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人教版2024九年级全册物理同步精讲精炼学案（全国通用）
第十六章 电压 电阻
专题26 跨学科实践：制作简易调光台灯
物理观念：①观察台灯的调光功能，知道台灯的调光原理。②了解电路元件的作用，掌握电路连接的基本方法。
科学思维：通过观察调光变化，引导学生积极思考，善于发现问题、解决问题。
科学探究：培养学生动手操作能力，提高实验技能；经历调光台灯的制作过程，明确调光装置在电路中的作用，并尝试固定与安装。
科学态度与责任：培养学生发现问题、解决问题的能力；通过了解物理知识在实际生活中的应用，进一步培养学生学习物理知识的兴趣，养成实事求是的科学态度。
贯彻本节课核心素养目标，必须完成以下精细化的学习目标
在制作简易调光台灯学习时，要经历项目提出、项目分析、项目实施、展示交流全过程。
本节课重点难点
重点：了解简易调光台灯原理。
难点：制作简易调光台灯的过程。
【项目提出】
在工作学习时，经常使用台灯，有时需要调节台灯亮度，了解台灯构造原理、制作使用过程中调节亮度的操作，是十分必要的。
【项目分析】
1. 台灯调光原理分析
可调光台灯上的旋钮就是电位器，通过调节电位器接入电路中电阻大小，达到改变电路中的电流和部分电路而实现调光目的。
2. 对照台灯实物，思考设计制作一个简易调光台灯，需要考虑哪些问题
①如何选择光源？
为保证实践活动的安全和材料获取的方便性，建议选用小灯泡或发光二极管作为光源。
②如何改变光源的亮度？
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。
分析：滑动变阻器与台灯串联，通过连续改变连入电路中的电阻大小，从而连续改变台灯两端的电压，故能连续改变台灯的亮度。
③可以从哪些方面加强台灯的实用性？
a. 怎么让底座牢固
选择较重的底座作为支撑面，提高稳定性。
b. 选择什么材料做支架
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。推荐使用PVC管。
c. 怎么制作灯罩
保证灯罩弧度较大，反射面光滑度...
注意：各个器件要安排紧凑，使台灯美观、结实，便于移动。
【项目实施】
1.设计台灯
①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。
②选择变阻器
因为滑动变阻器体积较大，不容易固定在底座上，这里可选择选择更小巧的电位器做变阻器。
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电位器（变阻器）。
注意：电源电压和小灯泡的规格要匹配。
a.画出建议台灯电路图
b.电位器的连接
④设计底座、灯罩
底座：选择木板或小木盒做底座（便于打孔安装），可将电路装置可以安装在底座下或底座内，也可直接安装在底座上面；
灯罩：使用大号一次性纸杯或方便面桶作为台灯灯罩，为了美观可以根据自己喜好，在灯罩表面进行装饰，涂色或画出图案等。
2.制作台灯
根据设计方案，列出所需器材及制作工具的清单，分工收集、准备，可分组进行。按设计方案动手制作调光灯，完成制作任务。小组成员相互协作，共同解决制作过程中出现的各种问题。
①准备材料：
电池盒(或直流电源)、开关、电位器、灯泡（发光二极管）、导线、底座、PVC管、灯罩等。
②制作步骤：
a. 把电池盒、开关、电位器固定在一个底座上；
b. 将PVC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；
c. 制作一个灯罩，扣在小灯泡上。
d. 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。
③注意事项：
a. 调光台灯的亮度能够连续调节；
b. 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，灯罩要具有较好的反光性能；
c. 要正确连接电位器；
d. 注意安全，在调节的过程中要避免损坏小灯泡，焊接导线要牢固，防止接触不良或短路；
e. 如果找不到某些器材和工具，想一想能否用其他器材代替；
f. 制作过程中可能会遇到许多原来没有想到的问题或发现原来设计方案中的不足，请共同商议解决方法或调整设计方案。
【展示交流】
1. 请各小组展示自己的台灯设计并介绍作品；
2. 与其他小组交流，对各小组的作品进行评价，评价优点和缺点。
3. 在展示交流中，如何对所设计的调光灯进行优化，使之更加实用、美观
4. 在条件允许情况下，老师可组织对学生制作的简易调光台灯科学性、创新性等综合评价，并提出改进意见。
【拓展交流】
制作简易调光台灯时，可以进一步改进的有关建议：
1. 台灯的灯罩设计成凹形，应用了凹面镜会聚光，增强灯光的反射；
2. 将台灯的支架做成可折叠的，提高台灯实用性；
3. 使用为数字电位器更换机械式电位器；
4. 可以把电池换为容量更大的充电电池或充电宝，延长使用时间.....
易错点. 认为展示交流就是看哪组作品美观大方
展示交流活动中围绕以下问题开展
1. 请各小组展示自己的台灯设计并介绍作品；
2. 与其他小组交流，对各小组的作品进行评价，评价优点和缺点。
3. 在展示交流中，如何对所设计的调光灯进行优化，使之更加实用、美观
4. 在条件允许情况下，老师可组织对学生制作的简易调光台灯科学性、创新性等综合评价，并提出改进意见。
制作调光台灯过程中注意事项
a. 调光台灯的亮度能够连续调节；
b. 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，灯罩要具有较好的反光性能；
c. 要正确连接电位器；
d. 注意安全，在调节的过程中要避免损坏小灯泡，焊接导线要牢固，防止接触不良或短路；
e. 如果找不到某些器材和工具，想一想能否用其他器材代替；
f. 制作过程中可能会遇到许多原来没有想到的问题或发现原来设计方案中的不足，请共同商议解决方法或调整设计方案。
一、电位器的原理及使用
【例题1】如图甲所示的迷你小风扇，电路图如图乙所示。ab间接有如图丙所示的自动断电安全装置，cd间接有如图丁所示的用于调节风速的机械电位器。闭合开关S，下列说法正确的是（　　）
A．当小风扇倾斜时，铜球将电路接通
B．当小风扇直立时，铜球将电路断开
C．若cd分别接①②，则逆时针调节旋钮，风速变大
D．若cd分别接②③，则顺时针调节旋钮，风速变小
【答案】C
【解析】AB、根据丙图可知，当小风扇直立时，铜球处连通，电路连通，电路处于闭合状态；当电扇倾倒时，铜球就会发生滚动，铜球处断开，两根导线有一根绝缘棒连接，绝缘棒不善于导电，电路处于断开状态，故AB错误；
C、若cd分别接①②，逆时针调节旋钮，电位器接入电路中的电阻变小，电路中电流变大，电风扇的风速变大，故C正确；
D、若cd分别接②③，顺时针调节旋钮，电位器接入电路中的电阻变小，电路中电流变大，电风扇的风速变大，故D错误。故选C。
【例题2】生活中可以调节亮度的台灯内部主要结构是一个变阻器。如图是其内部结构图，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，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。对此现象分析不正确的是（ ）
A．变阻器与灯泡是串联的
B．若只将A、C接入电路，顺时针转动旋钮时灯泡变暗
C．若只将B、C接入电路，顺时针转动旋钮时灯泡变暗
D．若只将A、B接入电路，顺时针转动旋钮时灯泡变亮
【答案】B
【解析】A．台灯内变阻器的作用是改变电路中的电流，从而改变灯泡的亮度，根据串、并联电路特点，变阻器与灯泡是串联的，故A正确，不符合题意；
B．若只将A、C接入电路，变阻器接入了最大阻值，相当于一个定值电阻，不能改变接入阻值的大小，也不能调节灯泡的亮度，故B错误，符合题意；
C．若只将B、C接入电路，变阻器右边电阻接入电路，顺时针转动旋钮时接入电阻变大，电流变小，灯泡变暗，故C正确，不符合题意；
D．若只将A、B接入电路，变阻器左边电阻接入电路，顺时针转动旋钮时接入电阻变小，电流变大，灯泡变亮，故D正确，不符合题意。
故选B。
【例题3】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】电位器的实质是滑动变阻器，是通过改变接入电路的电阻丝的长度来改变其连入电路的电阻，从而调节电路中的电流。由图可知电位器接的是a、b接线柱，闭合开关后，电位器的ap段接入电路，当顺时针转动滑片时，电阻丝接入电路中的长度变大，接入电路的电阻变大，电路中电流变小，小灯泡变暗。
【例题4】如图所示，请将电位器连入右侧电路中，要求逆时针旋转旋片P时，灯泡变暗。
【答案】如图所示
【解析】逆时针旋转P旋片时，灯泡变暗，说明逆时针旋转时，电位器连入电路的电阻变大，故应将A、B两接线柱串联接入了电路，如图所示：
二、制作简易调光台灯
【例题5】生活处处有创新。小华同学自己动手制作一个亮度可调的台灯。他所选的器材如下：两节干电池，一个小灯泡，若干导线，开关，一个废旧的电位器（实物如图甲，其内部结构如图乙）。小华设计了如图丙所示的电路，并根据电路图连接好各元件。

（1）电位器是通过改变接入电路中电阻的 来改变电阻的，结合图甲和图乙，若要实现顺时针转动旋钮，台灯变亮，则图丙电路中M连接B引脚，N连接 （选填“A引脚”、“B引脚”或“C引脚”）；
（2）小华连接好器材以后闭合开关并转动旋钮，发现小灯泡忽明忽暗。他拆开电位器外壳，发现碳膜电阻片（如图乙黑色弧形部分）磨损严重。这种电位器接在电路中，会造成 （选填“断路”或者“短路”）；
（3）为了解决上述问题，小华将2B铅笔芯弄成粉末并将其涂抹在碳膜电阻片上，问题得到解决，用这种材料是因为铅笔芯内的石墨属于 体。
【答案】（1）长度 A引脚 （2） 断路 （3） 导
【解析】（1）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达到改变灯泡亮度的目的。
由图知道，要实现顺时针转动旋钮，台灯变亮，说明电位器连入电路的电阻变小，则图丙电路中M连接B引脚，N连接A引脚。
（2）由题意知道，电位器的碳膜电阻片磨损严重，这种电位器接在电路中，会使电位器的电流不畅，会造成断路。
（3）石墨是良好的导体材料，涂抹在碳膜电阻片上可以将碳膜片修复。
【例题6】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）能改变接入电路中电阻大小的元件叫做变阻器，它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）如图丁所示，若要使旋钮顺时针转动时台灯变亮，即接入电路的电阻丝变短，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，台灯不能完全熄灭，因为电路还是通路。
1．如图所示的电路中，用滑动变阻器调节灯的亮度，若要求滑片P向右端滑动时灯逐渐变亮，则M、N分别应接（　　）
A．M接A，N接B B．M接B，N接D
C．M接B，N接C D．M接C，N接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．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
4．小祝同学用旧家电拆下的电位器设计了一款风速可调的小电扇，当沿顺时针方向调节旋钮可以使风速变大，下列方案符合要求的是（　　）
A． B．
C． D．
5．如图所示，小陶子学习物理后制作了简易的调光台灯电位器是调节其亮度的装置，乙为电位器的内部结构示意图。下列关于台灯的说法正确的是（　　）
A．为了提高台灯亮度，制作灯罩需要选择反光性能较差的材料
B．电位器的工作原理是改变了电阻丝的长度，从而改变电源电压来改变灯泡亮度
C．若顺时针旋转旋钮时灯泡发光变亮，则需将b和c接线柱接入电路
D．将a、c接线柱接入电路中，灯泡亮度最大且不可调节
6．在“设计制作调光灯”的实践活动中，同学们用相同的铅笔芯、曲别针、导线夹、电源（电压不变）等器材设计了如图所示的四种方案（导线夹、曲别针和铅笔芯均接触良好），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大的是（ ）
A． B．
C． D．
7．如图是实践小组设计的调光台灯模拟电路，其中、、是电位器的三个接线柱。要求：闭合开关后，当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。
8．如图所示的是电动汽车的“油门”示意图，脚向下踩“油门”时，旋钮滑片可以绕O点在电阻圈上逆时针转动。请用笔画线代替导线将变阻器接入电路中。
9．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。
10．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】
（1）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？
（2）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( )
制作简易调光灯的方法
制作简易调光灯是一个结合了理论知识与实践技能的项目，具体步骤：
1. 准备材料：您需要准备电池盒、电池、LED发光二极管、电阻、导线、开关和电位器等材料。确保所有材料都已准备齐全，并了解每个组件的功能。
2. 设计电路：选择合适的电源、小灯泡和变阻器，并将它们连接成串联电路。确保电路设计合理，能够实现调光功能。
3. 连接电路：按照设计方案安装各个器件，连接电路。在连接过程中，注意正负极的连接，避免短路。
4. 测试电路：连接好电路后，进行测试。检查电路是否正常工作，调节变阻器，观察灯泡亮度的变化。
5. 调试优化：如果在测试过程中发现电路存在问题，需要进行调试和优化。例如，调整电阻值或改变电路连接方式。
6. 完成制作：经过测试和调试，确保调光灯能够正常工作后，您的简易调光灯就制作完成了。
以上步骤为您提供了一个基本的框架，但在实际操作中，可能需要根据具体情况做出调整。同时，安全始终是第一位的，请在成人指导下进行实验，并采取适当的安全措施。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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第十六章 电压 电阻
专题26 跨学科实践：制作简易调光台灯
物理观念：①观察台灯的调光功能，知道台灯的调光原理。②了解电路元件的作用，掌握电路连接的基本方法。
科学思维：通过观察调光变化，引导学生积极思考，善于发现问题、解决问题。
科学探究：培养学生动手操作能力，提高实验技能；经历调光台灯的制作过程，明确调光装置在电路中的作用，并尝试固定与安装。
科学态度与责任：培养学生发现问题、解决问题的能力；通过了解物理知识在实际生活中的应用，进一步培养学生学习物理知识的兴趣，养成实事求是的科学态度。
贯彻本节课核心素养目标，必须完成以下精细化的学习目标
在制作简易调光台灯学习时，要经历项目提出、项目分析、项目实施、展示交流全过程。
本节课重点难点
重点：了解简易调光台灯原理。
难点：制作简易调光台灯的过程。
【项目提出】
在工作学习时，经常使用台灯，有时需要调节台灯亮度，了解台灯构造原理、制作使用过程中调节亮度的操作，是十分必要的。
【项目分析】
1. 台灯调光原理分析
可调光台灯上的旋钮就是电位器，通过调节电位器接入电路中电阻大小，达到改变电路中的电流和部分电路而实现调光目的。
2. 对照台灯实物，思考设计制作一个简易调光台灯，需要考虑哪些问题
①如何选择光源？
为保证实践活动的安全和材料获取的方便性，建议选用小灯泡或发光二极管作为光源。
②如何改变光源的亮度？
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。
分析：滑动变阻器与台灯串联，通过连续改变连入电路中的电阻大小，从而连续改变台灯两端的电压，故能连续改变台灯的亮度。
③可以从哪些方面加强台灯的实用性？
a. 怎么让底座牢固
选择较重的底座作为支撑面，提高稳定性。
b. 选择什么材料做支架
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。推荐使用PVC管。
c. 怎么制作灯罩
保证灯罩弧度较大，反射面光滑度...
注意：各个器件要安排紧凑，使台灯美观、结实，便于移动。
【项目实施】
1.设计台灯
①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。
②选择变阻器
因为滑动变阻器体积较大，不容易固定在底座上，这里可选择选择更小巧的电位器做变阻器。
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电位器（变阻器）。
注意：电源电压和小灯泡的规格要匹配。
a.画出建议台灯电路图
b.电位器的连接
④设计底座、灯罩
底座：选择木板或小木盒做底座（便于打孔安装），可将电路装置可以安装在底座下或底座内，也可直接安装在底座上面；
灯罩：使用大号一次性纸杯或方便面桶作为台灯灯罩，为了美观可以根据自己喜好，在灯罩表面进行装饰，涂色或画出图案等。
2.制作台灯
根据设计方案，列出所需器材及制作工具的清单，分工收集、准备，可分组进行。按设计方案动手制作调光灯，完成制作任务。小组成员相互协作，共同解决制作过程中出现的各种问题。
①准备材料：
电池盒(或直流电源)、开关、电位器、灯泡（发光二极管）、导线、底座、PVC管、灯罩等。
②制作步骤：
a. 把电池盒、开关、电位器固定在一个底座上；
b. 将PVC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；
c. 制作一个灯罩，扣在小灯泡上。
d. 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。
③注意事项：
a. 调光台灯的亮度能够连续调节；
b. 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，灯罩要具有较好的反光性能；
c. 要正确连接电位器；
d. 注意安全，在调节的过程中要避免损坏小灯泡，焊接导线要牢固，防止接触不良或短路；
e. 如果找不到某些器材和工具，想一想能否用其他器材代替；
f. 制作过程中可能会遇到许多原来没有想到的问题或发现原来设计方案中的不足，请共同商议解决方法或调整设计方案。
【展示交流】
1. 请各小组展示自己的台灯设计并介绍作品；
2. 与其他小组交流，对各小组的作品进行评价，评价优点和缺点。
3. 在展示交流中，如何对所设计的调光灯进行优化，使之更加实用、美观
4. 在条件允许情况下，老师可组织对学生制作的简易调光台灯科学性、创新性等综合评价，并提出改进意见。
【拓展交流】
制作简易调光台灯时，可以进一步改进的有关建议：
1. 台灯的灯罩设计成凹形，应用了凹面镜会聚光，增强灯光的反射；
2. 将台灯的支架做成可折叠的，提高台灯实用性；
3. 使用为数字电位器更换机械式电位器；
4. 可以把电池换为容量更大的充电电池或充电宝，延长使用时间.....
易错点. 认为展示交流就是看哪组作品美观大方
展示交流活动中围绕以下问题开展
1. 请各小组展示自己的台灯设计并介绍作品；
2. 与其他小组交流，对各小组的作品进行评价，评价优点和缺点。
3. 在展示交流中，如何对所设计的调光灯进行优化，使之更加实用、美观
4. 在条件允许情况下，老师可组织对学生制作的简易调光台灯科学性、创新性等综合评价，并提出改进意见。
制作调光台灯过程中注意事项
a. 调光台灯的亮度能够连续调节；
b. 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，灯罩要具有较好的反光性能；
c. 要正确连接电位器；
d. 注意安全，在调节的过程中要避免损坏小灯泡，焊接导线要牢固，防止接触不良或短路；
e. 如果找不到某些器材和工具，想一想能否用其他器材代替；
f. 制作过程中可能会遇到许多原来没有想到的问题或发现原来设计方案中的不足，请共同商议解决方法或调整设计方案。
一、电位器的原理及使用
【例题1】如图甲所示的迷你小风扇，电路图如图乙所示。ab间接有如图丙所示的自动断电安全装置，cd间接有如图丁所示的用于调节风速的机械电位器。闭合开关S，下列说法正确的是（　　）
A．当小风扇倾斜时，铜球将电路接通
B．当小风扇直立时，铜球将电路断开
C．若cd分别接①②，则逆时针调节旋钮，风速变大
D．若cd分别接②③，则顺时针调节旋钮，风速变小
【答案】C
【解析】AB、根据丙图可知，当小风扇直立时，铜球处连通，电路连通，电路处于闭合状态；当电扇倾倒时，铜球就会发生滚动，铜球处断开，两根导线有一根绝缘棒连接，绝缘棒不善于导电，电路处于断开状态，故AB错误；
C、若cd分别接①②，逆时针调节旋钮，电位器接入电路中的电阻变小，电路中电流变大，电风扇的风速变大，故C正确；
D、若cd分别接②③，顺时针调节旋钮，电位器接入电路中的电阻变小，电路中电流变大，电风扇的风速变大，故D错误。故选C。
【例题2】生活中可以调节亮度的台灯内部主要结构是一个变阻器。如图是其内部结构图，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，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。对此现象分析不正确的是（ ）
A．变阻器与灯泡是串联的
B．若只将A、C接入电路，顺时针转动旋钮时灯泡变暗
C．若只将B、C接入电路，顺时针转动旋钮时灯泡变暗
D．若只将A、B接入电路，顺时针转动旋钮时灯泡变亮
【答案】B
【解析】A．台灯内变阻器的作用是改变电路中的电流，从而改变灯泡的亮度，根据串、并联电路特点，变阻器与灯泡是串联的，故A正确，不符合题意；
B．若只将A、C接入电路，变阻器接入了最大阻值，相当于一个定值电阻，不能改变接入阻值的大小，也不能调节灯泡的亮度，故B错误，符合题意；
C．若只将B、C接入电路，变阻器右边电阻接入电路，顺时针转动旋钮时接入电阻变大，电流变小，灯泡变暗，故C正确，不符合题意；
D．若只将A、B接入电路，变阻器左边电阻接入电路，顺时针转动旋钮时接入电阻变小，电流变大，灯泡变亮，故D正确，不符合题意。
故选B。
【例题3】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】电位器的实质是滑动变阻器，是通过改变接入电路的电阻丝的长度来改变其连入电路的电阻，从而调节电路中的电流。由图可知电位器接的是a、b接线柱，闭合开关后，电位器的ap段接入电路，当顺时针转动滑片时，电阻丝接入电路中的长度变大，接入电路的电阻变大，电路中电流变小，小灯泡变暗。
【例题4】如图所示，请将电位器连入右侧电路中，要求逆时针旋转旋片P时，灯泡变暗。
【答案】如图所示
【解析】逆时针旋转P旋片时，灯泡变暗，说明逆时针旋转时，电位器连入电路的电阻变大，故应将A、B两接线柱串联接入了电路，如图所示：
二、制作简易调光台灯
【例题5】生活处处有创新。小华同学自己动手制作一个亮度可调的台灯。他所选的器材如下：两节干电池，一个小灯泡，若干导线，开关，一个废旧的电位器（实物如图甲，其内部结构如图乙）。小华设计了如图丙所示的电路，并根据电路图连接好各元件。

（1）电位器是通过改变接入电路中电阻的 来改变电阻的，结合图甲和图乙，若要实现顺时针转动旋钮，台灯变亮，则图丙电路中M连接B引脚，N连接 （选填“A引脚”、“B引脚”或“C引脚”）；
（2）小华连接好器材以后闭合开关并转动旋钮，发现小灯泡忽明忽暗。他拆开电位器外壳，发现碳膜电阻片（如图乙黑色弧形部分）磨损严重。这种电位器接在电路中，会造成 （选填“断路”或者“短路”）；
（3）为了解决上述问题，小华将2B铅笔芯弄成粉末并将其涂抹在碳膜电阻片上，问题得到解决，用这种材料是因为铅笔芯内的石墨属于 体。
【答案】（1）长度 A引脚 （2） 断路 （3） 导
【解析】（1）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达到改变灯泡亮度的目的。
由图知道，要实现顺时针转动旋钮，台灯变亮，说明电位器连入电路的电阻变小，则图丙电路中M连接B引脚，N连接A引脚。
（2）由题意知道，电位器的碳膜电阻片磨损严重，这种电位器接在电路中，会使电位器的电流不畅，会造成断路。
（3）石墨是良好的导体材料，涂抹在碳膜电阻片上可以将碳膜片修复。
【例题6】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）能改变接入电路中电阻大小的元件叫做变阻器，它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）如图丁所示，若要使旋钮顺时针转动时台灯变亮，即接入电路的电阻丝变短，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，台灯不能完全熄灭，因为电路还是通路。
1．如图所示的电路中，用滑动变阻器调节灯的亮度，若要求滑片P向右端滑动时灯逐渐变亮，则M、N分别应接（　　）
A．M接A，N接B B．M接B，N接D
C．M接B，N接C D．M接C，N接D
【答案】B
【解析】若要使滑动变阻器在电路中起到连续改变电阻的作用，连接时要遵循“一上一下”原则，滑片位置离下接线柱越近，则滑动变阻器接入电路中的电阻越小，如图，滑片P向右端滑动时灯逐渐变亮，即电阻越小，所以下接线柱应连接D点，上接线柱连接A或B均可，故ACD不符合题意，B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
【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。
3．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
【解析】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。
4．小祝同学用旧家电拆下的电位器设计了一款风速可调的小电扇，当沿顺时针方向调节旋钮可以使风速变大，下列方案符合要求的是（　　）
A． B．
C． D．
【答案】D
【解析】沿顺时针方向调节旋钮可以使风速变大，即顺时针转动时，电阻变小，电流变大；
A．将a、c接入电路，相当于定值电阻，不能改变小风扇风速，故A不符合题意；
B．将b、c接入电路，电位器与灯泡并联，两者之间互不影响，不论怎么移动电位器滑片，都无法改变风扇风速，故B不符合题意；
C．将a、b接入电路，顺时针旋转时，接入电路的电阻变大，电流变小，风扇风速变小，故C不符合题意；
D．将b、c接入电路，顺时针旋转时，接入电路的电阻变小，电流变大，风扇风速变大，故D符合题意。
故选D。
5．如图所示，小陶子学习物理后制作了简易的调光台灯电位器是调节其亮度的装置，乙为电位器的内部结构示意图。下列关于台灯的说法正确的是（　　）
A．为了提高台灯亮度，制作灯罩需要选择反光性能较差的材料
B．电位器的工作原理是改变了电阻丝的长度，从而改变电源电压来改变灯泡亮度
C．若顺时针旋转旋钮时灯泡发光变亮，则需将b和c接线柱接入电路
D．将a、c接线柱接入电路中，灯泡亮度最大且不可调节
【答案】C
【解析】A．为了提高台灯的亮度，应该选择内部为浅色、光滑、反光性能好的材料来制作灯罩。故A错误；
B．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；电位器是不能调节电源电压大小的，故B错误；
C．当将电位器b和c接线柱接入电路时，此时接入电路的电阻丝为右半部分，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，故C正确；
D．将a、c接线柱接入电路中，此时电位器的电阻丝全部接入电路，电阻的长度最长，电路中阻值最大，小灯泡最暗，且不能调节小灯泡的亮度，故D错误。
故选C。
6．在“设计制作调光灯”的实践活动中，同学们用相同的铅笔芯、曲别针、导线夹、电源（电压不变）等器材设计了如图所示的四种方案（导线夹、曲别针和铅笔芯均接触良好），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大的是（ ）
A． B．
C． D．
【答案】C
【解析】设每根铅笔芯的电阻为。A图中，曲别针在铅笔芯左端时，连入电路的阻值为，曲别针在铅笔芯右端时，连入电路的阻值为0，变阻范围是；B图中，两根铅笔芯并联，曲别针在铅笔芯左端时，连入电路的阻值为，曲别针在铅笔芯右端时，连入电路的阻值为0，变阻范围是；C图中，曲别针在铅笔芯左端时，连入电路的阻值为0，曲别针在铅笔芯右端时，连入电路的阻值为，变阻范围是；D图中，当曲别针从铅笔芯的一端滑动到另一端时，连入电路的阻值始终为。所以当曲别针从铅笔芯的一端滑动到另一端时，C图中变阻范围最大，则小灯泡的亮度变化最大。故C符合题意，ABD不符合题意。故选C。
7．如图是实践小组设计的调光台灯模拟电路，其中、、是电位器的三个接线柱。要求：闭合开关后，当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】见下图。
【解析】用变阻器改变灯泡亮度，要求滑片顺时针转动，灯泡变亮，就是要求滑片顺时针转动，变阻器连入电路的阻值变小，变阻器电阻丝接入电路中的长度变短，所以变阻器应该接b、c两个接线柱。如下图所示：
8．如图所示的是电动汽车的“油门”示意图，脚向下踩“油门”时，旋钮滑片可以绕O点在电阻圈上逆时针转动。请用笔画线代替导线将变阻器接入电路中。
【答案】见右图。
【解析】电阻圈和旋钮滑片构成了变阻器，是通过改变电阻圈接入电路中的长度来改变电阻大小的。当脚向下踩“油门”时，汽车速度加快，说明电路中的电流变大，电阻圈接入电路中的长度变短，因此将A、B两个触点分别与a、b相连，当滑片逆时针转动（踩下油门）时，接入电阻变小，电流变大，如图所示。
9．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。
10．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】
（1）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？
（2）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】【项目实施】（2）串 （3）滑动变阻器滑片与电阻丝接触不良 B
【展示交流】（1） 见解析 （2） A
【解析】【项目实施】（1）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。
（3）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。
【展示交流】（1）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。
（2）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。
制作简易调光灯的方法
制作简易调光灯是一个结合了理论知识与实践技能的项目，具体步骤：
1. 准备材料：您需要准备电池盒、电池、LED发光二极管、电阻、导线、开关和电位器等材料。确保所有材料都已准备齐全，并了解每个组件的功能。
2. 设计电路：选择合适的电源、小灯泡和变阻器，并将它们连接成串联电路。确保电路设计合理，能够实现调光功能。
3. 连接电路：按照设计方案安装各个器件，连接电路。在连接过程中，注意正负极的连接，避免短路。
4. 测试电路：连接好电路后，进行测试。检查电路是否正常工作，调节变阻器，观察灯泡亮度的变化。
5. 调试优化：如果在测试过程中发现电路存在问题，需要进行调试和优化。例如，调整电阻值或改变电路连接方式。
6. 完成制作：经过测试和调试，确保调光灯能够正常工作后，您的简易调光灯就制作完成了。
以上步骤为您提供了一个基本的框架，但在实际操作中，可能需要根据具体情况做出调整。同时，安全始终是第一位的，请在成人指导下进行实验，并采取适当的安全措施。
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