[项目提出]
家用台灯大多可以通过调光装置改变亮度。同学们可以根据本章所学的知识制作一盏简易调光台灯，达到调节灯光亮度的目的。
[项目分析]
在制作台灯之前，我们需要考虑以下问题：
1. 光源的选择：可以选择实验用小灯泡或发光二极管作为光源。若选择发光二极管，注意二极管的导电性，连接电路时较长引脚连接电源极，较短引脚连接电源极。
2. 光源亮度的改变：①改变电池组中联电池的节数；②在不改变电源两端电压的情况下，在电路中联接入一个滑动变阻器或电位器，可以连续改变灯泡的亮度。
3. 加强台灯的实用性：从实际性和可操作性考虑，改变小灯泡亮暗的实验器材应选择好操作的。

1. 单向 正 负
2. 串 串

【分析】
本题结合制作简易调光台灯的实际项目，需回忆相关电学基础知识点解题：
1. 关于发光二极管：二极管的核心特性是单向导电性，其引脚中较长的为正极，较短的为负极，连接电路时需将正极接电源正极，负极接电源负极，保证电路导通。
2. 关于改变光源亮度：①电池组串联时总电压等于各节电池电压之和，改变串联电池的节数可改变电源电压，从而改变光源亮度；②电源电压不变时，要连续改变电路电流（进而改变亮度），需串联滑动变阻器，因为滑动变阻器串联时可通过改变接入电阻调节总电流，并联无法改变总电阻，达不到连续调光的目的。
【解析】
1. 发光二极管具有单向导电性，连接时较长引脚（正极）接电源正极，较短引脚（负极）接电源负极，故依次填：单向、正、负。
2. 改变电源电压可通过改变串联电池的节数实现（串联总电压为各节之和）；电源电压不变时，串联滑动变阻器可改变电路总电阻，连续调节电流以改变亮度，故依次填：串、串。
【答案】
1. 单向 正 负
2. 串 串
【知识点】
二极管的单向导电性、串联电路的特点、滑动变阻器的使用
【点评】
本题以实际项目为背景，将电学基础知识点与生活应用结合，考查学生对二极管特性、电池连接及滑动变阻器作用的掌握，注重理论联系实际，难度适中。
【难度系数】
0.6

活动一 正确使用滑动变阻器
(1)请在图16-5-1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亮。

(2)滑动变阻器的铭牌上标有“20 Ω 2 A”字样。其中“20 Ω”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(选填“A”或“B”)端。

(1) 如图所示
(2) AB
(3) A

【分析】
要解决本题，需掌握滑动变阻器的核心使用规则：①接线遵循“一上一下”原则；②闭合开关前，滑片需调至最大阻值处；③铭牌标注的最大阻值对应电阻丝总电阻（两下端接线柱间的电阻）。第(1)问要求滑片右移时灯泡变亮，说明电路电流变大，滑动变阻器接入电阻需变小，因此接入的电阻丝应变短，需选择右下接线柱B和任意一个上接线柱串联入电路；第(2)问需明确滑动变阻器铭牌“20Ω”的含义；第(3)问需确定闭合开关前滑片的位置（最大阻值处）。
【解析】
(1) 连接电路时，滑动变阻器按“一上一下”接线，要使滑片向右移动时灯泡变亮，需接入电阻变小，因此将灯泡的未接线端连接滑动变阻器的上接线柱（C或D），滑动变阻器的下接线柱B连接电源负极，连接方式如图所示；
(2) 滑动变阻器铭牌“20Ω”表示其最大阻值，即电阻丝的总电阻，对应AB两接线柱间的电阻值；
(3) 闭合开关前，为保护电路，滑片应调至最大阻值处，本题接入的下接线柱为B，因此滑片P应滑到A端，此时接入的电阻丝最长，电阻最大。
【答案】
(1) 如图所示（）；(2) AB；(3) A
【知识点】
滑动变阻器的使用
【点评】
本题考查滑动变阻器的基础使用，是电学实验的核心考点，需掌握接线规则、铭牌含义及闭合开关前滑片的调节方法，属于基础题。
【难度系数】
0.5

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。如图16-5-2所示，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。

长度

【分析】要解决这道题，需明确电位器是变形的滑动变阻器，回忆滑动变阻器的工作原理：滑动变阻器通过改变接入电路中电阻丝的长度来改变电阻，进而改变电流。因此电位器的工作原理与之相同，只需结合滑动变阻器的原理，就能确定电位器改变电阻的方式。
【解析】电位器属于滑动变阻器的变形，其工作原理与滑动变阻器一致：滑动变阻器的工作原理是改变接入电路中电阻丝的长度来改变电阻，所以电位器通过改变连入电路中电阻片的长度来改变电阻，从而改变电路中的电流，实现调光台灯亮度的调节。
【答案】长度
【知识点】滑动变阻器原理、电位器
【点评】本题考查电位器的工作原理，属于基础概念类题目，核心是理解电位器与滑动变阻器的关联，掌握滑动变阻器改变电阻的方式即可轻松解答。
【难度系数】0.3

活动三 自制一个简易调光光灯
(1)设计电路:如图16-5-3所示,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,灯泡变亮。

图16-5-3
(2)设计支架和灯罩:把电池盒、开关、电位器固定在一个底座上,找一根塑料管,管的一端固定小灯泡,使灯泡的导线从管中穿过,管的另一端固定在底座上;最后制作一个具有较好反光性能的灯罩,扣在小灯泡上。
[展示交流]
(1)在使用滑动变阻器改变灯泡的亮度时,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接入了电路。
(2)如图16-5-4所示是两个同学设计的台灯调光电路,老师认为图乙方案更好一些,理由是。

图16-5-4
甲 乙

活动三(1) 如图所示
展示交流(1) 两个上方接线柱
(2) 串联一个定值电阻R₀,防止滑片移动到最左端时,电路中电流过大,对灯泡起到保护作用

【分析】
本题分为两部分：一是自制调光台灯的电位器接线设计，二是滑动变阻器使用的故障分析与方案评价。对于电位器接线，需明确其通过改变接入电阻丝长度改变电阻的原理，灯泡变亮要求电流增大，即接入电阻减小，顺时针转滑片时接入电阻丝长度应变短，据此选择接线端；对于故障问题，灯泡耀眼后熄灭是电流过大导致，需回忆滑动变阻器的错误接法；方案评价需对比两种电路的电流控制情况，判断是否存在电流过大的风险。
【解析】
1. 活动三(1)：电位器工作原理是改变接入电路的电阻丝长度来改变电阻。要求顺时针旋转滑片时灯泡变亮，说明电路电流变大，即接入电阻变小。选择A、B接线端接入电路时，滑片顺时针转动，A到滑片间的电阻丝长度缩短，电阻减小，电路电流增大，符合要求。
2. 展示交流(1)：滑动变阻器正确接法为“一上一下”，若将两个上方接线柱接入电路，接入电阻为0，电路总电阻过小，电流过大，导致灯泡发出耀眼的光并很快熄灭，因此不当之处是接了两个上方接线柱。
3. 展示交流(2)：甲方案中，滑动变阻器滑片移到最左端时，接入电阻为0，电路电流过大，易损坏灯泡；乙方案串联了定值电阻R₀，即使滑片移到最小电阻位置，电路仍有定值电阻限流，可防止电流过大，保护灯泡，故乙方案更好。
【答案】
活动三(1) 如图所示
展示交流(1) 两个上方接线柱
(2) 串联一个定值电阻R₀，防止滑片移动到最左端时，电路中电流过大，对灯泡起到保护作用
【知识点】
滑动变阻器的使用、欧姆定律、电路安全
【点评】
本题结合实际制作调光台灯的场景，考查滑动变阻器的工作原理、接线方法及电路安全知识，注重理论联系实际，是初中物理的基础应用题目。
【难度系数】
0.5