前不久,我們一家搬進了新房,新房里的所有用具都是新的。第一次在新書房里做作業(yè)時,我興奮地將臺燈的開關(guān)扭來扭去。我不經(jīng)意間發(fā)現(xiàn),隨著開關(guān)的“咔噠咔噠”聲,臺燈一亮一滅,而在左右扭動的過程中,臺燈則交替著由亮變暗、由暗變亮。一亮一滅,我可以理解,因為“咔噠”一聲開關(guān)閉合了,燈泡當然應(yīng)該發(fā)光;“咔噠”一聲,開關(guān)斷開了,燈泡當然熄滅了??墒窃谧笥遗娱_關(guān)的過程中,燈泡的亮度為什么會有明顯的連續(xù)變化呢?
帶著這個沒有拉直的問號,我翻開書本開始做家庭作業(yè)了。作業(yè)快要完成時,偶然看到了物理書本中的變阻器,我一下子豁然開朗了:這調(diào)光燈不就是滑動變阻器的一個具體應(yīng)用嘛!只要在小燈泡電路中接入一個滑動變阻器,就可以模擬出調(diào)光臺燈的工作過程!想到這里,我決定在家里做一下這個實驗。
需要哪些器材呢?思考了一下后,我決定還是先畫出電路圖,然后依據(jù)電路圖去尋找實驗器材。圖1就是我準備用來探究調(diào)光燈奧秘的電路圖。我準備拆開家里的手電筒,取出小燈珠作為實驗用的小燈泡L,手電筒電池作為電源,用家里裝修剩下的導(dǎo)線連接電路,在兩根導(dǎo)線的接頭處裝上小鐵夾充當開關(guān),用鉛筆芯代替滑動變阻器R。想好了這些,我便立即動手做實驗,很快就連接好了如圖2所示的實物電路。
我先把導(dǎo)線的A端固定在鉛筆芯的左端,再把導(dǎo)線的B端繞成一個小圓環(huán),放在鉛筆芯的右端。此時我先將導(dǎo)線兩端的小鐵夾對接夾好,小燈泡不亮;然后我又將導(dǎo)線B端的小圓環(huán)套在鉛筆芯的右端,發(fā)現(xiàn)小燈泡隱隱發(fā)紅。接著我又將導(dǎo)線B端慢慢向鉛筆芯的左端滑動,隨著導(dǎo)線的滑動,小燈泡越來越亮。
仔細分析上面的三個現(xiàn)象,我有了自己的認識:開始僅僅接通兩個小鐵夾,而導(dǎo)線B端的導(dǎo)線環(huán)沒有和鉛筆芯接觸,電路并沒有閉合,所以小燈泡不發(fā)光,這就相當于調(diào)光燈的開關(guān)“咔噠”一聲斷開電路時的情形;將導(dǎo)線B端的小圓環(huán)套在鉛筆芯的右端時看到小燈泡隱隱發(fā)紅,說明小燈泡已經(jīng)通電發(fā)光了,只不過此時的滑動變阻器全部接入電路,電阻比較大,所以燈泡中的電流很小,燈泡很暗;在我將導(dǎo)線B端慢慢向鉛筆芯的左端滑動的過程中,小燈泡越來越亮,這是因為隨著導(dǎo)線的滑動,接入電路的鉛筆芯長度在變短,電阻變小,通過小燈泡的電流變大,所以燈泡變亮。
做完了實驗,我又悄悄地拆開了調(diào)光臺燈的外殼,想再次證實一下它的電路中是不是有一個滑動變阻器。拆開外殼后,我看到了臺燈電路板上有一個如圖3所示的電路結(jié)構(gòu)。原來,這個臺燈的調(diào)光電路是一個轉(zhuǎn)盤式變阻器,7個電阻串聯(lián),左邊的接線柱固定,開關(guān)調(diào)節(jié)一個活動的指針,此時接入電路的就是電阻R1、R2和R7。