《2025年思路教练同步课时作业九年级物理上册人教版》

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“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____。

答案：

(1)见解析　
(2)A、B　
(3)B　
(4)C、D　
(6)长度　见解析　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　[
(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“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、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。