16.5 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

本初中物理讲义聚焦“制作简易调光台灯”跨学科实践，核心知识点涵盖电位器原理（改变电阻丝长度调节电流）、电路组装与结构设计（工程安全与手工实操）、跨学科应用拓展（生活节能与创新优化），构建从理论到实践的递进学习支架。 资料以情景导入激发兴趣，通过知识归纳与例题结合（如电位器接线分析）强化科学思维，融合物理、劳动、美术实现跨学科实践，注重科学探究（动手组装电路）与科学态度（安全规范）。课中辅助教师引导实践，课后作业通过多样题型帮助学生巩固知识，查漏补缺。

16.5 跨学科实践：制作简易调光台灯 【新教材人教版】 【知识框架+知识精讲（3个知识归纳+3个题型）+课后作业】 模块二 知识精讲 情景导入 晚上看书灯光太刺眼、太昏暗都不舒服，可调光台灯完美解决这个问题。它的核心奥秘就是滑动变阻器。今天我们融合物理电学、手工劳动、造型设计，亲手制作一台属于自己的简易调光台灯。 你期待吗？ 知识归纳 【知识点1 物理电学核心 —— 电位器】 1.原理：通过改变接入电路中电阻丝的长度改变电阻，从而改变电路电流，调节灯泡亮度。 2.电路逻辑：电位器与小灯泡串联；电阻变大→电流变小→灯光变暗；电阻变小→电流变大→灯光变亮。 【例1】（25-26•九年级上·辽宁沈阳•期末）如图为某台灯用于调节亮度的电位器结构图，、、是它的三个接线柱，、分别与弧形电阻片的两端相连，B与金属滑片相连，转动旋钮，滑片在弧形电阻片上同向滑动即可调节灯泡亮度，下列分析正确的是（　　） A．电位器与灯泡并联 B．若只将、接入电路，顺时针转动旋钮时灯泡变亮 C．若只将、接入电路，顺时针转动旋钮时灯泡变亮 D．若只将、接入电路，顺时针转动旋钮时灯泡变亮 【变式1-1】（25-26•九年级上·河南安阳•期末）科技小组的同学们准备制作“可调光台灯”，他们准备了电源、开关、导线和LED灯，以及如图所示的电位器（变阻器）。其中电位器中电阻丝的材料可以选用（　　） A．铜 B．金 C．镍铬合金 D．橡胶 【变式1-2】（25-26•九年级上·广西南宁•期末）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。 【知识点2 跨学科工程技术 —— 电路组装与结构设计】 1.工程设计：合理规划底座、支架、灯罩结构，兼顾电路安全与使用美观（美术、劳动技术融合）。 2.安全规范：导线连接牢固、避免短路；选用低压电源（干电池），防止触电。 3.动手实操：导线剥线、元件固定、线路排布，掌握简易手工制作工艺。 【例2】（25-26•九年级上·湖北恩施•期末）制作简易调光台灯，需要重点考虑以下问题：选择哪种光源？怎样改变光源的亮度？可以从哪些方面加强台灯的实用性？——以上是跨学科实践《制作简易调光台灯》的（  ）环节。 A．项目提出 B．项目分析 C．项目实施 D．展示交流 【变式2-1】（25-26•九年级上·山东淄博•期末）如图甲所示是一个好玩的灯具，当顺时针转动灯具，灯就逐渐变暗，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，滑片在弧形电阻丝上同向滑动即可调节灯泡亮度，该滑片跟着灯具一起转动。下列分析正确的是（　　） A．电位器与灯泡并联 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灯泡亮度的 C．该电路中，电位器只将a、b接入电路 D．该电路中，电位器只将b、c接入电路 【变式2-2】（25-26•九年级上·四川乐山•期末）小王家有一个亮度可调节的台灯，该台灯的电路图如图甲所示。若用导线将A、B两点连接起来，电路将会______。控制台灯的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，若其内部的电阻片更厚一些，它的整体电阻将会______（选填“变大”“变小”或“不变”）。 【知识点3 跨学科应用拓展 —— 电学与生活、节能综合】 1.生活应用：调光台灯本质都是变阻器。 2.能量转化：电能→光能 + 内能；灯光调暗时，更节约电能（化学、能源常识）。 3.创新优化：思考如何改良装置，实现亮度多级调节。 【例3】（25-26•九年级上·安徽宣城•期末）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．台灯消耗的电能全部转化为光能 B．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．给手机充电，手机电池相当于电源 【变式3-1】（25-26•九年级上·海南海口•期末）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。 【变式3-2】（25-26•九年级上·广东揭阳•期末）【制作简易调光台灯】 (1)小明选择器材制成了如图甲所示的台灯，其中所用到的电位器是一种变阻器，它的原理是通过改变电阻片接入电路中的______从而改变接入电路中的电阻。 (2)如图乙所示是电位器的结构示意图，为了保证顺时针转动时，灯泡变亮，应该选择______（选填“A和B”或“A和C”或“B和C”）接线柱接入电路。 (3)小明按第（2）题要求正确连接电路制成台灯后发现，变阻器电阻最大时，灯泡亮度较暗，原因是此时灯泡的______（选填“额定电功率”或“实际电功率”）低。于是他设想在电阻片某一端加上一层绝缘层，保证灯泡可以调到熄灭，此时绝缘层应靠近图中______（选填“A”或“C”）端更符合日常使用习惯。 (4)如图为某探究小组设计的四种调光台灯的电路图（各元件规格完全相同），能安全实现“利用滑动变阻器控制灯泡由亮到灭”的电路是______。 A B C D (5)小张没有电位器，于是用探究实验中的电阻设计了一个电路，如图丙所示（其中开关S有1、2、3三个接口），此电路中______（填“能”或“不能”）改变灯泡的亮度，与小明的电路对比，其缺点是______。 模块三 课后作业 一、单项选择题(共9题) 1.（25-26•九年级上·河南开封•期末）在收音机中，有一种叫电位器的变阻器。电位器的外形及其内部构造如图所示。图中A、B、C三个焊接点相当于变阻器的三个接线柱。在使用该电位器时，下列说法正确的是（    ） A．只把A和C接入电路，当顺时针旋动滑片时，电位器接入电路的电阻值变大 B．只把A和B接入电路，当顺时针旋动滑片时，电位器接入电路的电阻值变大 C．只把A和C接入电路，当逆时针旋动滑片时，电位器接入电路的电阻值变小 D．只把A和B接入电路，当逆时针旋动滑片时，电位器接入电路的电阻值变大 2.（25-26•九年级上·湖南衡阳•期末）如图所示，甲为可调亮度台灯，乙为电位器的结构图，b与金属滑片相连，转动旋钮可调节灯泡亮度。下列分析正确的是（　　） A．若只将a、c接入电路，转动旋钮灯泡可发生亮度改变 B．若只将b、c接入电路，顺时针转动旋钮灯泡亮度变亮 C．若只将a、b接入电路，顺时针转动旋钮灯泡亮度变亮 D．电位器和灯泡串联或并联起来，转动旋钮都可改变灯泡亮度 3.（25-26•九年级上·河南商丘•期末）如图甲是音响上音量调节装置，其简化电路如图乙，需在M、N间接入一个滑动变阻器，使滑片P向右移动时电流减小，音量降低。下列连接方式中可行的是（    ） A．M接A，N接B B．M接C，N接D C．M接A，N接D D．M接C，N接B 4.（25-26•九年级上·河南许昌•期末）在制作简易调光台灯的跨学科实践活动中，小亮设计了下列四个电路，如图所示，其中闭合开关S，能实现通过调节滑动变阻器改变灯泡亮度的正确电路是（   ） A B C D 5.（25-26•九年级上·河北石家庄•期末）在跨学科实践活动中，小明同学制作了如图甲所示的简易调光台灯，图乙是其电路原理图，使用两节新干电池作为电源（电源电压为3V），L是小灯珠，标有“2.5V  0.25A”字样，R是由镍铬合金丝制成的最大阻值为10Ω的变阻器，指针P是金属滑片。下列说法正确的是（   ） A．变阻器R的工作原理是改变了电阻丝的总长度 B．指针P顺时针调节过程中灯泡变暗 C．指针P逆时针调节过程中变阻器R两端电压变大 D．为了防止灯珠烧坏，调节时变阻器阻值不能小于5Ω 6.（25-26•九年级上·天津和平•期末）在“跨学科实践：制作简易调光台灯”的项目实施中，同学们用相同的铅笔芯（长度适当）、曲别针、导线夹、电源等器材设计了如图所示的四种方案，当曲别针从铅笔芯的一端滑动到另一端时，小灯泡的亮度变化最小的是（　　） A B C D 7.（25-26•九年级上·新疆哈密•期末）跨学科实践活动中，小明和小组同学一起制作了一个调光台灯。调试时，闭合开关，发现灯泡不亮，首先应该检查的是（     ） A．电源开关状态 B．导线连接是否良好 C．调节电位器滑片观察灯泡是否发光 D．电路是否存在断路 8.（25-26•九年级上·上海黄浦•期末）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 9.（25-26•九年级上·广西梧州•期末）跨学科实践小组准备制作一个可调光台灯，他们准备了电源、开关，导线、LED灯，以及如图所示的电位器（变阻器）。下列关于电路设计的讨论正确的是（   ） A．电位器应与灯泡并联 B．将接线柱a、c接入电路可实现调光功能 C．为使灯泡亮度变化明显，应选用电阻丝长度较长的电位器 D．若顺时针旋转旋钮时灯泡发光变亮，则需将a、b接线柱接入电路 二、填空题(共4题) 10.（25-26•九年级上·北京海淀•期末）小明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。如下图所示，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______（选填“能”或“不能”）完全熄灭。 11.（25-26•九年级上·湖南怀化•期末）如图为某台灯用于调节亮度的电位器结构图，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与金属滑片P相连，将电位器与灯泡______联，转动旋钮，滑片在弧形电阻丝上同向滑动即可调节灯泡亮度，若逆时针转动旋钮时灯泡变暗，则应将______两个接线柱接入电路中。 12.（25-26•九年级上·河北秦皇岛•期末）小明在实验室制作简易调光台灯时，发现改变铅笔芯（作为电阻）接入电路的长度可以调节灯泡亮度。这说明导体电阻大小与________有关；其他条件相同时，若将铅笔芯更换为铜线，亮度明显变化，这是因为电阻还与导体的__________有关。请你再举出一个生活中通过改变导体长度来调节电阻的实例：____________________。 13.（25-26•九年级上·福建泉州•期末）如图甲所示，为某实验小组在跨学科实践中制作的简易调光台灯，图乙为该台灯的电路原理图，S为单刀多掷开关。当开关分别拨到1、2、3时，灯泡的亮度不同，其中当开关拨到______时灯泡最亮。 三、综合题(共4题) 14.（25-26•九年级上·山东聊城•期末）如图所示，这是一种调光台灯的内部结构示意图，a、b、c是电位器（滑动变阻器）的三个接线柱。请用笔画线代替导线将电路连接完整。要求：闭合开关，旋钮带动滑片顺时针转动时，灯泡变亮。 15.（25-26•九年级上·广东广州•期末）小琪想利用甲图器材：电源（电压）、开关、电位器、带灯座的小灯泡（铭牌 ）、导线制作一个简易调光台灯。在购买电位器时，调光最方便的是最大阻值为( )的电位器 A．    B．    C． 选择了合适的电位器后，用笔画线代替导线，在乙图中连接实物图。要求：电位器旋钮顺时针转动时灯泡变亮。______ 16.（25-26•九年级上·河北保定•期末）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.（25-26•九年级上·四川成都•期末）跨学科实践 制作简易调光台灯 家用台灯大多可以通过调光装置改变亮度。跨学科实践课上，同学们制定了“项目提出——项目分析——项目实施——展示交流”的学习流程，制作一盏简易调光台灯，达到调节灯光亮度的目的。 实验过程中，同学们利用电位器、LED灯等器材制作了图甲所示的调光台灯，图乙是电位器的结构图，A、B、C为电位器的三个接线柱，LED灯与电位器串联，转动滑片即可调节LED灯的亮度。 (1)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LED灯亮度的。顺时针旋转电位器的滑片时，LED灯变亮，则电位器连入电路的两个接线柱是______（填写接线柱对应的字母）。 (2)与白炽灯相比，用LED灯做光源将电能转化为______能的效率更高。 (3)某小组展示作品时，调节LED灯由暗变亮的过程中，灯突然被烧坏。要使灯不被烧坏提出一条可行的改进建议______。 10 / 11 学科网（北京）股份有限公司 $ 16.5 跨学科实践：制作简易调光台灯 【新教材人教版】 【知识框架+知识精讲（3个知识归纳+3个题型）+课后作业】 模块二 知识精讲 情景导入 晚上看书灯光太刺眼、太昏暗都不舒服，可调光台灯完美解决这个问题。它的核心奥秘就是滑动变阻器。今天我们融合物理电学、手工劳动、造型设计，亲手制作一台属于自己的简易调光台灯。 你期待吗？ 知识归纳 【知识点1 物理电学核心 —— 电位器】 1.原理：通过改变接入电路中电阻丝的长度改变电阻，从而改变电路电流，调节灯泡亮度。 2.电路逻辑：电位器与小灯泡串联；电阻变大→电流变小→灯光变暗；电阻变小→电流变大→灯光变亮。 【例1】（25-26•九年级上·辽宁沈阳•期末）如图为某台灯用于调节亮度的电位器结构图，、、是它的三个接线柱，、分别与弧形电阻片的两端相连，B与金属滑片相连，转动旋钮，滑片在弧形电阻片上同向滑动即可调节灯泡亮度，下列分析正确的是（　　） A．电位器与灯泡并联 B．若只将、接入电路，顺时针转动旋钮时灯泡变亮 C．若只将、接入电路，顺时针转动旋钮时灯泡变亮 D．若只将、接入电路，顺时针转动旋钮时灯泡变亮 【答案】B 【详解】A．电流越大，台灯越亮，只有灯泡与电位器串联，调节电位器时，通过灯泡的电流才会变化，从而亮度变化，故A错误； B．若只将A、B接入电路，则电位器中只有A到滑片P之间的电阻片被连入电路，顺时针转动旋钮，连入电路的电阻片长度变短，电阻变小，串联电路中，电阻变小，电流变大，则灯泡变亮，故B正确； C．若只将A、C接入电路，连入电路的是全部的弧形电阻片，顺时针转动旋钮并不会改变接入电路的电阻片长度，电路中电流不变，所以灯泡亮度保持不变，故C错误； D．若只将B、C接入电路，则电位器中只有C到滑片P之间的电阻片被连入电路，顺时针转动旋钮，连入电路的电阻片长度变长，电阻变大，串联电路中，电阻变大，电流变小，则灯泡变暗，故D错误。 故选B。 【变式1-1】（25-26•九年级上·河南安阳•期末）科技小组的同学们准备制作“可调光台灯”，他们准备了电源、开关、导线和LED灯，以及如图所示的电位器（变阻器）。其中电位器中电阻丝的材料可以选用（　　） A．铜 B．金 C．镍铬合金 D．橡胶 【答案】C 【详解】电位器中电阻丝的材料可以选用电阻较大的导体材料，合金的电阻较大，这样在调节时可以分得电压较大，光线变化较明显，故ABD不符合题意，C符合题意。 故选C。 【变式1-2】（25-26•九年级上·广西南宁•期末）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。 【知识点2 跨学科工程技术 —— 电路组装与结构设计】 1.工程设计：合理规划底座、支架、灯罩结构，兼顾电路安全与使用美观（美术、劳动技术融合）。 2.安全规范：导线连接牢固、避免短路；选用低压电源（干电池），防止触电。 3.动手实操：导线剥线、元件固定、线路排布，掌握简易手工制作工艺。 【例2】（25-26•九年级上·湖北恩施•期末）制作简易调光台灯，需要重点考虑以下问题：选择哪种光源？怎样改变光源的亮度？可以从哪些方面加强台灯的实用性？——以上是跨学科实践《制作简易调光台灯》的（  ）环节。 A．项目提出 B．项目分析 C．项目实施 D．展示交流 【答案】B 【详解】制作简易调光台灯，需要重点考虑以下问题：选择哪种光源？怎样改变光源的亮度？可以从哪些方面加强台灯的实用性？考虑光源的选择、亮度调节、实用性加强等问题，属于对项目的具体分析，属于项目分析的环节，故ACD不符合题意，B符合题意。 故选B。 【变式2-1】（25-26•九年级上·山东淄博•期末）如图甲所示是一个好玩的灯具，当顺时针转动灯具，灯就逐渐变暗，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，滑片在弧形电阻丝上同向滑动即可调节灯泡亮度，该滑片跟着灯具一起转动。下列分析正确的是（　　） A．电位器与灯泡并联 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灯泡亮度的 C．该电路中，电位器只将a、b接入电路 D．该电路中，电位器只将b、c接入电路 【答案】C 【详解】A．电位器若与灯泡并联，则无法通过改变自身电阻调节灯泡的电流（并联电路各支路独立工作），无法实现 “灯逐渐变暗” 的效果。实际上，电位器应与灯泡串联，通过改变电路总电阻调节电流。故A 错误； B．电位器（类似滑动变阻器）的工作原理是：通过改变接入电路的电阻丝长度来改变电阻，进而改变电路电流和灯泡亮度，而非改变电阻丝的横截面积。故B 错误； C．若电位器只将a、b接入电路，当顺时针转动滑片时，滑片与a之间的电阻丝长度变长，接入电路的电阻增大。根据欧姆定律，电源电压U不变，总电阻R总增大，电路电流I减小，灯泡逐渐变暗，与题目现象一致。故C 正确； D．若电位器只将b、c接入电路，当顺时针转动灯具时，滑片与c之间的电阻丝长度变短，接入电路的电阻减小，电路电流增大，灯泡应变亮，与题目中 “灯逐渐变暗” 的现象矛盾。故D 错误。 故选C。 【变式2-2】（25-26•九年级上·四川乐山•期末）小王家有一个亮度可调节的台灯，该台灯的电路图如图甲所示。若用导线将A、B两点连接起来，电路将会______。控制台灯的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，若其内部的电阻片更厚一些，它的整体电阻将会______（选填“变大”“变小”或“不变”）。 【答案】 短路 顺时针 变小 【详解】[1]根据图甲所示电路图，如果用导线将A、B两点连接起来，则电源的正、负两极直接用导线接通，在电源外部，电流不通过任何用电器，直接从正极流回负极，因此电路将会短路。 [2]电位器结构类似于滑动变阻器，接头与滑片相连，另外两个为固定接头。当N、P两个接头接入电路后，要想灯泡变亮，应该使电位器接入电路的电阻变小，则要让滑片与接头之间的电阻变小，故应该顺时针移动滑片。 [3]其他因素相同时，导体的横截面积越大，电阻越小。如果电位器内部的电阻片制作的更厚一些，则横截面积变大，因此它的整体电阻将会变小。 【知识点3 跨学科应用拓展 —— 电学与生活、节能综合】 1.生活应用：调光台灯本质都是变阻器。 2.能量转化：电能→光能 + 内能；灯光调暗时，更节约电能（化学、能源常识）。 3.创新优化：思考如何改良装置，实现亮度多级调节。 【例3】（25-26•九年级上·安徽宣城•期末）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．台灯消耗的电能全部转化为光能 B．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．给手机充电，手机电池相当于电源 【答案】C 【详解】A．台灯消耗的电能除转化为光能外，还会有部分转化为内能，故A错误； 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．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，故C正确； D．给手机充电，手机电池消耗电能，相当于用电器，故D错误。 故选C。 【变式3-1】（25-26•九年级上·海南海口•期末）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 【详解】[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。 【变式3-2】（25-26•九年级上·广东揭阳•期末）【制作简易调光台灯】 (1)小明选择器材制成了如图甲所示的台灯，其中所用到的电位器是一种变阻器，它的原理是通过改变电阻片接入电路中的______从而改变接入电路中的电阻。 (2)如图乙所示是电位器的结构示意图，为了保证顺时针转动时，灯泡变亮，应该选择______（选填“A和B”或“A和C”或“B和C”）接线柱接入电路。 (3)小明按第（2）题要求正确连接电路制成台灯后发现，变阻器电阻最大时，灯泡亮度较暗，原因是此时灯泡的______（选填“额定电功率”或“实际电功率”）低。于是他设想在电阻片某一端加上一层绝缘层，保证灯泡可以调到熄灭，此时绝缘层应靠近图中______（选填“A”或“C”）端更符合日常使用习惯。 (4)如图为某探究小组设计的四种调光台灯的电路图（各元件规格完全相同），能安全实现“利用滑动变阻器控制灯泡由亮到灭”的电路是______。 A B C D (5)小张没有电位器，于是用探究实验中的电阻设计了一个电路，如图丙所示（其中开关S有1、2、3三个接口），此电路中______（填“能”或“不能”）改变灯泡的亮度，与小明的电路对比，其缺点是______。 【答案】(1)长度 (2)A和B (3) 实际电功率 C (4)C (5) 能 亮度调节是跳跃式的，不能连续调节亮度 【详解】（1）电位器属于滑动变阻器，其原理是通过改变电阻片接入电路的长度来改变电阻。电阻片接入越长，电阻越大；接入越短，电阻越小。 （2）要求顺时针转动时灯泡变亮，说明电路中电流变大、电阻变小。电位器中滑片P顺时针转时，靠近A端，因此选择B和A接线柱（接入的是A到P的电阻片，顺时针转时这段电阻片长度变短）。若选C和B，滑片顺时针转时电阻会变大，灯泡变暗；选A和C则相当于接入全部电阻片，无法改变电阻。 （3）[1]灯泡的亮度由实际电功率决定，额定电功率是灯泡正常工作的功率，是固定值，与实际工作状态无关。变阻器电阻最大时，电路中电流最小，灯泡的实际电功率低，所以亮度暗。 [2]绝缘层应靠近C端：日常使用习惯是顺时针调电位器让灯泡变亮，滑片向C端移动，绝缘层在C端时，滑片转到C端会切断电路，灯泡熄灭，符合操作逻辑；若在A端，逆时针转才会熄灭，不符合日常习惯。 （4）A．滑动变阻器与灯泡串联，只能改变亮度，无法让灯泡完全熄灭（滑动变阻器电阻最小仍有电流通过灯泡），故A不符合题意； B．滑片移到最左端时会短路灯泡，灯泡能熄灭，但滑片移到最右端时会造成电源短路，不安全，故B不符合题意； C．滑动变阻器采用分压式接法，滑片移动能让灯泡两端电压从0逐渐升到电源电压，可实现灯泡由亮到灭，且电路安全，故C符合题意； D．滑动变阻器与灯泡并联，灯泡两端电压始终等于电源电压，亮度不变，还可能因滑片移到最左端造成电源短路，故D不符合题意。 故选C。 （5）[1]开关接1时，和与灯泡串联；接2时，与灯泡串联；接3时，电路中只有灯泡。三种情况下电阻不同，电路中的电流不同，灯泡实际功率不同，所以能改变亮度。 [2]缺点：因为是定值电阻，只能通过切换开关改变电阻，亮度调节是跳跃式的（不能连续调节），而电位器能连续改变电阻，实现亮度的平滑调节。 模块三 课后作业 一、单项选择题(共9题) 1.（25-26•九年级上·河南开封•期末）在收音机中，有一种叫电位器的变阻器。电位器的外形及其内部构造如图所示。图中A、B、C三个焊接点相当于变阻器的三个接线柱。在使用该电位器时，下列说法正确的是（    ） A．只把A和C接入电路，当顺时针旋动滑片时，电位器接入电路的电阻值变大 B．只把A和B接入电路，当顺时针旋动滑片时，电位器接入电路的电阻值变大 C．只把A和C接入电路，当逆时针旋动滑片时，电位器接入电路的电阻值变小 D．只把A和B接入电路，当逆时针旋动滑片时，电位器接入电路的电阻值变大 【答案】B 【详解】AC．只把A和C接入电路，电位器的最大电阻接入电路中，当顺时针旋动滑片时或当逆时针旋动滑片时，电位器接入电路的电阻值不变，故AC错误； B．只把A和B接入电路，当顺时针旋动滑片时，电位器接入电路的电阻的长度变大，电位器接入电路的电阻值变大，故B正确； D．只把A和B接入电路，当逆时针旋动滑片时，电位器接入电路的电阻的长度变小，电位器接入电路的电阻值变小，故D错误。 故选B。 2.（25-26•九年级上·湖南衡阳•期末）如图所示，甲为可调亮度台灯，乙为电位器的结构图，b与金属滑片相连，转动旋钮可调节灯泡亮度。下列分析正确的是（　　） A．若只将a、c接入电路，转动旋钮灯泡可发生亮度改变 B．若只将b、c接入电路，顺时针转动旋钮灯泡亮度变亮 C．若只将a、b接入电路，顺时针转动旋钮灯泡亮度变亮 D．电位器和灯泡串联或并联起来，转动旋钮都可改变灯泡亮度 【答案】B 【详解】A．若只将a、c接入电路，接入的是电位器的全部电阻丝。转动旋钮时，接入电路的电阻丝长度不变，电阻不变，电路电流不变，灯泡亮度不变，故A错误； B．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，电路中电流变小，灯泡变暗。同理可知，顺时针转动时，灯泡变亮，故B正确； C．若只将a、b接入电路，滑片左边的电阻丝接入电路，滑片顺时针转动旋钮时，电阻变大，电路中电流变小，灯泡变暗，同理，滑片逆时针转动旋钮时，电阻变小，电路中电流变大，灯泡变亮，故C错误； D．电位器与灯泡并联时，并联电路各支路独立工作、互不影响，转动旋钮改变电位器电阻，无法改变灯泡亮度。故D错误。 故选B。 3.（25-26•九年级上·河南商丘•期末）如图甲是音响上音量调节装置，其简化电路如图乙，需在M、N间接入一个滑动变阻器，使滑片P向右移动时电流减小，音量降低。下列连接方式中可行的是（    ） A．M接A，N接B B．M接C，N接D C．M接A，N接D D．M接C，N接B 【答案】D 【详解】A．若M接A，N接B，此时滑动变阻器接入的是上面的金属杆，接入电路的电阻为0，移动滑片时电阻不变，电流也不变，故A不符合题意； B．若M接C，N接D，此时滑动变阻器接入的是下面的电阻丝，接入电路的电阻为最大值且不变，移动滑片时电阻不变，电流也不变，故B不符合题意； C．若M接A，N接D，滑动变阻器接入了右半段电阻丝，当滑片P向右移动时，接入电路的电阻丝长度变短，电阻变小，根据欧姆定律可知电流变大，故C不符合题意； D．若M接C，N接B，滑动变阻器接入了左半段电阻丝，当滑片P向右移动时，接入电路的电阻丝长度变长，电阻变大，电流变小，故D符合题意。 故选D。 4.（25-26•九年级上·河南许昌•期末）在制作简易调光台灯的跨学科实践活动中，小亮设计了下列四个电路，如图所示，其中闭合开关S，能实现通过调节滑动变阻器改变灯泡亮度的正确电路是（   ） A B C D 【答案】B 【详解】A．闭合开关S，R与L并联，并联电路各用电器互不影响，则调节滑动变阻器不能改变灯泡亮度，故A错误； B．闭合开关S，R与L串联，串联电路各用电器相互影响，则调节滑动变阻器能改变灯泡亮度，故B正确； C．闭合开关S，R与L并联，并联电路各用电器互不影响，则调节滑动变阻器不能改变灯泡亮度，故C错误； D．闭合开关S，滑动变阻器被短路，电路为L的简单电路，故调节滑动变阻器不能改变灯泡亮度，故D错误。 故选B。 5.（25-26•九年级上·河北石家庄•期末）在跨学科实践活动中，小明同学制作了如图甲所示的简易调光台灯，图乙是其电路原理图，使用两节新干电池作为电源（电源电压为3V），L是小灯珠，标有“2.5V  0.25A”字样，R是由镍铬合金丝制成的最大阻值为10Ω的变阻器，指针P是金属滑片。下列说法正确的是（   ） A．变阻器R的工作原理是改变了电阻丝的总长度 B．指针P顺时针调节过程中灯泡变暗 C．指针P逆时针调节过程中变阻器R两端电压变大 D．为了防止灯珠烧坏，调节时变阻器阻值不能小于5Ω 【答案】C 【详解】A．变阻器R的工作原理是改变了电阻丝接入电路中的长度，不是总长度，故A错误； B．指针P顺时针调节过程中，变阻器接入电路的电阻变小，电路中电流变大，灯泡变亮，故B错误； C．由图可知，变阻器与灯泡串联，指针P逆时针调节过程中，变阻器接入电路的电阻变大，电路中电流变小，由U=IR可知，灯泡两端电压变小，电源电压保持不变，由串联电路的电压特点可知，变阻器R两端电压变大，故C正确； D．已知电源电压为3V，小灯泡的规格为“2.5V 0.25A”，为了防止灯珠烧坏，小灯泡两端的最大电压为2.5V，变阻器两端的最小电压为 调节时变阻器阻值不能小于 因此，为了防止灯珠烧坏，调节时变阻器阻值不能小于2Ω，故D错误。 故选C。 6.（25-26•九年级上·天津和平•期末）在“跨学科实践：制作简易调光台灯”的项目实施中，同学们用相同的铅笔芯（长度适当）、曲别针、导线夹、电源等器材设计了如图所示的四种方案，当曲别针从铅笔芯的一端滑动到另一端时，小灯泡的亮度变化最小的是（　　） A B C D 【答案】D 【详解】A．由图可知，是将铅笔芯的右端和曲别针之间的部分接入电路，然后与灯泡串联。当曲别针从铅笔芯一端滑到另一端时，接入电路的铅笔芯长度从0到最大值变化。因此，接入电阻从0到 变化。电路总电阻 电流 ，电流变化范围较大，灯泡亮度变化明显，故A不符合题意； B．由图可知，使用了两根铅笔芯并联在一起，曲别针夹在两根铅笔芯上，然后与灯泡串联。当曲别针移动时，两根铅笔芯接入电路的长度会发生变化。当曲别针在最左端时，两根铅笔芯全部接入电路总电阻 在最右端时接入电阻为零。电路电流 ，电流变化范围较大，灯泡亮度变化明显，故B不符合题意； C．由图可知，两根铅笔芯串联，曲别针连接在两根铅笔芯之间。当曲别针在最左侧时接入长度为零，即电阻为零，当曲别针在最右侧时接入长度为2L，电阻为。电流 ，电流变化范围较大，灯泡亮度变化明显，故C不符合题意； D．由图可知，曲别针连接在两根铅笔芯之间。当曲别针移动时，两根铅笔芯接入电路的长度始终为 （即总电阻 ）。无论曲别针在何处，总电阻不变，电流 恒定。因此，灯泡亮度不变，故D符合题意。 故选 D。 7.（25-26•九年级上·新疆哈密•期末）跨学科实践活动中，小明和小组同学一起制作了一个调光台灯。调试时，闭合开关，发现灯泡不亮，首先应该检查的是（     ） A．电源开关状态 B．导线连接是否良好 C．调节电位器滑片观察灯泡是否发光 D．电路是否存在断路 【答案】C 【详解】调光台灯配有电位器，操作最简单、最优先排查的是先移动滑片，判断是否是电位器阻值过大导致灯泡不亮。题目已说明闭合开关，无需再检查；导线连接、电路断路属于需要拆解、细致检查的故障，步骤靠后，不是首先做的。故选C。 8.（25-26•九年级上·上海黄浦•期末）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，ACD错误。 故选B。 9.（25-26•九年级上·广西梧州•期末）跨学科实践小组准备制作一个可调光台灯，他们准备了电源、开关，导线、LED灯，以及如图所示的电位器（变阻器）。下列关于电路设计的讨论正确的是（   ） A．电位器应与灯泡并联 B．将接线柱a、c接入电路可实现调光功能 C．为使灯泡亮度变化明显，应选用电阻丝长度较长的电位器 D．若顺时针旋转旋钮时灯泡发光变亮，则需将a、b接线柱接入电路 【答案】C 【详解】A．电位器应与灯泡串联，才能通过改变自身电阻来改变电路电流，实现调光，故A错误； B．将接线柱a、c接入电路时，电位器相当于一个定值电阻（电阻丝全部接入），滑片移动无法改变接入电阻，灯泡亮度不变，故B错误； C．为使灯泡亮度变化明显，即电流的变化比较大，则需要电路电阻变化较大。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，电阻丝的长度越大，电阻越大，可调范围越大，故C正确； D．将a、b接线柱接入电路时，顺时针旋转会使接入的电阻丝长度变长，电阻变大，电流变小，灯泡变暗，故D错误。 故选C。 二、填空题(共4题) 10.（25-26•九年级上·北京海淀•期末）小明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。如下图所示，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______（选填“能”或“不能”）完全熄灭。 【答案】 b、c 不能 【详解】[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。 11.（25-26•九年级上·湖南怀化•期末）如图为某台灯用于调节亮度的电位器结构图，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与金属滑片P相连，将电位器与灯泡______联，转动旋钮，滑片在弧形电阻丝上同向滑动即可调节灯泡亮度，若逆时针转动旋钮时灯泡变暗，则应将______两个接线柱接入电路中。 【答案】 串 A、B 【详解】[1]要使电位器能够控制灯泡亮度，应该使电位器与灯泡串联。 [2]逆时针转动旋钮时灯泡变暗，则逆时针旋转时电位器的电阻变大，电阻丝接入电路中的长度应该变大，所以应将A、B两个接线柱接入电路中。 12.（25-26•九年级上·河北秦皇岛•期末）小明在实验室制作简易调光台灯时，发现改变铅笔芯（作为电阻）接入电路的长度可以调节灯泡亮度。这说明导体电阻大小与________有关；其他条件相同时，若将铅笔芯更换为铜线，亮度明显变化，这是因为电阻还与导体的__________有关。请你再举出一个生活中通过改变导体长度来调节电阻的实例：____________________。 【答案】 长度 材料 滑动变阻器 【详解】[1]改变铅笔芯接入电路的长度时，灯泡亮度改变，说明导体的电阻大小与长度有关。 [2]更换为铜线后亮度明显变化，是因为铜线和铅笔芯的材料不同，电阻也不同。说明导体的电阻大小与材料有关。 [3]生活中，滑动变阻器就是通过改变电阻丝接入电路的长度来调节电阻的典型例子。 13.（25-26•九年级上·福建泉州•期末）如图甲所示，为某实验小组在跨学科实践中制作的简易调光台灯，图乙为该台灯的电路原理图，S为单刀多掷开关。当开关分别拨到1、2、3时，灯泡的亮度不同，其中当开关拨到______时灯泡最亮。 【答案】1 【详解】当开关拨到时灯泡与一个定值电阻串联，当开关拨到时灯泡与两个定值电阻串联，当开关拨到时灯泡与三个定值电阻串联，串联电路的总电阻等于各用电器电阻之和，开关拨到时总电阻最小，开关拨到时总电阻最大，电源电压一定，根据欧姆定律可知，开关拨到时的总电流最大，开关拨到时总电流最小，则开关拨到时通过灯泡的电流最大，灯泡分得的电压最大，根据可知，灯泡的实际功率最大，当开关拨到时灯泡最亮。 三、综合题(共4题) 14.（25-26•九年级上·山东聊城•期末）如图所示，这是一种调光台灯的内部结构示意图，a、b、c是电位器（滑动变阻器）的三个接线柱。请用笔画线代替导线将电路连接完整。要求：闭合开关，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，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，应将b和c两接线柱接入电路，如图所示： 15.（25-26•九年级上·广东广州•期末）小琪想利用甲图器材：电源（电压）、开关、电位器、带灯座的小灯泡（铭牌 ）、导线制作一个简易调光台灯。在购买电位器时，调光最方便的是最大阻值为( )的电位器 A．    B．    C． 选择了合适的电位器后，用笔画线代替导线，在乙图中连接实物图。要求：电位器旋钮顺时针转动时灯泡变亮。______ 【答案】 A 【详解】[1]小灯泡正常发光时的电阻，若电位器阻值过大（如500Ω、5kΩ），电路中电流过小，灯泡亮度调节范围窄且操作不灵敏；50Ω的阻值与灯泡电阻匹配，能实现较宽的亮度调节范围，调光最方便，故A符合题意，BC不符合题意，故选A。 [2]电路为串联（电源、开关、电位器、灯泡依次连接）。由于顺时针转动旋钮时灯泡变亮（电流变大），应将电位器的右端与中间的接线柱与电路连接（顺时针转动时，接入电路的电阻减小）。如图所示： 16.（25-26•九年级上·河北保定•期末）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。 17.（25-26•九年级上·四川成都•期末）跨学科实践 制作简易调光台灯 家用台灯大多可以通过调光装置改变亮度。跨学科实践课上，同学们制定了“项目提出——项目分析——项目实施——展示交流”的学习流程，制作一盏简易调光台灯，达到调节灯光亮度的目的。 实验过程中，同学们利用电位器、LED灯等器材制作了图甲所示的调光台灯，图乙是电位器的结构图，A、B、C为电位器的三个接线柱，LED灯与电位器串联，转动滑片即可调节LED灯的亮度。 (1)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LED灯亮度的。顺时针旋转电位器的滑片时，LED灯变亮，则电位器连入电路的两个接线柱是______（填写接线柱对应的字母）。 (2)与白炽灯相比，用LED灯做光源将电能转化为______能的效率更高。 (3)某小组展示作品时，调节LED灯由暗变亮的过程中，灯突然被烧坏。要使灯不被烧坏提出一条可行的改进建议______。 【答案】(1) 长度 B和C (2)光 (3)电路中串联一个电阻 【详解】（1）[1]电位器相当于滑动变阻器，通过改变接入电路中的电阻丝长度来改变电阻。 [2]顺时针旋转时，LED灯变亮，电路中的电流变大，则电位器连入电路中的阻值需变小，只有连接BC接线柱符合题意。 （2）与白炽灯相比，LED灯在达到相同光照强度时消耗的电能更少，所以将电能转化为光能的效率更高。 （3）LED灯突然被烧坏，是因为通过灯的电流过大，可以在电路中串联一个电阻进行保护。 8 / 19 学科网（北京）股份有限公司 $