拆解调光灯

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  前不久,我们一家搬进了新房,新房里的所有用具都是新的。第一次在新书房里做作业时,我兴奋地将台灯的开关扭来扭去。我不经意间发现,随着开关的“咔哒咔哒”声,台灯一亮一灭,而在左右扭动的过程中,台灯则交替着由亮变暗、由暗变亮。一亮一灭,我可以理解,因为“咔哒”一声开关闭合了,灯泡当然应该发光;“咔哒”一声,开关断开了,灯泡当然熄灭了。可是在左右扭动开关的过程中,灯泡的亮度为什么会有明显的连续变化呢?
  带着这个没有拉直的问号,我翻开书本开始做家庭作业了。作业快要完成时,偶然看到了物理书本中的变阻器,我一下子豁然开朗了:这调光灯不就是滑动变阻器的一个具体应用嘛!只要在小灯泡电路中接入一个滑动变阻器,就可以模拟出调光台灯的工作过程!想到这里,我决定在家里做一下这个实验。
  需要哪些器材呢?思考了一下后,我决定还是先画出电路图,然后依据电路图去寻找实验器材。图1就是我准备用来探究调光灯奥秘的电路图。我准备拆开家里的手电筒,取出小灯珠作为实验用的小灯泡L,手电筒电池作为电源,用家里装修剩下的导线连接电路,在两根导线的接头处装上小铁夹充当开关,用铅笔芯代替滑动变阻器R。想好了这些,我便立即动手做实验,很快就连接好了如图2所示的实物电路。
  
  
  我先把导线的A端固定在铅笔芯的左端,再把导线的B端绕成一个小圆环,放在铅笔芯的右端。此时我先将导线两端的小铁夹对接夹好,小灯泡不亮;然后我又将导线B端的小圆环套在铅笔芯的右端,发现小灯泡隐隐发红。接着我又将导线B端慢慢向铅笔芯的左端滑动,随着导线的滑动,小灯泡越来越亮。
  仔细分析上面的三个现象,我有了自己的认识:开始仅仅接通两个小铁夹,而导线B端的导线环没有和铅笔芯接触,电路并没有闭合,所以小灯泡不发光,这就相当于调光灯的开关“咔哒”一声断开电路时的情形;将导线B端的小圆环套在铅笔芯的右端时看到小灯泡隐隐发红,说明小灯泡已经通电发光了,只不过此时的滑动变阻器全部接入电路,电阻比较大,所以灯泡中的电流很小,灯泡很暗;在我将导线B端慢慢向铅笔芯的左端滑动的过程中,小灯泡越来越亮,这是因为随着导线的滑动,接入电路的铅笔芯长度在变短,电阻变小,通过小灯泡的电流变大,所以灯泡变亮。
  做完了实验,我又悄悄地拆开了调光台灯的外壳,想再次证实一下它的电路中是不是有一个滑动变阻器。拆开外壳后,我看到了台灯电路板上有一个如图3所示的电路结构。原来,这个台灯的调光电路是一个转盘式变阻器,7个电阻串联,左边的接线柱固定,开关调节一个活动的指针,此时接入电路的就是电阻R1、R2和R7。
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