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【核心素养】16.5 跨学科实践：制作简易调光台灯 分层练习 （原卷版）
知识点一：电位器的原理及使用
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
2．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．
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
【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。
4．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
5．如图所示，甲为可调亮度台灯，乙为电位器的结构图，A、B、C为电位器的三个接线柱，台灯与电位器串联，转动滑片可调节灯泡亮度。电位器是通过改变接入电路中电阻丝的________来改变电阻，从而改变电路的电流，达到改变灯泡亮度的目的。若想顺时针旋转滑片，使灯泡的亮度变亮，则应该将电位器的________两个接线柱连入电路。
6．图是电位器原理图，结构如图所示。若要增大喇叭音量，应 （选填“顺时针”或“逆时针”）转动旋钮。喇叭工作一段时间后，无论如何调节滑片，喇叭音量一直很大，响度不变，电路故障可能是电位器 （选填“开路”或“短路”）。
【答案】 逆时针 短路
【详解】[1]电位器相当于滑动变阻器，要增大喇叭音量，需增大通过喇叭的电流。根据欧姆定律，在电源电压不变时，要增大电流需减小电位器接入电路的电阻。由图可知，逆时针转动旋钮，滑片靠近A端，接入电路的电阻丝长度变短，电阻减小，电流增大，喇叭音量增大。
[2]若电位器开路，电路中无电流，喇叭不发声；而现在喇叭音量一直很大且调节滑片响度不变，说明电位器接入电路的电阻始终为0，即电位器短路 。
7．如图甲所示的台灯，电位器是调节其亮度的装置，灯的亮度是指 （填物理量）；图乙为电位器的内部结构示意图，电位器应与灯泡是 联的；若将a、b接线柱接入电路，顺时针旋转旋钮时，则灯泡变 （选填“暗”或“亮”）。
8．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，若要使音量增大，滑片P应向 （选填“b”或“d”）点转动，此时电路中的电流 （选填“增大”或“减小”）。
9．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”）。
知识点二：制作简易调光台灯
10．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．为使灯泡更亮，应选用更细的铅笔芯
B．为使灯泡亮度变化更明显，铅笔芯换成铜丝更好
C．为保护灯泡，可以在AP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
11．如图， 甲为某调光台灯， 乙为该调光台灯用到的电位器结构图，A、B、C为电位器的三个接线柱。转动滑片可调节灯泡亮度。下列分析不正确的是（　　）
A．电位器应与调光台灯的灯泡串联
B．电位器和滑动变阻器的工作原理相同
C．若只将A、B接入电路， 顺时针旋转滑片， 灯泡变亮
D．若只将A、C接入电路， 顺时针旋转滑片， 灯泡亮度不变
12．如图甲为调光台灯，乙为一简单调光台灯的电路图，在电路图的M、N两点之间接入一个滑动变阻器，使得滑片P向左移动时，灯泡的亮度减小，则M、N两接线柱可以分别接在（　　）
A．A、B B．C、D C．A、D D．B、C
13．如图所示，某调光小台灯的亮度可以通过亮度调节旋钮来控制。下列说法正确的是（　　）
A．小台灯的灯丝是用超导体材料制造的 B．控制旋钮相当于一个定值电阻
C．小台灯工作时的额定电压是 D．小台灯工作电压调节范围为
14．小文同学利用的电位器、直流稳压电源、导线、开关和小灯泡，组装了一个调光台灯，电路如图所示。滑动片P顺时针向A端滑动的过程中，电位器接入电路中的电阻 （填“变大”“变小”“不变”），小灯泡的亮度 （填“变亮”“变暗”“不变”）。
2115简化电路图如图所示，电源电压保持不变，闭合开关，为使台灯变亮，滑片应向 （选填“A”或“B”）端移动。
1.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。
2．按要求作图：电动自行车的调速把手是一个滑动变阻器，它的作用是调节电动自行车的电动机的转速，以实现对电动自行车车速的控制。如图所示是电动自行车电源、开关、电动机、调速把手的结构示意图。调速把手的结构示意图中的是固定的铜片，d是一根弧形的电阻丝，e是一端固定在b上，另一端可在d上滑动的铜片。
①请将调速把手与电动机、电源连成电路；
②在虚线框内画出正确连接后的电路图。
3．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。
4.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。
5.(1)如图所示是一种调光台灯的内部结构示意图，a、b、c是它的三个接线柱。要求：旋钮带动滑片逆时针转动时，灯泡变亮。请按要求完成该电路的连接；
(2)如图甲所示为一款带风扇的便携式台灯，台灯和风扇可以单独工作，且风扇有两挡风力（通过开关的通断来实现），图乙是其部分简化电路、请在虚线框内分别填入灯泡和电动机的电路符号；
(3)请用笔画线代替导线，根据电路图连接实物图。
6.小刚用如图所示的实验器材来研究调光台灯的工作原理，并连接了部分实验电路。
(1)请你用笔画线代替导线，帮小刚连接成完整的实验电路，并让开关闭合时滑动变阻器连入电路的电阻最大；
(2)另一组小红在实验过程中无论怎样移动滑片，小灯泡的亮度都不变且一直很亮，这是因为 。
(3)小强认为在电路中连入一只电流表，观察电流表是否有示数也能判断电路是否发生了断路。若按照小强的方法进行判断，电流表可以串联在这个电路中的______________。
A．电源和开关之间
B．开关和小灯泡之间
C．小灯泡和滑动变阻器之间
D．滑动变阻器和电源之间
1．如图是小颜自制的简易调光灯。
(1)小灯泡中的电流方向为_________（选填“到”或“到”）；
(2)若松开夹子，电源两端_________（选填“有”或“没有”）电压，灯泡不亮，电路中无电流；铅笔芯的电阻阻值_________（选填“等于”或“不等于”）零。
(3)若将灯泡换成发光二极管，发光二极管是半导体，其具有_________性。
2.跨学科实践。
制作简易可调速风扇
学习了变阻器的相关知识后，同学们成立了制作简易可调速风扇的项目小组，制订了“需求分析——方案设计——动手制作——测试优化——展示交流”的学习流程，研究了变阻器原理，收集材料制作了可调速风扇模型。
实验材料：微型小风扇、电位器（标有、、三个接线端）、开关、导线、电池盒（3V电源）。
电路连接说明：将微型小风扇与电位器串联后接入电路，通过旋转电位器旋钮改变电路中的电阻，从而调节风扇转速。
(1)电位器连接：如图，同学们选择电位器、、三个接线端中的___________两个接线柱连入电路中，可使逆时针旋转旋钮时，风扇转速变快；
(2)能量转化：可调速风扇工作时的能量转化情况为___________；
(3)故障排查：某同学在测试时发现小风扇无法转动，出现这种情况的原因可能是___________；（答出一点即可）
(4)电路优化：展示交流环节中，有同学提出：“电路中串联一个定值电阻会更好一些。”请你替他说明原因：___________。
3．跨学科实践：设计和制作模拟调光灯。
(1)活动一：正确使用滑动变阻器
①请在图1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“20Ω 2 A”字样。其中“20 Ω”指的是_____________（填字母）两个接线柱间的电阻值。
③根据上面的连接方式，闭合开关前，滑片P应滑到_____________（选填“A”或“B”）端。
(2)活动二：认识电位器
调光灯通过旋转旋钮调节亮度，这个旋钮是一个电位器。
①电位器的构造。图2是电位器，图3是其构造示意图。
②电位器的工作原理。电位器实际上是一个变形的滑动变阻器，它通过改变连入电路中电阻片的_____________来改变电阻，进而改变电流，改变灯泡的亮度。
(3)活动三：自制一个模拟的调光灯
如图4，请将电位器的A、B、C三个接线端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】图5是两名同学设计的调光灯电路，老师认为图b方案更好一些，理由是_____________________________________________。
4.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。
（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　 　来改变电阻，进而改变电路中的电流，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三个接线端其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）如下图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）　 　。
A. B.
C. D.
【答案】AB；B；CD；长度；；C
【详解】（2） 滑动变阻器标注的""表示其最大阻值，即A、B两接线柱间的电阻值。因为电阻丝连接在A、B之间，所以这两个接线柱间的电阻就是最大阻值。
（3） 闭合开关前，应将滑片P移至B端，目的是让滑动变阻器接入电路的阻值最大，从而保护电路，避免电流过大。
（4） 灯泡瞬间发出强光后很快熄灭，说明电路电流过大。当滑动变阻器的C、D两接线柱接入电路时，相当于导线直接连接，接入电阻几乎为零，导致电流过大。
（6）电位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。因为滑动变阻器的阻值与接入电路的电阻丝长度成正比：长度越长，电阻越大；长度越短，电阻越小。
（7）要使顺时针旋转滑片时灯泡变暗，说明此时电位器接入电阻增大。应选择B、C两接线端接入电路：将开关左端接C端，B端接灯泡一端，灯泡另一端接电源负极。接线方式如下：
（8）题目要求实现"灯泡由亮到灭"的控制：
A. 串联接法只能调节亮度，不能完全熄灭；
B. 灯泡被短路，始终不亮；
C. 并联接法中滑片移至最左端时灯泡被短路，可实现熄灭；
D. 并联接法不影响灯泡亮度。
因此正确答案是C。
（9）分析图5： 开关断开时：L、、串联，电阻最大，电流最小，灯最暗； 开关接3时：只有L接入，电阻最小，电流最大，灯最亮。相比图4，缺点是操作复杂，不能连续调节电阻和电流，也就无法实现亮度的连续变化。
1．（2025 ·西藏）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．
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能力提升
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【核心素养】16.5 跨学科实践：制作简易调光台灯 分层练习 （解析版）
知识点一：电位器的原理及使用
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
【详解】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。
2．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
【详解】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。
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
【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。
4．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
【详解】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。
5．如图所示，甲为可调亮度台灯，乙为电位器的结构图，A、B、C为电位器的三个接线柱，台灯与电位器串联，转动滑片可调节灯泡亮度。电位器是通过改变接入电路中电阻丝的________来改变电阻，从而改变电路的电流，达到改变灯泡亮度的目的。若想顺时针旋转滑片，使灯泡的亮度变亮，则应该将电位器的________两个接线柱连入电路。
【答案】 长度 B、C
【详解】[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。
[2]若想顺时针旋转滑片，使灯泡的亮度变亮，则顺时针旋转滑片时，电位器接入电路中的电阻变小，接入电路的电阻丝长度变小，故应该将电位器的B、C两个接线柱连入电路。
6．图是电位器原理图，结构如图所示。若要增大喇叭音量，应 （选填“顺时针”或“逆时针”）转动旋钮。喇叭工作一段时间后，无论如何调节滑片，喇叭音量一直很大，响度不变，电路故障可能是电位器 （选填“开路”或“短路”）。
【答案】 逆时针 短路
【详解】[1]电位器相当于滑动变阻器，要增大喇叭音量，需增大通过喇叭的电流。根据欧姆定律，在电源电压不变时，要增大电流需减小电位器接入电路的电阻。由图可知，逆时针转动旋钮，滑片靠近A端，接入电路的电阻丝长度变短，电阻减小，电流增大，喇叭音量增大。
[2]若电位器开路，电路中无电流，喇叭不发声；而现在喇叭音量一直很大且调节滑片响度不变，说明电位器接入电路的电阻始终为0，即电位器短路 。
7．如图甲所示的台灯，电位器是调节其亮度的装置，灯的亮度是指 （填物理量）；图乙为电位器的内部结构示意图，电位器应与灯泡是 联的；若将a、b接线柱接入电路，顺时针旋转旋钮时，则灯泡变 （选填“暗”或“亮”）。
【答案】 电功率 串 暗
【详解】[1]灯的亮度是指光线的明暗程度，反应了消耗电能的多少，是通过电功率体现的。
[2]由图知道，电位器控制灯泡亮度变化时，电位器应与灯泡串联在电路中。
[3]由图知道，若将a、b接线柱接入电路，顺时针旋转旋钮时，电路中电阻变大，电源电压不变，根据欧姆定律知道，电路中电流变小，灯泡变暗。
8．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，若要使音量增大，滑片P应向 （选填“b”或“d”）点转动，此时电路中的电流 （选填“增大”或“减小”）。
【答案】 滑动变阻器 d 增大
【详解】[1]电位器实际相当于滑动变阻器，通过改变接入电路的阻值来调节电路中电流的大小，从而调节音量的大小。
[2]要使音量增大，应让电路中的电流增大，所以电位器接入电路的阻值应变小，滑片P应向d点移动。
[3]此过程，电位器接入电路的阻值变小，对电流的阻碍作用变小，则电路中的电流增大。
9．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
【详解】[1][2][3]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。
知识点二：制作简易调光台灯
10．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．为使灯泡更亮，应选用更细的铅笔芯
B．为使灯泡亮度变化更明显，铅笔芯换成铜丝更好
C．为保护灯泡，可以在AP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
【答案】C
【解析】【解答】选项 A：铅笔芯的电阻与横截面积有关：更细的铅笔芯横截面积小，电阻更大。串联电路中电阻增大，电流减小，灯泡会更暗，因此 A错误。
选项 B：铜丝的电阻极小，且无法通过滑动改变电阻(电阻变化可忽略)，无法调节灯泡亮度，因此B错误。
选项C：电源电压为3x2V = 6V(铅蓄电池每节 2V)，灯泡额定电压仅 3V。若 AP 接入阻值太小，电路总电阻小、电流大，灯泡两端电压会超过额定值，易烧坏灯泡。做标记防止接入阻值过小，能保护灯泡，因此C合理。
选项 D：电源电压过高时，即使铅芯阻值最大，灯泡两端电压仍可能超过额定电压，烧坏灯泡，且电压过高存在安全隐患，因此 D错误。
综上，合理的建议是 C
11．如图， 甲为某调光台灯， 乙为该调光台灯用到的电位器结构图，A、B、C为电位器的三个接线柱。转动滑片可调节灯泡亮度。下列分析不正确的是（　　）
A．电位器应与调光台灯的灯泡串联
B．电位器和滑动变阻器的工作原理相同
C．若只将A、B接入电路， 顺时针旋转滑片， 灯泡变亮
D．若只将A、C接入电路， 顺时针旋转滑片， 灯泡亮度不变
【答案】C
【详解】A．电位器串联在电路中能改变电路中电流的大小，图中电位器应与灯泡串联，转动滑片可调节灯泡亮度，故A正确，不符合题意；
B．电位器和滑动变阻器的工作原理是相同的，是通过改变连入电路中电阻线的长度来改变电阻的，故B正确，不符合题意；
C．若只将A、B接入电路，滑片左边的电阻丝接入电路，即滑片顺时针转动旋钮时，电阻变大，灯泡变暗，故C错误，符合题意；
D．若只将A、C接入电路，电位器的全部电阻丝都接入电路，不能改变电路的电流，所以不能改变灯泡的亮度，故D正确，不符合题意。
故选C。
12．如图甲为调光台灯，乙为一简单调光台灯的电路图，在电路图的M、N两点之间接入一个滑动变阻器，使得滑片P向左移动时，灯泡的亮度减小，则M、N两接线柱可以分别接在（　　）
A．A、B B．C、D C．A、D D．B、C
【答案】C
【详解】滑片P向左移动时，灯泡的亮度减小，即此时通过小灯泡的电流变小，根据欧姆定律可知，此时变阻器接入电路的电阻变大，所以应该是变阻器滑片右边的电阻丝接入电路，故必须选择D接线柱，再选择A或B接线柱即可，故C符合题意，ABD不符合题意。
故选C。
13．如图所示，某调光小台灯的亮度可以通过亮度调节旋钮来控制。下列说法正确的是（　　）
A．小台灯的灯丝是用超导体材料制造的 B．控制旋钮相当于一个定值电阻
C．小台灯工作时的额定电压是 D．小台灯工作电压调节范围为
【答案】D
【详解】A．小台灯是利用电流的热效应来工作的，若灯丝是用超导体材料制造，则灯丝没有电阻，无法产生热量，便无法发光，故A错误；
B ．控制旋钮相当于滑动变阻器，通过改变接入电路中的电阻来改变电路中的电流，从而改变灯泡的亮度，故B错误；
CD ．从图中可以看出，小台灯工作时的电压调节范围为 12～24V，故C错误，D正确。
故选D。
14．小文同学利用的电位器、直流稳压电源、导线、开关和小灯泡，组装了一个调光台灯，电路如图所示。滑动片P顺时针向A端滑动的过程中，电位器接入电路中的电阻 （填“变大”“变小”“不变”），小灯泡的亮度 （填“变亮”“变暗”“不变”）。
【答案】 变小 变亮
【详解】[1][2]由图可知，电路为电位器与小灯泡的串联电路，当滑动片P顺时针向A端滑动的过程中，电位器接入电路的电阻变小，电路的总电阻变小，电路中的电流变大，根据串联电路分压特点，小灯泡两端的电压变大，小灯泡变亮。
2115简化电路图如图所示，电源电压保持不变，闭合开关，为使台灯变亮，滑片应向 （选填“A”或“B”）端移动。
【答案】 长度 A
【详解】[1]根据滑动变阻器的原理可知，滑动变阻器是通过改变接入电路中电阻丝的长度来改变电路中的电阻大小的。
[2]闭合开关，灯泡和滑动变阻器串联，为使台灯变亮，要增大电路中的电流，电源电压不变，由欧姆定律可知滑动变阻器接入电路的阻值应变小，滑片应向A端移动。
1.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】
【详解】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：
2．按要求作图：电动自行车的调速把手是一个滑动变阻器，它的作用是调节电动自行车的电动机的转速，以实现对电动自行车车速的控制。如图所示是电动自行车电源、开关、电动机、调速把手的结构示意图。调速把手的结构示意图中的是固定的铜片，d是一根弧形的电阻丝，e是一端固定在b上，另一端可在d上滑动的铜片。
①请将调速把手与电动机、电源连成电路；
②在虚线框内画出正确连接后的电路图。
【答案】①；②
【详解】调速把手相当于一个滑动变阻器，由题图可知，a、c是滑动变阻器电阻丝两端的接线柱，b相当于滑动变阻器的金属杆，e为滑片。 连接到电路中时需选取电阻丝a、c接线柱中的一个和b接线柱接入电路。调节和控制通过用电器的电流大小，需要调节滑动变阻器控制用电器，所以滑动变阻器要与所控制的用电器串联。实物连接如图所示：
电流从电源正极出发，依次通过电动机、滑动变阻器、开关回到电源负极，按照电流的流向，画出对应的电路图如下：
3．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】 长度 A引脚 断路 导
【详解】（1）[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。
[2]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）[3]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）[4]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。
4.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
【详解】（1）[1][2]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）[1]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。
[2]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.(1)如图所示是一种调光台灯的内部结构示意图，a、b、c是它的三个接线柱。要求：旋钮带动滑片逆时针转动时，灯泡变亮。请按要求完成该电路的连接；
(2)如图甲所示为一款带风扇的便携式台灯，台灯和风扇可以单独工作，且风扇有两挡风力（通过开关的通断来实现），图乙是其部分简化电路、请在虚线框内分别填入灯泡和电动机的电路符号；
(3)请用笔画线代替导线，根据电路图连接实物图。
【答案】(1)
(2)
(3)
【详解】（1）旋钮带动滑片逆时针转动时，灯泡变亮，说明逆时针转动时滑动变阻器的阻值变小，此时应接a、b接 线柱，如下图所示：
（2）台灯和风扇可以单独工作，说明台灯和风扇是并联的；风扇有两挡风力，说明通过它的电流可变，用一个开关和定值电阻并联，开关断开时，定值电阻和电动机串联；开关闭合时，将定值电阻短路，如图所示：
（3）由电路图可知，灯泡和滑动变阻器组成串联电路，电流表测量电路的电流，电压表测量灯泡两端电压，滑动变阻器按照“一上一下”的原则连入电路，且当滑片向右移动时，电路中电流变大，如图所示：
6.小刚用如图所示的实验器材来研究调光台灯的工作原理，并连接了部分实验电路。
(1)请你用笔画线代替导线，帮小刚连接成完整的实验电路，并让开关闭合时滑动变阻器连入电路的电阻最大；
(2)另一组小红在实验过程中无论怎样移动滑片，小灯泡的亮度都不变且一直很亮，这是因为 。
(3)小强认为在电路中连入一只电流表，观察电流表是否有示数也能判断电路是否发生了断路。若按照小强的方法进行判断，电流表可以串联在这个电路中的______________。
A．电源和开关之间
B．开关和小灯泡之间
C．小灯泡和滑动变阻器之间
D．滑动变阻器和电源之间
【答案】(1)
(2)滑动变阻器接了两个上端的接线柱或滑动变阻器被短接
(3)ABCD
【详解】（1）要使开关闭合时滑动变阻器连入电路的电阻最大，应将滑片P左侧电阻丝连入电路，如下图所示：
（2）发现小灯泡的亮度都不变且一直很亮，说明电路中电流很大，电路中电阻很小，无论怎样移动滑片P，灯很亮，说明变阻器失去了变阻的作用，是因为：滑动变阻器接了两个上端的接线柱或滑动变阻器被短接。
（3）因串联电路电流只有一路径，串联电路中各处的电流相等，所以电流表可以串联在电路中任何位置，故ABCD符合题意。
故选ABCD。
1．1．如图是小颜自制的简易调光灯。
(1)小灯泡中的电流方向为_________（选填“到”或“到”）；
(2)若松开夹子，电源两端_________（选填“有”或“没有”）电压，灯泡不亮，电路中无电流；铅笔芯的电阻阻值_________（选填“等于”或“不等于”）零。
(3)若将灯泡换成发光二极管，发光二极管是半导体，其具有_________性。
【答案】(1)C到D
(2) 有 不等于
(3)单向导电
【详解】（1）电源正极接小灯泡的C端，负极通过铅笔芯接小灯泡的D端，因此小灯泡中电流方向为C到D。
（2）电压是电源本身提供的，和外部通路状态无关，因此松开B夹子造成电路断路，电源两端依然有电压；电阻是导体本身的一种性质，铅笔芯作为导体，即便没有电流通过，它的阻值也不等于零。
（3）发光二极管是典型的半导体器件，仅当电流从特定方向流入时才会导通发光，核心特性是单向导电性。
2.跨学科实践。
制作简易可调速风扇
学习了变阻器的相关知识后，同学们成立了制作简易可调速风扇的项目小组，制订了“需求分析——方案设计——动手制作——测试优化——展示交流”的学习流程，研究了变阻器原理，收集材料制作了可调速风扇模型。
实验材料：微型小风扇、电位器（标有、、三个接线端）、开关、导线、电池盒（3V电源）。
电路连接说明：将微型小风扇与电位器串联后接入电路，通过旋转电位器旋钮改变电路中的电阻，从而调节风扇转速。
(1)电位器连接：如图，同学们选择电位器、、三个接线端中的___________两个接线柱连入电路中，可使逆时针旋转旋钮时，风扇转速变快；
(2)能量转化：可调速风扇工作时的能量转化情况为___________；
(3)故障排查：某同学在测试时发现小风扇无法转动，出现这种情况的原因可能是___________；（答出一点即可）
(4)电路优化：展示交流环节中，有同学提出：“电路中串联一个定值电阻会更好一些。”请你替他说明原因：___________。
【答案】(1)、
(2)电能转化为机械能
(3)导线接触不良
(4)电路中串联一个定值电阻，可以防止当电位器移动到阻值最小处时，电路中的电流过大烧坏小风扇，对电路起到保护作用。
【详解】（1）逆时针旋转旋钮时，风扇转速变快，说明此时通过风扇的电流变大，电位器两端电压不变，说明电位器接入电路的电阻变小，即逆时针旋转旋钮时，电位器接入电路的电阻丝的长度变短，由图可知，此时应该接b、c两个接线柱。
（2）可调速风扇工作时消耗电能，风扇转动具有机械能，将电能转化为机械能。
（3）某同学在测试时发现小风扇无法转动，出现这种情况的原因可能是导线接触不良存在断路，或者电池电量不足造成通过小风扇的电流太小等。
（4）略。
3．跨学科实践：设计和制作模拟调光灯。
(1)活动一：正确使用滑动变阻器
①请在图1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“20Ω 2 A”字样。其中“20 Ω”指的是_____________（填字母）两个接线柱间的电阻值。
③根据上面的连接方式，闭合开关前，滑片P应滑到_____________（选填“A”或“B”）端。
(2)活动二：认识电位器
调光灯通过旋转旋钮调节亮度，这个旋钮是一个电位器。
①电位器的构造。图2是电位器，图3是其构造示意图。
②电位器的工作原理。电位器实际上是一个变形的滑动变阻器，它通过改变连入电路中电阻片的_____________来改变电阻，进而改变电流，改变灯泡的亮度。
(3)活动三：自制一个模拟的调光灯
如图4，请将电位器的A、B、C三个接线端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】图5是两名同学设计的调光灯电路，老师认为图b方案更好一些，理由是_____________________________________________。
【答案】(1) AB B
(2)长度
(3) 定值电阻对灯泡起保护作用
【详解】（1）[1]滑动变阻器的滑片向右移动时灯泡变暗”，意味着电路中的电流减小，电路中的总电阻需要增大。因此，当滑片向右移动时，滑动变阻器接入电路的电阻丝长度必须变长。滑动变阻器使用时需“一上一下”连接。要使滑片向右移动时电阻变大，必须将左下方的接线柱A接入电路。上方的接线柱C或 D均可。如图所示：
[2]滑动变阻器铭牌上“”表示允许通过的最大电流；“”表示该滑动变阻器的最大阻值为。这个最大阻值对应的是整根电阻丝的阻值，即下方两个接线柱A和B之间的电阻值。
[3]为了保护电路，在闭合开关前，滑动变阻器接入电路的阻值应处于最大状态。当滑片P位于最右端（B端）时，接入电路的电阻丝最长，阻值最大。
（2）电位器本质上是一个旋转式的滑动变阻器。它通过旋转旋钮带动滑片在电阻片上滑动，从而改变接入电路的电阻片的长度，改变长度即可改变电阻，进而改变电路中的电流和灯泡的亮度。
（3）[1]题目要求“顺时针旋转滑片时灯泡变暗”。灯泡变暗说明电流减小，电位器接入电路的阻值需要增大。观察图3电位器的构造示意图：A、C 是电阻片两端的接线柱，B是与滑片相连的接线柱。若连接A和B：顺时针旋转滑片时，滑片靠近A 端，接入电路的电阻片（A到滑片部分）长度减小，电阻减小，灯泡亮。不符合要求；若连接B和C：顺时针旋转滑片时，滑片远离C端，接入电路的电阻片（C到滑片部分）长度增大，电阻增大，灯泡变暗，符合要求。因此，应将接线端B和C连入电路。
[2]图a电路中只有灯泡和滑动变阻器（电位器）串联。如果将滑动变阻器的阻值调至零，电路中的电流会达到最大，可能会超过灯泡的额定电流，导致灯泡烧毁。图b电路在图a的基础上串联了一个定值电阻。当滑动变阻器阻值调至最小时，电路中仍有存在，可以限制电路中的最大电流，防止灯泡因电流过大而损坏。
4.
1．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。
（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　 　来改变电阻，进而改变电路中的电流，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三个接线端其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）如下图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）　 　。
A. B.
C. D.
【答案】AB；B；CD；长度；；C
【解析】【解答】（2） 滑动变阻器标注的""表示其最大阻值，即A、B两接线柱间的电阻值。因为电阻丝连接在A、B之间，所以这两个接线柱间的电阻就是最大阻值。
（3） 闭合开关前，应将滑片P移至B端，目的是让滑动变阻器接入电路的阻值最大，从而保护电路，避免电流过大。
（4） 灯泡瞬间发出强光后很快熄灭，说明电路电流过大。当滑动变阻器的C、D两接线柱接入电路时，相当于导线直接连接，接入电阻几乎为零，导致电流过大。
（6）电位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。因为滑动变阻器的阻值与接入电路的电阻丝长度成正比：长度越长，电阻越大；长度越短，电阻越小。
（7）要使顺时针旋转滑片时灯泡变暗，说明此时电位器接入电阻增大。应选择B、C两接线端接入电路：将开关左端接C端，B端接灯泡一端，灯泡另一端接电源负极。接线方式如下：
（8）题目要求实现"灯泡由亮到灭"的控制：
A. 串联接法只能调节亮度，不能完全熄灭；
B. 灯泡被短路，始终不亮；
C. 并联接法中滑片移至最左端时灯泡被短路，可实现熄灭；
D. 并联接法不影响灯泡亮度。
因此正确答案是C。
（9）分析图5： 开关断开时：L、、串联，电阻最大，电流最小，灯最暗； 开关接3时：只有L接入，电阻最小，电流最大，灯最亮。相比图4，缺点是操作复杂，不能连续调节电阻和电流，也就无法实现亮度的连续变化。
1．（2025 ·西藏）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。
基础巩固
能力提升
拓展实践
中考精选
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