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第5节　跨学科实践:制作简易调光台灯
1.物理小组同学在学习使用滑动变阻器的实验中,连接了如图所示的电路。下列分析错误的是 (　　)
第1题图
A.若M接C接线柱,N接D接线柱,滑动变阻器接入电路中的阻值相当于一根导线
B.连接电路时,若M接C接线柱,N接B接线柱,闭合开关前,滑片应移动到最左端
C.若M接C接线柱,N接B接线柱,闭合开关,滑片P向右移,灯泡变暗
D.若M接A接线柱,N接B接线柱,闭合开关,滑片P向右移,灯泡亮度不变
2.学习了滑动变阻器以后,小明同学制作了一个简易调光灯,装置如图所示。
第2题图
(1)他把滑动端的金属夹首先夹在了铅笔芯的B端,这样做的目的是　 。
(2)金属夹向A端移动的过程中,电路中的电流将　　　　(选填“变小”“不变”或“变大”),这一看不见的变化可由看得见的现象来呈现,即　 。
(3)通过分析,此简易调光灯还有一些不足,请提出两种改进意见。
①　 ;
②　 。
3.实验器材如下:电池(电源)、开关、灯泡、铅笔一支、电流表一只、导线若干。利用这些器材制作一个简易的调光台灯电路(如图甲所示)。将N端固定,闭合开关,让M端在铅笔芯上左右移动。
甲 乙
(1)当M端向左移动时,接入电路中的铅笔芯长度变　　　　,电流表的示数　　　　,灯泡的亮度　　　　。
(2)将M端向右移动时,接入电路中的铅笔芯长度变　　　　,电流表的示数　　　　,灯泡的亮度　　　　。
(3)在这个实验中,引起电流变化的原因是导体　　　　,而引起电阻变化的是　　　　。
(4)如图乙所示,滑动变阻器主要由瓷筒、线圈、　　　　、滑片和　　　　组成。
4.小昕在台灯下看书时,感觉灯光太亮,如图甲所示。她找来小洋,想利用所学物理知识制作一盏简易调光台灯,达到调节灯光亮度的目的。
甲 乙 丙 丁
戊
(1)小昕尝试利用铅笔芯和鳄鱼夹实现了调节灯泡亮度的功能,如图乙所示。图乙中的连线有一处明显错误是　　　　　　　　　　　;改正后,闭合开关,调节鳄鱼夹M、N之间的距离,发现灯泡的亮度和电流表的示数都会发生变化,这一现象说明导体的电阻与其　　　　有关。
(2)由于铅笔芯易断,小洋在实验室找了一个电位器来替代铅笔芯,如图丙所示,其内部结构如图丁所示。小洋查找到表格中的信息,为更好实现电位器调节灯泡亮度的功能,电位器内的电阻丝应选用　　　 　　(选填“铜丝”或“镍铬合金丝”)。
导线 长度/m 横截面积/mm2 阻值/Ω
铜丝 0.5 0.02 0.5
镍铬合金丝 0.5 0.02 50
(3)请在图戊中用笔画线代替导线连接电路,能实现顺时针旋转电位器旋钮时灯泡变亮。
【详解答案】
1.C　解析:若M接C接线柱,N接D接线柱,滑动变阻器接入电路的电阻为0,滑动变阻器相当于一根导线,只有灯泡接入电路中,故A正确;连接电路时,若M接C接线柱,N接B接线柱,闭合开关前,应使滑动变阻器接入电路的电阻最大,滑片P应移动到最左端,故B正确;若M接C接线柱,N接B接线柱,闭合开关,滑片右移,滑动变阻器接入电路的电阻变小,电路中的电流变大,灯泡变亮,故C错误;若M接A接线柱,N接B接线柱,闭合开关,滑动变阻器接入电路的电阻为最大值,移动滑片,电阻不变,电流不变,灯泡亮度不变,故D正确。
2.(1)保护电路　(2)变大　灯泡的亮度　(3)加开关　增加铅笔芯的长度
解析:(1)如题图所示,把滑动端的金属夹首先夹在了铅笔芯的B端,这样能够使连入电路的铅笔芯的长度最长,其目的是使接入电路中的电阻最大,进而保护电路;(2)金属夹向A端移动的过程中,接入电路的铅笔芯的长度变短,电阻变小,电路中的电流将变大,这一看不见的变化可由看得见的现象来呈现,即灯泡的亮度;(3)此简易调光灯无法控制电路的通断,可增加一个开关,由于铅笔芯的电阻很小,要想增大调节效果,可适当增加铅笔芯的长度。
3.(1)短　变大　变亮　(2)长　变小　变暗　(3)电阻　电阻丝的长度　(4)接线柱　金属棒
解析:(1)由题图甲可知:当M端向左移动时,接入电路中的铅笔芯变短,电阻减小,电流变大,灯泡变亮;(2)同理当M端向右移动时,接入电路中的铅笔芯长度变长,电阻变大,电流变小,灯泡变暗;(3)在这个实验中,引起电流变化的原因是导体电阻变化,而引起电阻变化的是电阻丝的长度变化;(4)滑动变阻器主要由瓷筒、线圈、接线柱、滑片和金属棒组成。
4.(1)电流表的正负接线柱接反了　长度
(2)镍铬合金丝
(3)如图所示:
解析:(1)小昕尝试利用铅笔芯和鳄鱼夹实现了调节灯泡亮度的功能,如图乙所示。图乙中的连线有一处明显错误是电流表的正负接线柱接反了;改正后,闭合开关,调节鳄鱼夹M、N之间的距离,发现灯泡的亮度和电流表的示数都会发生变化,这一现象说明导体的电阻与其长度有关;(2)由于铅笔芯易断,小洋在实验室找了一个电位器来替代铅笔芯,如图丙所示,其内部结构如图丁所示。小洋查找到表格中的信息,为更好实现电位器调节灯泡亮度的功能,电位器内的电阻丝应选用镍铬合金丝;(3)顺时针旋转电位器旋钮时灯泡变亮,此时电位器电阻变小,电阻丝长度变小,故将b、c端接入电路。

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