏台灯接入电路中，闭合台灯开关时，不仅台灯灯泡不亮，同时其它用电器也停止工作，经检查家中空气开关跳闸（闭合台灯开关前并没有跳闸），其原因可能是（　　） A．台灯灯座内的两个接线柱相碰 B．进户线的火线与零线原来就相碰 C．台灯插头处的两个插片有导线相连 D．台灯开关处短路 10．图甲为某款可调节亮度台灯，图乙为其用于调光的电位器结构图在某时刻的状态，a、b、c是它的是三个接线柱，b与金属滑片相连，下列分析正确的是（　　） A．电位器要与灯泡并联接入电路 B．此电位器的正确接入方式有三种 C．此时，若只将a、b接入电路，必须顺时针转动旋钮才能改变灯泡亮度 D．此时，若只将b、c接入电路，逆时针转动旋钮时灯泡变暗 11．如图所示，是一款迷你台灯扇，它既可以照明又可以吹风且互不影响。由于扇叶转动时和空气之间发生摩擦起电现象，长时间使用后扇叶会吸附很多灰尘。下列说法正确的是（　　） A．扇叶和空气摩擦时创造了电荷 B．扇叶和灰尘一定带异种电荷 C．台灯扇中的发光二极管和电动机在电路中是并联的 D．台灯扇中的发光二极管是由超导材料制成的 12．电位器是具有三个引出端、阻值可按某种变化规律调节的电阻元件，其结构如图甲。小明用此电位器调节台灯亮度，台灯部分电路如图乙所示。下列说法正确的是（     ） A．电阻丝可用超导材料制作 B．要调节灯泡亮度，电位器与灯泡并联 C．要调节灯泡亮度，电位器有3种接入方式可以实现目的 D．若只将b、c接入电路M、N两端，顺时针转动滑片时灯泡变亮 13．如图所示，是亮度可调台灯的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。若逆时针旋转旋钮时灯泡变暗，则接入电路中的接线柱为（　　） A．ab B．ac C．bc D．以上方法都可以 14．如图是某同学设计的可调光台灯的模拟电路，电位器有a、b、c三接线柱，下列操作正确且可行的（　　） A．可以将ac接线柱接入电路 B．电阻丝可以用金属铜来做 C．连接ab接线柱，顺时针旋转旋钮灯泡变暗 D．电位器a、b、c三个接线柱应该用半导体材料 15．如图所示，甲为可调亮度台灯，乙为电位器的结构图，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．电位器通过改变接入电路中电阻丝长度，来改变灯泡亮度，和灯泡是并联的 B．将A、C接入电路，顺时针旋转滑片，灯泡变亮 C．将A、B接入电路，逆时针旋转滑片，灯泡变暗 D．将B、C接入电路，顺时针旋转滑片，灯泡变亮 16．房间内的一盏台灯发生故障，不能发光，而房间内其它用电器都能正常工作，则发生故障的原因，不可能的是（　　） A．灯泡灯丝断了 B．开关接触不良 C．插座处，接线脱落 D．进入台灯的两根导线发生短路 17．在“制作调光灯”的实践活动中，小傅设计了如图所示的电路，用A、P两个回形针将一根铅笔芯接入电路中，当A左右移动时，小灯泡亮度会发生变化，下列说法正确的是（    ） A．灯泡亮度的变化是因为铅笔芯的横截面积发生了变化 B．铅笔芯电阻一定比铜丝电阻大 C．为使灯泡亮度变化更明显，应选用长度较长的铅笔芯 D．开关断开后，铅笔芯电阻变为零 18．（多选）小明收集了很多材料和长度都相同但粗细不同的铅笔芯，如图所示，他自制了简易调光灯电路，闭合开关后灯泡亮了。现将夹子A向右移动，下列说法不正确的是（　　） A．灯泡亮度变暗 B．该装置调光的原理与滑动变阻器相似 C．该实验装置可以探究导体电阻与导体材料的关系 D．若灯泡亮度变化不明显，应该调换更粗的铅笔芯 19．如图所示，甲为可调亮度台灯，乙为电位器的结构图，A、B、C为电位器的三个接线柱，台灯与电位器串联，转动滑片可调节灯泡亮度。电位器是通过改变接入电路中电阻丝的 来改变电阻，从而改变电路的电流，达到改变灯泡亮度的目的。若想顺时针旋转滑片，使灯泡的亮度变亮，则应该将电位器的 两个接线柱连入电路。 20．小王家有一个亮度可调的台灯。该台灯外壳是塑料的，它是一种 （选填“导体”或“绝缘体”）。该台灯的电路图如图甲所示，如果用导线将A、B两点连接起来，电路将会 。控制亮度主要通过电位器来实现，电位器结构如图乙所示，当电位器的N、P两个接头接入电路后，要想灯泡变亮，我们应该 （选填“顺时针”或“逆时针”）移动滑片。如果其内部的电阻片制作的更厚一些，它的整体电阻将会 （选填“变大”“变小”或“不变”） 21．如图甲所示，电阻箱的示数为 Ω；如图乙所示是旋转式变阻器的结构图，它通过改变接入电路中电阻片的 （选填“粗细”、“长度”或“材料”）改变电阻，从而改变电路中的电流。A、B、C为它的三个接线柱，P为旋转触针。若将它放入电路中调节灯泡的亮度，逆时针旋转能使灯泡的亮度变大，则应将 （选填“A、B”、“B、C”或“A、C”）接线柱连入电路中。 22．（25-26九年级上·上海·阶段练习）我国家庭电路的电压是 V，一节新的干电池的电压是 V。台灯与控制它的开关是 连接的，与空调是 连接的（后两空选填“串联”或“并联”）。 23．图甲为小明使用的调光台灯，图乙是调光的电位器结构图，顺时针转动旋钮，滑片在弧形电阻丝上同向滑动，灯泡变亮。此时是将电位器的接线柱 （选填“a和b”、“b和c”或“a和c”）接入电路中。小明收集了很多材料和长度都相同但粗细不同的铅笔芯，图丙是他用身边器材自制的简易调光灯电路。闭合开关，当夹子A从最左端移动到右端的过程中，他发现灯泡亮度变化不明显，他应该调换更 （选填“粗”或“细”）的铅笔芯来做实验。 24．小明用毛皮摩擦过的橡胶棒与悬挂着的泡沫小球靠近时，它们相互排斥，则该泡沫小球带 电；为节约用电，小明总是随手关掉家中暂时不使用的用电器，每多关掉一个家用电器，家庭电路中干路的电流 （选填“变大”、 “变小”或“不变”）。小明发现空调和台灯的电源线虽然都是铜线，但规格明显不同，这主要是因为 （填“长度”或“横截面积”）对导线电阻的影响。 25．如图，甲为可调亮度台灯，乙为电位器的结构图，、、为电位器的三个接线柱，转动滑片可调节灯泡亮度，当将接线柱接入电路时，顺时针旋转滑片，灯泡变亮；该电位器是通过改变接入电路中电阻丝的 来改变灯泡亮度的。若只将接线柱、接入电路，顺时针旋转滑片，灯泡变 （选填“亮”或“暗”）。将如图丙的电阻箱接入电路，其电阻值为 Ω。 26．如图甲所示，电阻箱接入电路的阻值为 Ω，图乙为亮度可调的台灯，电位器（就是滑动变阻器）是调节其亮度的装置；图丙为电位器的内部结构示意图，、、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，则需将 （填“和”“和”或“和”）接线柱接入电路。关于电位器上电阻丝的材料，应该选用 （填“铜丝”或“镍铬合金丝”），在闭合开关前，应将阻值调到 （填“最大”或“最小”）来保护电路。 27．下图是一个可调节亮度的台灯和它的简易电路原理图。当滑片P向A端移动时，连入电路中的电阻变 ，电路中的电流变 。 28．如图为小明同学设计的调光灯模拟实验电路图．开关闭合前，滑动变阻器的滑片P应移到 （填“A”或“B”）端；使用过程中要使灯泡变亮，滑片P应向 （填“A”或“B”）端移动；滑动变阻器原理是通过改变连入电路的电阻丝的 来改变电阻。 29．如图所示，小刘用铅笔芯制作的“模拟调光灯”。闭合开关后，左右移动回形针，小灯泡始终不亮，为检查电路故障，小刘将电压表接到A、B两点，测得电压为3.0V，则A、B间 （选填“短路”或“断路”），排除故障后，当回形针向左移动时电流 ，灯两端电压 。（后二空选填“变大”或“变小”或“不变”） 30．如图所示是某同学设计的模拟可调光台灯电路，其中电位器有a、b、c三个接线柱，请用笔画线代替导线，将图中的实物电路连接完整，使闭合开关S后，顺时针旋转旋钮时灯泡变亮（旋钮带动滑片同方向旋转）。 31．如图为某种调光型台灯中使用的电位器示意图。P为旋片，转动旋片改变在碳膜（相当于一根电阻丝）上的位置，A、B分别连在碳膜两端，C为旋片的引出端。以笔画线将图甲连在图乙所示电路中，要求逆时针转动旋片可使灯泡亮度增加。 32．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：旋钮带动滑片逆时针转动时，灯泡变亮。请完成该电路的连接。 33．（2025·湖北·中考真题）有横截面积相同的1.0m长的镍铬丝、0.8m长的锰铜丝和0.5m长的康铜丝各一根，小晶通过实验研究材料、长度对金属丝电阻的影响。其他器材有：干电池、开关、带夹子的导线若干、电流表、1m长的刻度尺。 长度/cm 60.0 40.0 20.0 … 电流/A 1.33 2.61 … (1)请用笔画线代替导线将图甲的实物电路连接完整。 (2)要研究长度对电阻的影响，应选择 （填“同一”或“不同”）金属丝。当镍铬丝接入电路的长度为60.0cm时，电流表示数如图乙，读数为 A。改变长度并记录电流值填入上表，随着长度减小，电路中电流变 ，表明电阻变 。 (3)要研究材料对电阻的影响，可使上述三根金属丝接入电路的长度均为 m（填“0.4”“0.7”或“0.9”）。 (4)完成探究后，小晶将镍铬丝与小灯泡串联接入电路，模拟一个简易调光台灯。当观察到小灯泡变暗时，可推断镍铬丝接入电路的长度变 。 34．如图所示，小明用铅笔芯做滑动变阻器，设计并制作一个模拟的调光灯。器材有：电池（电压为3V）、小灯泡（2.5V  0.3A）、铅笔芯、金属回形针、开关、导线、电压表。 (1)闭合开关，回形针向左移，小灯泡亮度变 。 (2)把电压表和小灯泡并联，调节回形针的位置，当电压表的示数为 V时，在铅笔芯上标记此时回形针的位置。为了安全使用调光灯，回形针向左调节不能超过此位置。 (3)甲、乙两根铅笔芯的长度都是17.5cm，甲的电阻为，乙的电阻为。调节效果可以从两个方面评价：一是小灯泡亮度的变化范围；二是调节的精度，回形针移动一定距离时，电阻变化越小调节精度越高。则铅笔芯甲和乙相比， 调节范围大， 调节精度高。 35．如图所示，小明用铅笔芯做滑动变阻器，设计并制作一个模拟的调光灯。器材有：电池（电压为3V）、小灯泡（2.5V 0.3A）、铅笔芯、金属回形针、开关、导线、电压表。 (1)如图a，铅笔芯和小灯泡的连接方式是 联，闭合开关，回形针向左移，小灯泡亮度变 ； (2)把电压表和小灯泡并联，调节回形针的位置，当电压表的示数为 V时，在铅笔芯上标记此时回形针的位置。为了安全使用调光灯，回形针向左调节不能超过此位置； (3)如图b，甲、乙两根铅笔芯的长度相同粗细不同，则甲乙两端电阻 ，将它们分别接入电路中，调节效果可以从两个方面评价：一是小灯泡亮度的变化范围；二是调节的精度，回形针移动一定距离时，电阻变化越小调节精度越高。则铅笔芯甲和乙相比 。 A．调节范围大，调节精度高 B．调节范围大，调节精度低 C．调节范围小，调节精度高 D．调节范围小，调节精度低 / 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 目录 【学习目标】 1 【思维导图】 4 【知识梳理】 4 知识点一：物理核心知识（项目原理基础） 4 知识点二：元件选择知识（项目实施前提） 7 知识点三：工程设计知识（跨学科核心——功能与美观兼顾） 8 知识点四：安全操作知识（项目实施保障） 9 知识点五：实践流程知识（项目完整环节） 10 【方法技巧】 18 方法技巧1 双图设计法（电路图 + 结构草图） 18 方法技巧2 三匹配原则 18 方法技巧3 三先三后接线法 + 牢固固定法​ 18 方法技巧4 故障排查三步法​ 19 【巩固训练】 19 【学习目标】 （一）学习目标 核心素养 具体目标内容 物理观念：深化“变阻器→电阻→电流→亮度”的逻辑关联，实现“理论知识→实践应用”的转化； 跨学科思维：融合物理原理与工程设计知识，培养“用理科原理解决工科实践问题”的整合能力。 1.能整合电路与变阻器知识，明确简易调光台灯的工作原理。 2.能明确调光台灯的电路组成与元件作用。 3.能掌握电路连接的安全常识。 科学探究：通过“设计→制作→调试→优化”的完整实践，提升“动手操作、问题排查、数据记录”能力； 工程实践能力：培养“基于需求设计方案、结合实际优化产品”的工程思维，提升跨学科解决问题的能力。 1.能完成跨学科设计任务。 2.能规范完成实物制作与调试。 3.能记录与分析实践过程。 科学态度：形成“严谨操作、积极探究、合作分享”的实践态度； 社会责任：建立“用知识创造实用产品、重视实践安全”的责任意识，体会跨学科学习的意义。 1.通过小组合作完成制作，感受“团队协作”的重要性，培养沟通与配合能力。 2.在面对调试问题时，能主动分析原因，培养“勇于尝试、不怕失败”的探究精神。 3.完成台灯制作后，体会“物理知识转化为实用产品”的成就感，认识“科学原理服务于生活”的价值，激发对跨学科实践的兴趣。 4.全程重视安全操作，强化“安全第一”的实践意识。 （二）难点 （二）重点难点 1.重点 （1）简易调光台灯的电路设计与原理应用； （2）实物连接与调试：能规范连接元件，通过移动滑片实现灯泡亮度的连续调节，确保台灯基本功能正常； （3）跨学科整合：能结合物理原理与工程设计，兼顾台灯的“功能”与“实用性”； （4）实践安全与过程记录：能遵守低压供电、断电接线等安全规则，完整记录实践过程与问题解决方法。 2.难点 （1）滑动变阻器接线与调光效果的关联判断：难以快速排查“调光失效”的原因，无法建立“接线方式→电阻变化→亮度变化”的直接关联； （2）实践中的问题解决：面对“灯泡不亮”“亮度调节不连续”等实际问题，缺乏系统的排查思路； （3）跨学科设计的平衡：难以兼顾“物理功能”与“工程外观”； （4）小组合作的高效协同：在分工中易出现“职责不清”或“能力不均”，影响制作效率。 【思维导图】 【知识梳理】 知识点一：物理核心知识（项目原理基础） 1.调光核心原理——电阻、电流与亮度的关系 具体规律：变阻器接入电阻变大→电路总电阻变大→电流变小→灯泡两端电压变小→灯泡变暗；反之则变亮。 2.电路组成与连接——串联电路的应用 简易调光台灯的核心电路为串联电路，必含元件：电源（提供电压）、开关（控制通断）、变阻器（调节电阻）、光源（小灯泡/LED，消耗电能发光），元件连接顺序：电源正极→开关→变阻器→光源→电源负极。 3.串联电路特性：电流只有一条路径，各元件电流相等，总电压等于各元件两端电压之和——解释“变阻器分压，改变灯泡两端电压”的本质。 4.变阻器工作特性——接入方式与调节效果 （1）接线规则：必须“一上一下”接线。 （2）滑片调节规律：根据接线柱判断电阻变化（如接“左下+右上”，滑片右移→接入电阻丝变长→电阻变大；接“右下+左上”，滑片左移→接入电阻丝变长→电阻变大）。 【典例1】（2025·西藏·中考真题）为了保护视力，需设计一盏能连续调节亮度的台灯，下列电路图符合要求的是（    ） A． B． C． D． 【答案】B 【解析】A．当开关闭合后，灯与定值电阻串联，电路不变化，电流也不变化，所以灯的亮度也不会变化，故A不符合题意； B．滑动变阻器能改变与之串联的用电器两端的电压和电路中的电流，当开关闭合后，灯与滑动变阻器串联，灯的亮度能逐渐变化，所以能连续调节亮度，故B符合题意； C．当开关闭合后，灯与定值电阻并联，电路不变化，灯的电流也不变化，所以灯的亮度也不会变化，故C不符合题意； D．当开关闭合后，台灯与滑动变阻器并联，并联电路互相不影响，所以滑片滑动时，灯的亮度不变 ，故D不符合题意。 故选B。 【变式1】小光设计了一盏能调节亮度的台灯，下列符合要求的电路图是（   ） A． B． C． D． 【答案】A 【解析】A．A图，滑动变阻器滑片移到最左端灯泡L被短路，会熄灭，滑动变阻器滑片向右移动，灯泡L和滑片左边部分并联，移动过程中灯泡亮度会变化，故A符合题意； B．B图，滑动变阻器滑片移至最右端，电源会短路，滑片向左移动的过程中，滑动变阻器和灯泡L并联，不能改变灯泡亮度，故B不符合题意； C．C图，灯泡L和定值电阻串联，无法改变灯泡L的亮度，故C不符合题意； D．D图，灯泡L和定值电阻并联，无法改变灯泡L的亮度，故D不符合题意。 故选A。 【变式2】如图所示，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。下列分析不正确的是（　　） A．电位器应该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是相同的 C．若只将A、B接入电路，顺时针旋转滑片，灯泡将变暗 D．若只将A、C接入电路，逆时针旋转滑片，灯泡将变亮 【答案】D 【解析】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，灯泡将变暗，故C正确，不符合题意； 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错误，符合题意。 故选D。 【变式3】滑动变阻器是通过改变接入电路中电阻丝的 来改变电路中的电阻大小的。某调光台灯的简化电路图如图所示，电源电压保持不变，闭合开关，为使台灯变亮，滑片应向 （选填“A”或“B”）端移动。 【答案】 长度 A 【解析】[1]根据滑动变阻器的原理可知，滑动变阻器是通过改变接入电路中电阻丝的长度来改变电路中的电阻大小的。 [2]闭合开关，灯泡和滑动变阻器串联，为使台灯变亮，要增大电路中的电流，电源电压不变，由欧姆定律可知滑动变阻器接入电路的阻值应变小，滑片应向A端移动。 知识点二：元件选择知识（项目实施前提） 1.光源选择——小灯泡vs发光二极管（LED） 光源类型 特点（选择依据） 适用场景 实验室小灯泡 结构简单、接线方便、亮度随电流变化明显，无需额外限流元件 新手制作（易观察调光效果） 发光二极管（LED） 节能、寿命长、单向导电（需注意正负极连接），部分需串联限流电阻（避免电流过大烧毁） 追求实用性、节能的制作 2.变阻器选择——滑动变阻器vs电位器 （1）核心要求：选择的变阻器需“最大阻值匹配电路”（避免阻值过小无法有效调光，或过大导致电流过小、灯泡过暗），且“允许通过的最大电流≥电路最大电流”（避免超流烧毁）。 （2）常见选择：实验室优先选滑动变阻器（调节直观，易接线）；追求美观便携可选电位器（体积小，可集成在底座，调节旋钮更美观）——理由：二者均通过改变接入电阻丝长度调节电阻，符合调光需求。 3.电源与光源的规格匹配 核心原则：电源电压需与光源额定电压适配（避免电压过高烧毁光源，或过低导致亮度不足）。 示例：若光源为“2.5V 0.3A”小灯泡，电源可选2节干电池（总电压3V，略高于额定电压，通过变阻器分压保护灯泡）；若为“3VLED”，电源可选3V低压电源（直接匹配，变阻器调节亮度）。 滑动变阻器阻值选择要合适 变阻器最大阻值不宜过小（如 10Ω 变阻器接 3V、2.5V 小灯泡，最小电流仍较大，调光范围窄），也不宜过大（如 100Ω 变阻器接 3V 电源，电流过小，灯泡过暗甚至不亮），建议选 “20～50Ω” 变阻器（适配低压小功率光源）。 知识点三：工程设计知识（跨学科核心——功能与美观兼顾） 1.支架设计——结构稳定性与实用性 （1）材料选择：优先选“方便易得、易固定”的材料（如木板、塑料板做底座，金属/塑料管做灯杆），需满足“台灯能稳定立在桌面”（底座重量足够，重心低）。 （2）布局要求 元件（电池盒、开关、变阻器）固定在底座上，位置紧凑且“不影响操作”（如变阻器调节旋钮便于手指转动，开关易按压）； 灯杆长度适中（光源高度适合看书，避免过矮刺眼或过高亮度不足）。 2.灯罩设计——反光与安全 （1）核心功能：灯罩需具备反光性能（可选铝箔、白色硬纸板等材料），将光源发出的散射光集中到照射区域（提升照明效率，减少光浪费）；同时可遮挡光源直射（避免刺眼，符合“看书不刺眼”的项目需求）。 （2）结构要求：灯罩需与灯杆/光源适配（如扣在小灯泡外，不触碰光源，避免高温损坏），开口朝向照射区域（如朝下对着桌面）。 3.导线整理——安全性与美观度 要求：导线需“隐藏或固定”（如从灯杆内部穿线，避免裸露在外缠绕），接线柱连接牢固（防止接触不良导致灯泡闪烁），导线长度适中（不冗余、不拉扯元件）。 重心低 + 固定牢 底座需选“厚重且面积稍大”的材料（如木板、塑料盒），避免头重脚轻（灯杆过高导致台灯倾倒）；元件（电池盒、变阻器）固定在底座时，用螺丝或双面胶贴牢，不允许松动（防止调节滑片时元件移位，导致导线脱落）。 知识点四：安全操作知识（项目实施保障） 1.供电安全——低压供电防触电 必须使用低压电源（如干电池组、3～6V直流电源），禁止使用家庭电路（220V交流电），避免触电风险——符合“安全用电”基本要求。 2.接线与调试安全——保护电路与元件 （1）接线前：必须断开开关，将变阻器滑片移至最大阻值处（此时电路总电阻最大，电流最小，避免闭合开关时电流过大烧毁光源、变阻器）。 （2）调试时：闭合开关后缓慢移动滑片，观察亮度变化，若出现“灯泡不亮、导线发热、变阻器冒烟”，立即断开开关排查故障（禁止通电状态下拔插导线）。 3.元件使用安全——避免超规格操作 （1）光源：不超过其额定电压/电流（如“2.5V小灯泡”不接超过3V的电源）； （2）变阻器：通过的电流不超过其允许的最大电流（如“20Ω0.5A”变阻器，电路电流需≤0.5A）。 断电操作 + 规范接线 接线前必须断开开关，调试时若需调整接线，先断开电源；导线剥绝缘皮时，只剥 1～2cm（过长易裸露短路，过短接触不良），铜芯不允许分叉（需拧成一股再接接线柱）。 知识点五：实践流程知识（项目完整环节） 1.设计环节——两步核心 （1）画“电路原理图”（标注元件符号、接线方式，确保变阻器“一上一下”）； （2）画“结构草图”（标注底座、灯杆、灯罩的形状与元件位置，兼顾功能与美观）。 2.制作环节——操作步骤 （1）固定元件（将电池盒、开关、变阻器用螺丝/胶带固定在底座，灯杆固定在底座边缘）； （2）连接电路（按原理图接线，导线剥去1～2cm绝缘皮，绕紧在接线柱上并拧紧）； （3）安装灯罩（扣在光源外，调整位置确保反光效果）。 3.调试环节——故障排查逻辑（从“电源→开关→变阻器→光源”逐步检查）： （1）灯泡不亮：可能是电源正负极接反、开关接触不良、变阻器接线错误（同上/同下）、光源损坏； （2）无法调光：可能是变阻器接线错误（同上/同下）、滑片接触不良； （3）调试目标：移动滑片时，灯泡亮度能“连续变化”（从暗到亮或从亮到暗）。 4.展示交流环节——核心内容： （1）介绍作品（电路设计、元件选择理由、调光效果）； （2）交流改进方向（如优化灯罩反光材料、缩小底座体积、更换更节能的LED）。 先查电路再通电​ 通电前手动移动滑片，确认滑片能顺畅滑动（无卡顿，避免调节时接触不良）；观察导线是否有 “交叉缠绕”“接错接线柱”（如电源正负极直接连，无经过用电器，会短路烧毁电源）；闭合开关前，将滑片移至最大阻值处（此时电流最小，保护光源和变阻器）。 【典例2】小昕在台灯下看书时，感觉灯光太亮，如图甲。她找来同桌小洋，想利用所学物理知识制作一盏简易调光台灯，达到调节灯光亮度的目的。 (1)小昕尝试利用铅笔芯和鳄鱼夹实现了调节灯泡亮度的功能，如图乙所示。图乙中的连线有一处明显错误是 ；改正后，闭合开关，调节鳄鱼夹M、N之间的距离，发现灯泡亮度和电流表示数都会发生变化，这一现象说明导体的电阻与其 有关； (2)由于铅笔芯易断，小洋在实验室找了一个电位器来替代铅笔芯，如图丙，其内部结构如图丁。小洋查找到表格中的信息，为更好实现电位器调节灯泡亮度的功能，电位器内的电阻丝应选用 （选填“铜丝”或“镍铬合金丝”）更合适； 导线 长度/m 横截面积/mm2 阻值/Ω 铜丝 0.5 0.02 0.5 镍铬合金丝 0.5 0.02 50 (3)请在图戊中用笔画连线，能实现顺时针旋转电位器旋钮时灯泡变亮 ； (4)小昕提出用LED灯替代小灯泡可能会更加节能，她分别测出小灯泡和LED发光时的电压、电流和对应的亮度值，记录了数据如表： 类型 电压/V 电流/A 亮度/Lux 小灯泡 1.2 0.18 50 LED 2.7 0.01 50 请根据以上信息，通过计算说明小灯泡和LED哪个更节能： 。 【答案】(1)电流表的正负接线柱接反了 长度 (2)镍铬合金丝 (3)见解析 (4)LED更节能 【解析】（1）[1]图乙中电流从电流表的负接线柱流入，正接线柱流出，明显错误是电流表的正负接线柱接反了。 [2]改正后，闭合开关，调节鳄鱼夹M、N之间的距离，导体接入电路中的长度发生改变，发现灯泡亮的度和电流表示数都会发生变化，即电路中的电阻发生改变，这一现象说明导体的电阻与其长度有关。 （2）据表中数据可知，相同条件下，镍铬合金丝的电阻远大于铜丝的电阻，因此为更好实现电位器调节灯泡亮度的功能，电位器内的电阻丝应选用镍铬合金丝更合适。 （3）根据要求，能实现顺时针旋转电位器旋钮时灯泡变亮，即电阻丝接入电路中阻值变小，长度变短，应将b、c接入电路中，如图所示： （4）根据表格数据可知，相同亮度情况下，小灯泡消耗的电功率为 LED消耗的电功率为 因此LED更节能。 【变式1】（2025·辽宁大连·模拟预测）跨学科实践：制作简易调光台灯 【项目提出】 台灯是生活中最常见的家用电器之一。生活中为了保护视力，在不同使用场景（例如书写文字和使用电脑）时，对光亮度有着不同的需求，因此很多台灯都有可调亮度的功能。同学们学习了电学知识后也想制作一个简易调光台灯。 【项目分析】 要制作一个简易调光台灯，需要完成以下任务。 （1）了解简易调光台灯的工作原理。 （2）设计一台简易调光台灯。 （3）选择元件，完成制作。 【项目实施】 （1）了解简易调光台灯的工作原理。 由电学知识可知，灯泡的发光亮度由灯泡的实际电功率决定。因此只要改变灯泡的实际电功率，就可以实现调节灯泡亮度的功能。 （2）设计一台简易调光台灯 电源电压不变，为了改变灯泡的实际电功率，可以将灯泡与一个滑动变阻器 联（填“串”或“并”）。通过改变滑动变阻器接入电路的电阻，从而改变灯泡的实际功率，实现调光的目的。 （3）选择元件，完成制作 某同学选择电源、开关、滑动变阻器、小灯泡各一个，导线若干。连接如图甲所示电路。 进行调试时，闭合开关，移动滑动变阻器滑片，发现小灯泡忽明忽暗，出现这种现象的原因是 。 由于滑动变阻器体积较大，于是同学们找来电位器来代替滑动变阻器，电位器的结构图如乙所示，A、B、C为电位器的三个接线柱，转动旋钮可以改变接入电路的电阻。为了顺时针旋转旋钮时电灯变亮，则应该连接的接线柱为( ) A．A 和 B     B．B和C  C． A 和 C 【展示交流】 （1）同学们展示了自己制作的调光台灯，闭合控制开关，旋转电位器的旋钮，小灯泡可以改变亮度，当旋钮旋转到一端时，发现小灯泡不发光。小组同学思考既然可以通过旋转旋钮调节小灯泡从发光到不发光，就可以去掉电路中的控制开关，不必断电。从节能的角度思考，他们这样做是否正确？ （2）有的同学发现有的台灯还配有声控开关，可以用按钮开关或声控开关分别控制台灯，则下列开关部分电路的设计图正确的是( ) 【答案】串 滑动变阻器滑片与电阻丝接触不良 B 见解析 A 【解析】[1]电源电压不变，为了改变灯泡的实际电功率，可以将灯泡与一个滑动变阻器串联。通过改变滑动变阻器接入电路的电阻，以此改变灯泡通过的电流和灯泡两端的电压，达到改变灯泡实际功率的目的。 [2]进行调试时，闭合开关，移动滑动变阻器滑片，发现小灯泡忽明忽暗，出现这种现象的原因是滑动变阻器滑片与电阻丝接触不良。 [3]电位器的结构图如乙所示，为了顺时针旋转旋钮时电灯变亮，则顺时针旋转时接入电路的电阻长度变短，电阻变小，因此应该连接的接线柱为B和C。 故选B。 [4]从节能角度看，旋钮旋转到使灯泡不发光时，电路中仍有电流通过电位器等元件，会消耗电能。而控制开关可在不需要使用台灯时彻底切断电路，达到节能目的。 [5]有的同学发现有的台灯还配有声控开关，可以用按钮开关或声控开关分别控制台灯，即按钮开关和声控开关均可单独控制台灯亮灭，则两开关应并联。故电路设计图正确的是A。 【变式2】在跨学科实践课上，某小组同学开展了“制作模拟调光灯”的项目化学习活动。下面是该小组同学实践的过程，请帮助完成下列内容： 【项目分析】 任务一：寻找可以改变同一个小灯泡亮度的最佳方法 任务二：制作亮度可连续调节的模拟调光灯 【项目实施】 任务一：寻找可以改变同一个小灯泡亮度的最佳方法 （1）检验小灯泡是否完好：如图一是小灯泡的结构图，图二各种检验方法中不能让完好的小灯泡发光的是 。 （2）寻找可以改变同一个小灯泡亮度的最佳方法： 同学们收集了学过的能改变小灯泡亮度的一些方法，图甲是通过分别接一节干电池和接两节干电池来改变小灯泡的亮度；图乙是把长短、粗细相同的铜丝和镍铬合金丝分别接入电路，来改变灯泡亮度；图丙是使铅笔芯一端的夹子固定，随着另一端夹子在铅笔芯上的移动，小灯泡的亮度会发生连续变化；图丁是在电路中接入一个滑动变阻器，来改变灯泡亮度。这四种方法中，图 所示的方法与其它三种方法改变小灯泡亮度的原理有所不同，同学们最终选择了最方便操作的图丁所示的方法。 任务二：制作亮度可连续调节的模拟调光灯 （1）备用器材：学生电源（电压限取5V挡）、开关和若干导线、电流表、电压表，另有各种规格的定值电阻， “2.5V、0.25A”的小灯泡 ， “20Ω、1A”的滑动变阻器。 （2）制作要求：亮度可连续调节：在调光的整个过程中，灯两端的电压不能超过2.5V。 （3）制作过程：同学们初步设计的实物图如图三所示，讨论交流后发现该调光灯不符合制作要求，原因是如果任意调节滑动变阻器的滑片，可能会导致 。 进一步讨论交流后，同学们找到了两个改进方案。 改进方案一：如图四所示，可以在电路中再串联一个阻值为10Ω的定值电阻R0，这样就能符合制作要求； 改进方案二：如果不串联定值电阻，保证滑动变阻器的阻值在 范围内调节也能符合制作要求。对比两改进方案的可操作性后，同学们最终选择了改进方案一。然后动手制作“模拟调光灯”，完成制作后展示交流制作成果。 【项目拓展】 如图五所示是亮度可调的台灯，电位器是调节其亮度的装置。图六是电位器的内部结构示意图， a、b、c是它的三个接线柱，旋钮可带动滑片转动。如果把b和c两接线柱接入电路，顺时针旋转滑片时，台灯的亮度会变 （选填“亮”或“暗”）。 【答案】B 甲 灯泡被烧坏 亮 【解析】任务一： （1）[1]小灯泡发光需要形成完整的电流回路，电流从电源正极流出，经过小灯泡的灯丝，再回到电源负极。 A．电流从电源正极流出，经过小灯泡的金属点、灯丝，再通过螺旋套回到电源负极，形成了完整的回路，能让小灯泡发光，故 A不符合题意； B．电流从电源正极流出，经过导线直接回到电源负极，电源短路，电流不能经过灯丝，不能让小灯泡发光，故B符合题意； C．电流从电源正极流出，经过导线、小灯泡的螺旋套、灯丝，再通过另一条导线回到电源负极，形成了完整的回路，能让小灯泡发光，故C不符合题意； D．在这个电路中，电流从电源正极流出后，经过螺旋套，经过灯丝回到了电源负极，形成完整的电流回路，能让小灯泡发光，故D不符合题意。 故选B。 （2）[2]图甲是通过改变电源电压的方法改变灯泡亮度的，而另外三个图是通过改变与灯泡串联的电阻，从而改变电路的总电阻来改变电流，达到改变灯泡亮度的目的，所以，图甲所示的方法与其它三种方法改变小灯泡亮度的原理有所不同。 任务二： （3）[3]同学们设计的实物图如图三所示，电压限为5V，灯两端的电压不能超过2.5V，该调光灯不符合制作要求，原因是如果任意调节滑动变阻器的滑片，滑片向右移动时，会使灯泡两端电压超过它的额定电压，可能会导致灯泡被烧坏。 【项目拓展】[4]如果把b和c两接线柱接入电路，顺时针旋转滑片时，变阻器连入的阻值变小，电路中电流会变大，台灯的亮度会变亮。 【变式3】物理兴趣小组想要设计一个模拟调光灯的电路。 (1)小珠利用滑动变阻器设计了如题图甲所示的电路，该电路是通过改变连入电路电阻丝的 来改变灯泡亮度的。 (2)小海利用电位器设计了如图乙所示的电路，增加电阻R0的作用是 。为了实现电位器顺时针转动时灯泡变亮，应该A、B端与接线柱 （选填“1和2”、“2和3”或“1和3”）相连。 (3)小珠小海一起利用光敏电阻R和发光二极管设计了如图丙所示的智能调光电路，光敏电阻的阻值R随光照强度E的变化图像如图丁所示，可知随着光照强度的增强，R的阻值 （选填“增大”、“减小”或“不变”）。光线变弱时，二极管的亮度会 （选填“变亮”、“变暗”或“不变”）。 (4)常见的LED灯，由发光二极管组成，是一种将电能主要转化为光能的发光器件。与白炽灯相比，LED灯的优点是 （写出一点即可）。 【答案】(1)长度 (2)保护电路 1和2 (3)减小 变暗 (4)见解析 【解析】（1）影响电阻大小的因素有：导体的材料、长度和横截面积。滑动变阻器是通过改变连入电路电阻丝的长度来改变电阻大小，进而改变电路中的电流，从而改变灯泡亮度。 （2）[1]当电位器接入电路的电阻为零时，如果没有电阻R0的作用，由于电路中的电流过大可能烧毁灯泡，所以增加电阻R0是为了保护电路。 [2]电位器顺时针转动时灯泡变亮，说明电位器接入电阻变小，故应该A、B端与接线柱1和2相连。 （3）[1]由图丁可知，随着光照强度的增强，R的阻值减小。 [2]当光线变弱时，R的阻值增大，根据欧姆定律可知，当电压不变时，电路中的电流变小，所以二极管的亮度会变暗。 （4）LED灯与白炽灯相比，电光转化效率更高，所以更节能，节能灯还有寿命长等优点。 【方法技巧】 方法技巧1 双图设计法（电路图 + 结构草图） （1） 画电路原理图：用标准符号标注，明确元件连接顺序，重点标注变阻器 “一上一下” 接线柱； （2）画结构草图：标注底座尺寸、元件位置（如电池盒在左、变阻器在右，方便操作）、灯杆高度，用虚线标注导线走向（优先隐藏式，如灯杆穿线）。​ 方法技巧2 三匹配原则 （1）电压匹配：电源电压≈光源额定电压 + 变阻器分压（如 2.5V 灯→3V 电源）； （2）电流匹配：变阻器允许电流≥光源额定电流（如 0.3A 灯→0.5A 变阻器）； （3）功能匹配：新手选小灯泡（易接线），追求节能选 LED（需注意正负极）。 方法技巧3 三先三后接线法 + 牢固固定法​ （1）接线： 先断开关后接线 先接串联主电路（电源→开关→变阻器→光源）后接装饰元件 先接电源负极后接正极（减少触电风险）； （2）固定： 元件用螺丝 / 双面胶固定（接线柱朝上，方便接线）； 导线用卡子或胶带贴在底座边缘（避免缠绕）； 灯杆用胶水固定在底座中心或边缘（确保垂直）。 方法技巧4 故障排查三步法​ （1）看现象：观察灯泡是否亮、亮度是否随滑片移动变化； （2）查接线：重点查变阻器 “一上一下”、光源正负极（LED）、导线接触； （3）测元件：用电流表（串联）测电路电流（若电流为 0→断路，电流过大→短路或接线错误），判断故障原因。 ​ 【巩固训练】 1．下列说法中不符合实际的是（　　） A．一节新的干电池电压为1.5V B．家用电冰箱中的电流约50A C．台灯正常发光电流约为0.2A D．对人体安全的电压为不高于36V 【答案】B 【解析】A．不同的电源提供不同的电压，一节新的干电池电压为1.5V，故A不符合题意； B．一台家用电冰箱工作时的功率约为220W，根据P=UI可得，工作时的电流约为 远小于50A，故B符合题意； C．台灯正常发光的电功率约40W，电流约为 故C不符合题意； D．根据生活常识可知，对人体的安全电压为不高于36V，故D不符合题意。 故选B。 2．（2025·湖北武汉·二模）如图所示，自制水果电池能使发光二极管发光，其中正极是铜片，负极是铝片，下列说法正确的是（　　） A．发光二极管的发光部分是导体 B．导线中的电流方向与电子定向移动方向一致 C．导线中电流方向是从铝片流向铜片的 D．对调水果电池的正负极，发光二极管不能发光 【答案】D 【解析】A．发光二极管的发光部分是半导体，故A错误； B．人为规定电流方向与正电荷定向移动方向相同，导线中的电流是电子定向移动形成的，电流的方向与电子定向移动方向相反，故B错误； C．自制水果电池正极是铜片，负极是铝片，在电池外部的导线，电流从电池的正极流向负极，即从铜片流向铝片，在电池内部的导线，电流从电池的负极流向正极，即从铝片流向铜片，故C错误； D．对调水果电池的正负极，电流方向发生改变，由于发光二极管具有单向导电性，发光二极管不能发光，故D正确。 故选D。 3．如图是用滑动变阻器改变小灯泡亮度的实验装置。下列有关说法错误的是（　　） A．连接电路时，应将开关断开 B．闭合开关前，应该将滑动变阻器的滑片置于最右端 C．闭合开关后，当滑片向左滑动时，小灯泡的亮度由亮变暗 D．滑动变阻器应“一上一下”连入电路 【答案】C 【解析】AB．连接实物电路时，为了保护电路，开关必须是断开的；闭合开关前滑动变阻器连入电路的阻值应最大，由电路图可知，滑动变阻器滑片左端的电阻丝接入电路，应将滑动变阻器的滑片置于阻值最大处，即最右端，故A、B正确不符合题意； C．闭合开关后，当滑片向左滑动时，滑动变阻器接入电路的电阻减小，电路中的电流增大，小灯泡变亮，故C错误，符合题意； D．滑动变阻器应“一上一下”接入电路，故D正确，不符合题意。 故选C。 4．如图所示的电路中，MB、NC是两根相同的电阻丝，A为导线，下列说法正确的是（　　） A．S和A接触，当P向右移动时灯变暗 B．S和B接触，当P向右移动时灯变亮 C．S和C接触，当P向左移动时灯变亮 D．S和C接触，当P向右移动时灯变亮 【答案】A 【解析】A．S和A接触，两根电阻丝串联，当P向右移动时，两根电阻丝连入电路的阻值都变大，电路总电阻变大，根据欧姆定律可知，电路电流变小，灯泡变暗，故A正确； B．S和B接触，两根电阻丝串联，当P向右移动时，下面电阻丝连入电路的阻值变大，上面电阻丝连入电路的阻值变小，且MB、NC是两根相同的电阻丝，下面电阻丝增大的电阻等于上面电阻丝减小电阻，电路总电阻不变，电流不变，灯亮度不变，故B错误； CD．S和C接触，下面电阻全部连入电路中，相当于定值电阻，当P向左移动或向右移动时，电路电阻不变，电流不变，灯亮度不变，故CD错误。 故选A。 5．如图所示为一款新式无线插座转换器，带有插头、一转多位插座，可调光节能台灯等多种功能。下列说法正确的是（    ） A．给手机充电时，手机电池相当于电路中的电源 B．用插座给手机充电时，台灯与手机串联 C．调节台灯亮度的元件相当于滑动变阻器 D．该转换器的外壳可用金属制成 【答案】C 【解析】A．给手机充电时，手机电池消耗电能，相当于电路中的用电器，故A错误； B．给手机充电时，台灯与手机互不影响，所以台灯与手机是并联的，故B错误； C．调节台灯亮度的元件相当于滑动变阻器，通过改变变阻器接入电路的电阻，从而改变电路中的电流，进而改变台灯亮度，故C正确； D．金属是导体，容易导电，所以外壳不可用金属制成，否则会导致触电，故D错误。 故选C。 6．如图所示，将电位器连接在电路中，设计了一个可调节亮度的台灯，下列说法中错误的是（　　） A．闭合开关后，电流流过的是d、P之间的电阻丝 B．若滑片P从图示位置向c点移动，则接入电路的电阻丝长度变长 C．若要使台灯工作时的亮度最小，滑片P应置于图中b点 D．若要关闭台灯，应将滑片P置于图中d点 【答案】D 【解析】A．闭合开关后，电流从电源正极流出，经过开关、滑片P，再回到电源负极，所以电流流过的是d、P之间的电阻丝，故A正确，不符合题意； B．滑片P向c点移动时， d、P之间的电阻丝长度变长，所以接入电路的电阻丝长度变长，故B正确，不符合题意； C．台灯亮度最小，意味着通过台灯的电流最小，此时电路中的电阻应最大。从图中可知，当滑片P置于b点时，d、P之间电阻丝全部接入电路，电阻最大，电流最小，台灯亮度最小，故C正确，不符合题意； D．当滑片P置于d点时，相当于把d点和b点短接，电阻丝接入电路的电阻为0，此时电路中电流较大，台灯会亮，而不是关闭台灯，故D错误，符合题意。 故选D。 7．小珺同学发现，家中的台灯亮度可调节，于是他模拟台灯进行了如下图实验，将图甲中的滑动变阻器连入图乙电路的a、b两点间，闭合开关S，他发现当滑片P向D端移动时，电灯L逐渐变暗，则滑动变阻器连入电路的接线柱可能是（   ） A．A和B B．A和D C．B和D D．B和C 【答案】B 【解析】闭合开关S，他发现当滑片P向D端移动时，电灯L逐渐变暗，说明通过灯的电流变小，滑动变阻器接入电路电阻变大，因此滑动变阻器下接线柱一定接A接线柱，上接线柱接C或D都可以，故B符合题意，ACD不符合题意。 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 【解析】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．某同学将一盏台灯接入电路中，闭合台灯开关时，不仅台灯灯泡不亮，同时其它用电器也停止工作，经检查家中空气开关跳闸（闭合台灯开关前并没有跳闸），其原因可能是（　　） A．台灯灯座内的两个接线柱相碰 B．进户线的火线与零线原来就相碰 C．台灯插头处的两个插片有导线相连 D．台灯开关处短路 【答案】A 【解析】空气开关跳闸可能是用电器的总功率过大，也可能是发生了短路； A．台灯灯座内的两个接线柱相碰，当闭合台灯开关时，会导致家庭电路中的火线和零线直接相连而发生短路，空气开关跳闸，故A符合题意； B．进户线的火线与零线在家中空气开关的前面，若进户线的火线与零线相碰，不会导致家中空气开关跳闸，故B不符合题意； C．台灯插头处的两个插片有导线相连，当插头插入插座时就会使火线和零线直接相连，造成电路短路，空气开关跳闸。而不是闭合台灯开关时才会跳闸，故C不符合题意； D．台灯开关处短路时，开关失去控制作用，台灯会始终处于亮的状态，不会导致电路中的电流过大，空气开关不会跳闸，其他用电器也能正常工作，故D不符合题意。 故选A。 10．图甲为某款可调节亮度台灯，图乙为其用于调光的电位器结构图在某时刻的状态，a、b、c是它的是三个接线柱，b与金属滑片相连，下列分析正确的是（　　） A．电位器要与灯泡并联接入电路 B．此电位器的正确接入方式有三种 C．此时，若只将a、b接入电路，必须顺时针转动旋钮才能改变灯泡亮度 D．此时，若只将b、c接入电路，逆时针转动旋钮时灯泡变暗 【答案】D 【解析】A．电位器通过改变接入电路中电阻丝的长度来改变电阻，达到改变灯泡亮度的目的，所以图中电位器应与灯泡串联，故A错误； B．此电位器的正确接入方式有两种，分别是只将a、b接入电路，或只将b、c接入电路。故B错误； C．若只将a、b接入电路，顺时针转动旋钮时，电位器接入电路中的阻值变大，逆时针转动旋钮时，电位器接入电路中的阻值变小。所以都能改变灯泡的亮度，故C错误； D．若只将b、c接入电路，滑片右边的电阻丝接入电路，逆时针转动旋钮时，电位器接入电路的电阻变大，电流变小，灯泡变暗，故D正确。 故选D。 11．如图所示，是一款迷你台灯扇，它既可以照明又可以吹风且互不影响。由于扇叶转动时和空气之间发生摩擦起电现象，长时间使用后扇叶会吸附很多灰尘。下列说法正确的是（　　） A．扇叶和空气摩擦时创造了电荷 B．扇叶和灰尘一定带异种电荷 C．台灯扇中的发光二极管和电动机在电路中是并联的 D．台灯扇中的发光二极管是由超导材料制成的 【答案】C 【解析】A．扇叶和空气摩擦时，会发生电荷的转移，但不会创造电荷，故A错误； B．带电体可以吸引轻小的物体，若灰尘不带电，扇叶带电时也可以吸引轻小的灰尘。所以扇叶和灰尘不一定带异种电荷，故B错误； C．因为台灯扇可以照明又可以吹风且互不影响，所以台灯扇中的发光二极管和电动机在电路中是并联的，故C正确； D．发光二极管主要由硅、砷等半导体材料制成，故D错误。 故选C。 12．电位器是具有三个引出端、阻值可按某种变化规律调节的电阻元件，其结构如图甲。小明用此电位器调节台灯亮度，台灯部分电路如图乙所示。下列说法正确的是（     ） A．电阻丝可用超导材料制作 B．要调节灯泡亮度，电位器与灯泡并联 C．要调节灯泡亮度，电位器有3种接入方式可以实现目的 D．若只将b、c接入电路M、N两端，顺时针转动滑片时灯泡变亮 【答案】D 【解析】A．超导材料的电阻为零，当把超导材料接入电路，转动旋钮不能改变电路中电流的大小，则不能改变台灯的亮度，所以电阻丝不能用超导材料来制作，故A错误； B．电位器要调节灯泡两端，则电位器应串联在电路中改变电路中电流的大小，所以图中电位器应与灯泡串联，故B错误； C．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；当将b、c或a、b接入电路，通过调节旋钮，可以改变接入电路电阻，进而改变电路中的电流，所以要调节灯泡亮度，电位器有2种接入方式可以实现目的，故C错误； D．若只将b、c接入电路M、N两端，滑片右边的电阻丝接入电路；顺时针转动旋钮时，电位器接入电路的电阻变小，电路中电流变大，灯泡变亮，故D正确。 故选D。 13．如图所示，是亮度可调台灯的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。若逆时针旋转旋钮时灯泡变暗，则接入电路中的接线柱为（　　） A．ab B．ac C．bc D．以上方法都可以 【答案】C 【解析】若逆时针旋转旋钮时灯泡变暗，表明接电阻变大，电流中电流变小，则接入电路中的接线柱为bc，故ABD不符合题意，C符合题意。 故选C。 14．如图是某同学设计的可调光台灯的模拟电路，电位器有a、b、c三接线柱，下列操作正确且可行的（　　） A．可以将ac接线柱接入电路 B．电阻丝可以用金属铜来做 C．连接ab接线柱，顺时针旋转旋钮灯泡变暗 D．电位器a、b、c三个接线柱应该用半导体材料 【答案】C 【解析】A．若将a、c接入电路中，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A不符合题意； B．电阻丝是用电阻率大、熔点高的导体材料制成的，金属铜的电阻率较小，故B不符合题意； C．若将a、b接入电路，则滑片左边的电阻丝接入电路，顺时针转动旋钮时，电位器接入电路的电阻变大，电路中电流变小，灯泡变暗，故C符合题意； D．电位器a、b、c三个接线柱应选择导电性能良好的金属材料，以确保良好的电接触和稳定的导电性，故D不符合题意。 故选C。 15．如图所示，甲为可调亮度台灯，乙为电位器的结构图，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．电位器通过改变接入电路中电阻丝长度，来改变灯泡亮度，和灯泡是并联的 B．将A、C接入电路，顺时针旋转滑片，灯泡变亮 C．将A、B接入电路，逆时针旋转滑片，灯泡变暗 D．将B、C接入电路，顺时针旋转滑片，灯泡变亮 【答案】D 【解析】A．电位器是通过改变接入电路中电阻丝的长度来改变电阻，从而改变电路的电流达到改变灯泡亮度的目的，应与灯泡串联，故A错误； B．将A、C接入电路，顺时针旋转滑片，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B错误； C．若只将A、B接入电路，滑片左边的电阻丝接入电路，逆时针旋转滑片，电阻丝连入电路的长度发生变短，电阻变小，电路的电流变大，灯泡的亮度变亮，故C错误； D．若只将B、C接入电路，滑片右边的电阻丝接入电路，顺时针旋转滑片，电阻丝连入电路的长度发生变短，电阻变小，电路的电流变大，灯泡的亮度变亮，故D正确。 故选D。 16．房间内的一盏台灯发生故障，不能发光，而房间内其它用电器都能正常工作，则发生故障的原因，不可能的是（　　） A．灯泡灯丝断了 B．开关接触不良 C．插座处，接线脱落 D．进入台灯的两根导线发生短路 【答案】D 【解析】因其他电器都正常因此故障应出在灯泡及灯泡的开关上，且家庭电路为并联电路，不能发生短路，若台灯的导线短路，则保险丝会烧断，其他用电器均不能工作，故应是灯泡灯丝断或开关接触不良，或者是插座处接线脱落；故D符合题意，ABC不符合题意。 故选D。 17．在“制作调光灯”的实践活动中，小傅设计了如图所示的电路，用A、P两个回形针将一根铅笔芯接入电路中，当A左右移动时，小灯泡亮度会发生变化，下列说法正确的是（    ） A．灯泡亮度的变化是因为铅笔芯的横截面积发生了变化 B．铅笔芯电阻一定比铜丝电阻大 C．为使灯泡亮度变化更明显，应选用长度较长的铅笔芯 D．开关断开后，铅笔芯电阻变为零 【答案】C 【解析】A．当A左右移动时，小灯泡亮度会发生变化，是因为铅笔芯的长度发生了变化，铅笔芯接入电路的电阻发生变化，电路电流发生变化，故A错误； B．导体的电阻和导体的材料、长度、横截面积有关，单从材料方面无法比较电阻的大小，故B错误； C．长度较长的铅笔芯，电阻的变化范围更大，故现象更明显，故C正确； D．电阻是导体的一种属性，与是否接入电路无关，故开关断开后，铅笔芯电阻不变，故D错误。 故选C。 18．（多选）小明收集了很多材料和长度都相同但粗细不同的铅笔芯，如图所示，他自制了简易调光灯电路，闭合开关后灯泡亮了。现将夹子A向右移动，下列说法不正确的是（　　） A．灯泡亮度变暗 B．该装置调光的原理与滑动变阻器相似 C．该实验装置可以探究导体电阻与导体材料的关系 D．若灯泡亮度变化不明显，应该调换更粗的铅笔芯 【答案】ACD 【解析】A．闭合开关，夹子A向右移动的过程中，铅笔芯接入电路中的长度变短，电阻变小，根据欧姆定律可知，通过灯泡的电流变大，灯泡亮度变亮，故A错误，符合题意； B．实验中移动夹子A，铅笔芯接入电路中的长度改变，改变电阻的大小，与滑动变阻器相似，故B正确，不符合题意； C．实验中移动夹子A，铅笔芯接入电路中的长度改变，铅笔芯的材料、横截面积、温度不变，所以探究的是导体电阻与导体长度的关系；由于材料不变，所以不能探究电阻与材料的关系，故C错误，符合题意； D．夹子A从最左端移动到最右端的过程中，他发现灯泡亮度变化不明显，这说明铅笔芯的电阻变化较小，他应该调换更细的铅笔芯来做实验，故D错误，不符合题意。 故选ACD。 19．如图所示，甲为可调亮度台灯，乙为电位器的结构图，A、B、C为电位器的三个接线柱，台灯与电位器串联，转动滑片可调节灯泡亮度。电位器是通过改变接入电路中电阻丝的 来改变电阻，从而改变电路的电流，达到改变灯泡亮度的目的。若想顺时针旋转滑片，使灯泡的亮度变亮，则应该将电位器的 两个接线柱连入电路。 【答案】长度 B、C 【解析】[1]电位器是通过改变接入电路中电阻丝的长度来改变电阻，从而改变电路的电流，达到改变灯泡亮度的目的。 [2]若想顺时针旋转滑片，使灯泡的亮度变亮，则顺时针旋转滑片时，电位器接入电路中的电阻变小，接入电路的电阻丝长度变小，故应该将电位器的B、C两个接线柱连入电路。 20．小王家有一个亮度可调的台灯。该台灯外壳是塑料的，它是一种 （选填“导体”或“绝缘体”）。该台灯的电路图如图甲所示，如果用导线将A、B两点连接起来，电路将会 。控制亮度主要通过电位器来实现，电位器结构如图乙所示，当电位器的N、P两个接头接入电路后，要想灯泡变亮，我们应该 （选填“顺时针”或“逆时针”）移动滑片。如果其内部的电阻片制作的更厚一些，它的整体电阻将会 （选填“变大”“变小”或“不变”） 【答案】绝缘体 短路 顺时针 变小 【解析】[1]该台灯外壳是塑料的，塑料是一种绝缘体。 [2]如果用导线将A、B两点连接起来，即将电源正负极直接用一根导线连接，电路将会发生短路。 [3]当电位器的N、P两个接头接入电路后，要想灯泡变亮，即电流变大，即将电位器接入阻值调小，故顺时针调节滑片减小电阻丝接入长度从而减小阻值。 [4] 如果其内部的电阻片制作的更厚一些，电阻横截面积会增大，阻值会变小。 21．如图甲所示，电阻箱的示数为 Ω；如图乙所示是旋转式变阻器的结构图，它通过改变接入电路中电阻片的 （选填“粗细”、“长度”或“材料”）改变电阻，从而改变电路中的电流。A、B、C为它的三个接线柱，P为旋转触针。若将它放入电路中调节灯泡的亮度，逆时针旋转能使灯泡的亮度变大，则应将 （选填“A、B”、“B、C”或“A、C”）接线柱连入电路中。 【答案】1615 长度 B、C 【解析】[1]由图可知，电阻箱的示数为 [2]如图乙，旋转滑片时，电阻片连入电路的长度发生变化，从而改变了变阻器连入电路的电阻值。 [3]逆时针旋转要使灯泡的亮度变大，需增大电路的电流，减小变阻器连入电路的电阻，即减小电阻片连入电路的长度，应将B、C接线柱连入电路中。 22．（25-26九年级上·上海·阶段练习）我国家庭电路的电压是 V，一节新的干电池的电压是 V。台灯与控制它的开关是 连接的，与空调是 连接的（后两空选填“串联”或“并联”）。 【答案】220 1.5 串联 并联 【解析】[1][2]由课本常见电压值可知，我国家庭电路的电压为220V，一节新干电池的标准电压是1.5V。 [3]台灯的开关需控制其通断，因此两者要串联连接起来。 [4]而家庭电路中各用电器需独立工作，故台灯与空调之间是并联的。 23．图甲为小明使用的调光台灯，图乙是调光的电位器结构图，顺时针转动旋钮，滑片在弧形电阻丝上同向滑动，灯泡变亮。此时是将电位器的接线柱 （选填“a和b”、“b和c”或“a和c”）接入电路中。小明收集了很多材料和长度都相同但粗细不同的铅笔芯，图丙是他用身边器材自制的简易调光灯电路。闭合开关，当夹子A从最左端移动到右端的过程中，他发现灯泡亮度变化不明显，他应该调换更 （选填“粗”或“细”）的铅笔芯来做实验。 【答案】b和c 细 【解析】[1]顺时针转动旋钮，滑片在弧形电阻丝上同向滑动，灯泡变亮，这说明电流变大，电阻变小，所以应将b和c接入电路。 [2]夹子A从最左端移动到最右端的过程中，他发现灯泡亮度变化不明显，说明电流的变化比较小，根据欧姆定律可知，电阻变化较小，故应选用电阻较大的铅笔芯，即换用更细的铅笔芯。 24．小明用毛皮摩擦过的橡胶棒与悬挂着的泡沫小球靠近时，它们相互排斥，则该泡沫小球带 电；为节约用电，小明总是随手关掉家中暂时不使用的用电器，每多关掉一个家用电器，家庭电路中干路的电流 （选填“变大”、 “变小”或“不变”）。小明发现空调和台灯的电源线虽然都是铜线，但规格明显不同，这主要是因为 （填“长度”或“横截面积”）对导线电阻的影响。 【答案】负 变小 横截面积 【解析】[1] 毛皮摩擦过的橡胶棒带负电，毛皮摩擦过的橡胶棒去靠近悬挂的泡沫小球，发现泡沫小球被排斥，则泡沫小球一定带电，且带负电。 [2]家庭电路中各用电器并联，根据并联电路电流规律，干路电流等于个支路电流之和，关掉家中不使用的用电器，减少电路中的支路，干路的电流变小。 [3] 空调与台灯的电源线虽然都是铜线，但规格明显不同，因为空调线的横截面积大，电阻小，这主要是因为横截面积对导线电阻的影响造成的。 25．如图，甲为可调亮度台灯，乙为电位器的结构图，、、为电位器的三个接线柱，转动滑片可调节灯泡亮度，当将接线柱接入电路时，顺时针旋转滑片，灯泡变亮；该电位器是通过改变接入电路中电阻丝的 来改变灯泡亮度的。若只将接线柱、接入电路，顺时针旋转滑片，灯泡变 （选填“亮”或“暗”）。将如图丙的电阻箱接入电路，其电阻值为 Ω。 【答案】长度 暗 1783 【解析】[1]导体的电阻跟长度有关，该电位器是通过改变接入电路中电阻丝的长度来改变灯泡亮度的。 [2]若只将接线柱A、B接入电路，顺时针旋转滑片，电阻丝接入电路中的长度变长，电阻变大，电路中电流变小，灯泡的亮度变暗。 [3]电阻箱读数是 26．如图甲所示，电阻箱接入电路的阻值为 Ω，图乙为亮度可调的台灯，电位器（就是滑动变阻器）是调节其亮度的装置；图丙为电位器的内部结构示意图，、、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，则需将 （填“和”“和”或“和”）接线柱接入电路。关于电位器上电阻丝的材料，应该选用 （填“铜丝”或“镍铬合金丝”），在闭合开关前，应将阻值调到 （填“最大”或“最小”）来保护电路。 【答案】2000 b和c 镍铬合金丝 最大 【解析】[1]电阻箱的示数为 [2]顺时针旋转旋片时，灯泡变亮，原因是电流变大，则电路中电阻变小，则应连接接线柱b和c与灯泡串联后接入电路。 [3]在长度和粗细都相同的情况下，镍铬合金丝的电阻大，这样在移动滑片改变相同的长度时，镍铬合金丝的阻值会有明显的变化，起到明显改变电阻的目的，而用铜丝制作的话，达不到明显改变电阻的目的；因此关于电位器上电阻丝的材料，应该选用镍铬合金丝。 [4]电源电压一定，在变阻器连入电阻最大时，电路中电流最小，因此在闭合开关前，应将阻值调到最大处，对电路起保护作用。 27．下图是一个可调节亮度的台灯和它的简易电路原理图。当滑片P向A端移动时，连入电路中的电阻变 ，电路中的电流变 。 【答案】小 大 【解析】[1][2]由图可知，灯泡与滑动变阻器串联，当滑片P向A端滑动时，滑动变阻器连入电路中的电阻丝长度变短，其电阻变小，则电路中的总电阻变小，电源电压不变，由欧姆定律可知，电路中的电流变大。 28．如图为小明同学设计的调光灯模拟实验电路图．开关闭合前，滑动变阻器的滑片P应移到 （填“A”或“B”）端；使用过程中要使灯泡变亮，滑片P应向 （填“A”或“B”）端移动；滑动变阻器原理是通过改变连入电路的电阻丝的 来改变电阻。 【答案】B A 长度 【解析】[1]连接电路时，在开关闭合前应将滑动变阻器滑片滑至最大阻值处，由图可知滑动变阻器下端接的A端，则应将滑片滑至B端。 [2]如图所示，使用过程中，为使灯泡变亮，则应使电路电流增大，由欧姆定律可知，在电压一定时，应减小电路总电阻，则滑片应向A端滑动。 [3]电阻的大小与电阻丝的长度有关，滑动变阻器是通过移动滑片改变接入电路中电阻丝的长度来改变电阻大小的。 29．如图所示，小刘用铅笔芯制作的“模拟调光灯”。闭合开关后，左右移动回形针，小灯泡始终不亮，为检查电路故障，小刘将电压表接到A、B两点，测得电压为3.0V，则A、B间 （选填“短路”或“断路”），排除故障后，当回形针向左移动时电流 ，灯两端电压 。（后二空选填“变大”或“变小”或“不变”） 【答案】断路 变大 变大 【解析】[1]由图可知，两节干电池，说明电源电压是3V，小灯泡始终不亮，说明电路可能存在断路，将电压表接到A、B两点，A、B间电压为3.0V，即电压表测的是电源电压，说明A、B间断路，电压表相当于直接接到了电源两端。 [2][3]回形针向左移动，铅笔芯接入电路的部分变短，接入的阻值变小，电流将变大。电源电压不变，根据串联分压知识可知，铅笔芯接入的阻值变小，分压降低，则灯两端分的电压将变大。 30．如图所示是某同学设计的模拟可调光台灯电路，其中电位器有a、b、c三个接线柱，请用笔画线代替导线，将图中的实物电路连接完整，使闭合开关S后，顺时针旋转旋钮时灯泡变亮（旋钮带动滑片同方向旋转）。 【答案】 【解析】滑片顺时针旋转时，灯泡变亮，即电路中电流变大，由于电源电压不变，所以电位器的电阻变小，则电位器连入电路的电阻丝变短，所以电位器连入的接线柱c和接线柱b，如图所示： 31．如图为某种调光型台灯中使用的电位器示意图。P为旋片，转动旋片改变在碳膜（相当于一根电阻丝）上的位置，A、B分别连在碳膜两端，C为旋片的引出端。以笔画线将图甲连在图乙所示电路中，要求逆时针转动旋片可使灯泡亮度增加。 【答案】 【解析】灯泡亮度增加，可知电路中电流增大,由（为电源电压不变），可得电路总电阻减小，电位器与灯泡串联，所以电位器接入电路的电阻应减小，逆时针转动旋片使灯泡亮度增加，即电位器接入电路电阻减小，所以应将和C接入电路（这样逆时针转动旋片时，接入电路的碳膜长度变短，电阻减小）。如图所示： 32．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：旋钮带动滑片逆时针转动时，灯泡变亮。请完成该电路的连接。 【答案】 【解析】电位器应与灯泡串联接入电路中，旋钮带动滑片逆时针转动时，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，逆时针旋转旋钮时，其阻值变小电路中的电流变大，灯泡变亮，如图 33．（2025·湖北·中考真题）有横截面积相同的1.0m长的镍铬丝、0.8m长的锰铜丝和0.5m长的康铜丝各一根，小晶通过实验研究材料、长度对金属丝电阻的影响。其他器材有：干电池、开关、带夹子的导线若干、电流表、1m长的刻度尺。 长度/cm 60.0 40.0 20.0 … 电流/A 1.33 2.61 … (1)请用笔画线代替导线将图甲的实物电路连接完整。 (2)要研究长度对电阻的影响，应选择 （填“同一”或“不同”）金属丝。当镍铬丝接入电路的长度为60.0cm时，电流表示数如图乙，读数为 A。改变长度并记录电流值填入上表，随着长度减小，电路中电流变 ，表明电阻变 。 (3)要研究材料对电阻的影响，可使上述三根金属丝接入电路的长度均为 m（填“0.4”“0.7”或“0.9”）。 (4)完成探究后，小晶将镍铬丝与小灯泡串联接入电路，模拟一个简易调光台灯。当观察到小灯泡变暗时，可推断镍铬丝接入电路的长度变 。 【答案】(1) (2)同一 0.9 大 小 (3)0.4 (4)大 【解析】（1）电路必须形成完整回路，电流才能流通。实物电路（图甲）应包括干电池提供电压，开关控制通断，电流表测量电流（注意正负接线柱，避免反接），金属丝接入电路中（通过夹子固定）。连接原则是电流从电源正极出发，经开关保护电路，通过电流表测量后，流经金属丝，最后返回电源负极。这样连接后，改变金属丝长度或材料时，电流表可读数值。如图所示： （2）[1]研究长度影响需控制变量，材料必须相同，只改变长度，若用不同材料，材料差异会干扰结论。 [2]电流表的量程为0~3A，分度值为0.1A，读数为0.9A。 [3][4]由表格可知，随着长度减小，电流增大，根据转换法，电阻的变化通过电流表示数变化来反映，故电流增大，说明电阻变小。 （3）根据控制变量法，研究材料影响需控制变量，长度必须相同，只改变材料。排除0.7m和0.9m，因为有的材料无法达到相同长度，故选择0.4m。 （4）镍铬丝与小灯泡串联，灯泡亮度取决于电流（电流I减小时亮度变暗）。欧姆定律可知，总电阻增大时电流减小。因此灯泡变暗指电流减小，即镍铬丝长度增大导致总电阻增大。反之，长度减小时电阻减小，电流增大，灯泡变亮。 34．如图所示，小明用铅笔芯做滑动变阻器，设计并制作一个模拟的调光灯。器材有：电池（电压为3V）、小灯泡（2.5V  0.3A）、铅笔芯、金属回形针、开关、导线、电压表。 (1)闭合开关，回形针向左移，小灯泡亮度变 。 (2)把电压表和小灯泡并联，调节回形针的位置，当电压表的示数为 V时，在铅笔芯上标记此时回形针的位置。为了安全使用调光灯，回形针向左调节不能超过此位置。 (3)甲、乙两根铅笔芯的长度都是17.5cm，甲的电阻为，乙的电阻为。调节效果可以从两个方面评价：一是小灯泡亮度的变化范围；二是调节的精度，回形针移动一定距离时，电阻变化越小调节精度越高。则铅笔芯甲和乙相比， 调节范围大， 调节精度高。 【答案】(1)亮 (2)2.5 (3)甲 乙 【解析】（1）闭合开关，回形针向左移，接入电路中铅笔芯的电阻变小，根据串联电阻规律，总电阻变小，根据欧姆定律，电源电压不变，总电流变大，小灯泡亮度变亮。 （2） 为了安全使用调光灯，小灯泡两端的电压不能超过额定电压2.5V，把电压表和小灯泡并联，电压表测量小灯泡的电压，所以，电压表示数为额定电压，即2.5V时，在铅笔芯上标记此时回形针的位置，根据串联电路分压规律，铅笔芯最小的电阻为此标记回形针的位置，回形针向左调节，接入电路铅笔芯长度变短，电阻变小，分得电压会变小，小灯泡分得电压会变大，所以，回形针向左调节不能超过此位置。 （3）[1][2]甲、乙两根铅笔芯的长度都是17.5cm，甲的电阻为20Ω，乙的电阻为10Ω，甲的电阻比乙的电阻大，因此甲电阻串联在电路中电阻阻值变化范围大，对应小灯泡亮度的变化范围大；回形针移动一定距离时，电阻变化越小调节精度越高，假设甲乙移动长度为l，甲电阻变化为 乙电阻变化为 乙电阻变化小，乙电阻的精度更高；则铅笔芯甲和乙相比，调节范围大，调节精度低。 35．如图所示，小明用铅笔芯做滑动变阻器，设计并制作一个模拟的调光灯。器材有：电池（电压为3V）、小灯泡（2.5V 0.3A）、铅笔芯、金属回形针、开关、导线、电压表。 (1)如图a，铅笔芯和小灯泡的连接方式是 联，闭合开关，回形针向左移，小灯泡亮度变 ； (2)把电压表和小灯泡并联，调节回形针的位置，当电压表的示数为 V时，在铅笔芯上标记此时回形针的位置。为了安全使用调光灯，回形针向左调节不能超过此位置； (3)如图b，甲、乙两根铅笔芯的长度相同粗细不同，则甲乙两端电阻 ，将它们分别接入电路中，调节效果可以从两个方面评价：一是小灯泡亮度的变化范围；二是调节的精度，回形针移动一定距离时，电阻变化越小调节精度越高。则铅笔芯甲和乙相比 。 A．调节范围大，调节精度高 B．调节范围大，调节精度低 C．调节范围小，调节精度高 D．调节范围小，调节精度低 【答案】(1)串 亮 (2)2.5 (3)大于 B 【解析】（1）[1]图中铅笔芯和灯泡首尾顺次相连，因此铅笔芯和小灯泡是串联的。 [2]闭合开关，回形针向左移，铅笔芯接入电路中的长度变短，电阻变小，电路中电流变大，灯泡的亮度变亮。 （2）已知灯泡的额定电压是2.5V，把电压表和小灯泡并联，调节回形针的位置，当电压表的示数为2.5V时，在铅笔芯上标记此时回形针的位置。 （3）[1]甲、乙两根铅笔芯的长度相同粗细不同，乙铅笔芯较粗，电阻较小，即。 [2]两铅笔芯长度相同，由于甲电阻大，从一端调到另一端时，电阻变化量大，因此电流变化量大，调节范围因此更大，但移动相同距离时，由于甲的电阻变化更大，因此甲的调节精度低，故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 / 学科网（北京）股份有限公司 $