第5节 跨学科实践:制作简易调光台灯 · 练习题(共22题)

1.填空题中等
如图中所示的调光型台灯,通过旋动下方连接碳膜电阻的旋钮,调节灯的亮度。调节亮度的变阻器如图乙所示,它是通过改变接入电路电阻丝的_______改变阻值大小;当B、C端接入电路时,想要将台灯的亮度调亮一些,应______时针旋转滑片P。
题目配图
答案:长度 顺
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[1]通过旋动下方连接碳膜电阻的旋钮,电位器接入电路中的电阻线的长度发生了变化,电阻的大小发生了变化,其实质是个滑动变阻器。 [2]当B、C端接入电路时,顺时针旋转滑片P,电位器接入电路中的电阻变小,根据欧姆定律可知,通过台灯的电流变大,台灯的亮度变亮。
2.画图题中等
如图(A)所示是江津区某中学的同学们为节能小屋设计的“可以调节亮度的台灯”,如图(B)所示是该调光台灯电位器(滑动变阻器)的内部结构示意图,a、b、c是它的三个接线柱。请你用笔画线代替导线完成图(B)电路的连接(要求:旋钮带动滑片顺时针转动时,灯泡变亮)。
题目配图
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解析图
3.单选题中等
如图所示是一种机械电位器,其中a、c两个接线柱分别连接在环状电阻丝的两端,b接线柱跟铜制滑动触头相连,转动旋钮可带动滑动触头贴着电阻丝滑动。小艾想到如果把它与灯泡串联接入电路,通过转动旋钮可以改变灯的亮度,制成简易调光台灯。要使滑动触头(在电位器背面示意图中)顺时针转动时灯泡变暗,则接入台灯电路的接线柱应是(  )
题目配图
答案:B
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电位器的实质是变阻器的一种,滑动变阻器通过滑片的移动从而改变电阻,是由于滑片移动以后改变了连入电路中电阻丝的长度;如图所示,如果把它与灯泡串联起来,要想使滑动触头顺时针转动(在电位器背面示意图中),灯泡变暗,说明电路中的电流变小,由欧姆定律得电位器接入电路中的电阻应变大,应将滑片左边部分接入电路,即连接a和b。故B符合题意,ACD不符合题意。 故选B。
4.填空题中等
如图甲为某亮度可调节的台灯,图乙为台灯用于调光的电位器结构图,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与金属滑片相连。为实现调光功能,顺时针旋动滑片时灯变亮,应将b和________接线柱接入电路。
题目配图
答案:c
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根据要求,顺时针旋动滑片时灯变亮,即电位器接入电路中的电阻变小,因此应将b、c两接线柱接入电路。
5.画图题中等
(1)在如图所示电路的○中填入电表符号,使之成为正确的电路图; (2)根据电流方向填入电池和电流表的符号,使电路成为并联电路; (3)一种调光台灯电位器的内部结构示意图如下,a、b、c是它的三个接线柱。要求:开关闭合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。
题目配图
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解析图
6.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。
7.单选题中等
图所示的甲为一种调光型台灯,通过旋动下方连接碳膜电阻的旋钮,就可以调节灯的亮度.调节亮度的电路如图乙所示,P为旋片,可随意转动从而改变在碳膜上的位置.要将图乙连在图丙所示的电路中,要求顺时针旋转旋片可以使灯泡亮度增加,下列接法正确的是
题目配图
答案:D
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顺时针旋转旋片时,灯泡变亮,电流变大,电源电压不变时,电路中电阻变小,连入电路的部分应该是PC段,C接线柱一定接入,如果连入A、C,则它相当于一个定值电阻,移动旋钮不能改变连入电路的电阻,所以把B、C连入电路. 故选D.
8.单选题中等
一盏调光台灯,其原理如图所示,闭合S,将滑片从左向右移动,电流表的示数和灯L两端的电压变化分别是(  )
题目配图
答案:C
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由电路图知道,灯泡L与滑动变阻器R串联,电流表测电路中的电流,将滑片从左向右移动时,接入电路中的电阻变大,电路的总电阻变大,由I=U/R 知道,电路中的电流变小,即电流表的示数变小,故AB错误; 变阻器接入电路中的电阻变大,由串联电路的分压特点知道,滑动变阻器两端的电压变大,灯泡两端的电压变小,故C正确、D错误.
9.单选题中等
如图是可调节亮度的台灯。当转动台灯的调光旋钮,滑片在弧形电阻上滑动,即可调节灯泡亮度。此过程是改变了接入电路中电阻丝的(  )
题目配图
答案:A
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滑动变阻器的工作原理是通过改变接入电路中电阻丝的长度来改变电阻大小,从而改变电路中的电流,达到调节灯泡亮度的目的;所以,转动调光灯的旋钮,滑片在弧形电阻上滑动,此过程是改变接入电阻的长度。故A符合题意,BCD不符合题意。 故选A。
10.单选题中等
如图 (甲)为调光台灯,(乙)为一简单调光台灯的电路图,将电路图的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,则下列方法中正确的是( )
题目配图
答案:C
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滑片P向左移动时,灯泡的亮度减小,则滑动变阻器的电阻变大,此时电阻丝PD段变长,应选择“D”接线柱,根据“一上一下”原则,可以把“AD”或“BD”接线柱接入电路.故选C。
11.单选题中等
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(  )
题目配图
答案:C
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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。
12.单选题中等
如图,甲为某调光台灯,乙为该调光台灯用到的电位器的结构图,A、B、C为电位器的三个接线柱,转动滑片可调节灯泡亮度。下列分析正确的是(  )
题目配图
答案:C
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A.电位器应该与调光台灯的灯泡串联,才能通过改变接入电路的电阻来改变通过小灯泡的电流,从而调节灯泡的亮度,故A错误; B.电位器是通过改变接入电路中电阻丝的长度来改变阻值大小的,故B错误; C.若只将A、B接入电路,逆时针旋转滑片,电位器接入电路的电阻变小,电路中电流变大,灯泡变亮,故C正确; D.若只将A、C接入电路,电位器连成了定值电阻,顺时针旋转滑片,它接入电路的电阻不变,灯泡亮度不变,故D错误。 故选C。
13.单选题中等
如图甲为某同学学习使用的调光台灯,图乙为该调光台灯的工作原理图,在电路图的M、N两点之间接入一个滑动变阻器,使滑片P向左移动时,灯泡的亮度变亮,则下列方法中正确的是(  )
题目配图
答案:B
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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,灯泡的亮度变亮,此时通过小灯泡的电流变大,说明变阻器接入电路的电阻变小,所以应该是变阻器滑片左边的电阻丝接入电路,故必须选择C接线柱;变阻器的连线一上一下,上面的接线柱选择A或B接线柱均可,故B正确,故ACD错误。 故选B。
14.单选题中等
如图为一款新式无线插座转换器,带有插头、一转多位插座、调光台灯等多种功能,下列说法正确的是(  )
题目配图
答案:A
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A.在日常生活中,台灯工作时,通过它的电流约为100mA,故A正确; B.给手机充电时,台灯与手机可独立工作,互不影响,是并联的,故B错误; C.台灯发光时的电流是电子的定向移动形成的,故C错误; D.台灯可调光是因为调节台灯亮度的元件相当于滑动变阻器,会改变电路中电阻,改变电路电流,故D错误。 故选A。
15.填空题中等
如图是学生设计的模拟调光台灯电路。闭合开关,灯泡发光,向左移动回形针,灯泡_________(选填“变亮”或“变暗”)。小明同学发现移动回形针时灯泡亮度变化不明显,他应该换用长度相同但___________(选填“更粗”或“更细”)的笔芯进行实验。
题目配图
答案:变亮 更细
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[1]闭合开关,回形针向左移动的过程中,铅笔芯接入电路中的长度变短,电阻减小,根据欧姆定律可知,电流变大,灯泡变亮。 [2]小明发现回形针在移动的过程中灯泡亮度变化不明显,说明电流的变化比较小,根据可知,即铅笔芯电阻变化较小,故应选用电阻较大的铅笔芯,而相同材料和长度的导体,电阻与横截面积成反比,故换用更细的铅笔芯。
16.填空题中等
如图所示,图a为某种调光型台灯中使用的电位器示意图,P为可随转动旋钮改变在碳膜(相当于一根电阻丝)上的位置,A、B、C均为接线柱。电位器与灯泡______联,若要求顺时针转动旋钮可使灯泡亮度增加,应该将接线柱____接入b图中电路。
题目配图
答案:串 A
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[1]如图所示,电流从电源正极出发,通过电位器、灯泡后回到电源负极,形成通路,所以电位器和灯泡是串联的。 [2]如图所示,要使灯泡亮度增加,就需要电流变大,根据欧姆定律可知,当电源电压不变时,电流变大,则电阻变小;当旋钮顺时针转动时,电位器旋钮上方的电阻逐渐减小,所以应该将接线柱A接入b图中电路。
17.画图题中等
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;
题目配图
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解析图
18.画图题中等
请用笔画线代替导线,根据电路图连接实物图。
题目配图
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解析图
19.单选题中等
电位器实质是一种变阻器,如图是电位器的结构和连入电路的示意图,A、B、C是接线柱。当滑片向A端旋转时,连入电路的电阻(  )
题目配图
答案:B
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由图可知,A、B接线柱接入电路中,则从滑片到A点这部分电阻片接入电路中,当滑片向A端旋转时,电阻片接入电路中的长度变短,则连入电路的电阻变小,故B符合题意,ACD不符合题意。 故选B。
20.多选题中等
(多选)如图小夜灯具有插座、多位插座、调光台灯、唤醒等多种功能。关于该小夜灯具下列说法正确的是(  )
题目配图
答案:A;C;D
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A.给手机充电,手机电池消耗电能,相当于用电器,故A正确; B.给手机充电时,台灯与手机可独立工作,互不影响,是并联的,故B错误; CD.滑动变阻器可以调节电路中的电流,从而影响台灯的亮度,因此,调节台灯亮度的元件相当于滑动变阻器,与灯泡串联,故CD正确。 故选ACD。
21.填空题中等
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”)。
题目配图
答案:逆时针 短路
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[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 。
22.实验探究题中等
小萍用图甲所示的实验器材来研究调光台灯的工作原理,并连接实验电路。
题目配图
(1) 连接电路之前,应该先将开关______,连接完成实验电路,检查无误后将滑动变阻器滑片移到______端;
答案:断开;A(左)
(2) 闭合开关,发现小灯泡不亮。小萍想:是不是电路中某处发生了断路?要检验实验电路是否发生断路最简单的操作是:________________,观察小灯泡发光情况;
答案:移动滑动变阻器的滑片
(3) 小萍为了测灯泡电流,将导线 a、b 分别与标有 “-” 和 “3” 的接线柱相连时,电流表指针偏转情况如图乙,此时电流是从导线*________(填 “a” 或 “b”)流入电流表。小萍及时纠正错误,检查电路连接无误后,闭合开关,电流表指针如图丙所示,此时电流表的读数为______A。
答案:0.34
答案:(1) 断开;A(左);(2) 移动滑动变阻器的滑片;(3) 0.34
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(1)连接电路之前,开关应断开,保护电路;闭合开关前滑动变阻器滑片要移到阻值最大位置,即 A(左)端。 (2)小灯泡不亮,有可能是滑动变阻器接入阻值过大,电路电流太小。移动滑动变阻器滑片,减小接入电阻,若灯泡发光,说明电路通路;若仍不发光,则电路存在断路。 (3)电流表指针反向偏转,说明正负接线柱接反,电流从负接线柱流入,即导线 a;电流表选用 0~0.6A 量程,分度值 0.02A,示数为 0.34A。