实验探究题 · 第5节 跨学科实践:制作简易调光台灯

实验探究题中等
学习了电学知识后,小江同学动手制作一个可调节亮度的观赏灯,连接了如图 1 所示的电路。
题目配图
(1) 小江在 AB 之间接入一个阻值为 R 的电阻后,闭合开关,灯泡发出明亮的光;他想把灯光调暗一些,应先________开关,然后更换一个阻值更________的电阻;
答案:断开;大;
(2) 制作过程中,他尝试着更换不同材料,不同长度和不同粗细的电阻丝进行实验,他觉得每次都要更换电阻丝才能实现调节灯泡的亮度很麻烦。请教老师后,他只用一根电阻丝的情况下,可以通过对折电阻丝或改变________________来改变电阻的大小从而调节灯泡的亮暗;
答案:电阻丝接入电路的长度;
(3) 为了使调节灯泡亮暗的范围大一些,他应选择下表中长度和横截面积都相同的________材料做电阻丝;
子题配图
答案:镍铬合金;
(4) 他将选出来的电阻丝接入 AB 之间,发现要将灯泡亮度明显调暗,需要接入更长的电阻丝,这样做不便于操控。如何在较小范围内安置较长的电阻丝呢?在和同学讨论后,他想到了将电阻丝绕在一个纸筒上,减小了空间。他将导线夹 A 夹在电阻丝的 M 端,导线夹 B 分别夹在电阻丝另一端的不同位置,实现了调节灯泡的亮暗。如图 2 所示,此时接入电路的电阻丝是___________段(选填 “MN”、“MP” 或 “PN”),要将灯泡亮度调亮一些,导线夹 B 应该往___________移动;
答案:MP;左;
(5) 为了进一步节约空间,他将电阻丝紧密相邻的绕在纸筒上,为避免相邻电阻丝之间电流直接流过的情况出现,他更换了一根带有绝缘层的电阻丝,通过刮掉电阻丝的部分绝缘层,将导线夹 B 搭在刮掉绝缘层部分的电阻丝上来解决这一问题。他想实现连续调控,然后将导线夹 B 换成了滑片,滑片能与刮掉绝缘层的部分良好接触,并可以在电阻丝上滑动,这就是一个简易的____________,利用该元件可调节观赏灯的亮度。
答案:滑动变阻器
答案:(1) 断开;大;;(2) 电阻丝接入电路的长度;;(3) 镍铬合金;;(4) MP;左;;(5) 滑动变阻器
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(1)闭合开关,灯泡发出明亮的光,想把灯光调暗一些,电路中的电流减小,需将电阻增大,故应先断开开关,然后更换一个阻值更大的电阻。 (2)他只用一根电阻丝的情况下,可以通过对折电阻丝或改变电阻丝接入电路的长度来改变电阻从而调节灯泡的亮暗。 (3)从表格可知,相同条件下,铜铁铝的电阻太小,电木、橡胶的电阻太大,镍铬合金的电阻较小,为了使调节灯泡亮暗的范围大一些,他应选择下表中长度和横截面积都相同的镍铬合金材料做电阻丝。 (4)此时电流从 M 端流入,从 P 端流出,故接入电路的电阻丝是 MP 段,要将灯泡亮度调亮一些,电阻丝接入电路的阻值应变小,导线夹 B 应该往左移动。 (5)能实现连续改变电阻值大小的装置是滑动变阻器,利用该元件可调节观赏灯的亮度。

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