《2025年新课程助学丛书物理九年级全一册人教版》

2. 请在虚线框中设计出调光台灯的电路。

答案：
2.如图所示。

3. 小欣用下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)小欣在连接实验电路前，应该首先将开关断开。
（2）请你用笔画线代替导线，帮小欣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。
（3）小欣连接完成上述实验电路，检查无误后，闭合开关，发现小灯泡不亮。小欣想：是不是电路中某处发生了断路？小欣为了判断电路是否发生断路，接下来最简单的操作是：____________________，观察小灯泡是否发光。
(4)你还有哪些判断电路是否发生断路的方法？请写出一种：在电路中串联一个电流表。

答案：
3.
(1)断开
(2)如图所示。

(3)向左移动滑动变阻器的滑片
(4)在电路中串联一个电流表
解析:
(1)小欣在连接实验电路前，为了连接电路时保护电路，应该首先将开关断开。
(2)滑动变阻器要调整灯泡的亮暗，应采用串联，电路连接完后，让开关闭合时滑动变阻器连入电路的电阻最大，则变阻器的左下端接线柱连入电路中。
(3)灯泡不亮的原因可能是通过灯泡的电流过小、断路、短路等原因，则检查无误后，闭合开关，小欣应向左移动滑动变阻器的滑片，减小变阻器接入电路中的电阻，增大通过灯泡的电流，观察小灯泡是否发光，若灯泡发光，则说明电路不存在断路。
(4)若电路出现断路现象，则电路中没有电流，故可以在电路中串联一个电流表，若电流表没有示数，则可能是断路。

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“20Ω 2A”字样。其中“20Ω”指的是A和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CD(填符号)两个接线柱接入了电路。
活动二、认识电位器
调光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
下图是电位器及其结构示意图，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
如下图所示，请选择电位器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：
下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____________________。

答案：
4.
(1)如图所示。

(2)A和B
(3)B
(4)CD
(6)长度
如图所示。

见解析
解析:
(1)用滑动变阻器调节灯泡的亮度，二者串联在电路中，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“20Ω”表示变阻器的最大阻值为20Ω，当两个接线柱接入电路时，变阻器接入电路的阻值最大为20Ω，所以20Ω指的是A和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两个接线柱接入了电路。
(6)电位器在变阻过程中，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和C两个接线柱接入电路。作图如下:

题图(a)中，灯泡与电位器串联，可调节灯泡的亮度;题图(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。