第5节 跨学科实践：制作简易高调光台灯
知识点1 滑动变阻器原理
1.（陕西西安阶段训练）小明同学想自制一个滑动变阻器。在选择电阻部分的材料时，有长度相同的下列材料，你建议小明选择( D )
A．玻璃板 B．尼龙绳
C．塑料笔管 D．铅笔芯
2.（山西忻州期中）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。下列说法正确的是( D )
A．若只将a、c接入电路，顺时针转动旋钮灯泡亮度变亮
B．若只将b、c接入电路，逆时针转动旋钮灯泡亮度变亮
C．电位器通过改变接入电路中电阻丝的横截面积改变灯泡亮度
D．调节灯泡亮度的电位器与滑动变阻器的原理相同
3.（河南信阳阶段训练）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 （选填“长度”或“横截面积”）来改变接入电路中的电阻，其电阻丝用 镍铬合金 （选填“铜”或“镍铬合金”）材料做的。
知识点2 变阻器的使用
4.（河南郑州期中）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，A、P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，你认为合理的是( C )
A．为使灯泡亮度变化更明显，应选用更粗的铅笔芯
B．铅笔芯换成铜丝更好
C．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
D．为使灯泡亮度变化更明显，电源电压越高越好
5.（湖北武汉期中）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器件叫作 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)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 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，旋转旋钮，台灯 不能 （选填“能”或“不能”）完全熄灭。
6.（山东德州期中）在收音机等电器中，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。使用电位器时，下列说法不正确的是( D )
A．只把A和C接入电路，无法改变通过电位器的电流
B．把A和B接入电路，当滑片顺时针旋动时，电位器接入电路电流变小
C．将A、B接入电路同一点，C接电路另一点，可以改变通过电位器的电流
D．只将B、C两点接入电路，当滑片顺时针旋动时，电位器接入电路电阻变大
只把A和C接入电路，电位器相当于定值电阻，移动滑片，电阻不变，电源电压不变，无法改变通过电位器的电流，故A正确；把A和B接入电路，接入了左半段，当滑片顺时针旋动时，电位器接入电路电阻增大，电源电压不变，电流变小，故B正确；将A、B接入电路同一点，C接电路另一点，左半段被滑片短路，只接入右半段，移动滑片能改变电路中的电阻，电源电压不变，可以改变通过电位器的电流，故C正确；只将B、C两点接入电路，接入了右半段，当滑片顺时针旋动时，电位器接入电路电阻变小，故D错误。
7.（江苏扬州阶段训练）如图所示，A为一根铅笔芯，闭合开关后，小灯泡发光，说明铅笔芯是 导体 （选填“导体”或“绝缘体”）。将夹子在铅笔芯上向左移动时，睿睿发现灯泡亮度变化不明显，他应该调换更 细 （选填“粗”或“细”）的铅笔芯来做实验。换了新的铅笔芯后，夹子向左移动，观察到小灯泡变 亮 （选填“亮”或“暗”），这说明铅笔芯的电阻大小与导体的 长度 有关。如果断开开关，铅笔芯的电阻阻值 不等于 （选填“等于”或“不等于”）零。
8.（江苏扬州阶段训练）如图甲为亮度可调的台灯，图乙电位器是调节其亮度的装置，a、b、c是它的三个接线柱，旋钮带动滑片转动。若顺时针旋转旋钮时灯泡发光变亮，则需要将 bc （选填“ab”“ac”或“bc”）接线柱接入电路。图丙是某一滑动变阻器，此时接入电路的有效电阻丝为 AP （选填“AP”或“BP”）；图丁中电阻箱的读数为 6 868 Ω。
若顺时针旋转旋钮时灯泡发光变亮，即顺时针旋转旋钮时电位器阻值变小，则将bc接线柱接入电路；图丙是某一滑动变阻器，接线柱A、D接入电路，此时接入电路的有效电阻丝为AP；图丁中电阻箱的示数为R＝6 000 Ω＋800 Ω＋60 Ω＋8 Ω＝6 868 Ω。
9.（湖北武汉期中）如图甲是小明完成用滑动变阻器改变小灯泡的亮度的实验电路。
(1)实验前小明观察到滑动变阻器铭牌上标有“20 Ω
1 A”的字样，“20 Ω”表示 滑动变阻器最大阻值为20 Ω ，“1 A”表示 允许通过的最大电流为1 A 。如果将这个滑动变阻器和另一个铭牌上标有“15 Ω
0.5 A”字样的滑动变阻器串联，电路中允许通过的最大电流是 0.5 A。
(2)如图甲的电路中，闭合开关前，应将滑片放到最 右 （选填“左”或“右”）端，此时滑动变阻器的作用是 保护电路 。
(3)为了更好的了解小灯泡两端的电压变化情况，小明拿来电压表，请用笔画线将电压表接入电路，测量小灯泡两端的电压。
见解析
(4)如图乙为旋转式变阻器的结构图，a、b、c为变阻器的三个接线柱，d为旋钮触片。将该变阻器接入电路中调节灯泡的亮度，当顺时针旋转旋钮触片时，灯泡变亮，则应将接线柱 bc （选填“ab”或“bc”），并将它与灯泡串联。
(1)滑动变阻器可以通过改变连入电路的电阻丝的有效长度来改变连入电路的阻值大小，其铭牌上标注的“20 Ω”，指的是其最大阻值；“1 A”指的是其允许通过的最大电流。两个滑动变阻器串联，串联电路电流处处相等，所以要选取两个滑动变阻器中允许通过电流中小的那个值，即0.5 A。(2)为了保护电路，防止电流过大损坏仪器，闭合开关前，滑动变阻器滑片要处于最大阻值处，即滑到最右端。(3)滑动变阻器与小灯泡及电流表串联，电压表并联在小灯泡两端，注意电流表与电压表的电流均是从正接线柱流进，负接线柱流出，如图所示：
(4)顺时针旋转旋钮触片时，灯泡变亮，说明电路中电阻减小，即连入电路的电阻丝长度减小，故应连接bc接线柱。
10.（科学探究）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)请在图中用笔画线代替导线连接电路，要求滑动变阻器的滑片向右移动时灯泡变暗。
见解析
(2)滑动变阻器的铭牌上标有“20 Ω 2 A”字样。其中“20 Ω”指的是 A、B （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应滑到最 B （选填“A”或“B”）端。
(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 C、D （填符号）两个接线柱接入了电路。
活动二、认识电位器
调光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
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，进而改变电流，改变小灯泡的亮度。
活动三、自制一个模拟的调光灯
请选择电位器A、B、C三个接线端其中的两个连入电路中，要求顺时针旋转滑片时，灯泡变暗。
展示交流：
如图是两个同学设计的台灯调光电路，老师认为图(b)方案更好一些，理由是 图(a)中，灯泡与电位器串联，可调节灯泡的亮度；图(b)中，灯泡与电位器及一个定值电阻串联，能调节灯泡的亮度，同时可避免电位器接入电路的阻值过小，电路的电流过大时，损坏灯泡，所以图(b)方案更好 。
见解析
(1)用滑动变阻器调节灯泡的亮度，两者串联在电路中，滑片向右移动，灯泡变暗，即电路中的电流变小，则变阻器接入电路的阻值变大，其左下接线柱，即A接线柱接入电路，作图如下：
(2)变阻器铭牌上的“20 Ω”，表示变阻器的最大阻值为20 Ω，当两个接线柱接入电路时，变阻器接入电路的阻值最大为20 Ω，所以“20 Ω”指的是A、B两个接线柱间的阻值。(3)为了保护电路，闭合开关前，变阻器的滑片应置于阻值最大处的B端。(4)连接好电路，闭合开关，灯泡发出耀眼的光并很快熄灭，可能是变阻器接入电路的阻值太小，电路中的电流太大造成的，所以可能是变阻器接入电路的阻值为0，即C、D两个接线柱接入电路。(6)电位器在变阻过程，电阻片的材料不变，横截面积不变，改变的是长度。顺时针旋转滑片时，灯泡变暗，即电位器接入电路的阻值变大，电路中的电流变小，所以应将B、C两个接线端接入电路。作图如下：
图(a)中，灯泡与电位器串联，可调节灯泡的亮度；图(b)中，灯泡与电位器及一个定值电阻串联，能调节灯泡的亮度，同时可避免电位器接入电路的阻值过小，电路的电流过大时，损坏灯泡，所以图(b)方案更好。第5节 跨学科实践：制作简易高调光台灯
知识点1 滑动变阻器原理
1.（陕西西安阶段训练）小明同学想自制一个滑动变阻器。在选择电阻部分的材料时，有长度相同的下列材料，你建议小明选择( )
A．玻璃板 B．尼龙绳
C．塑料笔管 D．铅笔芯
2.（山西忻州期中）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。下列说法正确的是( )
A．若只将a、c接入电路，顺时针转动旋钮灯泡亮度变亮
B．若只将b、c接入电路，逆时针转动旋钮灯泡亮度变亮
C．电位器通过改变接入电路中电阻丝的横截面积改变灯泡亮度
D．调节灯泡亮度的电位器与滑动变阻器的原理相同
3.（河南信阳阶段训练）滑动变阻器的工作原理是通过改变接入电路中电阻丝的 （选填“长度”或“横截面积”）来改变接入电路中的电阻，其电阻丝用 （选填“铜”或“镍铬合金”）材料做的。
知识点2 变阻器的使用
4.（河南郑州期中）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，A、P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，你认为合理的是( )
A．为使灯泡亮度变化更明显，应选用更粗的铅笔芯
B．铅笔芯换成铜丝更好
C．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
D．为使灯泡亮度变化更明显，电源电压越高越好
5.（湖北武汉期中）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器件叫作 ，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 （选填“能”或“不能”）完全熄灭。
6.（山东德州期中）在收音机等电器中，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。使用电位器时，下列说法不正确的是( )
A．只把A和C接入电路，无法改变通过电位器的电流
B．把A和B接入电路，当滑片顺时针旋动时，电位器接入电路电流变小
C．将A、B接入电路同一点，C接电路另一点，可以改变通过电位器的电流
D．只将B、C两点接入电路，当滑片顺时针旋动时，电位器接入电路电阻变大
7.（江苏扬州阶段训练）如图所示，A为一根铅笔芯，闭合开关后，小灯泡发光，说明铅笔芯是 （选填“导体”或“绝缘体”）。将夹子在铅笔芯上向左移动时，睿睿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。换了新的铅笔芯后，夹子向左移动，观察到小灯泡变 （选填“亮”或“暗”），这说明铅笔芯的电阻大小与导体的 有关。如果断开开关，铅笔芯的电阻阻值 （选填“等于”或“不等于”）零。
8.（江苏扬州阶段训练）如图甲为亮度可调的台灯，图乙电位器是调节其亮度的装置，a、b、c是它的三个接线柱，旋钮带动滑片转动。若顺时针旋转旋钮时灯泡发光变亮，则需要将 （选填“ab”“ac”或“bc”）接线柱接入电路。图丙是某一滑动变阻器，此时接入电路的有效电阻丝为 （选填“AP”或“BP”）；图丁中电阻箱的读数为 Ω。
9.（湖北武汉期中）如图甲是小明完成用滑动变阻器改变小灯泡的亮度的实验电路。
(1)实验前小明观察到滑动变阻器铭牌上标有“20 Ω
1 A”的字样，“20 Ω”表示 ，“1 A”表示 。如果将这个滑动变阻器和另一个铭牌上标有“15 Ω
0.5 A”字样的滑动变阻器串联，电路中允许通过的最大电流是 A。
(2)如图甲的电路中，闭合开关前，应将滑片放到最 （选填“左”或“右”）端，此时滑动变阻器的作用是 。
(3)为了更好的了解小灯泡两端的电压变化情况，小明拿来电压表，请用笔画线将电压表接入电路，测量小灯泡两端的电压。
(4)如图乙为旋转式变阻器的结构图，a、b、c为变阻器的三个接线柱，d为旋钮触片。将该变阻器接入电路中调节灯泡的亮度，当顺时针旋转旋钮触片时，灯泡变亮，则应将接线柱 （选填“ab”或“bc”），并将它与灯泡串联。
10.（科学探究）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)请在图中用笔画线代替导线连接电路，要求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“20 Ω 2 A”字样。其中“20 Ω”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应滑到最 （选填“A”或“B”）端。
(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
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 来改变电阻，进而改变电流，改变小灯泡的亮度。
活动三、自制一个模拟的调光灯
请选择电位器A、B、C三个接线端其中的两个连入电路中，要求顺时针旋转滑片时，灯泡变暗。
展示交流：
如图是两个同学设计的台灯调光电路，老师认为图(b)方案更好一些，理由是 。
