16.5 跨学科实践：制作简易调光台灯 作业设计-2026-2027学年人教版物理九年级全一册

该初中物理作业设计方案以《制作简易调光台灯》跨学科实践为核心，整合串并联电路、变阻器等知识，融合工程技术与美术设计，分层落实基础巩固、实践操作、创新提升目标，适配九年级学生实践与素养提升需求。 通过“知识梳理+题型速练”提升学习效果，题型涵盖原理分析、故障排查等，培养科学思维与科学探究能力，安全规范教育强化科学态度，分层目标让全体学生掌握原理、多数优化设计、优等生创新升级，有效落实核心素养。

学科网（北京）股份有限公司 电阻16.5《跨学科实践：制作简易调光台灯》作业设计 -2026-2027学年人教版物理九年级 本次作业以人教版九年级物理第十六章第五节跨学科实践《制作简易调光台灯》为核心，紧扣新课标跨学科实践与物理核心素养要求，整合前面串并联电路、电压、电阻、变阻器的核心知识，融合工程技术、美术设计、安全规范等跨学科内容，聚焦作品设计、动手制作、故障调试、原理应用四大核心能力，立足学生实践认知规律，分层落实基础巩固、实践操作、创新提升目标，适配2026-2027学年九年级学生实践巩固、能力提升、素养落地的学习需求。作业目标整理为下表所示： 目标维度 具体作业目标内容 知识目标 （基础达标） 1.系统回顾串联电路的电路特点、电压规律，熟练掌握滑动变阻器的工作原理、接线规则及改变电路电流的核心原理，明晰调光台灯的调光本质。 2.熟记简易调光台灯的电路组成，明确电源、开关、小灯泡、滑动变阻器、导线各元件的功能与作用，能准确绘制简易调光台灯标准电路图。 3.掌握简易电路制作的基础安全规范，知晓电路连接的基本顺序、短路的危害，了解电器制作的基础安全常识。 4.理解调光台灯亮度变化的物理原理：通过滑动变阻器改变接入电阻，改变电路电流，从而改变小灯泡的实际功率，实现灯光亮度调节。 能力目标 （能力提升） 1.设计规划能力：能够根据调光台灯的功能需求，自主设计简易电路方案，规划元件布局，结合美学常识完成作品外观简易设计，实现物理原理与手工设计结合。 2.实操制作能力：能够规范完成电路元件的识别、接线、组装，严格按照实验规范连接滑动变阻器，独立完成简易调光台灯的制作与调试，保证作品正常工作。 3.故障排查能力：能够针对台灯不亮、亮度无法调节、灯光闪烁等常见故障，结合电阻、变阻器、电路规律分析故障原因，完成简单的检修与优化。 4.综合应用能力：能够结合跨学科知识，优化作品结构与外观，合理选材、规范布局，对比不同接法下台灯的调光效果，总结作品优缺点。 素养目标 （核心渗透） 1.科学思维：通过原理分析、方案设计、故障排查，建立“原理—结构—现象”的物理模型思维，培养逻辑推理、问题分析、方案优化的科学思维。 2.科学探究与实践：依托动手制作的跨学科实践活动，提升动手操作、工程设计、实践创新能力，养成严谨细致、精益求精的实践品质。 3.科学态度与责任：在制作过程中树立安全用电、规范操作的意识，了解生活中调光灯具的工作原理，体会物理知识服务生活、工程技术赋能生活的价值 4.跨学科融合素养：融合物理电学知识、手工工艺、美术设计、安全工程知识，打破学科壁垒，培养综合实践与创新应用能力，适配新课标跨学科素养要求。 整体达成目标 通过本次跨学科实践作业训练，全体学生能够熟练掌握调光台灯的工作原理，规范绘制电路图，完成基础作品制作与调试；多数学生能够独立排查简单电路故障，优化作品设计与制作工艺；优等生能够自主创新设计方案，改进调光效果，完成作品升级优化。全面整合本章电学核心知识，落实理论与实践结合，提升学生动手实践、跨学科创新的综合素养，为后续电学综合应用与工程实践学习奠定基础。 知识梳理 一、实践主题 利用滑动变阻器改变电路电阻，调节灯泡亮度，制作简易调光台灯，融合物理电路知识与动手实践。 二、实践目标 1.巩固串联电路、滑动变阻器的工作原理与接法。 2.学会实物电路连接，掌握安全用电、电路故障排查方法。 3.完成调光台灯组装，实现灯泡亮度连续调节。 三、实验器材 1.电源（低压直流电源 / 电池组，严禁使用家用 220V 交流电） 2.小灯泡、灯座、滑动变阻器、开关、导线若干 3.辅助材料：纸盒 / 塑料盒（台灯底座）、支架、灯罩（手工制作） 四、物理原理 1.电路连接：滑动变阻器与小灯泡串联。 2.工作逻辑： 滑片移动 → 变阻器接入电阻改变 → 电路总电阻改变 → 电路电流改变。 五、制作步骤 （一）电路设计（电路图） 电源正极 → 开关 → 滑动变阻器（一上一下接法）→ 小灯泡 → 电源负极，整体串联。 （二）电路连接（核心步骤） 1.按照先串后并、从正极到负极的顺序连接导线。 2.滑动变阻器严格采用一上一下接线。 3.关键操作：闭合开关前，将滑片调至最大阻值处，保护小灯泡。 4.检查接线：导线接线柱拧紧，无交叉、无裸露金属线。 （三）通电调试 1.确认电路无误后，闭合开关。 2.缓慢移动滑片： 3.滑片靠近下接线柱：电阻变小，电流变大，灯泡变亮； 4.滑片远离下接线柱：电阻变大，电流变小，灯泡变暗。 5.反复调节，验证亮度可连续变化。 （四）外观组装（手工部分） 1.将电源、电路元件固定在底座盒内。 2.用支架撑起灯座，搭配自制灯罩，整理导线，完成台灯造型。 六、安全注意事项 1.全程使用低压直流电源，绝对不能接入家庭市电，防止触电。 2.通电前务必检查电路，避免电源短路。 3.导线金属部分不要裸露，元件轻拿轻放，防止损坏。 4.实验结束后，先断开开关，再拆除电源。 题型速练 一、调光台灯制作基础知识（共 4 小题） 1.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__________会使小灯泡越来越亮。 2.在“制作简易调光灯”的实践活动中，小明使用了一个电位器来调节灯泡亮度，如图所示。当逆时针旋转旋钮时，灯泡变亮，说明此时电位器接入电路的电阻变________。该台灯带有灯罩，灯罩主要利用光的________来集中光线。为了让灯泡产生的热量尽快散发，延长使用寿命，应该选用________（选填“金属”或“塑料”）材质的灯罩。 3.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 4.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 二、调光原理与滑动变阻器选型依据（共 4 小题） 1.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 2.如图是学生设计的模拟调光台灯电路。闭合开关，灯泡发光，向左移动回形针，灯泡___________（选填“变亮”或“变暗”）。小明同学发现移动回形针时灯泡亮度变化不明显，他应该换用长度相同但___________（选填“更粗”或“更细”）的笔芯进行实验。 3. “跨学科实践：制作简易调光台灯”的活动中，小明制作的简易调光台灯有一个重要器件是变阻器。变阻器应该___________联在电路中；变阻器的主要作用是___________（选填“稳定电压”“调节电流”“防止过载”或“控制电路通断”）。 4.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。 三、实物组装步骤与元件安装基础应用（共 4 小题） 1.用滑动变阻器改变小灯泡亮度的实验装置如图所示，下列有关说法正确的是（　　） A．电阻丝最好是用铜制成的导体，缠绕电阻丝的圆筒最好是绝缘体 B．闭合开关前，应该将滑动变阻器的滑片置于最左端 C．闭合开关后，当滑动变阻器的滑片向右滑动时，小灯泡的亮度由亮变暗 D．滑动变阻器的铭牌上标有“20Ω　2A”的字样，其中“2A”是指使用滑动变阻器时的电流 2.如图为某综合实践小组设计的调光台灯工作原理图，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B B．M接C， N接D C．M接B， N接D D．M接C， N接A 3.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，请连接电路，使顺时针旋转滑片时灯泡变亮。 4.图甲是生活中常见的亮度可调的台灯。跨学科实践课上，某学习小组想利用电源、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。请你在图乙虚线框内设计一个亮度可调的台灯电路图。 你所设计的图乙和另一同学设计的图2都是台灯调光电路，老师认为图2方案更好一些，老师的理由是什么，请分析一下。 四、滑片调节亮度变化规律判断（共 4 小题） 1.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 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.在班级“制作调光台灯”的跨学科实践活动中，一同学制作了一个不仅亮度可调，且颜色可调的台灯。下面电路符合要求的是（     ） A B C D 4.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 五、台灯亮度 — 电流、电压变化分析（共 4 小题） 1.物理实践活动小组利用旋钮变阻器自制了一款调光灯。如图所示，图中O、E、F、M、N为接线柱。下列说法正确的是（　　） A．旋钮变阻器通过改变电阻丝的横截面积改变电流 B．分别连接ME、NO，闭合开关，顺时针旋转滑片，灯泡变亮 C．分别连接MO、NF，闭合开关，逆时针旋转滑片，灯泡变暗 D．旋钮变阻器正确接入电路后与小灯泡并联 2.如图所示，将图甲滑动变阻器以某种方式接入图乙电路中，下列描述不正确的是（　　） A．将E接A、F接D，当滑动变阻器的滑片P向左移动时，其接入电路中的阻值变小 B．将E接A、F接B，灯的亮度较暗，调节滑动变阻器滑片过程中灯泡的亮度会改变 C．将E接C、F接D，滑动变阻器不能起到保护电路的作用 D．将E接C、F接B，连入电路的是电阻线BP段，闭合开关前，应将滑片P置于A位置 3.课余时间，小军设计了一款模拟调光台灯，其实物图如图所示，电源电压保持不变。闭合开关，当回形针向左移动时，下列说法正确的是（    ） A．电流表的示数变大 B．电压表的示数变小 C．小灯泡变暗 D．为使小灯泡亮度变化更明显，可选用更细的铅笔芯 4.作图题： (1)在如图所示电路的○中填入电表符号，使之成为正确的电路图； (2)根据电流方向填入电池和电流表的符号，使电路成为并联电路； (3)一种调光台灯电位器的内部结构示意图如下，a、b、c是它的三个接线柱。要求：开关闭合旋钮带动滑片顺时针转动时，灯泡变亮。请完成该电路的连接。 六、组装故障排查（不亮、亮度不可调）（共 4 小题） 1.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 2.如图是某同学在跨学科实践活动中“制作的调光灯”，如图所示的电路，电源使用三节铅蓄电池串联，A、P两个回形针可在铅笔芯上滑动。通过交流，小明同学提出了以下改进建议，你认为合理的是（   ） A．铅笔芯换成铜丝更好 B．为使灯泡亮度变化更明显，应选用更粗的铅笔芯 C．为使灯泡亮度变化更明显，电源电压越高越好 D．为保护灯泡，可以在A、P之间做一个标记，防止接入阻值太小 3.下列各电路图中，同种元件规格相同。当开关闭合后，能利用滑动变阻器改变灯泡的亮度，又不会造成事故的电路是（　　） A．①② B．②③ C．③④ D．①④ 4.小明学完电学后，想制作一个简易调光台灯，他利用实验室的器材进行了模拟实验。 (1)如图所示，小明已经连接了部分电路，请你用笔画线代替导线将电路连接完整__________，根据你的连法说出闭合开关前，滑动变阻器的滑片需要调到__________（选填“最左端”或“最右端”），这样做的目的是__________； (2)闭合开关后，小明发现在移动滑动变阻器的滑片时灯泡忽亮忽灭，出现该现象的原因是__________； (3)小明发现爷爷家的台灯是由多个LED灯泡组成的，他将台灯点亮后发现只有一个LED灯泡不亮了，这说明这些LED灯泡是__________联在一起的，过了一会小明将台灯关闭，他触碰LED灯泡时感觉不怎么热，而他自制的调光台灯的小灯泡属于白炽灯，工作相同时间后小灯泡温度较高，小明认为，LED灯泡工作时将电能主要转化为__________能，白炽灯工作时将电能主要转化为__________能。 七、电学 + 手工、安全常识综合应用题（共 4 小题） 1.实践小组利用两节新干电池、一个小灯泡、开关、电位器等器材制作了如图所示的简易调光台灯。该台灯工作时的电流可能为（   ） A． B． C． D． 2.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 3.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。 4.跨学科实践 制作简易调光台灯 当人们在灯光下看书时，如果感觉灯光太亮，有点刺眼，可以通过调光装置改变台灯的亮度。同学们成立了制作简易调光台灯的项目团队，制定了“项目提出-项目分析-项目实施-展示交流”的学习流程，研究了制作一盏简易调光台灯的方法，收集材料组装了如图所示的简易调光台灯。把电池盒、开关、电位器按照设计方案安装固定在一个底座上，找一根金属（或塑料）管，管的一端固定小灯泡，使小灯泡的导线从管中穿过，管的另一端也固定在底座上：最后还制作了一个灯罩，扣在小灯泡上。这样一盏简易调光台灯就做好了。 (1)电位器就是一个变形的________，在电路中通过改变自身连入电路的________来改变灯泡亮度； (2)连接电路时电位器应该与小灯泡________联接入电路； (3)在展示交流环节，有同学提出可以用发光二极管代替小灯泡，但是将发光二极管接入电路后，闭合开关，无论怎样调节电位器，二极管都不能发光，造成此现象的原因可能是________（合理即可）。 一、选择题 1.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 2.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．台灯的外壳是导体 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 3.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 4.在如图所示的四种接法中，当滑片P向右滑动时，能使变阻器连入电路的电阻变大的是（   ） A．甲和乙 B．甲和丙 C．丙和丁 D．乙和丁 5.在“制作简易调光台灯”的跨学科实践中，装置如图所示，电源使用铅蓄电池，A、P两个回形针可在铅笔芯上滑动。为使实验效果更明显，以下改进建议中，合理的是（　　） A．光源换用家用灯泡 B．选用更粗的铅笔芯 C．电源电压越高越好 D．为保护灯泡，可以在A、P之间做一个标记，防止接入阻值太小 6.如图所示的电路，当开关闭合，滑动变阻器滑片向左移动，灯的亮度及电压表、电流表的示数变化正确的是（　　） A．电流表示数变大，灯变亮，电压表示数不变 B．电流表示数变大，灯变亮，电压表示数变小 C．电流表示数变小，灯变暗，电压表示数不变 D．电流表示数变小，灯变暗，电压表示数变小 7.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 8.（多选）如图小夜灯具有插座、多位插座、调光台灯、唤醒等多种功能。关于该小夜灯具下列说法正确的是（　　） A．给手机充电时，手机电池相当于用电器 B．手机充电时，台灯与手机串联关系 C．调节台灯亮度的元件相当于滑动变阻器 D．调节台灯亮度的元件与灯泡为串联关系 二、填空题 9.晓理自制了一盏可调节亮度的台灯，部分电路如图所示，灯泡应接在图中______（选填“a、b”或“c、d”）之间；连好电路后闭合开关，若要使灯泡变暗，应将滑动变阻器的滑片向______移动。 10.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。 11.如图所示，这是一款便携式可调光台灯，充满电后可实现4~5小时的持续照明。给台灯充电时，台灯的电池相当于简单电路中的______；旋转底座上的旋钮可实现调光，则与旋钮联动的电路元件实质是一个______。 三、作图题 12.结合“制作简易调光台灯”，小亮同学发现教室里的两盏吊扇由一个“调速开关”控制，两盏吊扇是并联，“调速开关”相当于一个电位器，顺时针旋转吊扇的转速均变快；请在图中完成它在家庭电路中的连接。 13.如图甲是小组同学制作的简易调光台灯，电位器是调节其亮度的装置。请在图乙中把图中元件接入家庭电路，要求：当电位器滑片顺时针转动时，灯泡变亮。 四、实验题 14.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。 15.某项目小组想制作一盏简易调光台灯，达到调节灯光亮度的目的。 (1)项目分析 ①光源的选择：现有实验室用的小灯泡和发光二极管。从节能的角度考虑应该选择________，若选择发光二极管，要注意发光二极管的________导电性。 ②光源亮度的改变：在不改变电源电压的情况下，项目组选择在电路中________联一个电位器来改变小灯泡亮度。 (2)项目实施 电位器通过改变接入电路中电阻片的________来改变电阻，进而改变小灯泡亮度。如图，要实现顺时针转动旋钮，灯泡变亮，可将________两接线柱接入电路。 (3)展示交流 如图是两位同学设计的调光台灯电路，阳阳认为图乙方案更好一些，理由是________。 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 2.图甲是教室里安装的护眼灯，图乙是某同学用小灯泡制作的调光台灯。下列说法正确的是（　　） A．若其中一盏护眼灯烧坏，其它护眼灯均不亮 B．护眼灯使用LED灯珠，其发光部分主要由超导材料制成 C．调光台灯工作时将电能仅转化为光能 D．调光台灯的亮度能连续调节是因为小灯泡与电位器串联 3.图甲是实践小组制作的以铅笔芯为灯丝的调光“电灯”，图乙是该装置的简化图。用点燃的蜡烛耗尽密闭瓶内的氧气后，闭合开关，移动夹子使“电灯”发光，忽略温度对铅笔芯电阻的影响。对该装置的电路分析正确的是（　　） A．镍铬合金丝与铅笔芯之间是并联的 B．通过镍铬合金丝的电流比螺丝杆的小 C．向左移动夹子，灯丝两端电压变小 D．向左移动夹子，通过灯丝的电流变大 15 / 15 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 学科网（北京）股份有限公司 电阻16.5《跨学科实践：制作简易调光台灯》作业设计 -2026-2027学年人教版物理九年级 本次作业以人教版九年级物理第十六章第五节跨学科实践《制作简易调光台灯》为核心，紧扣新课标跨学科实践与物理核心素养要求，整合前面串并联电路、电压、电阻、变阻器的核心知识，融合工程技术、美术设计、安全规范等跨学科内容，聚焦作品设计、动手制作、故障调试、原理应用四大核心能力，立足学生实践认知规律，分层落实基础巩固、实践操作、创新提升目标，适配2026-2027学年九年级学生实践巩固、能力提升、素养落地的学习需求。作业目标整理为下表所示： 目标维度 具体作业目标内容 知识目标 （基础达标） 1.系统回顾串联电路的电路特点、电压规律，熟练掌握滑动变阻器的工作原理、接线规则及改变电路电流的核心原理，明晰调光台灯的调光本质。 2.熟记简易调光台灯的电路组成，明确电源、开关、小灯泡、滑动变阻器、导线各元件的功能与作用，能准确绘制简易调光台灯标准电路图。 3.掌握简易电路制作的基础安全规范，知晓电路连接的基本顺序、短路的危害，了解电器制作的基础安全常识。 4.理解调光台灯亮度变化的物理原理：通过滑动变阻器改变接入电阻，改变电路电流，从而改变小灯泡的实际功率，实现灯光亮度调节。 能力目标 （能力提升） 1.设计规划能力：能够根据调光台灯的功能需求，自主设计简易电路方案，规划元件布局，结合美学常识完成作品外观简易设计，实现物理原理与手工设计结合。 2.实操制作能力：能够规范完成电路元件的识别、接线、组装，严格按照实验规范连接滑动变阻器，独立完成简易调光台灯的制作与调试，保证作品正常工作。 3.故障排查能力：能够针对台灯不亮、亮度无法调节、灯光闪烁等常见故障，结合电阻、变阻器、电路规律分析故障原因，完成简单的检修与优化。 4.综合应用能力：能够结合跨学科知识，优化作品结构与外观，合理选材、规范布局，对比不同接法下台灯的调光效果，总结作品优缺点。 素养目标 （核心渗透） 1.科学思维：通过原理分析、方案设计、故障排查，建立“原理—结构—现象”的物理模型思维，培养逻辑推理、问题分析、方案优化的科学思维。 2.科学探究与实践：依托动手制作的跨学科实践活动，提升动手操作、工程设计、实践创新能力，养成严谨细致、精益求精的实践品质。 3.科学态度与责任：在制作过程中树立安全用电、规范操作的意识，了解生活中调光灯具的工作原理，体会物理知识服务生活、工程技术赋能生活的价值 4.跨学科融合素养：融合物理电学知识、手工工艺、美术设计、安全工程知识，打破学科壁垒，培养综合实践与创新应用能力，适配新课标跨学科素养要求。 整体达成目标 通过本次跨学科实践作业训练，全体学生能够熟练掌握调光台灯的工作原理，规范绘制电路图，完成基础作品制作与调试；多数学生能够独立排查简单电路故障，优化作品设计与制作工艺；优等生能够自主创新设计方案，改进调光效果，完成作品升级优化。全面整合本章电学核心知识，落实理论与实践结合，提升学生动手实践、跨学科创新的综合素养，为后续电学综合应用与工程实践学习奠定基础。 知识梳理 一、实践主题 利用滑动变阻器改变电路电阻，调节灯泡亮度，制作简易调光台灯，融合物理电路知识与动手实践。 二、实践目标 1.巩固串联电路、滑动变阻器的工作原理与接法。 2.学会实物电路连接，掌握安全用电、电路故障排查方法。 3.完成调光台灯组装，实现灯泡亮度连续调节。 三、实验器材 1.电源（低压直流电源 / 电池组，严禁使用家用 220V 交流电） 2.小灯泡、灯座、滑动变阻器、开关、导线若干 3.辅助材料：纸盒 / 塑料盒（台灯底座）、支架、灯罩（手工制作） 四、物理原理 1.电路连接：滑动变阻器与小灯泡串联。 2.工作逻辑： 滑片移动 → 变阻器接入电阻改变 → 电路总电阻改变 → 电路电流改变。 五、制作步骤 （一）电路设计（电路图） 电源正极 → 开关 → 滑动变阻器（一上一下接法）→ 小灯泡 → 电源负极，整体串联。 （二）电路连接（核心步骤） 1.按照先串后并、从正极到负极的顺序连接导线。 2.滑动变阻器严格采用一上一下接线。 3.关键操作：闭合开关前，将滑片调至最大阻值处，保护小灯泡。 4.检查接线：导线接线柱拧紧，无交叉、无裸露金属线。 （三）通电调试 1.确认电路无误后，闭合开关。 2.缓慢移动滑片： 3.滑片靠近下接线柱：电阻变小，电流变大，灯泡变亮； 4.滑片远离下接线柱：电阻变大，电流变小，灯泡变暗。 5.反复调节，验证亮度可连续变化。 （四）外观组装（手工部分） 1.将电源、电路元件固定在底座盒内。 2.用支架撑起灯座，搭配自制灯罩，整理导线，完成台灯造型。 六、安全注意事项 1.全程使用低压直流电源，绝对不能接入家庭市电，防止触电。 2.通电前务必检查电路，避免电源短路。 3.导线金属部分不要裸露，元件轻拿轻放，防止损坏。 4.实验结束后，先断开开关，再拆除电源。 题型速练 一、调光台灯制作基础知识（共 4 小题） 1.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__________会使小灯泡越来越亮。 【答案】滑动变阻器的滑片 【详解】用电源、小灯泡、开关、滑动变阻器、导线等器材连接成一个台灯的电路。闭合开关前，把变阻器的滑片调到阻值最大处，检查无误，闭合开关，灯泡发光，调节滑动变阻器的滑片会使小灯泡越来越亮。如图所示： 2.在“制作简易调光灯”的实践活动中，小明使用了一个电位器来调节灯泡亮度，如图所示。当逆时针旋转旋钮时，灯泡变亮，说明此时电位器接入电路的电阻变________。该台灯带有灯罩，灯罩主要利用光的________来集中光线。为了让灯泡产生的热量尽快散发，延长使用寿命，应该选用________（选填“金属”或“塑料”）材质的灯罩。 【答案】 小 反射 金属 【详解】[1]灯泡变亮，说明电路中的电流变大。电源电压不变时，电流变大意味着电路总电阻变小。因此，电位器接入电路的电阻变小。 [2]台灯的灯罩设计成曲面，主要利用光的反射原理，将灯泡发出的光线反射并集中到下方，提升照明效果。 [3]金属具有良好的导热性，而塑料的导热性较差。为了让灯泡产生的热量尽快散发，延长使用寿命，应该选用金属材质的灯罩，这样热量能更快地通过灯罩传导出去。 3.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。 4.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的电压较大，光线变化较明显，故ABD不符合题意，C符合题意。 故选C。 二、调光原理与滑动变阻器选型依据（共 4 小题） 1.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。 2.如图是学生设计的模拟调光台灯电路。闭合开关，灯泡发光，向左移动回形针，灯泡___________（选填“变亮”或“变暗”）。小明同学发现移动回形针时灯泡亮度变化不明显，他应该换用长度相同但___________（选填“更粗”或“更细”）的笔芯进行实验。 【答案】 变亮 更细 【详解】[1]闭合开关，回形针向左移动的过程中，铅笔芯接入电路中的长度变短，电阻减小，根据欧姆定律可知，电流变大，灯泡变亮。 [2]小明发现回形针在移动的过程中灯泡亮度变化不明显，说明电流的变化比较小，根据可知，即铅笔芯电阻变化较小，故应选用电阻较大的铅笔芯，而相同材料和长度的导体，电阻与横截面积成反比，故换用更细的铅笔芯。 3. “跨学科实践：制作简易调光台灯”的活动中，小明制作的简易调光台灯有一个重要器件是变阻器。变阻器应该___________联在电路中；变阻器的主要作用是___________（选填“稳定电压”“调节电流”“防止过载”或“控制电路通断”）。 【答案】 串 调节电流 【详解】[1][2]要实现调光台灯的亮度调节，需改变电路中的电流，滑动变阻器只有与用电器串联，才能通过改变自身接入电路的电阻来改变电路总电阻，进而改变整个电路的电流。 4.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】 【详解】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： 三、实物组装步骤与元件安装基础应用（共 4 小题） 1.用滑动变阻器改变小灯泡亮度的实验装置如图所示，下列有关说法正确的是（　　） A．电阻丝最好是用铜制成的导体，缠绕电阻丝的圆筒最好是绝缘体 B．闭合开关前，应该将滑动变阻器的滑片置于最左端 C．闭合开关后，当滑动变阻器的滑片向右滑动时，小灯泡的亮度由亮变暗 D．滑动变阻器的铭牌上标有“20Ω　2A”的字样，其中“2A”是指使用滑动变阻器时的电流 【答案】C 【详解】A．电阻丝是导体，但要有一定的电阻，这样才能对电路起到调节作用，而铜丝的电阻非常小，不适合做电阻丝；缠绕电阻丝的圆筒要求不能导电，是绝缘体，故A错误； B．闭合开关前，为了保护电路，滑动变阻器阻值应调至最大，故图中滑片应置于最右端，故B错误； C．闭合开关后，当滑片向右滑动时，滑动变阻器接入电路的电阻变大，总电阻变大，根据欧姆定律可知，电路中的电流变小，小灯泡的亮度变暗，故C正确； D．滑动变阻器上的铭牌标有“20Ω 2A”，其中的2A是指滑动变阻器允许通过的最大电流，故D错误。 故选C。 2.如图为某综合实践小组设计的调光台灯工作原理图，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B B．M接C， N接D C．M接B， N接D D．M接C， N接A 【答案】D 【详解】在电路图的M、N两点之间接入一个滑动变阻器，滑动变阻器与灯泡串联；滑片P向左移动时，灯泡的亮度变亮，说明通过小灯泡的电流变大，即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；变阻器按一上一下接入电路，上面的接线柱选择A或B接线柱均可，故D正确，故 ABC错误。 故选D。 3.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，请连接电路，使顺时针旋转滑片时灯泡变亮。 【答案】 【详解】滑片顺时针旋转时，灯泡变亮，原因是电流变大，电源电压不变时，电阻变小，连入电路的电阻丝变短，一定是连入了上面的接线柱c和中间的接线柱b，如下图所示： 4.图甲是生活中常见的亮度可调的台灯。跨学科实践课上，某学习小组想利用电源、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。请你在图乙虚线框内设计一个亮度可调的台灯电路图。 你所设计的图乙和另一同学设计的图2都是台灯调光电路，老师认为图2方案更好一些，老师的理由是什么，请分析一下。 【答案】 串联一个定值电阻R0，可防止当滑动变阻器移到阻值最小时，电路中电流过大，能起到保护灯泡的作用。 【详解】[1]要设计一个亮度可调的台灯，需将滑动变阻器和小灯泡串联，通过改变滑动变阻器接入电路的阻值，从而改变电路中的电流，改变小灯泡的亮度，据此作图。 [2]见答案。 四、滑片调节亮度变化规律判断（共 4 小题） 1.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 【详解】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。 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，灯泡不亮，滑动变阻器更不能调节灯泡的亮度，故C错误； D．灯泡和滑动变阻器都被导线短路，灯泡不能发光，滑动变阻器更不能调节灯泡的亮度，故D错误。 故选A。 3.在班级“制作调光台灯”的跨学科实践活动中，一同学制作了一个不仅亮度可调，且颜色可调的台灯。下面电路符合要求的是（     ） A B C D 【答案】D 【详解】A．由电路可知，直接并联在电源两端，其两端电压始终等于电源电压，电流、亮度都不变，无法调节亮度，故A错误； B．由电路可知，与串联后，整体与滑动变阻器并联。两个灯泡两端电压始终等于电源电压，电流、亮度都不变，且两个灯泡始终同时发光，无法调节颜色，故B错误； C．由电路可知，和串联在电路中，只有两个开关都闭合电路才通路，两个灯泡始终同时发光，无法单独点亮其中一个，不能调节颜色，故C错误； D．由电路可知，和并联，滑动变阻器接在干路，开关接下方绿灯发光，接上方后红灯发光，可改变发光颜色；移动滑动变阻器滑片，可以改变电路总电阻，实现亮度调节，完全符合要求，故D正确。 故选D。 4.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。 五、台灯亮度 — 电流、电压变化分析（共 4 小题） 1.物理实践活动小组利用旋钮变阻器自制了一款调光灯。如图所示，图中O、E、F、M、N为接线柱。下列说法正确的是（　　） A．旋钮变阻器通过改变电阻丝的横截面积改变电流 B．分别连接ME、NO，闭合开关，顺时针旋转滑片，灯泡变亮 C．分别连接MO、NF，闭合开关，逆时针旋转滑片，灯泡变暗 D．旋钮变阻器正确接入电路后与小灯泡并联 【答案】C 【详解】A．旋钮变阻器的滑片滑动时，变阻器接入电路的电阻丝的长度改变，接入电路的阻值随之改变，从而改变电路中的电流，所以是通过改变的电阻丝的长度来改变电流的，故A错误； B．图示电路中，旋钮变阻器分别接ME、NO，闭合开关，变阻器与灯泡串联在电路，顺时针旋转滑片，变阻器接入电路阻值变大，电路的总阻值变大，电源电压不变，据欧姆定律知，电路的电流变小，灯泡变暗，故B错误； C．图示电路中，旋钮变阻器分别接MO、NF，闭合开关，变阻器与灯泡串联接入电路，逆时针旋转滑片，变阻器接入电路的阻值变大，电路的总阻值变大，电源电压不变，据欧姆定律知，电路的电流变小，灯泡变暗，故C正确； D．为了调节灯泡的亮度，旋钮变阻器应小灯泡串联接入电路，才能通过变阻器接入电路阻值的大小，调节电路电流的大小，从而调节灯泡的亮暗，故D错误。 故选C。 2.如图所示，将图甲滑动变阻器以某种方式接入图乙电路中，下列描述不正确的是（　　） A．将E接A、F接D，当滑动变阻器的滑片P向左移动时，其接入电路中的阻值变小 B．将E接A、F接B，灯的亮度较暗，调节滑动变阻器滑片过程中灯泡的亮度会改变 C．将E接C、F接D，滑动变阻器不能起到保护电路的作用 D．将E接C、F接B，连入电路的是电阻线BP段，闭合开关前，应将滑片P置于A位置 【答案】B 【详解】A．将E接A、F接D，当滑动变阻器的滑片P向左移动时，其接入电路中的电阻丝长度变短，阻值变小，故A正确，不符合题意； B．将E接A、F接B，变阻器整根变阻丝连入电路，相当于连入一个定值电阻，电路中电流较小，灯的亮度较暗，电流不走滑片，所以调节滑动变阻器滑片过程中灯泡的亮度不会改变，故B错误，符合题意； C．将E接C、F接D，相当于连入一根导线，滑动变阻器不能起到保护电路的作用，故C正确，不符合题意； D．将E接C、F接B，连入电路的是电阻线BP段，闭合开关前，应将滑片P置于阻值最大处，即A位置，故D正确，不符合题意。 故选B。 3.课余时间，小军设计了一款模拟调光台灯，其实物图如图所示，电源电压保持不变。闭合开关，当回形针向左移动时，下列说法正确的是（    ） A．电流表的示数变大 B．电压表的示数变小 C．小灯泡变暗 D．为使小灯泡亮度变化更明显，可选用更细的铅笔芯 【答案】AD 【详解】由图可知，灯泡、电流表、铅笔芯串联，电压表测量灯泡两端的电压。 ABC．闭合开关，当回形针向左移动时，铅笔芯连入电路的电阻变小，根据欧姆定律可知，电路电流变大，电流表示数变大；根据公式可知，小灯泡两端的电压变大，电压表示数变大，灯泡变亮，故A正确，BC错误； D．铅笔芯越细，相同条件下电阻越大，回形针移动时电阻变化更明显，小灯泡亮度变化更明显，故D正确。 4.作图题： (1)在如图所示电路的○中填入电表符号，使之成为正确的电路图； (2)根据电流方向填入电池和电流表的符号，使电路成为并联电路； (3)一种调光台灯电位器的内部结构示意图如下，a、b、c是它的三个接线柱。要求：开关闭合旋钮带动滑片顺时针转动时，灯泡变亮。请完成该电路的连接。 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）电流表串联接入电路中，电压表并联在电路中，与灯泡L1并联的是电压表，与L2串联的是电流表，如图所示： （2）若左边为电源，右边为电流表，则闭合开关后灯泡L2被短路，所以左边为电流表，右边为电源，电流从电源正极流出，从电源负极流入。如图所示： （3）开关闭合旋钮带动滑片顺时针转动时，灯泡变亮，电流变大，说明电路中电阻减小，所以是b、c接入电路中。如图所示： 六、组装故障排查（不亮、亮度不可调）（共 4 小题） 1.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。 2.如图是某同学在跨学科实践活动中“制作的调光灯”，如图所示的电路，电源使用三节铅蓄电池串联，A、P两个回形针可在铅笔芯上滑动。通过交流，小明同学提出了以下改进建议，你认为合理的是（   ） A．铅笔芯换成铜丝更好 B．为使灯泡亮度变化更明显，应选用更粗的铅笔芯 C．为使灯泡亮度变化更明显，电源电压越高越好 D．为保护灯泡，可以在A、P之间做一个标记，防止接入阻值太小 【答案】D 【详解】A．铜丝的电阻很小，回形针在铜丝上移动时，电阻变化较小，灯泡亮度的变化不明显，故A不符合题意； B．铅笔芯相当于一个滑动变阻器，它和灯泡串联，阻值越大的电阻对电流的阻碍作用越大，调节范围越大，由于铅笔芯的横截面积越小电阻阻值越大，所以应选用更细的铅笔芯，故B不符合题意； C．若电源电压过大，电路中电流过大，容易烧坏灯泡，另外电源电压变大，若铅笔芯电阻变化范围小，铅笔芯电压变化范围小，小灯泡电压变化小，并不能使灯泡亮度变化更明显，故C不符合题意； D．为保护灯泡，在A、P之间做一个标记，保持灯泡与一定长度的铅笔芯串联，可以防止灯泡电流过大而烧坏灯泡，故D符合题意。 故选D。 3.下列各电路图中，同种元件规格相同。当开关闭合后，能利用滑动变阻器改变灯泡的亮度，又不会造成事故的电路是（　　） A．①② B．②③ C．③④ D．①④ 【答案】A 【详解】①灯与滑动变阻器串联，当滑片P左右滑动时，可以改变灯泡亮度，不会造成短路；② 当滑动变阻器的滑片向左移动时，灯泡变暗，当滑片移至最左端时，灯被短路，灯泡将不发光，且此时电路中有电阻R， 灯可以由亮到灭，很安全；③滑动变阻器与灯泡串联，滑片使灯泡处于短路状态，无论怎样滑到滑片灯泡都不亮；④滑动变阻器与灯泡并联，当滑片P滑到左端时，会引起电源短路，故BCD不符合题意，A符合题意。 故选A。 4.小明学完电学后，想制作一个简易调光台灯，他利用实验室的器材进行了模拟实验。 (1)如图所示，小明已经连接了部分电路，请你用笔画线代替导线将电路连接完整__________，根据你的连法说出闭合开关前，滑动变阻器的滑片需要调到__________（选填“最左端”或“最右端”），这样做的目的是__________； (2)闭合开关后，小明发现在移动滑动变阻器的滑片时灯泡忽亮忽灭，出现该现象的原因是__________； (3)小明发现爷爷家的台灯是由多个LED灯泡组成的，他将台灯点亮后发现只有一个LED灯泡不亮了，这说明这些LED灯泡是__________联在一起的，过了一会小明将台灯关闭，他触碰LED灯泡时感觉不怎么热，而他自制的调光台灯的小灯泡属于白炽灯，工作相同时间后小灯泡温度较高，小明认为，LED灯泡工作时将电能主要转化为__________能，白炽灯工作时将电能主要转化为__________能。 【答案】(1) 最左端 保护电路 (2)滑动变阻器的滑片接触不良 (3) 并 光 内 【详解】（1）[1]由图可知，滑动变阻器应串联在电路中，接线方式为“一上一下”，如图所示： [2][3]闭合开关前，滑动变阻器的滑片应位于最大阻值处，即所选下端接线柱的另一端，故滑片应调到最左端，这样做的目的是为了防止闭合开关时电路中电流过大，起到保护电路的作用。 （2）闭合开关后，移动滑动变阻器的滑片时灯泡忽亮忽灭，说明滑动变阻器的滑片接触不良导致电路中的电流时断时续。 （3）[1]台灯点亮后只有一个LED灯泡不亮，其他灯泡正常发光，说明这些灯泡工作时互不影响，因此这些LED灯泡是并联在一起的。 [2][3]触碰LED灯泡时感觉不怎么热，说明LED灯泡工作时将电能主要转化为光能；白炽灯工作相同时间后小灯泡温度较高，说明白炽灯工作时将电能主要转化为内能。 七、电学 + 手工、安全常识综合应用题（共 4 小题） 1.实践小组利用两节新干电池、一个小灯泡、开关、电位器等器材制作了如图所示的简易调光台灯。该台灯工作时的电流可能为（   ） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】两节新干电池：总电压，小灯泡工作时的电压一般2.5V左右，正常工作电流大约在0.2A~0.3A，电路中的电位器，可以调亮调暗，电流会在一定范围内变化。但变化不大，故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 2.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。 3.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。 4.跨学科实践 制作简易调光台灯 当人们在灯光下看书时，如果感觉灯光太亮，有点刺眼，可以通过调光装置改变台灯的亮度。同学们成立了制作简易调光台灯的项目团队，制定了“项目提出-项目分析-项目实施-展示交流”的学习流程，研究了制作一盏简易调光台灯的方法，收集材料组装了如图所示的简易调光台灯。把电池盒、开关、电位器按照设计方案安装固定在一个底座上，找一根金属（或塑料）管，管的一端固定小灯泡，使小灯泡的导线从管中穿过，管的另一端也固定在底座上：最后还制作了一个灯罩，扣在小灯泡上。这样一盏简易调光台灯就做好了。 (1)电位器就是一个变形的________，在电路中通过改变自身连入电路的________来改变灯泡亮度； (2)连接电路时电位器应该与小灯泡________联接入电路； (3)在展示交流环节，有同学提出可以用发光二极管代替小灯泡，但是将发光二极管接入电路后，闭合开关，无论怎样调节电位器，二极管都不能发光，造成此现象的原因可能是________（合理即可）。 【答案】(1) 滑动变阻器 长度 (2)串 (3)发光二极管的正负极接反了（合理即可） 【详解】（1）[1][2]电位器的工作原理和滑动变阻器类似，通过改变接入电路中电阻丝的长度来改变电阻大小，进而改变电路中的电流，从而改变灯泡亮度。所以电位器就是一个变形的滑动变阻器，在电路中通过改变自身连入电路的电阻丝长度来改变灯泡亮度。 （2）要通过调节电位器来控制小灯泡的亮暗，需要让电位器能够改变通过小灯泡的电流，在串联电路中，各用电器相互影响，改变一个用电器的电阻可以改变整个电路的电流，所以连接电路时电位器应该与小灯泡串联接入电路。 （3）发光二极管具有单向导电性，电流必须从正接线柱流入，负接线柱流出时才能发光。将发光二极管接入电路后，闭合开关，无论怎样调节电位器，二极管都不能发光，很可能是二极管正负接线柱接反了。 一、选择题 1.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 【详解】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。 2.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．台灯的外壳是导体 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．台灯的外壳是绝缘体，一般情况下，不会导电，故A不符合题意； B．给手机充电时，台灯与手机并联，互不影响，故B不符合题意； C．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C符合题意； D．给手机充电，手机电池消耗电能，相当于用电器，故D不符合题意。 故选C。 3.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 【详解】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。 4.在如图所示的四种接法中，当滑片P向右滑动时，能使变阻器连入电路的电阻变大的是（   ） A．甲和乙 B．甲和丙 C．丙和丁 D．乙和丁 【答案】B 【详解】由图甲可知，滑片向右移动时，滑动变阻器连入电路的电阻变大；由图乙可知，滑动变阻器同时接下面两个接线柱，移动滑片，滑动变阻器连入电路的电阻不变；由图丙可知，向右移动滑片，滑动变阻器接入电路的阻值变大；由图丁可知，向右移动滑片时，接入电路的滑动变阻器阻值变小；综上可知甲和丙图中，当滑片P向右滑动时，能使变阻器连入电路的电阻变大，故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 5.在“制作简易调光台灯”的跨学科实践中，装置如图所示，电源使用铅蓄电池，A、P两个回形针可在铅笔芯上滑动。为使实验效果更明显，以下改进建议中，合理的是（　　） A．光源换用家用灯泡 B．选用更粗的铅笔芯 C．电源电压越高越好 D．为保护灯泡，可以在A、P之间做一个标记，防止接入阻值太小 【答案】D 【详解】A．家用灯泡额定电压为220V，本实验电源是低压铅蓄电池，电压远低于家用灯泡的额定电压，更换后灯泡几乎不发光，无法观察到明显的亮度变化，故A不符合题意； B．电阻大小与横截面积有关，材料和长度相同时，横截面积越大电阻越小。选用更粗的铅笔芯，相同长度接入电阻更小，移动回形针时，总电阻变化幅度很小，电流变化不明显，灯泡亮度变化不明显，实验效果差，故B不符合题意； C．电源电压过高时，根据欧姆定律，电路电流会过大，会烧坏灯泡，存在安全隐患，因此并不是电压越高越好，故C不符合题意； D．当A、P接入阻值太小时，总电阻太小，电路电流过大，会烧坏灯泡，做标记防止接入阻值过小，可以保护灯泡，改进合理，故D符合题意。 故选D。 6.如图所示的电路，当开关闭合，滑动变阻器滑片向左移动，灯的亮度及电压表、电流表的示数变化正确的是（　　） A．电流表示数变大，灯变亮，电压表示数不变 B．电流表示数变大，灯变亮，电压表示数变小 C．电流表示数变小，灯变暗，电压表示数不变 D．电流表示数变小，灯变暗，电压表示数变小 【答案】A 【详解】A．由串联电路的分压特点可知，滑动变阻器两端分的电压变小，则灯泡两端分的电压变大，因灯泡的亮暗取决于实际功率的大小，由P＝UI可知，灯泡的实际功率变大，灯泡变亮，故A正确。 BD．由电路图可知，开关闭合后，灯泡与滑动变阻器串联，电压表测电源两端的电压，电流表测电路中的电流。电源电压不变，当滑片移动时，电压表的示数不变，故BD错误； C．当滑动变阻器滑片向左移动时，变阻器接入电路中的电阻变小，电路的总电阻变小，由欧姆定律可知，电路中的电流变大，即电流表的示数变大，故C错误； 故选A。 7.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 【详解】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。 8.（多选）如图小夜灯具有插座、多位插座、调光台灯、唤醒等多种功能。关于该小夜灯具下列说法正确的是（　　） A．给手机充电时，手机电池相当于用电器 B．手机充电时，台灯与手机串联关系 C．调节台灯亮度的元件相当于滑动变阻器 D．调节台灯亮度的元件与灯泡为串联关系 【答案】ACD 【详解】A．给手机充电，手机电池消耗电能，相当于用电器，故A正确； B．给手机充电时，台灯与手机可独立工作，互不影响，是并联的，故B错误； CD．滑动变阻器可以调节电路中的电流，从而影响台灯的亮度，因此，调节台灯亮度的元件相当于滑动变阻器，与灯泡串联，故CD正确。 故选ACD。 二、填空题 9.晓理自制了一盏可调节亮度的台灯，部分电路如图所示，灯泡应接在图中______（选填“a、b”或“c、d”）之间；连好电路后闭合开关，若要使灯泡变暗，应将滑动变阻器的滑片向______移动。 【答案】 a、b 右 【详解】[1]由题意可知，台灯的亮度可调节，所以灯泡应该与滑动变阻器串联，结合电路图可知，灯泡应该接在a、b之间。 [2]灯泡的亮暗取决于实际功率的大小，由P=I2R可知，要使灯泡变暗应减小电路中的电流，由欧姆定律可知应增大电路中的电阻，即应将滑动变阻器的滑片向右移动。 10.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，说明电阻变化较小，故应选用电阻较大的铅笔芯，即换用更细的铅笔芯。 11.如图所示，这是一款便携式可调光台灯，充满电后可实现4~5小时的持续照明。给台灯充电时，台灯的电池相当于简单电路中的______；旋转底座上的旋钮可实现调光，则与旋钮联动的电路元件实质是一个______。 【答案】 用电器 滑动变阻器 【详解】[1]给台灯充电时，电池消耗电能，台灯的电池相当于简单电路中的用电器。 [2]旋转底座上的旋钮可实现调光，则与旋钮联动的电路元件实质是一个滑动变阻器，它是通过改变电阻丝接入电路的长度来改变电阻，从而达到改变电路中电流大小的目的。 三、作图题 12.结合“制作简易调光台灯”，小亮同学发现教室里的两盏吊扇由一个“调速开关”控制，两盏吊扇是并联，“调速开关”相当于一个电位器，顺时针旋转吊扇的转速均变快；请在图中完成它在家庭电路中的连接。 【答案】 【详解】根据家庭电路的规则，电位器相当于可调电阻的开关，需要接在相线上，且一个开关同时控制两个并联的吊扇，因此电位器接在相线侧的干路中，两个吊扇并联后一端接中性线、另一端接电位器；顺时针旋转时转速变快，说明顺时针转动后，电位器接入电阻变小，所以应该将电位器的左端接线柱和中间接线柱接入电路，如图所示： 13.如图甲是小组同学制作的简易调光台灯，电位器是调节其亮度的装置。请在图乙中把图中元件接入家庭电路，要求：当电位器滑片顺时针转动时，灯泡变亮。 【答案】 【详解】相线就是火线，中性线就是零线，将灯泡连接中性线，电位器的中间接口连接灯泡，电位器的右边接口连接相线，电位器右部分接入电路，顺时针旋转电位器的旋钮，接入电路的电阻变小，电路中电流变大，小灯泡变亮。 四、实验题 14.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】[1]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。 [2][3][4]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。 15.某项目小组想制作一盏简易调光台灯，达到调节灯光亮度的目的。 (1)项目分析 ①光源的选择：现有实验室用的小灯泡和发光二极管。从节能的角度考虑应该选择________，若选择发光二极管，要注意发光二极管的________导电性。 ②光源亮度的改变：在不改变电源电压的情况下，项目组选择在电路中________联一个电位器来改变小灯泡亮度。 (2)项目实施 电位器通过改变接入电路中电阻片的________来改变电阻，进而改变小灯泡亮度。如图，要实现顺时针转动旋钮，灯泡变亮，可将________两接线柱接入电路。 (3)展示交流 如图是两位同学设计的调光台灯电路，阳阳认为图乙方案更好一些，理由是________。 【答案】(1) 发光二极管 单向 串 (2) 长度 A、B (3)串联一个定值电阻，可防止当滑动变阻器移到阻值较小时，电路中电流过大，能起到保护电路的作用 【详解】（1）[1]靠灯丝发热发光，大部分电能变成热量浪费掉，只有很少一部分变成光，效率很低。 发光二极管（LED） 直接把电能转化为光能，发热极少，光效高、耗电少。 所以同样亮度下，LED （发光二极管）更省电、更节能。 [2]发光二极管是半导体材料，具有单向导电性。 [3]要调节光源的亮度，应该改变其两端的电压。根据串联电阻的分压特点可知，应该串联一个电位器。 （2）[1]电位器通过改变接入电路中电阻片的长度来改变电阻，从而改变电路中的电流，进而改变小灯泡亮度。 [2]如图，要实现顺时针转动旋钮，灯泡变亮，则电位器接入电路的阻值变小，长度变短，所以应该让电位器的A、B两接线柱接入电路。 （3）图乙方案更好一些，因为串联一个定值电阻，可防止当滑动变阻器移到阻值较小时，电路中电流过大，能起到保护电路的作用。 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 【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。 2.图甲是教室里安装的护眼灯，图乙是某同学用小灯泡制作的调光台灯。下列说法正确的是（　　） A．若其中一盏护眼灯烧坏，其它护眼灯均不亮 B．护眼灯使用LED灯珠，其发光部分主要由超导材料制成 C．调光台灯工作时将电能仅转化为光能 D．调光台灯的亮度能连续调节是因为小灯泡与电位器串联 【答案】D 【详解】A．护眼灯之间是并联的，若其中一盏护眼灯烧坏，其它护眼灯仍可以亮，故A错误； B．护眼灯使用LED灯珠，其发光部分主要由半导体材料制成，故B错误； C．调光台灯工作时，将电能转化为光能和内能，故C错误； D．调光台灯的亮度能连续调节是因为小灯泡与电位器串联，通过调节电位器可改变电路中的电阻，从而改变电路中的电流，使台灯的亮度发生变化，故D正确。 故选D。 3.图甲是实践小组制作的以铅笔芯为灯丝的调光“电灯”，图乙是该装置的简化图。用点燃的蜡烛耗尽密闭瓶内的氧气后，闭合开关，移动夹子使“电灯”发光，忽略温度对铅笔芯电阻的影响。对该装置的电路分析正确的是（　　） A．镍铬合金丝与铅笔芯之间是并联的 B．通过镍铬合金丝的电流比螺丝杆的小 C．向左移动夹子，灯丝两端电压变小 D．向左移动夹子，通过灯丝的电流变大 【答案】D 【详解】A．由图乙可知，电流只有一条路径，镍铬合金丝与铅笔芯是串联关系，不是并联，因此A错误。 B．串联电路中各处电流相等，因此通过镍铬合金丝的电流和通过铜制螺丝杆的电流大小相等，B错误。 CD．向左移动夹子时，接入电路的镍铬合金丝长度变短，电路总电阻变小；电源电压不变，根据欧姆定律 ，电路总电流变大，即通过灯丝（铅笔芯）的电流变大； 灯丝电阻不变，根据，灯丝两端电压会变大，故C错误，D正确。 故选D。 27 / 27 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $