第5节 跨学科实践：制作简易调光台灯（模型与方法）物理人教版九年级全一册

本讲义聚焦初中物理跨学科实践“制作简易调光台灯”，系统梳理电位器原理（三引脚识别、有效电阻段判断）、电路组装（串联设计、安全规范）、故障分析（接触不良、短路排查）及调试改进等核心知识点，通过6个模型构建从原理到实践的学习支架。 资料亮点在于跨学科融合（物理与工程技术、生活节能），以模型建构（如电位器口诀技巧）和科学探究（实验故障分析）培养科学思维，分层练测（基础夯实与培优拔高）实现精准提效，课中辅助教师教学，课后帮助学生查漏补缺。

第5节 跨学科实践：制作简易调光台灯 ( 模型破解 规范思维路径，强化科学逻辑 …………………………………………………… … ………… 01 ~ 17 模型 0 1. 跨学科实践 —— 电位器的原理 ………………………………………………………………… 01 模型02. 跨学科工程技术 —— 电路的组装与设计 ……………………………………………………… 03 模型03. 跨学科应用拓展 —— 电学与生活、节能综合 ………………………………………………… 04 模型04. 简易调光台灯的制作 …………………… ………… …………………………………………… 06 模型05. 调光台灯的电路连接与故障分析 ……………………………………………………………… 09 模型0 6 . 调光台灯的调试与改进 … ………… …………………………………………………………… 13 真题演练 熟悉考试形式，提升实战能力 ………… …… ……………………………………… … ……… 18 ~ 2 1 分层练测 实现精准提效，最终整体达标 ………………………………………………………………… 2 1 ~ 29 基础夯实 …………………………………………………………………………………… 2 1 ~ 25 培优拔高 …………………………………………………………………………………… 25 ~ 29 ) 模型01.跨学科实践——电位器的原理 ( 技巧： 识别三引脚角色 ‌ ： 两端固定脚（常标 A/B 或 1/3 ）：之间阻值恒为标称总阻值，旋转旋钮不变。中间滑动脚（常标 C 或 2 ）：与任一端脚构成可变电阻段。 确定有效电阻段 ‌ ： 若接 ‌ 滑动端 + 一端固定脚 ‌ → 接入的是 “ 滑动端到该固定脚 ” 的电阻丝长度。若接 ‌ 两端固定脚 ‌ → 相当于定值电阻（总阻值），无法调节。 ⚠ 注意：题目中 “ 顺时针旋转 ” 需结合图示判 断滑片移动方向（非绝对左 → 右）。 关联物理量变化 ‌ ： 灯泡变亮/电机加速 → 电流 ↑→ 总电阻 ↓→ 有效电阻段长度 ↓ ；音量降低/亮度减弱 → 电流 ↓→ 总电阻 ↑→ 有效电阻段长度 ↑ 口诀： 电阻两端接电源，滑动触点中间连。 移动位置改阻值，分压输出随心变。 ) ( 提醒： 必须遵循 “ 一固定端+中间滑动端 ” 的接法，也就是 “ 左中 ” 或 “ 右中 ” 组合，只接两个端点，三端全接的分压场景初中阶段极少考查，遇到要先确认题目要求。 收音机音量开关、台灯调光旋钮本质都是电位器，它是通过改变电流大小实现调节，不是改变电源电压，这个概念很多同学容易搞混。 ) 【例1】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 【变式1-1】电视机和复读机中用来调节音量大小的电位器实际相当于_______________，如图所示，若要使音量最大，滑片P应接在________接电路点；其原理是：________________________________。 【变式1-2】小华用电池组、小灯泡、电位器、导线和开关组成了一个调光电路，如图甲所示。图乙所示是电位器的内部构造示意图。闭合开关后，电位器的________（选填“aP”或“cP”）段接入电路，小华将电位器的金属滑片P顺时针转动时，改变电阻丝接入电路中的________（选填“材料”、“长度”或“横截面积”），使小灯泡变________（选填“亮”或“暗”）。 【变式1-3】小阳在跨学科实践课上，自制了一个可调光台灯，如图所示是电位器示意图，请在A、B、C三个接线柱中选择两个连入电路，要求顺时针旋转滑片时灯泡变暗。 模型02.跨学科工程技术——电路的组装与设计 ( 技巧： 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）。 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。 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。 口诀： 调光核心变电阻，串联分压电流控。 电阻变大灯变暗，电阻变小灯更红。 电位器即变阻器，改变长度阻值通。 提醒： 不要接A、C两端，否则滑片旋转时电阻不变，无法实现调光；必须接B、C端，才能保证顺时针转滑片时灯泡变亮。 ) 【例2】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”）。 【变式2-1】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2-2】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。 【变式2-3】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。 模型03.跨学科应用拓展——电学与生活、节能综合 ( 技巧： 生活应用：调光台灯本质都是变阻器。 连接方式 ‌ ：变阻器必须与灯泡 ‌ 串联 ‌ 。 ‌ 调节机制 ‌ ：改变接入电路的电阻丝 ‌ 长度 → 改变电阻 → 改变电流 → 改变亮度。 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）。 创新优化：思考如何改良装置，实现亮度多级调节。 口诀： 先弱后强、先少后多； 短时高频、待机清零； 错峰用电、按需开机 。 提醒： 节能考量 ‌ ：不可去掉总开关仅靠变阻器调至最暗来 “ 关灯 ” 。因为此时电路仍通路，变阻器仍在消耗电能，造成浪费。必须保留独立开关以彻底切断电源。 ‌ 安全防护 ‌ ：电源电压不得超过灯泡额定电压过多，必要时串联定值电阻作为保护，防止电流过大烧坏元件。 ) 【例3】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3-1】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3-2】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 【变式3-3】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______________________________。 模型04.简易调光台灯的制作 ( 技巧： 电路连接： 变阻器必须 ‌ 串联 ‌ 在电路中；并联无法调光。三脚电位器接线口诀： ‌ “ 一上一下 ” ‌ （固定端 A/B + 滑动端 C ），悬空一脚不影响功能但建议规范接法。方向判断：顺时针亮 → 接 ‌ 滑动端 + 靠近旋转终点 ‌ 的固定端（如标号 B 、 C ，滑片向 C 移电阻减小）；逆时针暗 → 接 ‌ 滑动端 + 远离旋转起点 ‌ 的固定端（如 A 、 B ）。 ‌ 元件选型： 光源：小灯泡（参数明确易调试）或 LED （注意 ‌ 单向导电性 ‌ ，正负极接反不亮且不可调）。变阻器：学生实验可用铅笔芯自制（夹子移动改变长度）；成品推荐线性电位器（ 5kΩ ~ 50kΩ ），避免指数型导致调节不均。电源：电压需匹配灯泡额定值（如 2 节干电池 3V 配 2.5V 小灯泡），超压易烧毁。 ‌ 常见故障： 忽明忽暗 → 滑片与电阻丝 ‌ 接触不良 ‌ （氧化 / 松动），清洁或更换。调至最暗仍微亮 / 耗电 → 电位器未完全断开， ‌ 不可省略独立开关 ‌ （节能与安全要求）。 LED 不亮 → 优先检查 ‌ 极性是否接反 ‌ ，其次限流电阻是否缺失（防过流）。 口诀： 电路先把原理明，焊装接线步步清， 调阻控流光渐变，稳座护罩实用成。 提醒： 同时接滑片与同一侧固定端无效组合：无法形成有效分压。 连接最后一根导线前 ‌ 开关必须断开 ‌ ，否则易短路烧毁灯泡或电源。 闭合开关前，滑片应置于 ‌ 阻值最大位置 ‌ （保护电路）。 ) 【例4】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】 （4）小李同学选择用实验室中的电阻设计了一个电路，如图甲所示，此电路中________（填“能”或“不能”）改变灯泡的亮度。 （5）小马同学选择用滑动变阻器来调节灯泡亮度，他设计的电路图如乙所示。但在实验中他发现，只移动滑动变阻器的滑片，并不能让小灯泡熄灭。于是他再次改进电路设计（如下图所示），在确保电路安全的前提下，下列能实现“利用滑动变阻器控制灯泡由亮到灭”的最佳电路是（各元件规格完全相同）________。 （6）由于滑动变阻器体积较大，他们又找来电位器来代替图乙中的滑动变阻器，电位器的结构图如丙所示，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，它的原理是通过改变电位器接入电路中电阻丝的________（选填“长度”或“横截面积”）从而改变接入电路中的电阻。为了顺时针旋转旋钮时电灯变亮，则应该选择________（选填“AB”、“AC”或“BC”）接线柱接入电路。 【展示交流】 （7）同学们展示了自己利用电位器制作的调光台灯，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熄灭，就可以去掉电路中的控制开关，不必断电。 请从节能的角度评价一下他们的做法：____________________________________________________。 （8）为了实现“控制灯泡由亮到灭”，小明设想在电位器的电阻片某一端加上一层绝缘层，使得只要旋转电位器的旋钮就能保证灯泡可以调到熄灭，则绝缘层应靠近图中________（选填“A”或“C”）端。 （9）小伟同学查阅资料发现，很多夜间照明系统会配有声控感应器。其作用相当于一个开关，当遇到声音（如人走路发出的声音）时会闭合，否则断开。某区域的夜晚照明系统的简化图如图所示，其中S为声控感应器。下列有关说法正确的是________。 A.人经过时，L1和L2都会亮 B.人经过时，L1和L2都不会亮 C.人离开后安静时，L1重新亮起 D.人离开后安静时，L2重新亮起 【变式4-1】在“设计制作一个调光灯”的实践活动中，小明设计了如图所示的电路，电源使用三节铅蓄电池串联，小灯泡的额定电压为3V，AP两个回形针可在铅笔芯上滑动。通过交流，小华同学提出了改进建议，关于以下建议，你认为合理的是（ ） A.铅笔芯换成铜丝更好 B.为保护灯泡，可以在AP之间做一个标记，防止接入阻值太小 C.为使灯泡亮度变化更明显，应选用更短的铅笔芯 D.为使灯泡亮度变化更明显，电源电压越高越好 【变式4-2】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4-3】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。 模型05.调光台灯的电路连接与故障分析 ( 技巧： 定连接 ‌ ：确认串并联 → 标出变阻器有效电阻段（看下接线柱）。 ‌ 析变化 ‌ ：滑片移动 → 电阻丝长度变化 → R 总 变化 → I 变化 → P = I ² R L 变化 → 亮度变化。 ‌ 逆推故障 ‌ ：现象异常 + 滑片无效 → 查变阻器是否短路 / 断路 / 接错； 结合电表：有流无压 → 被测元件短路；无流有压 → 被测元件断路。 注意： “ 灯不亮 ”≠ 一定是断路 —— 可能是短路或电源问题； “ 灯亮但不可调 ” 优先查变阻器是否短路或接错。 口诀： 调光串联变阻器，一上一下接仔细。 两上灯亮难调节，两下灯暗无变化。 ) ( 提醒： ❌ 误认为 “ 变阻器断路灯会亮 ”→ 实际断路则整个串联电路无电流，灯必不亮。 ❌ 混淆 “ 上上 ” 与 “ 短路 ” ：两者效果相似（电阻 ≈ 0 ），但成因不同（接线错误 vs 元件损坏）。 ✅ 安全排查优先顺序（实物题）：电源 → 开关 → 导线 → 灯泡 → 变阻器， ‌ 严禁带电拆机 ‌ 。 ) 【例5】跨学科实践：制作简易调光台灯 为传承红色基因，感悟革命先辈的奋斗精神，同学们参与了以左权将军十字岭突围战为主题的文旅研学活动。活动中，大家了解到当年将军在夜间指挥作战。查看军事地图时，急需一款光线可调、便于携带的照明工具。为此，项目团队开展跨学科实践，制定了“项目提出—项目分析—项目实施—展示交流”的学习流程，研究滑动变阻器的工作原理，收集电源、开关、滑动变阻器、小灯泡、导线等器材，为重现当年将军的作战场景，设计并组装一款便于夜间指挥或看图的简易调光台灯。 实验时，按电路原理图连接好各元件，闭合开关后，移动滑动变阻器的滑片，观察小灯泡的亮度变化情况，请根据该调光台灯的设计与组装过程，回答以下问题： （1）调光台灯工作时，滑动变阻器是通过改变接入电路中电阻丝的________，进而改变电路中的________，最终实现灯泡亮度调节。 （2）某团队同学测试时，发现滑片移动后小灯泡亮度始终不变且很暗，出现这种现象的原因可能是_______________________________________（答出一条即可）。 （3）展示交流时，多个小组发现自制台灯存在以下问题：①灯泡闪烁不定；②调节滑片时灯泡亮度变化不明显；③移动滑片时小灯泡易被烧坏。请任选其中一个问题并提出你的改进建议：________________________________________________________________________________________。 【变式5-1】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 【变式5-2】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】 （4）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？ （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，则下列开关部分电路的设计图正确的是（ ） 【变式5-3】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________Ω的定值电阻R0，这样就能符合制作要求； 【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”）。 模型06.调光台灯的调试与改进 ( 技巧： 接线柱选择（顺时针变亮） ‌ 逻辑链：灯变亮 → 电流变大 → 总电阻变小 → 接入电阻丝长度变短。 故障排查 ‌ ： 灯忽明忽暗： ‌ 滑片与电阻丝接触不良 ‌ （氧化 / 松动），导致通断不稳定。灯始终最亮：电位器未真正串联（如接了a、c两端或短路）。灯始终不亮：检查电源、开关、二极管极性（LED 长脚为正，反接不导通）。 可行方案 ‌ （答出其一即可）： ①串联一个 ‌ 合适阻值的定值电阻 ‌ （限流分压）； ②降低电源电压（如减少电池节数）； ③选用额定电压更高的灯泡或专用可调光 LED 。 ‌ 进阶设计 ‌ ：使电位器兼开关功能 —— 在 ‌ 起始端电阻丝（如 a 端）涂绝缘层 ‌ ，滑片转至该处自动断路。 口诀： 串联变阻改电流，接触不良灯闪烁。 旋钮顺转阻值小，断电节能莫疏忽。 提醒： 闭合开关前，滑片置于 ‌ 阻值最大处 ‌ （保护电路）。 LED 注意 ‌ 单向导电性 ‌ ，正负极接反不发光且可能损坏。 评价调节效果：电阻大者（同长度） ‌ 调节范围大但精度低 ‌ （单位位移电阻变化大）。 ) 【例6】某学习小组用标有12V字样的低压白炽灯、电压恒为18V的电源、两个阻值R1和R2未知的定值电阻（R1>R2）开展“自制调光台灯”的项目式学习，过程如下： （1）【阻值测量】小组成员在图甲所示的电路中分别单独接入灯泡和两定值电阻，闭合开关后移动滑动变阻器得到三组U-I数据并绘制成图像，其中表示小灯泡电流与电压关系的是图线_______（选填“a”或“b”），你判断的依据是______________________________； （2）【设计电路】在制作调光台灯时，为了节约空间，同学们用一个调节范围为0~10Ω的单圈绕线电位器代替滑动变阻器，他们设计的电路如图丙，请用笔画代替导线把电路连接完整，要求滑片顺时针滑动时灯变亮； （3）【交流评估】在对电路进行测试时同学们发现丙图的设计存在不足，请指出其不足之处：_________________________________________________________，并根据已有器材提出一条改进措施：________________________________。 【变式6-1】跨学科实践：制作简易调光台灯 【项目提出】 利用变阻器知识制作一盏简易调光台灯，达到调节灯光亮度的目的。 【项目分析】 制作简易调光台灯，需要重点考虑以下几个问题。 1.选择哪种光源？ 2.怎样改变光源的亮度？ 3.可以从哪些方面加强台灯的实用性？ 【项目实施】 1.设计台灯 （1）a.选择光源。实验室用的小灯泡可以作为光源。另外，市面上很容易买到各种型号的发光二极管，也可以作为光源。 b.选择变阻器。制作简易调光台灯的关键是改变台灯的亮度，这可以通过改变灯泡两端的电压来实现。 c.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。 ①若选择电位器，要求顺时针旋转电位器的旋钮，小灯泡变亮，请用笔画线代替导线将如图乙所示的电路补充完整。（连线不能交叉） ②若选择滑动变阻器，要求向D端调节滑动变阻器的滑片，灯泡越来越暗。小明想进一步探究灯泡亮度变化时它两端的电压和通过它的电流怎么变化。在方框内设计出能完成探究的电路图________，并用笔画线代替导线将图丙实物图正确连接。（连线不能交叉，两电表均接较小的测量范围） d.设计支架和灯罩。画出你设想中台灯的草图，各个器件要安排紧凑，使台灯美观、结实，便于移动。 2.制作台灯 按照设计方案安装各个器件，连接电路。检查电路，闭合开关，看看怎么调节变阻器会使小灯泡越来越亮。 【展示交流】 （2）小明想利用不同颜色的LED灯设计一个发光颜色可调的台灯，探究亮度是否均可调。下面电路符合要求的是________。LED灯发光部分是由__________材料制成的。（选填“导体”“半导体”或“超导体”） A. B. C. D. 【变式6-2】跨学科实践：设计和制作模拟调光灯 【项目提出】 调光灯为什么能变光？我们能否设计一个类似的能连续调节灯泡亮度的电路？ 【项目分析】 让灯泡的亮度发生变化可以有多种方法。改变电池组中串联电池的节数会影响灯泡的亮度；在不改变电源两端电压的情况下，在电路中串联接入一个滑动变阻器，就可以连续改变灯泡的亮度。 【项目实施】 活动一、正确使用滑动变阻器 （1）图1是小明同学连接的电路图，可以实现滑动变阻器的滑片向右移动时灯泡变暗。 （2）滑动变阻器的铭牌上标有“20Ω 2A”字样。其中“20Ω”指的是_________（填符号）两接线柱间的电阻值。 （3）根据上面的连接方式，闭合开关前，滑片P应滑到________端（选填“A”或“B”）。 （4）在电路连接完成后闭合开关，发现灯泡立刻发出耀眼的光并很快熄灭。则实验操作中的不当之处可能是将滑动变阻器的_________（填符号）两个接线柱接入了电路。 活动二、认识电位器 调光灯台灯通过旋转旋钮调节亮度，这个旋转旋钮是一个电位器。 （5）电位器的构造 如图2是电位器的结构示意图，电阻片R的两端分别与接线端A、C相连，滑动片P的一端通过转轴O与接线端B相连，另一端与电阻片R接触良好，并能绕转轴O在电阻片R上滑动。 （6）电位器的工作原理 如图3，电位器是一个变形的滑动变阻器。通过改变连入电路中电阻片的长度来改变电阻，进而改变电路中的电流，从而改变灯泡两端的电压，由此改变小灯泡的亮度。 活动三、自制一个模拟的调光灯 （7）小明同学在学习完电位器后，想利用电位器制作一个调光灯，如图4，请你帮他选择电位器A、B、C三个接线端中的两个连入电路中，用笔画线代替导线连接电路，要求顺时针旋转滑片时，灯泡变暗。 【展示交流】 （8）以下为某探究小组设计的四种调光台灯的电路图，其中能实现“利用滑动变阻器控制灯泡由亮到灭”的最佳电路是（各元件规格完全相同）________。 （9）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5所示，此电路中________（选填“能”或“不能”）改变灯泡亮度，与图4的电路对比，其缺点是_______________________________。 【变式6-3】图甲是生活中常见的亮度可调的台灯。跨学科项目小组想利用图乙中电源、小灯泡、开关、电位器（相当于滑动变阻器）制作一盏简易调光台灯，达到调节灯光亮度的目的。 （1）在连接电路时，小灯泡与电位器应该________（选填“串联”或“并联”）； （2）请你用笔画线代替导线将图乙电路补充完整。要求顺时针旋动电位器滑片时灯会变亮。图中A、B、C为电位器的三个接线柱； （3）小洋按要求正确连接电路制成台灯后发现，变阻器电阻最大时，灯泡仍发光，说明此时电路中________（填“有”或“没有”）电流，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________（填“A”或“C”）端； （4）与白炽灯相比，如果用LED灯做光源将电能转化为________能的效率更高； （5）在展示交流环节，同学们发现台灯调光时存在亮度调节范围小的问题。请你帮他们提出一条改进措施：________________________________。 1.（25-26•九上·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：____________________。 2.（2025·黑龙江绥化·三模）如图所示为旋转式变阻器，若将该旋转式变阻器的B、C两接线柱接入风扇中，则连入电路的弧形电阻片是________选填“AP”“PB”或“AB”）段；当轴沿顺时针方向旋转时，风速将________选填“变大”“变小”或“不变”） 3.（25-26•九上·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。 4.（25-26•九上·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。 5.（25-26九年级·山东威海文登区·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 6.（2025·江苏宿迁）跨学科实践活动中，学习小组为某居民小区设计“图书自动借阅机”，通过刷卡（相当于闭合开关S1）或人脸识别（相当于闭合开关S2）都可以使电动机工作，完成借阅服务；当天黑时，光控开关S3闭合还可以提供照明。下列电路符合设计要求的是（ ） A. B. C. D. 7.（25-26•九上·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 8.（25-26•九上·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 9.（25-26•九上·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。 10.（25-26九上·山西大同·期中）跨学科实践：制作简易调光台灯 【项目提出】 生活中使用的台灯能够根据不同的使用场景调节亮度。创新小组的同学们在学习了十六章之后决定制作一台简易的调光台灯。 【项目分析】 要制作一个简易调光台灯，需要完成以下任务。 任务一：认识简易调光台灯的基本构造和工作原理； 任务二：选择合适的材料制作简易调光台灯。 【项目实施】 任务一：认识简易调光台灯的基本构造和工作原理 （1）如图甲，台灯是由四部分组成的，其中“灯泡”部分实际上是一个闭合电路； （2）制作调光台灯的关键是可以连续改变台灯的亮度，从理论上，可以通过改变_________________来实现；从实践操作上，可以在电路中串联一个_____________来间接实现。 任务二：选择合适的材料制作简易调光台灯。 （3）小组同学选取图乙所示的实验装置制作简易调光台灯的电路部分，请你以笔画线作导线帮助小组同学连接好实物图（要求：顺时针旋转旋钮时，灯泡变亮）； （4）选择合适的物品或材料为简易调光台灯设计底座、支架和灯罩。请你写出一例生活中可以作为灯罩的物品，并简单说明选取的理由。 _______________________________________________________________________________________ 【展示交流】 （5）创新小组成功制作出简易调光台灯（图丙）。其中一个成员发现：闭合开关后，把旋钮旋转到一端时，小灯泡不发光，于是他思考：既然通过旋转旋钮可以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，这样做是否正确？请说明理由。 _______________________________________________________________________________________ 【基础夯实】 1.在制作简易调光台灯时，从节能角度考虑，应优先选用__________（选填“白炽灯”或“LED灯”）；如图为一种电位器结构示意图，要求滑片顺时针转动时，电位器接入电路中的阻值变小，应将接线柱________（选填“ab”或“bc”）接入电路。 2.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”） 3.有一种混合动力汽车上装有一种定时音乐播放器，其原理如图1所示。当闭合开关，“定时开关”处于闭合状态时，播放器________（选填“会”或“不会”）播放音乐；如图2所示，是音乐播放器上用以调节音量的一种电位器，它的实质是一个_____________，下图3为其说明书中的内部结构示意图。使用时，接线柱O必须接入电路。如果想在逆时针旋转滑动触头时音量变大，则还应将接线柱_______（“a”或“b”）接入电路。 4.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。 5.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. 6.在跨学科实践活动中，小闻设计了一款能够调光的台灯，如图甲。图乙为该调光台灯用到的电位器的结构图，ABC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的导体的长度来改变电阻大小 C.若只将BC接入电路，顺时针旋转滑片，灯泡将变暗 D.若只将AC接入电路，逆时针旋转滑片，灯泡将变亮 7.图是某台灯中用于调节亮度的电位器的结构示意图，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。转动旋钮，滑片可以在弧形电阻丝上滑动，即可调节灯泡亮度。下列分析正确的是（ ） A.电位器应与灯泡并联 B.若只将A、B接入电路，逆时针转动旋钮时灯泡变暗 C.若只将A、C接入电路，顺时针转动旋钮时灯泡变亮 D.电位器通过改变接入电路电阻丝的直径来改变电阻 8.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 9.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。 10.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。 【培优拔高】 1.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。 2.如图所示，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。 3.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”） 4.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。 5.在跨学科实践活动中，亮亮同学自制了一个调光台灯（图甲）。台灯亮度是由电位器来控制的，图乙是调光台灯的电路实物图，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.滑片P如果顺时针移动，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.若将a、b接入电路同一点，d接入电路的另一点时，旋动旋钮时不能改变灯泡亮度 6.某同学在跨学科实践活动中，制作了一台简易调光台灯，其电路如图甲所示。在M、N两点之间接入一个如图乙所示的电位器，来改变灯的亮度。下列说法正确的是（ ） A.接入A、B，使滑片顺时针转动，灯泡变亮 B.接入A、C，使滑片逆时针转动，灯泡变亮 C.接入A、C，使滑片顺时针转动，灯泡变暗 D.接入B、C，使滑片顺时针转动，灯泡变亮 7.如图为某同学在完成跨学科实践任务“自制调光台灯”中的设计，甲为台灯简图，乙为用于改变亮度的电阻片，按照该同学的设计，下列说法正确的是（ ） A.若只将a、c接入电路，旋钮顺时针转动时灯泡变亮 B.若只将b、c接入电路，转动旋钮灯泡亮度不变 C.为实现顺时针旋转灯变暗，应把a、b接入电路 D.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 8.可调光台灯对缓解视力有一定效果。小金阅读了某款市场上的可调光台灯的说明书， 发现此款台灯内部应用了如图所示的电位器。AB为电位器中的电阻丝，A、B、C 为三个接线柱，OP为电阻可忽略的金属滑片。此电路通过手动旋转金属滑片来调节灯泡的亮度。其电路设计要求： （1）旋转滑片OP能起到开关通断的作用； （2）滑片顺时针旋转时灯泡变亮。 下列符合设计要求的电路是（ ） A. B. C. D. 9.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）。 10.跨学科实践：制作简易调光台灯 （1）制作简易调光台灯的目的是_______。 A.增加台灯的亮度 B.改变台灯的亮度以适应不同需求 C.延长台灯的使用寿命 D.减少台灯的耗电量 （2）在生活中需要的阅读灯就应用到调光台灯。 （一）光源的选择 （3）在制作简易调光台灯时可以选用实验室小灯泡作为光源。 （4）在日常生活中使用发光二极管（LED）作为调光台灯的光源，主要有以下两个优点：一是节能高效，二是使用寿命长。 （二）怎样改变光源的亮度 （5）调光台灯可以通过在电路中增加一个调光装置来改变台灯的亮度，该调光装置其实就是一个滑动变阻器，该元件应与灯泡串联，通过改变该装置连入电路的电阻，进而改变通过灯泡的电流，从而调节灯泡的亮度。 （三）台灯的实用性设计 （6）为了使得台灯结构小巧，选择将电位器接入电路。 （7）调光台灯的制作涉及多方面的物理知识，如灯罩的作用是利用光的________来增强台灯亮度：灯座应使用较重的材料制作，这是通过降低台灯整体的________来提高其稳定性。 【项目实施】 （8）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。 （9）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________接线柱接入电路，正确连接电路制成台灯后发现，变阻器电阻最大时，灯泡仍发光，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_______（填“A”或“C”） 端。 （10）小明没有电位器，于是用探究实验中的电阻设计了一个电路，如图丙所示。也能改变灯泡亮度，此电路与小明的电路对比，其缺点是____________________________。 第 1 页 共 29 页 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 ( 模型破解 规范思维路径，强化科学逻辑 …………………………………………………… … ………… 01 ~ 25 模型 0 1. 跨学科实践 —— 电位器的原理 ………………………………………………………………… 01 模型02. 跨学科工程技术 —— 电路的组装与设计 ……………………………………………………… 04 模型03. 跨学科应用拓展 —— 电学与生活、节能综合 ………………………………………………… 06 模型04. 简易调光台灯的制作 …………………… ………… …………………………………………… 08 模型05. 调光台灯的电路连接与故障分析 ……………………………………………………………… 13 模型0 6 . 调光台灯的调试与改进 … ………… …………………………………………………………… 19 真题演练 熟悉考试形式，提升实战能力 ………… …… ……………………………………… … ……… 2 6 ~ 3 1 分层练测 实现精准提效，最终整体达标 ………………………………………………………………… 3 1 ~ 44 基础夯实 …………………………………………………………………………………… 3 1 ~ 38 培优拔高 …………………………………………………………………………………… 38 ~ 44 ) 模型01.跨学科实践——电位器的原理 ( 技巧： 识别三引脚角色 ‌ ： 两端固定脚（常标 A/B 或 1/3 ）：之间阻值恒为标称总阻值，旋转旋钮不变。中间滑动脚（常标 C 或 2 ）：与任一端脚构成可变电阻段。 确定有效电阻段 ‌ ： 若接 ‌ 滑动端 + 一端固定脚 ‌ → 接入的是 “ 滑动端到该固定脚 ” 的电阻丝长度。若接 ‌ 两端固定脚 ‌ → 相当于定值电阻（总阻值），无法调节。 ⚠ 注意：题目中 “ 顺时针旋转 ” 需结合图示判 断滑片移动方向（非绝对左 → 右）。 关联物理量变化 ‌ ： 灯泡变亮/电机加速 → 电流 ↑→ 总电阻 ↓→ 有效电阻段长度 ↓ ；音量降低/亮度减弱 → 电流 ↓→ 总电阻 ↑→ 有效电阻段长度 ↑ 口诀： 电阻两端接电源，滑动触点中间连。 移动位置改阻值，分压输出随心变。 ) ( 提醒： 必须遵循 “ 一固定端+中间滑动端 ” 的接法，也就是 “ 左中 ” 或 “ 右中 ” 组合，只接两个端点，三端全接的分压场景初中阶段极少考查，遇到要先确认题目要求。 收音机音量开关、台灯调光旋钮本质都是电位器，它是通过改变电流大小实现调节，不是改变电源电压，这个概念很多同学容易搞混。 ) 【例1】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 【解析】电位器的工作原理是通过改变接入电路的电阻丝长度，改变接入电路的电阻大小，进而改变电路电流，实现调光功能，以下是对各选项的分析： A选项：要通过电位器改变灯泡的工作电流，电位器必须与灯泡串联，并联时电位器的阻值变化不会改变灯泡两端的电压，灯泡电流不变无法调光，因此A错误。 B选项：将接线柱a、c接入电路时，电位器的全部电阻丝都接入电路，滑片旋转不会改变接入电路的电阻大小，电路电流不变，无法实现调光，因此B错误。 C选项：相同滑片移动距离下，电阻丝长度越短，电阻的变化量越小，电路电流变化幅度越小，灯泡亮度变化越不明显，因此为使亮度变化明显，应选用电阻丝长度较长的电位器，C正确。 D选项：顺时针旋转旋钮时灯泡变亮，说明电路电流变大，电位器接入的电阻变小。将b、c接入电路时，顺时针旋转滑片会靠近c接线柱，接入电路的电阻丝长度变短，电阻变小，电流变大，符合灯泡变亮的要求，因此D错误。 故正确答案选C。 【变式1-1】电视机和复读机中用来调节音量大小的电位器实际相当于_______________，如图所示，若要使音量最大，滑片P应接在________接电路点；其原理是：________________________________。 【答案】滑动变阻器（变阻器）；d；通过滑片改变接入电路中的电阻值，从而控制电路中电流的变化 【解析】滑动变阻器可以改变电路中电阻的大小，从而改变电路中电流的大小，因此电视机和复读机中用来调节音量大小的电位器实际相当于滑动变阻器。 按图示的连接，要使音量最大，即电流最大，电阻要最小，应使滑片P接在d点。 滑动变阻器的原理是通过滑片改变接入电路中的电阻值，从而控制电路中电流的变化。 【变式1-2】小华用电池组、小灯泡、电位器、导线和开关组成了一个调光电路，如图甲所示。图乙所示是电位器的内部构造示意图。闭合开关后，电位器的________（选填“aP”或“cP”）段接入电路，小华将电位器的金属滑片P顺时针转动时，改变电阻丝接入电路中的________（选填“材料”、“长度”或“横截面积”），使小灯泡变________（选填“亮”或“暗”）。 【答案】aP；长度；暗 【解析】由图可知，电位器接的是a、b接线柱，因此接入电路的是aP部分； 当顺时针转动滑片时，接入电路的aP部分变长，电阻变大，电路中电流变小，小灯泡变暗。 故答案为：aP；长度；暗。 【变式1-3】小阳在跨学科实践课上，自制了一个可调光台灯，如图所示是电位器示意图，请在A、B、C三个接线柱中选择两个连入电路，要求顺时针旋转滑片时灯泡变暗。 【答案】见解析 【解析】要求顺时针旋转滑片时灯泡变暗，则电位器需与灯泡串联，且滑片顺时针旋转时电位器接入电路中的电阻变大，即此过程中接入电路中的电阻片长度变长。故可按如下方法作图：从电源正极出发，依次连接灯泡右侧、左侧接线柱，电位器的B接线柱、C接线柱，开关左侧、右侧接线柱，最后连接到电源负极。据此作图。 模型02.跨学科工程技术——电路的组装与设计 ( 技巧： 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）。 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。 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。 口诀： 调光核心变电阻，串联分压电流控。 电阻变大灯变暗，电阻变小灯更红。 电位器即变阻器，改变长度阻值通。 提醒： 不要接A、C两端，否则滑片旋转时电阻不变，无法实现调光；必须接B、C端，才能保证顺时针转滑片时灯泡变亮。 ) 【例2】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 【解析】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。 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。 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。 【变式2-1】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 【解析】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2-2】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 【解析】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。 【变式2-3】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】见解析 【解析】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： 模型03.跨学科应用拓展——电学与生活、节能综合 ( 技巧： 生活应用：调光台灯本质都是变阻器。 连接方式 ‌ ：变阻器必须与灯泡 ‌ 串联 ‌ 。 ‌ 调节机制 ‌ ：改变接入电路的电阻丝 ‌ 长度 → 改变电阻 → 改变电流 → 改变亮度。 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）。 创新优化：思考如何改良装置，实现亮度多级调节。 口诀： 先弱后强、先少后多； 短时高频、待机清零； 错峰用电、按需开机 。 提醒： 节能考量 ‌ ：不可去掉总开关仅靠变阻器调至最暗来 “ 关灯 ” 。因为此时电路仍通路，变阻器仍在消耗电能，造成浪费。必须保留独立开关以彻底切断电源。 ‌ 安全防护 ‌ ：电源电压不得超过灯泡额定电压过多，必要时串联定值电阻作为保护，防止电流过大烧坏元件。 ) 【例3】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】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。 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3-1】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 【解析】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3-2】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 【解析】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。 【变式3-3】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 【解析】（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。 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。 模型04.简易调光台灯的制作 ( 技巧： 电路连接： 变阻器必须 ‌ 串联 ‌ 在电路中；并联无法调光。三脚电位器接线口诀： ‌ “ 一上一下 ” ‌ （固定端 A/B + 滑动端 C ），悬空一脚不影响功能但建议规范接法。方向判断：顺时针亮 → 接 ‌ 滑动端 + 靠近旋转终点 ‌ 的固定端（如标号 B 、 C ，滑片向 C 移电阻减小）；逆时针暗 → 接 ‌ 滑动端 + 远离旋转起点 ‌ 的固定端（如 A 、 ) ( B ）。 ‌ 元件选型： 光源：小灯泡（参数明确易调试）或 LED （注意 ‌ 单向导电性 ‌ ，正负极接反不亮且不可调）。变阻器：学生实验可用铅笔芯自制（夹子移动改变长度）；成品推荐线性电位器（ 5kΩ ~ 50kΩ ），避免指数型导致调节不均。电源：电压需匹配灯泡额定值（如 2 节干电池 3V 配 2.5V 小灯泡），超压易烧毁。 ‌ 常见故障： 忽明忽暗 → 滑片与电阻丝 ‌ 接触不良 ‌ （氧化 / 松动），清洁或更换。调至最暗仍微亮 / 耗电 → 电位器未完全断开， ‌ 不可省略独立开关 ‌ （节能与安全要求）。 LED 不亮 → 优先检查 ‌ 极性是否接反 ‌ ，其次限流电阻是否缺失（防过流）。 口诀： 电路先把原理明，焊装接线步步清， 调阻控流光渐变，稳座护罩实用成。 提醒： 同时接滑片与同一侧固定端无效组合：无法形成有效分压。 连接最后一根导线前 ‌ 开关必须断开 ‌ ，否则易短路烧毁灯泡或电源。 闭合开关前，滑片应置于 ‌ 阻值最大位置 ‌ （保护电路）。 ) 【例6】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】 （4）小李同学选择用实验室中的电阻设计了一个电路，如图甲所示，此电路中________（填“能”或“不能”）改变灯泡的亮度。 （5）小马同学选择用滑动变阻器来调节灯泡亮度，他设计的电路图如乙所示。但在实验中他发现，只移动滑动变阻器的滑片，并不能让小灯泡熄灭。于是他再次改进电路设计（如下图所示），在确保电路安全的前提下，下列能实现“利用滑动变阻器控制灯泡由亮到灭”的最佳电路是（各元件规格完全相同）________。 （6）由于滑动变阻器体积较大，他们又找来电位器来代替图乙中的滑动变阻器，电位器的结构图如丙所示，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，它的原理是通过改变电位器接入电路中电阻丝的________（选填“长度”或“横截面积”）从而改变接入电路中的电阻。为了顺时针旋转旋钮时电灯变亮，则应该选择________（选填“AB”、“AC”或“BC”）接线柱接入电路。 【展示交流】 （7）同学们展示了自己利用电位器制作的调光台灯，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熄灭，就可以去掉电路中的控制开关，不必断电。 请从节能的角度评价一下他们的做法：____________________________________________________。 （8）为了实现“控制灯泡由亮到灭”，小明设想在电位器的电阻片某一端加上一层绝缘层，使得只要旋转电位器的旋钮就能保证灯泡可以调到熄灭，则绝缘层应靠近图中________（选填“A”或“C”）端。 （9）小伟同学查阅资料发现，很多夜间照明系统会配有声控感应器。其作用相当于一个开关，当遇到声音（如人走路发出的声音）时会闭合，否则断开。某区域的夜晚照明系统的简化图如图所示，其中S为声控感应器。下列有关说法正确的是________。 A.人经过时，L1和L2都会亮 B.人经过时，L1和L2都不会亮 C.人离开后安静时，L1重新亮起 D.人离开后安静时，L2重新亮起 【答案】（4）能；（5）C；（6）长度；AB；（7）见解析；（8）C；（9）D 【解析】（4）开关S连接1时，灯泡和电阻R1、R串联，开关S连接2时，电阻R短路，灯泡与电阻R1串联，开关S连接3时，电阻R1、R短路，电路中只有灯泡，三种连接方式电路的总电阻变化，电流也可以改变，所以此电路中能改变灯泡的亮度。 （5）A.可以连续调节灯泡的亮度，但是灯泡不能熄灭，故A不符合题意； B.在移动过程中，灯泡始终被短路，灯泡不发光，滑片移动到右端时，会将电源短路，故B不符题意； C.灯泡与滑动变阻器的左侧部分并联，然后与滑动变阻器的右侧部分串联，且滑片移动到最左端时，灯泡被短路不发光，所以能控制灯泡由亮到灭，故C符合题意； D.灯泡与滑动变阻器并联，根据并联电路特点可知，移动滑片时，灯泡亮度不变，故D不符合题意。 故选C。 （6）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。 当将电位器A和B接线柱接入电路时，此时接入电路的电阻丝为左半部分，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。 （7）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。 （8）电位器逆时针旋转时，灯泡的亮度变暗，要控制灯泡由亮到灭，则绝缘层应靠近图中C端。 （9）声控感应器遇到声音时会闭合，没有声音时会断开，人经过发出声音时，声控感应器闭合，灯泡L2被短路，L1亮，L2不亮，人离开后安静时，声控感应器断开，L2重新亮起，故ABC错误，D正确。 故选D。 【变式4-1】在“设计制作一个调光灯”的实践活动中，小明设计了如图所示的电路，电源使用三节铅蓄电池串联，小灯泡的额定电压为3V，AP两个回形针可在铅笔芯上滑动。通过交流，小华同学提出了改进建议，关于以下建议，你认为合理的是（ ） A.铅笔芯换成铜丝更好 B.为保护灯泡，可以在AP之间做一个标记，防止接入阻值太小 C.为使灯泡亮度变化更明显，应选用更短的铅笔芯 D.为使灯泡亮度变化更明显，电源电压越高越好 【答案】B 【解析】A.该电路是通过改变接入电路阻值来实现调光的，铜丝的电阻极小，无法起到改变电路电阻的作用，不能实现调光，因此将铅笔芯换成铜丝的建议不合理，故A不符合题意； B.接入阻值太小时，电路电流会过大，可能烧坏灯泡。在 AP 间做标记限制最小阻值，可保护灯泡，建议合理，故B符合题意； C.更短的铅笔芯电阻更小，电阻变化范围小，灯泡亮度变化会更不明显，建议不合理，故C不符合题意； D.电源电压过高会超过灯泡额定电压，可能烧坏灯泡，并非电压越高越好，建议不合理，故D不符合题意。 故选B。 【变式4-2】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4-3】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 【解析】（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。 模型05.调光台灯的电路连接与故障分析 ( 技巧： 定连接 ‌ ：确认串并联 → 标出变阻器有效电阻段（看下接线柱）。 ‌ 析变化 ‌ ：滑片移动 → 电阻丝长度变化 → R 总 变化 → I 变化 → P = I ² R L 变化 → 亮度变化。 ‌ 逆推故障 ‌ ：现象异常 + 滑片无效 → 查变阻器是否短路 / 断路 / 接错； 结合电表：有流无压 → 被测元件短路；无流有压 → 被测元件断路。 注意： “ 灯不亮 ”≠ 一定是断路 —— 可能是短路或电源问题； “ 灯亮但不可调 ” 优先查变阻器是否短路或接错。 口诀： 调光串联变阻器，一上一下接仔细。 两上灯亮难调节，两下灯暗无变化。 提醒： ❌ 误认为 “ 变阻器断路灯会亮 ”→ 实际断路则整个串联电路无电流，灯必不亮。 ❌ 混淆 “ 上上 ” 与 “ 短路 ” ：两者效果相似（电阻 ≈ 0 ），但成因不同（接线错误 vs 元件损坏）。 ✅ 安全排查优先顺序（实物题）：电源 → 开关 → 导线 → 灯泡 → 变阻器， ‌ 严禁带电拆机 ‌ 。 ) 【例5】跨学科实践：制作简易调光台灯 为传承红色基因，感悟革命先辈的奋斗精神，同学们参与了以左权将军十字岭突围战为主题的文旅研学活动。活动中，大家了解到当年将军在夜间指挥作战。查看军事地图时，急需一款光线可调、便于携带的照明工具。为此，项目团队开展跨学科实践，制定了“项目提出—项目分析—项目实施—展示交流”的学习流程，研究滑动变阻器的工作原理，收集电源、开关、滑动变阻器、小灯泡、导线等器材，为重现当年将军的作战场景，设计并组装一款便于夜间指挥或看图的简易调光台灯。 实验时，按电路原理图连接好各元件，闭合开关后，移动滑动变阻器的滑片，观察小灯泡的亮度变化情况，请根据该调光台灯的设计与组装过程，回答以下问题： （1）调光台灯工作时，滑动变阻器是通过改变接入电路中电阻丝的________，进而改变电路中的________，最终实现灯泡亮度调节。 （2）某团队同学测试时，发现滑片移动后小灯泡亮度始终不变且很暗，出现这种现象的原因可能是_______________________________________（答出一条即可）。 （3）展示交流时，多个小组发现自制台灯存在以下问题：①灯泡闪烁不定；②调节滑片时灯泡亮度变化不明显；③移动滑片时小灯泡易被烧坏。请任选其中一个问题并提出你的改进建议：________________________________________________________________________________________。 【答案】（1）长度；电流；（2）滑动变阻器接了下面两个接线柱； （3）选择最大阻值更大的滑动变阻器、在电路中串联定值电阻限制电流等 【解析】（1）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其接入电路的电阻，进而改变电路中的电流，实现灯泡亮度调节。 （2）滑片移动后小灯泡亮度始终不变且很暗，说明滑动变阻器接入的是全部电阻丝，且阻值最大，即出现这种现象的原因可能是滑动变阻器接了下面两个接线柱，此时滑动变阻器相当于一个定值电阻，阻值最大。 （3）问题①：拧紧接线柱螺丝，确保导线与元件接触良好，或更换滑片接触良好的滑动变阻器、打磨灯泡灯丝引脚去除氧化层等。 问题②：更换最大阻值与小灯泡电阻相当的滑动变阻器，或严格按照“一上一下”原则连接滑动变阻器、适当提高电源电压且不超过灯泡额定电压等。 问题③：实验前将滑片移至滑动变阻器最大阻值端，或选择最大阻值更大的滑动变阻器、在电路中串联定值电阻限制电流等。 【变式5-1】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。 【变式5-2】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】 （4）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？ （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，则下列开关部分电路的设计图正确的是（ ） 【答案】（2）串；（3）滑动变阻器滑片与电阻丝接触不良；B；（4）见解析；（5）A 【解析】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。 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。 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。 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。 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5-3】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________Ω的定值电阻R0，这样就能符合制作要求； 【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】任务一：（1）B；（2）甲；任务二：（1）灯泡被烧坏；10；（2）亮 【解析】任务一： （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）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）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。 当滑动变阻器接入电阻为0时，需串联定值电阻R0分压，使灯泡两端电压不超过2.5V： U0​=5V−2.5V=2.5V，I=0.25A，故  【项目拓展】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。 模型06.调光台灯的调试与改进 ( 技巧： 接线柱选择（顺时针变亮） ‌ 逻辑链：灯变亮 → 电流变大 → 总电阻变小 → 接入电阻丝长度变短。 故障排查 ‌ ： 灯忽明忽暗： ‌ 滑片与电阻丝接触不良 ‌ （氧化 / 松动），导致通断不稳定。灯始终最亮：电位器未真正串联（如接了a、c两端或短路）。灯始终不亮：检查电源、开关、二极管极性（LED 长脚为正，反接不导通）。 可行方案 ‌ （答出其一即可）： ①串联一个 ‌ 合适阻值的定值电阻 ‌ （限流分压）； ②降低电源电压（如减少电池节数）； ③选用额定电压更高的灯泡或专用可调光 LED 。 ‌ 进阶设计 ‌ ：使电位器兼开关功能 —— 在 ‌ 起始端电阻丝（如 a 端）涂绝缘层 ‌ ，滑片转至该处自动断路。 口诀： 串联变阻改电流，接触不良灯闪烁。 旋钮顺转阻值小，断电节能莫疏忽。 提醒： 闭合开关前，滑片置于 ‌ 阻值最大处 ‌ （保护电路）。 LED 注意 ‌ 单向导电性 ‌ ，正负极接反不发光且可能损坏。 评价调节效果：电阻大者（同长度） ‌ 调节范围大但精度低 ‌ （单位位移电阻变化大）。 ) 【例6】某学习小组用标有12V字样的低压白炽灯、电压恒为18V的电源、两个阻值R1和R2未知的定值电阻（R1>R2）开展“自制调光台灯”的项目式学习，过程如下： （1）【阻值测量】小组成员在图甲所示的电路中分别单独接入灯泡和两定值电阻，闭合开关后移动滑动变阻器得到三组U-I数据并绘制成图像，其中表示小灯泡电流与电压关系的是图线_______（选填“a”或“b”），你判断的依据是______________________________； （2）【设计电路】在制作调光台灯时，为了节约空间，同学们用一个调节范围为0~10Ω的单圈绕线电位器代替滑动变阻器，他们设计的电路如图丙，请用笔画代替导线把电路连接完整，要求滑片顺时针滑动时灯变亮； （3）【交流评估】在对电路进行测试时同学们发现丙图的设计存在不足，请指出其不足之处：_________________________________________________________，并根据已有器材提出一条改进措施：________________________________。 【答案】（1）a；灯丝的电阻随温度变化；（2）见解析 （3）灯泡两端电压超过额定电压，灯丝易烧断；把定值电阻R2串联接入电路 【解析】（1） 定值电阻阻值不变，U-I图像为过原点的直线；小灯泡灯丝电阻随温度升高而增大，因此电压和电流不成正比，U-I图像为曲线，因此a是小灯泡的电流与电压的关系图线。 （2） 滑片顺时针滑动时灯泡变亮，说明电路中电流变大，则电位器接入电阻变小，所以要把电位器c接线柱接入电路。 （3）不足之处：当电位器接入电阻为0时，灯泡两端电压等于电源电压18V，超过灯泡额定电压12V，灯泡容易被烧坏。 改进措施：在电路中串联一个定值电阻（选择已有电阻R2分压），使灯泡两端最大电压不超过12V。 【变式6-1】跨学科实践：制作简易调光台灯 【项目提出】 利用变阻器知识制作一盏简易调光台灯，达到调节灯光亮度的目的。 【项目分析】 制作简易调光台灯，需要重点考虑以下几个问题。 1.选择哪种光源？ 2.怎样改变光源的亮度？ 3.可以从哪些方面加强台灯的实用性？ 【项目实施】 1.设计台灯 （1）a.选择光源。实验室用的小灯泡可以作为光源。另外，市面上很容易买到各种型号的发光二极管，也可以作为光源。 b.选择变阻器。制作简易调光台灯的关键是改变台灯的亮度，这可以通过改变灯泡两端的电压来实现。 c.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。 ①若选择电位器，要求顺时针旋转电位器的旋钮，小灯泡变亮，请用笔画线代替导线将如图乙所示的电路补充完整。（连线不能交叉） ②若选择滑动变阻器，要求向D端调节滑动变阻器的滑片，灯泡越来越暗。小明想进一步探究灯泡亮度变化时它两端的电压和通过它的电流怎么变化。在方框内设计出能完成探究的电路图________，并用笔画线代替导线将图丙实物图正确连接。（连线不能交叉，两电表均接较小的测量范围） d.设计支架和灯罩。画出你设想中台灯的草图，各个器件要安排紧凑，使台灯美观、结实，便于移动。 2.制作台灯 按照设计方案安装各个器件，连接电路。检查电路，闭合开关，看看怎么调节变阻器会使小灯泡越来越亮。 【展示交流】 （2）小明想利用不同颜色的LED灯设计一个发光颜色可调的台灯，探究亮度是否均可调。下面电路符合要求的是________。LED灯发光部分是由__________材料制成的。（选填“导体”“半导体”或“超导体”） A. B. C. D. 【答案】（1）见解析；（2）D；半导体 【解析】（1）小灯泡变亮，由题意可知顺时针旋转电位器的旋钮时，变阻器接入电路的阻值变小，因此电位器的c端接入电路，据此作图； 探究灯泡亮度变化时它两端的电压和通过它的电流怎么变化，要让电压表与灯泡并联，电源、开关、电流表、灯泡、滑动变阻器串联，要求向D端调节滑动变阻器的滑片，灯泡越来越暗，说明变阻器接入电路的电阻变大，则应将变阻器的A端接入电路，两电表均接较小的测量范围，据此连接电路，完整电路图和实物图如下图所示。 （2）A.图中开关闭合，两个LED灯串联，同时发光，发光颜色不可调，故A错误； B.二极管具有单向导电性，当开关接上端时，LED灯未接入电路，接下端时，由于一个LED灯反接，电路断路，故B错误； C.当开关接上端时，红灯发光但不可调节，故C错误； D.图中开关接上端红灯亮，接下端绿灯亮，且无论哪种情况，调节变阻器，均可调节灯的亮度，故D正确。 故选D。 半导体材料的导电性介于导体和绝缘体之间，LED灯发光部分是由半导体材料制成的。 【变式6-2】跨学科实践：设计和制作模拟调光灯 【项目提出】 调光灯为什么能变光？我们能否设计一个类似的能连续调节灯泡亮度的电路？ 【项目分析】 让灯泡的亮度发生变化可以有多种方法。改变电池组中串联电池的节数会影响灯泡的亮度；在不改变电源两端电压的情况下，在电路中串联接入一个滑动变阻器，就可以连续改变灯泡的亮度。 【项目实施】 活动一、正确使用滑动变阻器 （1）图1是小明同学连接的电路图，可以实现滑动变阻器的滑片向右移动时灯泡变暗。 （2）滑动变阻器的铭牌上标有“20Ω 2A”字样。其中“20Ω”指的是_________（填符号）两接线柱间的电阻值。 （3）根据上面的连接方式，闭合开关前，滑片P应滑到________端（选填“A”或“B”）。 （4）在电路连接完成后闭合开关，发现灯泡立刻发出耀眼的光并很快熄灭。则实验操作中的不当之处可能是将滑动变阻器的_________（填符号）两个接线柱接入了电路。 活动二、认识电位器 调光灯台灯通过旋转旋钮调节亮度，这个旋转旋钮是一个电位器。 （5）电位器的构造 如图2是电位器的结构示意图，电阻片R的两端分别与接线端A、C相连，滑动片P的一端通过转轴O与接线端B相连，另一端与电阻片R接触良好，并能绕转轴O在电阻片R上滑动。 （6）电位器的工作原理 如图3，电位器是一个变形的滑动变阻器。通过改变连入电路中电阻片的长度来改变电阻，进而改变电路中的电流，从而改变灯泡两端的电压，由此改变小灯泡的亮度。 活动三、自制一个模拟的调光灯 （7）小明同学在学习完电位器后，想利用电位器制作一个调光灯，如图4，请你帮他选择电位器A、B、C三个接线端中的两个连入电路中，用笔画线代替导线连接电路，要求顺时针旋转滑片时，灯泡变暗。 【展示交流】 （8）以下为某探究小组设计的四种调光台灯的电路图，其中能实现“利用滑动变阻器控制灯泡由亮到灭”的最佳电路是（各元件规格完全相同）________。 （9）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5所示，此电路中________（选填“能”或“不能”）改变灯泡亮度，与图4的电路对比，其缺点是_______________________________。 【答案】（2）AB；（3）B；（4）CD；（7）见解析；（8）C；（9）能；不能连续调节灯泡的亮度，灯泡亮度变化不平稳 【解析】（2）“20Ω”指的是滑动变阻器的最大阻值为20Ω，即AB之间的电阻丝全部接入时的电阻大小。 （3）为了保护电路，闭合开关前，滑片P应该滑到变阻器阻值最大处，由于滑动变阻器下方接的是A接线柱，所以应该将滑片P滑到B端。 （4）闭合开关，发现灯泡立刻发出耀眼的光并很快熄灭，说明滑动变阻器接入电路中的电阻很小，灯泡发光后被烧坏了，则可能的原因是将滑动变阻器的CD接线柱接入电路，此时滑动变阻器相当于一根导线，电阻很小。 （7）要求顺时针旋转滑片时，灯泡变暗，即顺时针旋转滑片时，接入电路的电阻变大，应该将电位器的B、C端接入电路，如图所示： （8）A.当滑动变阻器滑片向右移动的过程中，灯泡变暗，但不能控制灯泡由亮到灭，故A不符合题意； B.滑片移动的过程中，灯泡及变阻器滑片P左半边的电阻始终被短路，灯泡不发光，故B不符合题意； C.当滑片向左移动到滑动变阻器最左端时，灯泡被短路，灯泡由亮变灭，故C符合题意； D.滑动变阻器和灯泡L并联，调节滑片且滑动变阻器接入的电阻不为零时，灯泡L两端的电源等于电源电压，两端不变，当滑动变阻器接入的电阻为零时，灯泡L被短路，损坏电路，故D不符合题意。 故选C。 （9）当开关1或3闭合时，灯泡两端的电压都会变大，灯泡的亮度会发生变化，但亮度变化不平稳，不能连续调节亮度。 【变式6-3】图甲是生活中常见的亮度可调的台灯。跨学科项目小组想利用图乙中电源、小灯泡、开关、电位器（相当于滑动变阻器）制作一盏简易调光台灯，达到调节灯光亮度的目的。 （1）在连接电路时，小灯泡与电位器应该________（选填“串联”或“并联”）； （2）请你用笔画线代替导线将图乙电路补充完整。要求顺时针旋动电位器滑片时灯会变亮。图中A、B、C为电位器的三个接线柱； （3）小洋按要求正确连接电路制成台灯后发现，变阻器电阻最大时，灯泡仍发光，说明此时电路中________（填“有”或“没有”）电流，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________（填“A”或“C”）端； （4）与白炽灯相比，如果用LED灯做光源将电能转化为________能的效率更高； （5）在展示交流环节，同学们发现台灯调光时存在亮度调节范围小的问题。请你帮他们提出一条改进措施：________________________________。 【答案】（1）串联；（2）见解析；（3）有；C；（4）光；（5）换用阻值更大的电位器 【解析】（1）小灯泡与电位器应该串联，通过改变电位器接入电路中的阻值来改变电流，从而达到调节灯光亮度的目的。 （2）要求顺时针旋动电位器滑片时灯会变亮，即通过灯泡的电流变大，电位器的电阻变小，因此应连接电位器的B、C接线柱，故如下图所示： （3）灯泡发光的前提是有电流通过灯丝，此时变阻器电阻最大时灯泡仍发光，说明电路中有电流。 要让灯泡调到熄灭，需使滑片滑到绝缘层处时电路断路。电位器的电阻丝为AC段，滑片接B，绝缘层应靠近C端，滑片顺时针滑到C端时，接触绝缘层，电路断开，灯泡熄灭。 （4）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。 （5）亮度调节范围小，说明电位器的阻值变化范围不足，可以换用阻值更大的电位器。 1.（25-26•九上·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 【解析】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。 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。 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。 2.（2025·黑龙江绥化·三模）如图所示为旋转式变阻器，若将该旋转式变阻器的B、C两接线柱接入风扇中，则连入电路的弧形电阻片是________选填“AP”“PB”或“AB”）段；当轴沿顺时针方向旋转时，风速将________选填“变大”“变小”或“不变”） 【答案】PB；变大 【解析】如图所示，旋转式变阻器通过改变接入电路的电阻片的长度来改变接入电路的电阻值，当把B、C两接线柱连入电路，则连入电路的弧形电阻片是PB段。 当轴沿顺时针方向旋转时，连入电路的弧形电阻片长度变小，接入PB阻值变小，电源电压不变，电路中的电流将变大，风速将变大。 3.（25-26•九上·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 【解析】要使电位器能够控制灯泡亮度，应该使电位器与灯泡串联。 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。 4.（25-26•九上·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 【解析】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。 5.（25-26九年级·山东威海文登区·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 【解析】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。 6.（2025·江苏宿迁）跨学科实践活动中，学习小组为某居民小区设计“图书自动借阅机”，通过刷卡（相当于闭合开关S1）或人脸识别（相当于闭合开关S2）都可以使电动机工作，完成借阅服务；当天黑时，光控开关S3闭合还可以提供照明。下列电路符合设计要求的是（ ） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】A.图中开关S1和S2并联后再和电动机串联，通过刷卡（相当于闭合开关S1）或人脸识别（相当于闭合开关S2）都可以使电动机工作，开关S3和灯泡在另一条支路，当天黑时，光控开关S3闭合还可以提供照明，故A符合题意； B.图中闭合开关S1或闭合开关S2，电动机被短路，不会工作，闭合开关S3，灯泡和电动机串联，灯泡和电动机都工作，故B不符合题意； C.图中开关S1、S2和电动机串联，只闭合其中一个开关，电动机不工作，故C不符合题意； D.图中开关S2和S3并联后再和灯泡串联，闭合其中一个开关，灯泡不发光，开关S1和电动机在另一条支路，闭合开关S1，电动机工作，故D不符合题意。 故选A。 7.（25-26•九上·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 【解析】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。 8.（25-26•九上·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 【解析】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。 9.（25-26•九上·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】见解析 【解析】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： 10.（25-26九上·山西大同·期中）跨学科实践：制作简易调光台灯 【项目提出】 生活中使用的台灯能够根据不同的使用场景调节亮度。创新小组的同学们在学习了十六章之后决定制作一台简易的调光台灯。 【项目分析】 要制作一个简易调光台灯，需要完成以下任务。 任务一：认识简易调光台灯的基本构造和工作原理； 任务二：选择合适的材料制作简易调光台灯。 【项目实施】 任务一：认识简易调光台灯的基本构造和工作原理 （1）如图甲，台灯是由四部分组成的，其中“灯泡”部分实际上是一个闭合电路； （2）制作调光台灯的关键是可以连续改变台灯的亮度，从理论上，可以通过改变_________________来实现；从实践操作上，可以在电路中串联一个_____________来间接实现。 任务二：选择合适的材料制作简易调光台灯。 （3）小组同学选取图乙所示的实验装置制作简易调光台灯的电路部分，请你以笔画线作导线帮助小组同学连接好实物图（要求：顺时针旋转旋钮时，灯泡变亮）； （4）选择合适的物品或材料为简易调光台灯设计底座、支架和灯罩。请你写出一例生活中可以作为灯罩的物品，并简单说明选取的理由。 _______________________________________________________________________________________ 【展示交流】 （5）创新小组成功制作出简易调光台灯（图丙）。其中一个成员发现：闭合开关后，把旋钮旋转到一端时，小灯泡不发光，于是他思考：既然通过旋转旋钮可以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，这样做是否正确？请说明理由。 _______________________________________________________________________________________ 【答案】（2）“灯泡”部分两端电；滑动变阻器； （3）见解析；（4）一次性纸杯，因其获取方便，且有一定的反光性，凹面形状可得到近似平行光；（5）不正确，因旋钮旋转到使灯泡不发光时，电路中仍有电流通过，有电能消耗 【解析】（2）要连续改变台灯的亮度，从理论上，即为连续改变经过“灯泡”部分的电流，可以通过改变“灯泡”部分两端电压来实现。 电源电压不变，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，从而连续改变电流和灯泡两端的电压。 （3）要使顺时针旋转旋钮时，灯泡变亮，则顺时针旋转滑片应使接入电路的电阻丝变短，图乙的电位器应接b、c两接线柱。各元件串联，电路连线如图所示： （4）灯罩的作用是通过反射将光线变为平行光，故可选取一次性纸杯，因其获取方便，且纸杯的杯身能对光线起到一定的遮挡和聚拢作用，可减少光线的散射，让光线更集中地照射到需要的区域，提升局部照明效果。 （5）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，从节能角度看，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。 【基础夯实】 1.在制作简易调光台灯时，从节能角度考虑，应优先选用__________（选填“白炽灯”或“LED灯”）；如图为一种电位器结构示意图，要求滑片顺时针转动时，电位器接入电路中的阻值变小，应将接线柱________（选填“ab”或“bc”）接入电路。 【答案】LED灯；bc 【解析】相同亮度下，LED灯的电能转化为光能的效率远高于白炽灯，多余能量更少以热能形式浪费，相同亮度能耗更低，因此从节能角度优先选用LED灯。 电位器通过改变接入电路的电阻丝长度改变电阻，要求滑片顺时针转动时阻值变小，说明接入的电阻丝长度变短，因此选接线柱bc。 2.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】该台灯外壳是塑料的，塑料是一种绝缘体。 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。 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。 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。 3.有一种混合动力汽车上装有一种定时音乐播放器，其原理如图1所示。当闭合开关，“定时开关”处于闭合状态时，播放器________（选填“会”或“不会”）播放音乐；如图2所示，是音乐播放器上用以调节音量的一种电位器，它的实质是一个_____________，下图3为其说明书中的内部结构示意图。使用时，接线柱O必须接入电路。如果想在逆时针旋转滑动触头时音量变大，则还应将接线柱_______（“a”或“b”）接入电路。 【答案】不会；滑动变阻器；a 【解析】当闭合开关S，“定时开关”处于闭合状态时，播放器被短路，电路为指示灯的简单电路，播放器不会播放音乐。 根据电位器的使用方法，将Oa或Ob接入电路中，转动旋钮带动滑动触头滑动，可见电位器就是一个滑动变阻器，转动旋钮改变了接入电路的电阻，从而改变了电路中的电流，达到调节收音机音量的目的。 故如果想在逆时针旋转滑动触头时音量变大，应使接入电路的电阻减小，根据I=U/R可知，电路中的电流会变大，即音量增大，故还应将接线柱a接入电路。 4.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 【解析】当开关拨到1时灯泡与一个定值电阻R串联，当开关拨到2时灯泡与两个定值电阻R串联，当开关拨到3时灯泡与三个定值电阻R串联，串联电路的总电阻等于各用电器电阻之和，开关拨到1时总电阻最小，开关拨到3时总电阻最大，电源电压一定，根据欧姆定律可知，开关拨到1时的总电流最大，开关拨到3时总电流最小，则开关拨到1时通过灯泡的电流最大，灯泡分得的电压最大，根据P=UI可知，灯泡的实际功率最大，当开关拨到1时灯泡最亮。 5.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 【解析】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。 6.在跨学科实践活动中，小闻设计了一款能够调光的台灯，如图甲。图乙为该调光台灯用到的电位器的结构图，ABC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的导体的长度来改变电阻大小 C.若只将BC接入电路，顺时针旋转滑片，灯泡将变暗 D.若只将AC接入电路，逆时针旋转滑片，灯泡将变亮 【答案】B 【解析】A.电位器本质是滑动变阻器，电位器要改变灯泡的电流，调节亮度，必须与灯泡串联；并联电路各支路互不影响，无法改变灯泡亮度，故A错误； B.电位器（滑动变阻器）的工作原理就是通过改变接入电路中导体的长度来改变电阻大小，故B正确； C.若只将BC接入电路，接入电路的是BC段电阻丝，顺时针旋转滑片，接入的BC段电阻丝长度变短，电阻变小，电路电流变大，灯泡变亮，故C错误； D.若只将AC接入电路，电位器的全部电阻丝都接入电路，旋转滑片不会改变接入电阻的大小，电路电流不变，灯泡亮度不变，故D错误。 故选B。 7.图是某台灯中用于调节亮度的电位器的结构示意图，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。转动旋钮，滑片可以在弧形电阻丝上滑动，即可调节灯泡亮度。下列分析正确的是（ ） A.电位器应与灯泡并联 B.若只将A、B接入电路，逆时针转动旋钮时灯泡变暗 C.若只将A、C接入电路，顺时针转动旋钮时灯泡变亮 D.电位器通过改变接入电路电阻丝的直径来改变电阻 【答案】B 【解析】A.电位器调节灯泡亮度，需要改变电路电流，必须和灯泡串联，故A错误； B.只接A、B时，接入电路的是AP段电阻丝。逆时针旋转旋钮，滑片P远离A，接入电阻丝变长、电阻变大，电路电流变小，灯泡变暗，故B正确； C.只接A、C时，全部弧形电阻丝接入电路，旋转旋钮不能改变接入电阻大小，电路电流不变，灯泡亮度不变，故C错误； D.电位器原理是通过改变接入电路电阻丝的长度来改变电阻，故D错误。 故选B。 8.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】B 【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，电阻减小，对电流的阻碍作用减小，电路中电流变大，灯泡变亮，故A错误； B.该装置是通过改变铅笔芯接入电路的阻值来改变电路中电流的大小，从而改变灯泡的亮度，故该装置调光的原理与滑动变阻器相似，故B正确； C.该实验中导体的材料不变，不能探究导体电阻与导体材料的关系，故C错误； D. 夹子A向右移动的过程中，若灯泡亮度变化不明显，说明电流的变化比较小，即电阻变化较小，故应选用电阻较大的铅笔芯，即换用更细的铅笔芯，故D错误。 故选B。 9.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】见解析 【解析】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： 10.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】（1）断开；大；（2）电阻丝接入电路的长度；（3）镍铬合金；（4）MP；左；（5）滑动变阻器 【解析】（1）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）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）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）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）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。 【培优拔高】 1.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 【解析】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。 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。 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。 2.如图所示，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 【解析】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。 3.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】该台灯外壳是塑料的，塑料是一种绝缘体。 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。 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。 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。 4.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】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。 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。 5.在跨学科实践活动中，亮亮同学自制了一个调光台灯（图甲）。台灯亮度是由电位器来控制的，图乙是调光台灯的电路实物图，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.滑片P如果顺时针移动，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.若将a、b接入电路同一点，d接入电路的另一点时，旋动旋钮时不能改变灯泡亮度 【答案】D 【解析】A.弧形电阻c两端分别接接线柱b和d，滑片P与接线柱a相连，当前电路接入的是a和d，电流路径为d→P→a，因此电流流过d、P之间的电阻丝，故A正确，不符合题意。 B.滑片P顺时针移动时，远离d端，d、P之间的电阻丝长度变长，故B正确，不符合题意。 C.台灯亮度最小说明电路电流最小，接入电阻最大。当滑片P在b点时，d、P间电阻丝最长，电阻最大，电流最小，亮度最小，故C正确，不符合题意。 D.将a、b接入同一点，d接入另一端时，P、b之间的电阻丝被导线短路，只有d、P之间的电阻丝接入电路，旋动滑片时，d、P的电阻长度改变，电阻改变，电路电流改变，可以改变灯泡亮度，故D错误，不符合题意。 故选D。 6.某同学在跨学科实践活动中，制作了一台简易调光台灯，其电路如图甲所示。在M、N两点之间接入一个如图乙所示的电位器，来改变灯的亮度。下列说法正确的是（ ） A.接入A、B，使滑片顺时针转动，灯泡变亮 B.接入A、C，使滑片逆时针转动，灯泡变亮 C.接入A、C，使滑片顺时针转动，灯泡变暗 D.接入B、C，使滑片顺时针转动，灯泡变亮 【答案】A 【解析】A.接入A、B，滑片顺时针转动，A到滑片的电阻长度变短，接入电阻变小，由欧姆定律可知电路中的电流变大，灯泡变亮，故A正确； BC.接入A、C，整个炭膜电阻全部接入电路，滑片转动时，接入电阻大小不变，由欧姆定律可知电路中的电流不变，灯泡亮度不变，故BC错误； D.接入B、C，滑片顺时针转动，C到滑片的电阻长度变长，接入电阻变大，由欧姆定律可知电路中的电流变小，灯泡变暗，故D错误。 故选A。 7.如图为某同学在完成跨学科实践任务“自制调光台灯”中的设计，甲为台灯简图，乙为用于改变亮度的电阻片，按照该同学的设计，下列说法正确的是（ ） A.若只将a、c接入电路，旋钮顺时针转动时灯泡变亮 B.若只将b、c接入电路，转动旋钮灯泡亮度不变 C.为实现顺时针旋转灯变暗，应把a、b接入电路 D.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 【答案】C 【解析】A.若只将a、c接入电路，相当于把整个电阻丝全部接入电路，转动旋钮不会改变接入电阻的大小，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，接入电路的是滑片到c之间的电阻丝，转动旋钮时，接入电阻丝的长度会发生变化，电阻改变，电路电流改变，灯泡亮度会改变，故B错误； C.若将a、b接入电路，接入电路的是滑片到a之间的电阻丝；旋钮顺时针转动时，滑片向c移动，接入电阻丝长度变长，电阻变大，电路电流变小，灯泡变暗，符合要求，故C正确； D.电位器是通过改变接入电路中电阻丝的长度来改变电阻，从而改变灯泡亮度，不是改变横截面积，故D错误。 故选C。 8.可调光台灯对缓解视力有一定效果。小金阅读了某款市场上的可调光台灯的说明书， 发现此款台灯内部应用了如图所示的电位器。AB为电位器中的电阻丝，A、B、C 为三个接线柱，OP为电阻可忽略的金属滑片。此电路通过手动旋转金属滑片来调节灯泡的亮度。其电路设计要求： （1）旋转滑片OP能起到开关通断的作用； （2）滑片顺时针旋转时灯泡变亮。 下列符合设计要求的电路是（ ） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】A.当滑片顺时针滑动时，电阻丝连入电路的长度变大，电阻丝连入电路的阻值变大，电路电流变小，灯泡变暗，故A不符合题意； B.AB整根电阻丝都接入电路中，当滑片顺时针滑动时，BP部分被滑片短路，电阻丝连入电路的长度变大，电阻丝连入电路的阻值变大，电路电流变小，灯泡变暗，故B不符合题意； C.当滑片顺时针滑动时，电阻丝连入电路的长度变小，电阻丝连入电路的阻值变小，电流变大，灯泡变亮，当滑片位于关闭位置时，电路为断路，灯泡不发光，旋钮开关起到开关通断的作用，故C符合题意； D.AB整根电阻丝都接入电路中，当滑片顺时针滑动时，AP部分被滑片短路，电阻丝连入电路的长度变小，电阻丝连入电路的阻值变小，电流变大，灯泡变亮，但当滑片位于关闭位置时，电路仍为通路，灯泡仍发光，旋钮开关不能起到通断的作用，故D不符合题意。 故选C。 9.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】见解析 【解析】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 10.跨学科实践：制作简易调光台灯 （1）制作简易调光台灯的目的是_______。 A.增加台灯的亮度 B.改变台灯的亮度以适应不同需求 C.延长台灯的使用寿命 D.减少台灯的耗电量 （2）在生活中需要的阅读灯就应用到调光台灯。 （一）光源的选择 （3）在制作简易调光台灯时可以选用实验室小灯泡作为光源。 （4）在日常生活中使用发光二极管（LED）作为调光台灯的光源，主要有以下两个优点：一是节能高效，二是使用寿命长。 （二）怎样改变光源的亮度 （5）调光台灯可以通过在电路中增加一个调光装置来改变台灯的亮度，该调光装置其实就是一个滑动变阻器，该元件应与灯泡串联，通过改变该装置连入电路的电阻，进而改变通过灯泡的电流，从而调节灯泡的亮度。 （三）台灯的实用性设计 （6）为了使得台灯结构小巧，选择将电位器接入电路。 （7）调光台灯的制作涉及多方面的物理知识，如灯罩的作用是利用光的________来增强台灯亮度：灯座应使用较重的材料制作，这是通过降低台灯整体的________来提高其稳定性。 【项目实施】 （8）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。 （9）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________接线柱接入电路，正确连接电路制成台灯后发现，变阻器电阻最大时，灯泡仍发光，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_______（填“A”或“C”） 端。 （10）小明没有电位器，于是用探究实验中的电阻设计了一个电路，如图丙所示。也能改变灯泡亮度，此电路与小明的电路对比，其缺点是____________________________。 【答案】（1）B；（7）反射；重心；（9）AB；C；（10）不能连续调节灯泡的亮度 【解析】（1）A.简易调光台灯可以改变台灯亮度，增加台灯的亮度只是其中的一个功能，故A不符合题意； B.制作简易调光台灯的目的是改变台灯的亮度以适应不同需求；故B符合题意； C.制作简易调光台灯对延长台灯的使用寿命作用微乎其微，故C不符合题意； D.将调光台灯的亮度调暗，可以减少台灯的耗电量，但这不是简易调光台灯的主要目的，故D不符合题意。 故选B。 （7）灯罩内表面是光滑、反光的白色或银色表面，把原本会向侧面、后面散射掉的光线，通过光的反射，集中反射到需要照明的区域来增强台灯的亮度。 灯座应使用较重的材料制作，台灯整体质量分布靠下，这是通过降低台灯整体的重心来提高其稳定性。 （9）为了保证顺时针转动时，灯泡变亮，电路中电流应该变大，电位器的电阻变小，电位器的电阻片变短，故应选择AB接线柱接入电路。 变阻器电阻调到最大后，调到绝缘层时灯泡可以熄灭，绝缘层应靠近图中C端。 （10）由丙图可知，该电路可实现灯泡亮度三挡调节，但不能连续调节灯泡的亮度。 第 1 页 共 44 页 学科网（北京）股份有限公司 $