第5节 跨学科实践：制作简易调光台灯（培优考点练）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 1．如图所示的电路中，用滑动变阻器调节灯的亮度，若要求滑片P向右端滑动时灯逐渐变亮，则M、N分别应接（　　） A．M接A，N接B B．M接B，N接D C．M接B，N接C D．M接C，N接D 2．某学校组织了“制作简易调光台灯”实践活动，如图所示是同学们设计的用滑动变阻器调节灯泡亮度的几种方案，你认为正确的方案是（   ） A． B． C． D． 3．如图甲所示是某品牌电风扇的调速旋钮，如图乙所示是其对应电位器的结构图。在图乙中，若要使旋钮顺时针转动时风扇转速加快；则接入电路中的接线柱为（　　）    A．a与b B．b与c C．a与c D．以上都可以 4．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。当滑片顺时针旋转时，连入电路的电阻（　　） A．变大 B．变小 C．不变 D．先变大后变小 5．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 6．如图所示，小陶子学习物理后制作了简易的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。下列关于台灯的说法正确的是（　　） A．为了提高台灯亮度，制作灯罩需要选择反光性能较差的材料 B．电位器的工作原理是改变了电阻丝的长度，从而改变电源电压来改变灯泡亮度 C．若顺时针旋转旋钮时灯泡发光变亮，则需将b和c接线柱接入电路 D．将a、c接线柱接入电路中，灯泡亮度最大且不可调节 7．图甲是常用的一种可调风速的小风扇，图乙为其用于调风速的电位器结构图，a、b、c是它的三个接线柱，a、c分别与弧形电阻丝的两端相连，b与旋钮触片相连。下列有关说法正确的是（    ） A．电位器应该与电风扇中的电动机并联 B．电位器通过改变接入电路的电阻丝的横截面积来改变电阻 C．若将a、c接入电路中，逆时针转动旋钮时，风扇的风速变小 D．若将b、c接入电路中，顺时针转动旋钮时，风扇的风速变大 8．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 9．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”） 10．如图，是一种调光台灯的旋钮，是一种电位器，实质是一种变阻器。调节旋钮能改变台灯的亮暗程度，电位器必须与灯泡 （选填“串”或“并”）联。已知电位器接入电路的电阻越小，灯泡两端电压越大，若要实现沿逆时针旋转旋钮触片时，灯泡变亮，必须将B和 两个接线柱接入电路。 11．如图所示，为某品牌风扇调速器和用于调速的电位器结构图1、2、3是它的三个接线柱，如果要使滑片P顺时针转动时，风扇转速加快，应该接 接线柱（选填“1与2”或“1与3”或“2与3”），这个电位器的工作原理是 。 12．如图甲所示，电位器是电子设备中常用的电路元件，图乙是它的结构图，A、B、C是它的三个接线柱。在音响设备中，想要通过电位器调节音量（改变电流），电位器必须与扬声器 （选填“串”或“并”）联，顺时针转动旋钮时，音量增大，则电位器接入电路中的两个接线柱是 。电位器是通过改变接入电路中电阻丝的 来改变接入电路中的电阻的。 13．如图是实践小组设计的调光台灯模拟电路，其中、、是电位器的三个接线柱。要求：闭合开关后，当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。 14．如图所示的是电动汽车的“油门”示意图，脚向下踩“油门”时，旋钮滑片可以绕O点在电阻圈上逆时针转动。请用笔画线代替导线将变阻器接入电路中。 15．设计台灯 （1）选择光源。实验室用的小灯泡可以作为① ； （2）选择变阻器。制作简易调光台灯的关键是改变台灯的② ，这可以通过改变灯泡两端的③ 来实现。在串联电路中，利用变阻器能够改变电路中的④ ，从而改变灯泡两端的电压，由此改变灯泡的亮度； （3）设计电路。设计调光台灯的电路，选择合适的电源、小灯泡和变阻器，电源电压和小灯泡的规格要匹配； （4）设计支架和灯罩。画出设想中的台灯草图，各个器件要安排紧凑，使台灯美观、结实、便于移动。尽量选用方便易得的材料作为台灯支架，使做出的台灯能稳定地立在桌上。灯罩需要具有较好的反光性能； （5）制作台灯。 16．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。 17．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： 。 18．生活处处有创新，小华同学利用电位器动手制作一个亮度可调的台灯，电位器实物如题图甲，其内部结构如图乙，小华设计了如图丙所示的电路，并根据电路图连接好各元件。 （1）电位器是通过改变接入电路中电阻片的 来改变电阻的，图乙中若将AB接入电路中，顺时针转动旋钮，接入电路中的电阻阻值 （选填“变大”“变小”或“不变”），台灯亮度 （选填“变亮”“不变”或“变暗”）； （2）连接好器材以后闭合开关并转动旋钮，发现小灯泡忽明忽暗．拆开电位器外壳，发现碳膜电阻片（如图乙黑色弧形部分）磨损严重．这种电位器接在电路中，会造成 （选填“断路”或者“短路”）； （3）图丙所示的电路，电源电压U保持不变，电位器的最大阻值是10Ω，闭合开关，滑片P在a端时电流表示数为0.3A，当滑片P在b端时电流表示数为0.5A，小灯泡正常发光，则实验中电源电压是 V，小灯泡的额定功率为 W。 19．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( ) （3）有的同学发现生活中为了适应不同的使用场景，更快的将台灯调到一定亮度，某台灯的电路如图丙所示，将开关接1触点时为断路，开关接2触点或接4触点时，电灯的电功率分别为P1和P3，电灯电阻为RL（灯丝电阻不随温度变化），电阻R1阻值为R0，若，则电阻R3= 。（用RL和R0表示） 20．如图所示是同学们自制的简易调光小台灯的电路原理图，电源电压恒为6V，灯L标有“6V，3W”的字样，O为半圆弧电阻MN的圆心，金属滑片OP为半径，与半圆弧接触良好，金属滑片OP的阻值忽略不计，接入电路的电阻RMP与指针旋转角度θ成正比，忽略温度对电阻的影响。 （1）求灯L正常发光时的电阻； （2）调节θ为90°时，电压表示数为2V，求此时电阻RMP的阻值； （3）调节θ，求灯L实际功率变化范围。 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 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 1．如图所示的电路中，用滑动变阻器调节灯的亮度，若要求滑片P向右端滑动时灯逐渐变亮，则M、N分别应接（　　） A．M接A，N接B B．M接B，N接D C．M接B，N接C D．M接C，N接D 【答案】B 【详解】若要使滑动变阻器在电路中起到连续改变电阻的作用，连接时要遵循“一上一下”原则，滑片位置离下接线柱越近，则滑动变阻器接入电路中的电阻越小，如图，滑片P向右端滑动时灯逐渐变亮，即电阻越小，所以下接线柱应连接D点，上接线柱连接A或B均可，故ACD不符合题意，B符合题意。 故选B。 2．某学校组织了“制作简易调光台灯”实践活动，如图所示是同学们设计的用滑动变阻器调节灯泡亮度的几种方案，你认为正确的方案是（   ） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】A．滑动变阻器和灯泡是串联的，移动滑动变阻器的滑片，改变电路中的电阻，改变电路中的电流，改变灯泡的亮度，故A正确； B．滑动变阻器的上半段被短路，灯泡和滑动变阻器的下半段是并联的，灯泡两端电压始终等于电源电压，所以滑动变阻器不能改变灯泡的亮度，故B错误； C．灯泡和滑动变阻器的下半段被导线短路，灯不亮，滑动变阻器不能调节灯泡的亮度，C错误； D．灯泡和滑动变阻器都被导线短路，灯泡不能发光，滑动变阻器不能调节灯泡亮度，故D错误。 故选A。 3．如图甲所示是某品牌电风扇的调速旋钮，如图乙所示是其对应电位器的结构图。在图乙中，若要使旋钮顺时针转动时风扇转速加快；则接入电路中的接线柱为（　　）    A．a与b B．b与c C．a与c D．以上都可以 【答案】B 【详解】若要使旋钮顺时针转动时风扇转速加快，即电路中电流变大，电位器接入电路中的电阻变小，则接入电路中的接线柱为b与c，故ACD不符合题意，B符合题意。故选B。 4．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。当滑片顺时针旋转时，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】电位器的工作原理与滑动变阻器类似，通过改变接入电路中电阻丝的长度来改变电阻。 从图中可以看到，当滑片顺时针旋转时，连入电路的电阻丝长度变短，所以连入电路的电阻变小。故B符合题意，故ACD不符合题意。故选B。 5．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 【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。 6．如图所示，小陶子学习物理后制作了简易的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。下列关于台灯的说法正确的是（　　） A．为了提高台灯亮度，制作灯罩需要选择反光性能较差的材料 B．电位器的工作原理是改变了电阻丝的长度，从而改变电源电压来改变灯泡亮度 C．若顺时针旋转旋钮时灯泡发光变亮，则需将b和c接线柱接入电路 D．将a、c接线柱接入电路中，灯泡亮度最大且不可调节 【答案】C 【详解】A．为了提高台灯的亮度，应该选择内部为浅色、光滑、反光性能好的材料来制作灯罩。故A错误； B．电位器的工作原理是改变了电阻丝的长度，进而改变电路中的总电阻，影响电路中的电流，从而调节小灯泡的亮度；电位器是不能调节电源电压大小的，故B错误； C．当将电位器b和c接线柱接入电路时，此时接入电路的电阻丝为右半部分，当顺时针旋转旋钮，接入电路的电阻丝变短，阻值变小，电流变大，灯泡变亮，故C正确； D．将a、c接线柱接入电路中，此时电位器的电阻丝全部接入电路，电阻的长度最长，电路中阻值最大，小灯泡最暗，且不能调节小灯泡的亮度，故D错误。 故选C。 7．图甲是常用的一种可调风速的小风扇，图乙为其用于调风速的电位器结构图，a、b、c是它的三个接线柱，a、c分别与弧形电阻丝的两端相连，b与旋钮触片相连。下列有关说法正确的是（    ） A．电位器应该与电风扇中的电动机并联 B．电位器通过改变接入电路的电阻丝的横截面积来改变电阻 C．若将a、c接入电路中，逆时针转动旋钮时，风扇的风速变小 D．若将b、c接入电路中，顺时针转动旋钮时，风扇的风速变大 【答案】D 【详解】AB．电位器本质上相当于滑动变阻器，应串联在电路中，通过改变连入电路中电阻丝的长度来改变变阻器连入电路的电阻，从而改变电路的电流，故电位器应该与电风扇中的电动机串联，故AB错误； C．若将a、c接入电路中，逆时针转动旋钮时，电位器连入电路的电阻不变，电路的电流不变，风扇风速不变，故C错误； D．若将b、c接入电路中，顺时针转动旋钮时，电位器连入电路的电阻丝的长度变短，电阻变小，电路的电流变大，风扇风速变大，故D正确。 故选D。 8．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。 9．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 【详解】[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。 10．如图，是一种调光台灯的旋钮，是一种电位器，实质是一种变阻器。调节旋钮能改变台灯的亮暗程度，电位器必须与灯泡 （选填“串”或“并”）联。已知电位器接入电路的电阻越小，灯泡两端电压越大，若要实现沿逆时针旋转旋钮触片时，灯泡变亮，必须将B和 两个接线柱接入电路。 【答案】 串 A 【详解】要调节旋钮能改变台灯的亮暗程度，电位器必须能够控制灯泡通过灯泡的电流大小，所以电位器必须与灯泡串联。 已知电位器接入电路的电阻越小，灯泡两端电压越大，若要实现沿逆时针旋转旋钮触片时，灯泡变亮，则应逆时针旋转旋钮触片时增大灯泡电压，则电位器接入电路的电阻变小，所以必须将B和A两个接线柱接入电路。 11．如图所示，为某品牌风扇调速器和用于调速的电位器结构图1、2、3是它的三个接线柱，如果要使滑片P顺时针转动时，风扇转速加快，应该接 接线柱（选填“1与2”或“1与3”或“2与3”），这个电位器的工作原理是 。 【答案】 12 通过改变接入电路中的电阻丝长度来改变接入电路中的电阻 【详解】要使滑片P顺时针转动时风扇转速加快，则电路中电流要变大，可知电位器接入电路的电阻随顺时针转动时要变小，故应接12两个接线柱。 电位器的工作原理是通过滑动触点改变接入电路中的电阻丝长度，进而改变接入电路中的电阻，从而改变电路中的电流，实现调速。 12．如图甲所示，电位器是电子设备中常用的电路元件，图乙是它的结构图，A、B、C是它的三个接线柱。在音响设备中，想要通过电位器调节音量（改变电流），电位器必须与扬声器 （选填“串”或“并”）联，顺时针转动旋钮时，音量增大，则电位器接入电路中的两个接线柱是 。电位器是通过改变接入电路中电阻丝的 来改变接入电路中的电阻的。 【答案】 串 B、C 长度 【详解】[1]电位器串联在电路中能改变电路中电流的大小，所以电位器应与扬声器串联。 [2]顺时针转动旋钮时，音量增大，即电流中电流变大，电位器接入电路中的电阻变小，电位器接入电路中的长度变小，则电位器接入电路中的两个接线柱是B、C。 [3]电阻丝接入电路的长度越长，电阻越大，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。 13．如图是实践小组设计的调光台灯模拟电路，其中、、是电位器的三个接线柱。要求：闭合开关后，当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】见下图。 【详解】用变阻器改变灯泡亮度，要求滑片顺时针转动，灯泡变亮，就是要求滑片顺时针转动，变阻器连入电路的阻值变小，变阻器电阻丝接入电路中的长度变短，所以变阻器应该接b、c两个接线柱。如下图所示： 14．如图所示的是电动汽车的“油门”示意图，脚向下踩“油门”时，旋钮滑片可以绕O点在电阻圈上逆时针转动。请用笔画线代替导线将变阻器接入电路中。 【答案】见右图。 【详解】电阻圈和旋钮滑片构成了变阻器，是通过改变电阻圈接入电路中的长度来改变电阻大小的。当脚向下踩“油门”时，汽车速度加快，说明电路中的电流变大，电阻圈接入电路中的长度变短，因此将A、B两个触点分别与a、b相连，当滑片逆时针转动（踩下油门）时，接入电阻变小，电流变大，如图所示。 15．设计台灯 （1）选择光源。实验室用的小灯泡可以作为① ； （2）选择变阻器。制作简易调光台灯的关键是改变台灯的② ，这可以通过改变灯泡两端的③ 来实现。在串联电路中，利用变阻器能够改变电路中的④ ，从而改变灯泡两端的电压，由此改变灯泡的亮度； （3）设计电路。设计调光台灯的电路，选择合适的电源、小灯泡和变阻器，电源电压和小灯泡的规格要匹配； （4）设计支架和灯罩。画出设想中的台灯草图，各个器件要安排紧凑，使台灯美观、结实、便于移动。尽量选用方便易得的材料作为台灯支架，使做出的台灯能稳定地立在桌上。灯罩需要具有较好的反光性能； （5）制作台灯。 【答案】 光源 亮度 电压 电阻 【详解】能够发光的物体为光源，实验室用的小灯泡可以自己发光，故小灯泡可以作为光源。 调光就是改变小灯泡发光时的亮度，故制作简易调光台灯的关键是改变台灯的亮度，灯泡的亮度与实际功率有关，在电阻一定时，与两端的电压有关，故可以通过改变灯泡两端的电压来实现。根据串联分压规律可知，在串联电路中，电阻越大，分得电压越多，利用变阻器能够改变电路中的电阻，从而改变灯泡两端的电压，由此改变灯泡的亮度。 16．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）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）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。 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。 17．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 【详解】（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。 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。 18．生活处处有创新，小华同学利用电位器动手制作一个亮度可调的台灯，电位器实物如题图甲，其内部结构如图乙，小华设计了如图丙所示的电路，并根据电路图连接好各元件。 （1）电位器是通过改变接入电路中电阻片的 来改变电阻的，图乙中若将AB接入电路中，顺时针转动旋钮，接入电路中的电阻阻值 （选填“变大”“变小”或“不变”），台灯亮度 （选填“变亮”“不变”或“变暗”）； （2）连接好器材以后闭合开关并转动旋钮，发现小灯泡忽明忽暗．拆开电位器外壳，发现碳膜电阻片（如图乙黑色弧形部分）磨损严重．这种电位器接在电路中，会造成 （选填“断路”或者“短路”）； （3）图丙所示的电路，电源电压U保持不变，电位器的最大阻值是10Ω，闭合开关，滑片P在a端时电流表示数为0.3A，当滑片P在b端时电流表示数为0.5A，小灯泡正常发光，则实验中电源电压是 V，小灯泡的额定功率为 W。 【答案】 长度 变小 变亮 断路 3 0.6 【详解】（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。 由图乙可知，若将AB接入电路中，顺时针转动旋钮，接入电路中的电阻片长度减小，接入电路的电阻阻值减小，由欧姆定律可知，电路中电流增大，由P=UI可知此时台灯消耗的实际功率增大， 台灯的亮度变亮。 （2）碳膜电阻片（如图乙黑色弧形部分）磨损严重时，碳膜电阻片与滑片时而接触，时而断开，电路中出现断路现象，从而导致小灯泡忽明忽暗。 （3）滑片P在a端时，小灯泡L被断路，电路中只剩下阻值大小为10Ω的电位器，电流表示数为0.3A，则电源电压为 当滑片P在b端时电流表示数为0.5A，小灯泡和电位器并联，此时通过电位器的电流大小为0.3A，则通过小灯泡中的电流为 此时小灯泡正常发光，则小灯泡的额定功率为 19．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( ) （3）有的同学发现生活中为了适应不同的使用场景，更快的将台灯调到一定亮度，某台灯的电路如图丙所示，将开关接1触点时为断路，开关接2触点或接4触点时，电灯的电功率分别为P1和P3，电灯电阻为RL（灯丝电阻不随温度变化），电阻R1阻值为R0，若，则电阻R3= 。（用RL和R0表示） 【答案】 串 滑动变阻器滑片与电阻丝接触不良 B 见解析 A 【详解】[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。 [6]如图丙所示，将开关接1触点时为断路，开关接2触点时灯泡与电阻R1串联，接4触点时灯泡与R3串联，根据以及P=I2R有 化简得 解得电阻 20．如图所示是同学们自制的简易调光小台灯的电路原理图，电源电压恒为6V，灯L标有“6V，3W”的字样，O为半圆弧电阻MN的圆心，金属滑片OP为半径，与半圆弧接触良好，金属滑片OP的阻值忽略不计，接入电路的电阻RMP与指针旋转角度θ成正比，忽略温度对电阻的影响。 （1）求灯L正常发光时的电阻； （2）调节θ为90°时，电压表示数为2V，求此时电阻RMP的阻值； （3）调节θ，求灯L实际功率变化范围。 【答案】（1）12Ω；（2）6Ω；（3）0.75~3W 【详解】（1）根据P=U2/R可知，灯L正常发光时的电阻 （2）由图可知，闭合开关，灯泡和电阻RMP串联，电流表测电路中的电流，电压表测电阻RMP两端的电压。调节θ为90°时，电压表示数为2V，根据串联电路的电压特点可知灯泡两端的电压 电路中的电流 由欧姆定律可知，此时电阻RMP的阻值 （3）调节θ为180°时，半圆弧电阻MN全部接入电路中，变阻器接入电路的电阻最大为2×6Ω＝12Ω，此时总电阻最大，电路中电流最小，根据欧姆定律可知电路中的最小电流 则灯L实际功率的最小值 调节θ为0°时，变阻器接入电路的电阻为零，此时灯泡两端的电压等于电源电压6V，也等于其额定电压，所以灯L实际功率的最大值 所以，灯L实际功率变化范围为0.75~3W。 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $