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二、学以致用
1. 请列举两个生活中利用变阻器调节设备功能的例子：
、。
2. 某新能源汽车中电动机的转速由电流大小控制，其工作原理简化图如图所示，图中O、E、F为变阻器的三个接线柱。当驾驶员踩下“油门”时，旋钮滑片逆时针转动，电流变大，电动机的转速加大。请用笔画线表示导线完成电路连接。
1. 请列举两个生活中利用变阻器调节设备功能的例子：
、。
2. 某新能源汽车中电动机的转速由电流大小控制，其工作原理简化图如图所示，图中O、E、F为变阻器的三个接线柱。当驾驶员踩下“油门”时，旋钮滑片逆时针转动，电流变大，电动机的转速加大。请用笔画线表示导线完成电路连接。
答案
解：
1. 可调亮度的调光台灯、可调音量的收音机（合理即可）
2. 电路连接：用导线将电路的A接线柱与变阻器的E接线柱相连，再用导线将电路的B接线柱与变阻器的O接线柱相连，将O、E接入电路串联在回路中。此时旋钮滑片逆时针转动时，接入电路的电阻丝长度变短，电阻减小，电路电流变大，电动机转速加大，符合要求。
1. 可调亮度的调光台灯、可调音量的收音机（合理即可）
2. 电路连接：用导线将电路的A接线柱与变阻器的E接线柱相连，再用导线将电路的B接线柱与变阻器的O接线柱相连，将O、E接入电路串联在回路中。此时旋钮滑片逆时针转动时，接入电路的电阻丝长度变短，电阻减小，电路电流变大，电动机转速加大，符合要求。
解析
【分析】
1. 第一问需回忆生活中利用变阻器改变电阻、调节功能的设备，这类设备通过改变电阻调整电流，实现亮度、音量等调节，据此举例。
2. 第二问要根据题目要求：踩油门时滑片逆时针转动，电流变大、电动机转速加快。结合变阻器原理，接入电阻越小电流越大，需选择滑片逆时针转动时接入电阻丝变短的接线柱，确定连接方式。
【解析】
1. 生活中利用变阻器调节功能的例子：可调亮度的调光台灯（通过改变电阻调节电流，改变灯光亮度）、可调音量的收音机（通过改变电阻调节电流，改变音量大小），也可列举可调速的电风扇等合理例子。
2. 要使滑片逆时针转动时电流变大，需接入电路的电阻变小，即接入的电阻丝长度变短。变阻器的接线柱O是滑片，E、F为两端，选择接线柱E和O接入电路时，滑片逆时针转动会使O到E的电阻丝长度变短，电阻减小，电路电流增大，电动机转速加快，符合要求。因此电路连接为：用导线将A接线柱与变阻器的E接线柱相连，再用导线将B接线柱与变阻器的O接线柱相连，使变阻器串联在电路中。
【答案】
1. 可调亮度的调光台灯；可调音量的收音机（合理即可）
2. 电路连接：A接E，B接O
【知识点】
变阻器的应用、电路的连接、欧姆定律
【点评】
本题结合新能源汽车油门控制的实际场景，考查变阻器的工作原理及电路连接，将物理知识与生活应用结合，需要学生理解变阻器改变电阻的原理，根据题目要求选择合适的接线柱，难度适中，注重知识的实际运用。
【难度系数】
0.6
1. 第一问需回忆生活中利用变阻器改变电阻、调节功能的设备，这类设备通过改变电阻调整电流，实现亮度、音量等调节，据此举例。
2. 第二问要根据题目要求：踩油门时滑片逆时针转动，电流变大、电动机转速加快。结合变阻器原理，接入电阻越小电流越大，需选择滑片逆时针转动时接入电阻丝变短的接线柱，确定连接方式。
【解析】
1. 生活中利用变阻器调节功能的例子：可调亮度的调光台灯（通过改变电阻调节电流，改变灯光亮度）、可调音量的收音机（通过改变电阻调节电流，改变音量大小），也可列举可调速的电风扇等合理例子。
2. 要使滑片逆时针转动时电流变大，需接入电路的电阻变小，即接入的电阻丝长度变短。变阻器的接线柱O是滑片，E、F为两端，选择接线柱E和O接入电路时，滑片逆时针转动会使O到E的电阻丝长度变短，电阻减小，电路电流增大，电动机转速加快，符合要求。因此电路连接为：用导线将A接线柱与变阻器的E接线柱相连，再用导线将B接线柱与变阻器的O接线柱相连，使变阻器串联在电路中。
【答案】
1. 可调亮度的调光台灯；可调音量的收音机（合理即可）
2. 电路连接：A接E，B接O
【知识点】
变阻器的应用、电路的连接、欧姆定律
【点评】
本题结合新能源汽车油门控制的实际场景，考查变阻器的工作原理及电路连接，将物理知识与生活应用结合，需要学生理解变阻器改变电阻的原理，根据题目要求选择合适的接线柱，难度适中，注重知识的实际运用。
【难度系数】
0.6
项目式学习单
项目主题：
1. 通过制作调光台灯，理解串联电路中电阻对电流的影响。
2. 通过设计与制作调光台灯，培养动手实践能力。
材料选择：
以下是参考使用的实验材料。如果想制作更加个性化、有特点、多功能的台灯，可以自行增减材料。
1. 光源：小灯泡(标有电压2.5 V)或LED灯。
2. 变阻器：滑动变阻器(0～50 Ω)。
3. 电源：两节干电池(总电压3 V)。 图1
4. 其他材料：开关、导线、底座、灯罩材料(如塑料瓶)、支架(如吸管或木棍)等。
项目实施：
1. 设计电路。
①将电源、开关、小灯泡和滑动变阻器串联连接，确保电路中的电流和电压能与小灯泡适配。
②请在虚线框内画出电路图，标注各元器件名称与连接方式。
续表
2. 组装台灯。
①将变阻器、开关固定在底座上，确保结构紧凑且操作方便。
②将小灯泡固定在支架一端，导线从支架内部穿过，支架另一端也固定在底座上。
3. 调试与观察。
①闭合开关，缓慢调节变阻器，观察小灯泡亮度的变化并记录现象。
②观察小灯泡在不同电阻下的亮度，分析变阻器电阻与小灯泡亮度的关系。
4. 优化设计。
①思考如何改进灯罩的反光性能或支架稳定性，提升台灯实用性。
②有没有其他方面需要进一步优化或美化的？
③如果可以，会考虑给台灯增加什么实用功能？怎么做可以实现这个功能？
展示交流：
项目主题：
1. 通过制作调光台灯，理解串联电路中电阻对电流的影响。
2. 通过设计与制作调光台灯，培养动手实践能力。
材料选择：
以下是参考使用的实验材料。如果想制作更加个性化、有特点、多功能的台灯，可以自行增减材料。
1. 光源：小灯泡(标有电压2.5 V)或LED灯。
2. 变阻器：滑动变阻器(0～50 Ω)。
3. 电源：两节干电池(总电压3 V)。 图1
4. 其他材料：开关、导线、底座、灯罩材料(如塑料瓶)、支架(如吸管或木棍)等。
项目实施：
1. 设计电路。
①将电源、开关、小灯泡和滑动变阻器串联连接，确保电路中的电流和电压能与小灯泡适配。
②请在虚线框内画出电路图，标注各元器件名称与连接方式。
续表
2. 组装台灯。
①将变阻器、开关固定在底座上，确保结构紧凑且操作方便。
②将小灯泡固定在支架一端，导线从支架内部穿过，支架另一端也固定在底座上。
3. 调试与观察。
①闭合开关，缓慢调节变阻器，观察小灯泡亮度的变化并记录现象。
②观察小灯泡在不同电阻下的亮度，分析变阻器电阻与小灯泡亮度的关系。
4. 优化设计。
①思考如何改进灯罩的反光性能或支架稳定性，提升台灯实用性。
②有没有其他方面需要进一步优化或美化的？
③如果可以，会考虑给台灯增加什么实用功能？怎么做可以实现这个功能？
展示交流：
答案
解：
1. ② 电路图：从标注为3V的电源正极出发，用导线依次连接开关、滑动变阻器、额定电压2.5V的小灯泡，最终回到电源负极，所有元件串联，各元件旁标注对应名称。
3. 调试与观察：
① 现象记录：闭合开关，缓慢移动滑动变阻器的滑片，当滑动变阻器接入电路的电阻变小时，小灯泡逐渐变亮；当接入电阻变大时，小灯泡逐渐变暗。
② 亮度关系：电源电压恒定为3V，滑动变阻器接入电路的电阻越大，串联电路总电阻越大，由欧姆定律$I=\frac{U}{R}$可知电路电流越小，小灯泡的实际功率越小，亮度越暗；滑动变阻器接入电阻越小，电路电流越大，小灯泡实际功率越大，亮度越亮。
4. 优化设计：
① 在灯罩内侧粘贴铝箔锡纸，增强灯罩的反光效果，减少光线向非照明方向的散射，提升桌面照明亮度；在底座内部加装配重块，同时将支架改为三角支撑结构，大幅提升支架的稳定性，防止台灯倾倒。
② 在底座底部粘贴防滑橡胶垫，避免台灯在光滑桌面滑动；用彩色贴纸装饰台灯的底座与支架，提升外观美观度；在滑动变阻器的滑片旁标注亮度刻度，方便精准调节到需要的亮度。
③ 增加通电提示功能：将一个串联了限流保护电阻的发光二极管并联在小灯泡两端，台灯通电工作时发光二极管同步亮起，直观提示台灯处于工作状态，避免忘记断开开关；也可以增加USB供电功能，在电路中加装Micro USB接口，可直接通过充电宝为台灯供电，替换干电池使用更环保。
1. ② 电路图：从标注为3V的电源正极出发，用导线依次连接开关、滑动变阻器、额定电压2.5V的小灯泡，最终回到电源负极，所有元件串联，各元件旁标注对应名称。
3. 调试与观察：
① 现象记录：闭合开关，缓慢移动滑动变阻器的滑片，当滑动变阻器接入电路的电阻变小时，小灯泡逐渐变亮；当接入电阻变大时，小灯泡逐渐变暗。
② 亮度关系：电源电压恒定为3V，滑动变阻器接入电路的电阻越大，串联电路总电阻越大，由欧姆定律$I=\frac{U}{R}$可知电路电流越小，小灯泡的实际功率越小，亮度越暗；滑动变阻器接入电阻越小，电路电流越大，小灯泡实际功率越大，亮度越亮。
4. 优化设计：
① 在灯罩内侧粘贴铝箔锡纸，增强灯罩的反光效果，减少光线向非照明方向的散射，提升桌面照明亮度；在底座内部加装配重块，同时将支架改为三角支撑结构，大幅提升支架的稳定性，防止台灯倾倒。
② 在底座底部粘贴防滑橡胶垫，避免台灯在光滑桌面滑动；用彩色贴纸装饰台灯的底座与支架，提升外观美观度；在滑动变阻器的滑片旁标注亮度刻度，方便精准调节到需要的亮度。
③ 增加通电提示功能：将一个串联了限流保护电阻的发光二极管并联在小灯泡两端，台灯通电工作时发光二极管同步亮起，直观提示台灯处于工作状态，避免忘记断开开关；也可以增加USB供电功能，在电路中加装Micro USB接口，可直接通过充电宝为台灯供电，替换干电池使用更环保。
解析
【分析】
要完成该调光台灯的项目式学习，核心是利用滑动变阻器改变串联电路的电阻，从而调节电路电流以改变灯泡亮度。首先需根据灯泡额定电压和电源电压，设计电源、开关、滑动变阻器、小灯泡串联的电路；调试时通过移动滑动变阻器滑片，观察电阻变化对电流、灯泡亮度的影响，结合欧姆定律分析原理；最后从实用性、美观性、功能性出发优化设计，解决实际使用中的问题。
【解析】
1. 电路图设计：将标注3V的电源、开关、0~50Ω的滑动变阻器、额定电压2.5V的小灯泡依次串联连接，在电路图中各元件旁标注对应名称，形成完整串联电路。
2. 调试与观察：闭合开关后移动滑动变阻器滑片，当滑动变阻器接入电路的电阻变小时，串联电路总电阻变小，由欧姆定律$I=\frac{U}{R}$（U为电源恒定电压）可知电路电流变大，小灯泡实际功率$P=I^2R_L$（$R_L$为小灯泡电阻，近似不变）变大，因此小灯泡逐渐变亮；反之，接入电阻变大时，小灯泡逐渐变暗。
3. 优化设计：① 反光优化：在灯罩内侧粘贴铝箔锡纸增强反光，减少光线散射；稳定优化：底座加装配重块，支架改为三角支撑结构提升稳定性。② 美观与实用优化：底座底部贴防滑橡胶垫，用彩色贴纸装饰，滑动变阻器滑片旁标注亮度刻度。③ 功能优化：串联限流电阻的LED并联在小灯泡两端，增加通电提示功能；加装Micro USB接口，实现USB供电功能。
【答案】
1. ② 电路图：从3V电源正极出发，依次连接开关、滑动变阻器、额定电压2.5V的小灯泡，回到电源负极，所有元件串联，各元件标注对应名称。
3. 调试与观察：① 现象：闭合开关，缓慢移动滑动变阻器滑片，接入电阻变小时小灯泡逐渐变亮，接入电阻变大时小灯泡逐渐变暗。② 关系：电源电压恒定，滑动变阻器接入电阻越大，串联总电阻越大，电路电流越小，小灯泡实际功率越小，亮度越暗；接入电阻越小，电路电流越大，实际功率越大，亮度越亮。
4. 优化设计：① 在灯罩内侧粘贴铝箔锡纸增强反光，底座加装配重块、支架改为三角支撑结构提升稳定性；② 在底座底部粘贴防滑橡胶垫，用彩色贴纸装饰，滑动变阻器滑片旁标注亮度刻度；③ 增加通电提示功能：将串联限流电阻的发光二极管并联在小灯泡两端；增加USB供电功能：加装Micro USB接口。
【知识点】
串联电路、欧姆定律、实际功率
【点评】
本题以制作调光台灯为项目载体，将串联电路的理论知识与实践操作、优化设计相结合，既考察了学生对电路原理的掌握，又培养了动手实践和解决实际问题的能力，是理论联系实际的典型项目式题目。
【难度系数】
0.4
要完成该调光台灯的项目式学习，核心是利用滑动变阻器改变串联电路的电阻，从而调节电路电流以改变灯泡亮度。首先需根据灯泡额定电压和电源电压，设计电源、开关、滑动变阻器、小灯泡串联的电路；调试时通过移动滑动变阻器滑片，观察电阻变化对电流、灯泡亮度的影响，结合欧姆定律分析原理；最后从实用性、美观性、功能性出发优化设计，解决实际使用中的问题。
【解析】
1. 电路图设计：将标注3V的电源、开关、0~50Ω的滑动变阻器、额定电压2.5V的小灯泡依次串联连接，在电路图中各元件旁标注对应名称，形成完整串联电路。
2. 调试与观察：闭合开关后移动滑动变阻器滑片，当滑动变阻器接入电路的电阻变小时，串联电路总电阻变小，由欧姆定律$I=\frac{U}{R}$（U为电源恒定电压）可知电路电流变大，小灯泡实际功率$P=I^2R_L$（$R_L$为小灯泡电阻，近似不变）变大，因此小灯泡逐渐变亮；反之，接入电阻变大时，小灯泡逐渐变暗。
3. 优化设计：① 反光优化：在灯罩内侧粘贴铝箔锡纸增强反光，减少光线散射；稳定优化：底座加装配重块，支架改为三角支撑结构提升稳定性。② 美观与实用优化：底座底部贴防滑橡胶垫，用彩色贴纸装饰，滑动变阻器滑片旁标注亮度刻度。③ 功能优化：串联限流电阻的LED并联在小灯泡两端，增加通电提示功能；加装Micro USB接口，实现USB供电功能。
【答案】
1. ② 电路图：从3V电源正极出发，依次连接开关、滑动变阻器、额定电压2.5V的小灯泡，回到电源负极，所有元件串联，各元件标注对应名称。
3. 调试与观察：① 现象：闭合开关，缓慢移动滑动变阻器滑片，接入电阻变小时小灯泡逐渐变亮，接入电阻变大时小灯泡逐渐变暗。② 关系：电源电压恒定，滑动变阻器接入电阻越大，串联总电阻越大，电路电流越小，小灯泡实际功率越小，亮度越暗；接入电阻越小，电路电流越大，实际功率越大，亮度越亮。
4. 优化设计：① 在灯罩内侧粘贴铝箔锡纸增强反光，底座加装配重块、支架改为三角支撑结构提升稳定性；② 在底座底部粘贴防滑橡胶垫，用彩色贴纸装饰，滑动变阻器滑片旁标注亮度刻度；③ 增加通电提示功能：将串联限流电阻的发光二极管并联在小灯泡两端；增加USB供电功能：加装Micro USB接口。
【知识点】
串联电路、欧姆定律、实际功率
【点评】
本题以制作调光台灯为项目载体，将串联电路的理论知识与实践操作、优化设计相结合，既考察了学生对电路原理的掌握，又培养了动手实践和解决实际问题的能力，是理论联系实际的典型项目式题目。
【难度系数】
0.4
