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文档简介
第25讲电阻变阻器
【学习目标】
1.了解电阻是导体本身的一种属性,电阻的大小和材料、长度、横截面积以及温度有关:
2.知道电阻的单位和单位换算;
3.会用控制变量法探究电阻大小的决定因素;
4.了解滑动变阻器的构造、在电路中的符号,理解变阻器的工作原理;
5.正确使用滑动变阻器改变电路中的电流。
gg【基础知识】
-:导体和绝缘体
1、导体:容易导电的物体。如:金属、人体、大地、食盐水溶液、石墨等。
2、导体导电原因:导体中有能够自由移动的电荷。(金属导电靠的是自由电子)
3、绝缘体:不容易导电的物体。如:橡胶、陶瓷、塑料、干燥的空气等。
4、绝缘体绝缘的原因:电荷几乎都被束缚在原子范围内,不能自由移动。
要点诠释:绝缘体与导体中都有电荷,但是导体内的电荷能够自由移动绝缘体内的电荷不能自由移动。
二:电阻
L定义:电阻表示导体对电流阻碍作用的大小。
2.物理意义:导体对电流阻碍作用的大小。
3.符号:R电路图中的符号:1一
4.单位:欧姆,简称欧,符号是Q。常用单位:千欧、兆欧。单位换算:1MQ=1OOOKQ,1KQ=1OOOQ。
要点:
1.%体虽然能够导电,但是对电流有一定的阻碍作用,电阻越大对电流的阻碍作用越大。电阻是导体本身
的一种性质。
2.了解一些电阻值:手电筒的小灯泡一一灯丝的电阻为几欧到十几欧。日常用的白炽灯一一灯丝的电阻为
几百欧到几千欧。实验室用的1m长的铜导线一一电阻约百分之几欧。电流表的内阻为零点几欧。电压表的
内阻为几千欧左右。
常用的电阻需
3.半导电性能介于导体和绝缘体之间,常常称作半导体。温度、光照、杂质等外界因素对半导体的导电性
能有很大的影响。
4.某些物质在很低的温度时,电阻就变成了0,这就是超导现象。如果把超导现象应用于实际,会给人类带
来很大的好处。
三:影响电阻大小的因素
1.实验过程:
(1)电阻大小是否跟导线的长度有关:
选用粗细相同、长度不同的两根银铭合金丝,分别将它们接入电路(如下图所示)中,观察电流表的示
数。比较流过长短不同的银铭合金丝电流的大小。
(2)电阻的大小是否跟导线的粗细有关:
选用长度相同、横截面积不同的两根银铭合金丝,分别将它们接入电路中,观察电流的示数。比较流过
粗细不同的锲铝合金丝电流的大小。
(3)电阻的大小是否跟导线的材料有关:
选用长度、横截面积相同,材料不同的锲格合金丝和铜丝,分别将它们接入电路中。观察电流表的示数,
比较流过材料不同的银铭合金丝和铜丝的电流的大小。
2.实验方法:控制变量法。所以讨论“电阻的大小与哪一个因素的关系”时必须指明“相同条件”。
3.结论:导体的电阻是导体本身的一种性质,它的大小与导体的材料、长度和横截面积等因素有关。
要点:
;、一般金属导体的电阻是随着温度的升高而增大,而有些导体电阻,如铅笔芯(石墨),其电阻是随着
温度的升高而减小。在温度变化不大时,一般不考虑温度对电阻的影响。
2、结论可总结成公式R=p~,其中Q叫电阻率,与导体的材料有关。假如架设一条输电线路,一般
S
选铝导线,因为在相同条件下,铝的电阻小,减小了输电线的电能损失;而且铝导线相对来说价格便宜。
3、“控制变量法”是指一个物理量同时与几个因素有关时,我们控制其中的一些因素不变,只研究期中
某个因素对所研究物理量的影响,如“研究电阻与导体材料关系时”控制长度和横截面积不变,只改变材
料•,看电流表示数的变化,从而得出电阻与材料有关的结论。
四:变阻器
1.滑动变阻器:
(1)电路符号:/或者/1
(2)构造:瓷筒、线圈、滑片、金属棒、接线柱。
O'IO
(3)结构示意图:
(4)变阻原理:通过改变接入电路中的电阻丝的长度来改变电阻。
(5)铭牌:某滑动变阻器标有“5001.5A”字样,50Q表示滑动变阻器的最大阻值为50Q或变阻
范围为0〜50C。1.5A表示滑动变阻器允许通过的最大电流为1.5A。
(6)作用:①通过改变电路中的电阻,逐渐改变电路中的电流和部分电路两端的电压;②保护电路。
(7)连接方式:
滑动变阻器在电路中连入电路中的滑片向右移动电路图
的连接方式部分
电阻电流
变化变化
左端变大变小
)
Cof—TP~~QZn
卜邢斯w%
左胸变大变小
Ci1
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■工■右端变小变大
qfC十D
A加疝WAVB
cjr(右端变小变大
J
p整个电阻丝不变不变
(1R(相当于定值T«~^3)~|
「十。电阻)
1卜
pf/
c金属杆连入不变不变
(相当于导-|i―^-(Sh
线)
k戏必MM®-----
(8)应用:音响设备上的电位器、风扇上的调速开关,握力计、油量表等都是利用了滑动变阻器的原理。
2.旋盘式电阻箱:
(1)结构:两个接线柱、旋盘。
(2)变阻原理:转动旋盘,可以得到0〜9999.91之间的任意阻值。
(3)读数:各旋盘对应的指示点的示数乘以面板上标记的倍数,然后加在一起,就是接入电路的电阻。
旋盘式电阻箱
3.插孔式电阻箱:
(1)结构:铜块、铜塞,电阻丝。
(2)读数:拔出铜塞所对应的电阻丝的阻值相加,就是连入电路的电阻值。
插孔式电阻箱
要点:
1、滑动变阻器使用方法:选、串、接、调。即:根据铭牌选择合适的滑动变阻器;滑动变阻器要串联在电
路中;接法:“一上一下”;接入电路前应将电阻调到最大。
2、滑动变阻器的铭牌,告诉了我们滑片放在两端点时,变阻器连入电路的电阻;分析因变阻器滑片的变化
引起的动态电路问题,关键搞清哪段电阻丝连入电路,再分析滑片的滑动导致变阻器的阻值如何变化。
3、滑动变阻器能够逐渐改变连入电路的电阻,但不能表示连入电路的阻值。变阻箱能表示出连入电路的阻
值,但不能够逐渐改变连入电路的电阻。
二1【考点剖析】
A例1.通常情况下,下列物品中属于绝缘体的是()
A.木质铅笔里的碳芯B.导线中的铜丝
C.钢丝钳把手上的塑料套D.蓄电池内的硫酸溶液
【答案】C
【解析】
【分析】
A.木质铅笔里的碳芯其主要成分是石墨,是导体,故A不符合题意;
B.导线中的铜丝,是金属,是良好的导体,故B不符合题意:
C.钢丝钳把手上的塑料套不容易导电,是绝缘体,故C符合题意;
D.蓄电池内的硫酸溶液容易导电,是导体,故D不符合题意。
故选C。
X例2•关于导体电阻的大小,下列说法正确的是()
A.导体不接入电路时它的电阻为零
B.导体两端的电压越大,它的电阻就一定越大
C.通过导体的电流越大,导体的电阻就一定越小
D.其他因素一定时,导体的横截面积越大它的电阻就越小
【答案】D
【解析】
ABC.电阻是导体本身的一种性质,只与导体的材料、长度和横截面积有关,还与环境的温度有关,而与
导体两端的电压和通过它的电流无关,故ABC错误;
D.在长度、材料、温度-定时,横截面积越大,电阻越小,故D正确。
故选D。
例3・下列说法中,能说明导体的电阻跟导体的材料有关的是(
A.长度相同的铜丝,细的比粗的电阻大
B.横截面积相同的铜丝,长的比短的电阻大
C.横截面积相同的铁丝和铜丝,铁丝可能比铜丝的电阻大
D.长度和横截面积都相同的铁丝和铜丝,铁丝比铜丝的电阻大
【答案】D
【解析】
【分析】
验证导体的电阻跟导体的材料有关,需控制长度和横截面积相同,只改变导体的种类,验证导体电阻与材
料的关系。
A.说法正确,但导体种类一样,故A不符合题意;
B.说法正确,但导体种类一样,故B不符合题意;
C.说法正确,但没有控制导体长度一样,故C不符合题意;
D.说法正确,长度和横截面积都相同,只有种类不一样,故D符合题意。
故选D。
X例4•甲、乙、丙三根用同种材料制成的均匀合金丝,甲、乙的粗细相同,但甲较长;乙、丙的长度
相同,但丙较粗,则这三根电阻丝的电阻值RgR乙、R内的大小关系是()
A.R方1(曰R丙B.R铲ROR丙
C.R内>/?乙D.R乙<R丙
【答案】B
【解析】
甲、乙、丙三根合金丝的材料相同,甲、乙粗细相同,而甲较长,则有
R斡R乙
乙、丙的长度相同,丙较粗,则有
R,R丙
所以
R乙丙
故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
、例5・如图所示,A8和8c是由同种材料制成的长度相同、横截面积不同的两段导体,将它们串联后
连入电路中。比较通过这两段导体的电流的大小,有()
AHC
A.IAB=IBCB.IAB<IBC
C.IAB>IBCD.无法判断
【答案】A
【解析】
【分析】
因为AB和3c是串联在电路中的,串联电路中电流处处相等,所以通过这两段导体的电流相等,故A符合
题意,BCD不符合题意。
故选Ao
X例6・如图所示,柔性电子技术是将有机或无机材料电子器件制作在可延性塑料或薄金属基板上的新
兴电子技术,以其独特的柔性、延展性以及高效、低成本制造工艺,在信息、能源、医疗等领域具有广泛
的应用前景,如柔性电子显示器、有机发光二极管OLED、印刷RFID、薄膜太阳能电池板等。其中制造有
机发光二极管OLED的主要材料是()
A.导体B.半导体C.绝缘体D.超导体
【答案】B
【解析】
发光二极管是由半导体材料制成的,发光二极管具有单向导电性。
故选B,
、例7・利用如图所示的电路探究影响导体电阻大小的因素,演示板上固定有4、b、c、d四根合金丝,
长度关系为〃=功=54.=5(,横截面积关系为Sa=S6=Sc=2S/,其中a、c、d均为银倍合金丝,。为镭铜
合金丝。将导线P、。分别接在同一根合金丝两端的接线柱上,下列说法正确的是()
A.选用a和b进行实验,可以探究导体电阻跟导体材料的关系
B.选用c和”进行实验,可以探究导体电阻跟导体长度的关系
C.选用。和c进行实验,可以探究导体电阻跟横截面积的关系
D.选用人和d进行实验,可以探究导体电阻跟导体材料的关系
【答案】A
【解析】
【分析】
a、b、c、d四根合金丝,“、c、d均为锲铝合金丝,匕为镒铜合金丝,长度关系为
横截面积关系为
=s’=5s”
A.选用“和人进行实验,。和6长度相同,横截面相同,材料不同,因此根据控制变量法,可以探究导体
电阻跟导体材料的关系,故A正确;
B.选用。和d进行实验,c和d长度相同,横截面不相同,材料相同,因此根据控制变量法,可以探究导
体电阻跟导体横截面的关系,故B错误;
C.选用a和c进行实验,〃和c长度不相同,横截面相同,材料不同,因此根据控制变量法,可以探究导
体电阻跟长度的关系,故C错误;
D.选用匕和“进行实验,人和“长度不相同,横截面不相同,材料不同,有多个变量,无法得出结果,故
D错误。
故选Ao
X例8.当将滑动变阻器的滑片p向右移动时。如图中的哪一种连接方法可使变阻器连入电路部分的电
阻增大()
【答案】A
【解析】
A.图中滑片左侧的电阻丝接入电路,当滑动变阻器的滑片P向右移动时,接入电路的电阻丝长度变大,电
阻变大,故A符合题意;
B.图中连接变阻器下面两个接线柱,连入电路中的是一个定值电阻(最大电阻),这种接法是不能变阻的,
故B不符合题意;
C.图中滑片右侧的电阻丝接入电路,当滑动变阻器的滑片P向右移动时,接入电路的电阻丝长度变小,电
阻变小,故c不符合题意;
D.图中滑片右侧的电阻丝接入电路,当滑动变阻器的滑片P向右移动时,接入电路的电阻丝长度变小,电
阻变小,故D不符合题意。
故选Ao
、例%如图所示,当滑动变阻器的滑片P向左移动时,能使电路中的电阻变小的接法是()
【答案】B
【解析】
【分析】
A.当滑动变阻器的滑片P向左移动时,接入电阻BP长度变大,电阻变大,故A不符合题意;
B.而当滑动变阻器的滑片P向左移动时,接入的部分AP长度变小,电阻变小,故B符合题意;
C.当滑动变阻器的滑片P向左移动时,接入电阻BP长度变大,电阻变大,故C不符合题意:
D.滑动变阻器接法是“一上一下”,才能改变电阻的大小,不能都接到滑动变阻器下端的接线柱,故D不符
合题意。
故选B。
X例10.(I)滑动变阻器的使用方法:
①滑动变阻器应(填”串联”或”并联”)在电路中.
②滑动变阻器的接线柱应______(填''一上一下”“同时接上”或“同时接下”)连在电路中.
③滑动变阻器在电路中的作用:
a:;
b:.
(2)滑动变阻器使用注意事项:
在闭合开关前,应将滑片置于.
【答案】串联一上一下保护电路改变电路中的电流大小最大阻值处
【解析】
(1)①⑴滑动变阻器需要串联在电路中;
②[2]滑动变阻器的两接线柱要“一上一下”接入电路中;
③a:[3]滑动变阻器可以保护电路;
b:[4]滑动变阻器可以改变电路中的电流大小;
(2)⑸为了保护电路,在闭合开关前,应将滑片滑动到最大阻值处.
、例11.滑动变阻器的铭牌上标有“20。1A”字样,下列说法正确的是()
A.该滑动变阻器只能接入20。的电阻
B.该滑动变阻器电阻的变化范围是0〜20。
C.允许通过该滑动变阻器的最小电流是1A
D.允许通过该滑动变阻器的电流只能是1A
【答案】B
【解析】
【分析】
滑动变阻器铭牌上的20C1A,表示变阻器的最大阻值为20C,那么变阻器电阻的变化范围为。〜20C,允许
通过的最大电流为1A,故ACD错误,B正确。
故选Bo
X例1.电位器是滑动变阻器的一种,它可以用来改变灯泡的亮度。小琳买了一个电位器,如图所示,
把它与灯泡连接起来,使滑动触头顺时针转动时灯泡变暗,下列说法正确的是()
A.电位器与灯泡是并联的B.连接的是A和C两个接线柱
C.连接的是A和B两个接线柱D.滑动触头逆时针转动时,灯泡中电流变小
【答案】C
【解析】
A.并联电路用电器独立工作,互不影响,要想改变灯泡的亮度,电位器应该与灯泡串联,这样电位器电阻
变化时,电路的电流会改变,灯泡的亮度也能变,A错误;
B.从图中可以看到,假设连接的是A和C两个接线柱,电流从4接线柱流入,会流过整个炭膜电阻,滑
动触头这时不起作用,无论它如何调节,电位器接入电路的电阻大小不变,那么电路的电流大小不变,灯
泡亮度不变,这与题意不符合,所以连接的不是A和C两个接线,B错误;
C.从图中可以看到,假设连接的是A和8两个接线柱,那么接入电路后,电流从A接线柱流入,流经部
分炭膜电阻,再经过滑动触头,最后从B接线柱流出,滑动触头顺时针转动时,电位器接入电路的电阻是
变大的,电路的电流在变小,流过灯泡的电流在变小,灯泡的亮度是变暗的,这与题意相符合,所以连接
的是A和B两个接线柱,C正确;
D.由C选项可知,连接的是A和8两个接线柱,滑动触头逆时针转动时,电位器接入电路的电阻在变小,
电路的电流在变大,流过灯泡的电流在变大,D错误。
故选C。
‘例12・要在一段电路中产生电流,它的两端就要有电阻是导体对电流的作用。50。的实
验用的定值电阻接入电路中,若开关没有闭合,则它的电阻是。现有一滑动变阻器,它的铭牌是
“20Q1A”,其中“20Q”含义为,“1A”含义为。如图所示,电阻箱的示数是
【答案】电压阻碍50Q最大阻值20。允许通过的最大电流是1A6280
【解析】
从电压和电阻的概念可知:电压是使电路中形成电流的原因,电阻是导体对电流的阻碍作用。
⑶电阻是导体本身的一种性质,它的大小与电压的高低,电流的大小以及开关是否闭合均无关系,所以电
阻的阻值不变,即它的电阻是50C。
[4][5]“20。”表示滑动变阻器的最大阻值是20Q;1A表示允许通过的最大电流是1A。
[6]由图可知,电阻箱的示数是
।\!x1000Q+2x1OOQ+8x10Q+0x1Q=6280Q
即电阻箱的示数是6280C。
X例13.阻值可以改变的电阻叫做变阻器。常用的有滑动变阻器和。滑动变阻器是通过改变连
入电路中的电阻丝的来改变连入电路中的电阻,从而改变电路中电流,进而改变部分电路两端的电
压,还起保护电路的作用。使用时滑动变阻器应串联在电路中,接入电路前应将滑片调到阻值______位置,
接线柱应选择“一上一下
【答案】变阻箱长度最大
【解析】
【分析】
变阻器常用的有滑动变阻器和变阻箱。滑动变阻器是通过改变连入电路中的电阻丝的长度来改变连入
电路中的电阻,从而改变电路中电流,进而改变部分电路两端的电压,还起保护电路的作用。
⑶使用时滑动变阻器应串联在电路中,接入电路前应将滑片调到阻值最大位置,接线柱应选择“一上一下”
接法。
X例14.如图所示,甲为亮度可调的台灯,电位器是调节其亮度的装置;乙为电位器的内部结构示意图,
a、b、c是它的三个接线柱,旋钮带动滑片转动.若顺时针旋转旋钮时灯泡发光变亮,则需将(选填”a
和b”、“a和c”或“b和c”)接线柱接入电路.关于电位器上电阻丝的材料,应该选用(选填“铜丝”或”保
倍合金丝").
甲乙
【答案】b和c银铭合金线
【解析】
【分析】
根据顺时针旋转旋钮时灯泡发光变亮判断电位器阻值减小进而确定接线;相同条件卜铜丝比镶铝合金丝的
阻值小.
若顺时针旋转旋钮时灯泡发光变亮,说明顺时针旋转旋钮时电位器阻值减小,由此说明电位器使用右半部
分,故需将b和c接线柱接入电路;相同条件下铜丝比银铝合金丝的阻值小,应该选用银铝合金丝.
'例15•如图所示的是插入式电阻箱的结构原理图,其接入电路中的电阻为一。,最大电阻为—
5Q5Q2Q2Q10
【答案】715
【解析】
”]插入式电阻箱中,当铜塞插入时,则该铜塞处的电阻丝就会短路,这部分电阻就会消失,由图可知,A、
B两个接线柱之间的电阻是
5c+2。=7。
[2]插入式电阻箱中,当5个铜塞都拔出时,此时5根电阻丝串联,总电阻最大,总电阻为
5Q+5C+2Q+2Q+1C=15c
匾,【真题演练】
1.(2022•江苏泰州•中考真题)在国际单位制中,下列物理量的单位不是以科学家的名字命名的是()
A.电阻B.压强C.能量D.质量
【答案】D
【解析】
A.电阻的单位是欧姆,是根据物理学家欧姆的名字命名的,故A不符合题意:
B.压强的单位是帕斯卡,是根据物理学家帕斯卡的单位名字的,故B不符合题意;
C.能量的单位是焦耳,是根据物理学家焦耳的名字命名的,故C不符合题意;
D.质量的单位是千克,不是根据科学学家名字命名的,故D符合题意。
故选D。
2.(2021•广西玉林・中考真题)下列物体属于导体的是(〉
A.橡胶B.铜线C.玻璃D.硅材料
【答案】B
【解析】
A.橡胶不容易导电,是绝缘体,故A不符合题意;
B.铜线容易导电,是导体,故B符合题意;
C.玻璃在常温下不容易导电,是绝缘体,故C不符合题意;
D.硅材料的导电性能介于导体和绝缘体之间,是半导体,故D不符合题意。
故选B。
3.(2022・湖北武汉•中考真题)某同学利用表格中的几种导体探究影响导体电阻大小的因素。下列说法正
确的是()
导体代号长度m横截面积/mn?材料
©1.00.2镒铜
②1.00.4镭铜
③0.50.4镒铜
④1.00.4银铭合金
A.为检验“导体电阻跟导体长度有关”的猜想,应选用导体①与②
B.为检验“导体电阻跟导体长度有关”的猜想,应选用导体①与③
C.为检验“导体电阻跟导体横截面积有关''的猜想,应选用导体①与④
D.为检验“导体电阻跟导体材料有关”的猜想,应选用导体②与④
【答案】D
【解析】
AB.为检验“导体电阻跟导体长度有关”的猜想,应控制导体的材料和横截面积相同,长度不同,应选用导
体②和③,故AB错误;
C.为检验“导体电阻跟导体横截面积有关”的猜想,应控制导体的材料和长度相同,横截面积不同,应选用
导体①和②,故C错误;
D.为检验“导体电阻跟导体材料有关”的猜想,应控制导体的长度和横截面积相同,材料不同,应选用导体
②与④,故D正确、
故选D。
4.(2022•浙江台州•中考真题)当滑动变阻器的滑片P向右移动时,接入电路的阻值变大。选择的接线柱
是()
A.ABB.CDC.BDD.AD
【答案】D
【解析】
AB.滑动变阻器应该一上一下连接,连接48或CO接线柱,移动滑动变阻器的滑片,不能改变滑动变阻器
的阻值,故AB不符合题意;
C.连接83接线柱,当滑动变阻器的滑片P向右移动时,接入电路的阻值变小,故C不符合题意;
D.连接4。接线柱,当滑动变阻器的滑片P向右移动时,接入电路的阻值变大,故D符合题意。
故选D。
【过关检测】
一、毕■选题
1.以下说法中正确的是()
A.绝缘体有电阻,导体没有电阻
B.导体两端电压为零时,电流为零,但电阻不为零
C.只有导体才能用于做电工材料
D.通过导体的电流越大,导体的电阻就一定越小
【答案】B
【解析】
A.绝缘体是不容易导电,有电阻,导体是容易导电,也是有电阻的,故A错误;
B.导体两端电压为零时,电流为零,但是电阻是导体本身的一种性质,不受电压、电流的影响,电阻不为
零,故B正确;
C.导体和绝缘体都是可以做电工材料的,故C错误;
D.电阻是导体本身的一种性质,不受电压、电流的影响,通过导体的电流越大,导体的电阻大小不变,故
D错误。
故选B。
2.以下方法中,能使金属丝电阻增大的是()
A.增大金属丝的横截面积B.增大金属丝的长度
C.增大金属丝两端的电压D.增大金属丝中的电流
【答案】B
【解析】
A.增大金属丝的横截面积,在材料、长度不变的情况下,金属丝的电阻变小,故A不符合题意;
B.增大金属丝的长度,在材料和横截面积不变的情况下,电阻变大,故B符合题意;
CD.电阻是导体本身的一种性质,与导体两端的电压和通过的电流无关,所以增大导线两端的电压或增大
通过导体的电流时,导体的电阻不变,故CD不符合题意。
故选Bo
3.小明用如图所示的器材探究“电阻大小与横截面积的关系”。a、b为长度一样的银铝合金丝,b比a的横
截面积大。关于此实验,下列说法正确的是()
A.小灯泡越亮,表示接入的合金丝电阻越大
B.为了准确比较两条合金丝电阻,可在电路中串联一电压表
C.利用此装置也能探究电阻大小与长度的关系
D.利用此装置也能探究电阻大小与材料的关系
【答案】C
【解析】
A.小灯泡越亮,电路中的电流越大,表示接入的合金丝电阻越小,故A错误;
B.为了准确比较两条合金丝的电阻,可在电路中串联一个电流表,根据电流的大小来判断电阻的大小。故
B错误;
C.利用此装置可以研究电阻与长度的关系,长度可以选择其中一根导线,一次全部接入,另一次只接入其
中一部分即可,故c正确;
D.导线的材料已经确定,没有另一种材料的导线,无法探究电阻大小与材料的关系,故D错误。
故选C。
4.关于滑动变阻器的原理,下列说法正确的是()
A.通过改变接入电路中电阻丝的长度来改变自身的电阻
B.通过改变接入电路中电阻丝的长度来改变接入电路中的电阻
C.通过改变接入电路中电阻丝的横截面积来改变自身的电阻
D.通过改变接入电路中电阻丝的横截面积来改变接入电路中的电阻
【答案】B
【解析】
滑动变阻器的工作原理是通过改变接入电路部分电阻线的长度来改变电阻的,从而逐渐改变电路中的电流
的大小,故ACD错误,B正确。
故选B。
5.A和B两根完全一样的导线,长度都是1m,阻值为RA和&,把A剪去一半,剩下的一半阻值为《,
把另外一半拉长到1m,阻值为七,则下列关系正确的是()
A.27?B=RcB.2/?B=RDC.47?B=RcD.47?B=RD
【答案】B
【解析】
【分析】
A和B是两根完全一样的导线,阻值为RA和/?“,则
RA=RB
把A剪去一半,剩下一半的长度是原来的一半,则剩下的一半阻值
v22
把另外一半拉长到1m,长度变为原来的长度2倍,横截面积变为原来的一半,则阻值变为原来的4倍,即
%=4%=4X/A=4X5B=2%=2RB
故B正确,符合题意,ACD错误,不符合题意。
故选B。
6.科学方法在物理问题的研究中,起到了重要的作用。比如,两个定值电阻,一个5C,一个10C,粗细
均匀。以下描述正确的是()
A.如果这两个电阻的材料相同,则5C的长度一定大于10。的长度
B.如果这两个电阻的材料不同,则5。的长度一定小于10。的长度
C.如果这两个电阻的材料、横截面积相同,则5C的长度一定小于10C的长度
D.如果这两个电阻的材料、长度相同,则5C的横截面积一定小于10C的横截面积
【答案】C
【解析】
A.两个电阻粗细均匀、材料相同,电阻越大,长度越长,所以10。的电阻较长,故A选项错误;
B.两个电阻粗细均匀,若材料不同,无法判断两个电阻的长度大小,故B错误;
C.两个电阻粗细均匀、材料相同,电阻越大,长度越长,所以10C的电阻较长,故C选项正确;
D.两个电阻的材料、长度相同,横截面积越大,电阻越小,所以10。的电阻较小;故D错误。
选C。
7.在如图所示的电路中,用滑动变阻器调节灯的亮度,若要求滑片P向右端滑动时灯逐渐变暗,则下列接
法正确的是()
A.M接C,N接BB.M接A,N接B
C.M接C,N接DD.M接A,N接D
【答案】A
【解析】
滑动变阻器的滑片右移,灯泡变暗,则电路中电流变小。电源电压不变,由夫=彳可知,电流变小,电阻
变大,滑动变阻器接入电路的电阻丝变长。下面的接线柱一定接入c,上面的接线柱接A或B。
故选A。
8.如图所示的电路,闭合开关S,滑动变阻器R的滑片向b端移动时,电流表的示数以及灯L的亮度变化
情况应是
A.电流表示数变大,灯L变暗B.电流表示数变小,灯L变暗
C.电流表示数变大,灯L变亮D.电流表示数变小,灯L变亮
【答案】B
【解析】
【分析】
根据滑动变阻器滑片的移动方向判断电阻的变化,进而判断电流的变化,通过电路变化这一物理情景考查
欧姆定律的应用和电功率的相关知识.
此电路是一个串联电路,当滑片向右移动时,滑动变阻器的阻值变大,电路中的总电阻也变大,而电源电
压不变,根据欧姆定律可知电路中的电流变小,所以电流表的示数变小,排除A和C选项;
灯的亮度取决于灯的实际功率,灯的电阻不变,前面分析已知通过灯的电流变小,根据公式:P=FR,可知
灯的实际功率变小,所以灯变暗,D错误,所以选B.
故选B.
9.在收音机等电器中,有一种叫做电位器的元件.电位器的外形及内部构造如图所示.A、B、C三个焊接
点相当于滑动变阻器的三个接线柱.以下说法正确的是()
ABC
A.只把A和C接入电路时,旋动滑片时,能改变通过电位器的电流
B.只把A和B接入电路时,旋动滑片时,不能改变通过电位器的电流
C.将A、B接入电路同一点,C接入电路的另一点时,旋动滑片时,不能改变通过电位器的电流
D.将B、C接入电路,当滑片逆时针旋动时,通过电位器的电流变小
【答案】D
【解析】
解答:A.接线柱A和C,是滑动变阻器的两个端点,接入这两个接线柱,滑动变阻器是一个定值电阻.不
能改变电路中的电流.不符合题意.B.只把A和B接入电路时,滑动变阻器接入左半段,旋动滑片时,能
改变接入电路的电阻,能改变电路中的电流.不符合题意.C.将A.B接入电路同一点,实际上用中间的导
线把滑动变阻器的左半段短路,C接入电路的另一点时,滑动变阻器接入右半段,旋动滑片时,能改变接入
电路的电阻,能改变电路中的电流.不符合题意.D.将B.C接入电路,滑动变阻器接入右半段,当滑片逆
时针旋动时,接入电路的右半段变长,电阻变大,电路中的电流变小.符合题意.
点睛:电位器实际上是一个滑动变阻器,一定要选择B接线柱,另一个可以任意选择,就可以改变电路中
的电流.
10.用实验的方法研究影响电阻大小的因素,老师给同学们提供了以下备选的导线规格,见下表.你认为
对导体选择最合理的是()
横截面积
材料编号长度(m)
(mm2)
a10.5
b1.50.5
镜铜□金
c11
d151
e10.5
镖辂合金f150.5
g11
A.abedB.aefg
C.bcfgD.cdef
【答案】B
【解析】
解答:电阻的大小与材料、长度和横截面积都有关系,实验探究时应采用控制变量法;(1)要研究长度与导
体电阻大小的关系,就要控制导体的材料、横截面积相同,导体的长度不同,在表格中给的导线中,ab和
ef符合条件.(2)要研究横截面积与导体电阻大小的关系,就要控制导体的材料、长度相同,导体的横截面
积不同,在表格中给的导线中,ac和eg符合条件.(3)要研究材料与导体电阻大小的关系,就要控制导体的
长度、横截面积相同,导体的材料不同,在表格中给的导线中,ae、bf和eg符合条件.通过以上分析可知,
可以选择的导线组合为:abce;abcf;abeg;aefg;befg;cefg,故B正确.
故选B.
【点睛】
电阻的大小与材料、长度和横截面积都有关系,在研究某一物理量对电阻的影响时;需要保持其它物理量
不变,只改变这一个物理量,据此进行分析.
二、填空题
11.我们在考试时要用到2B铅笔填涂机读卡,2B铅笔中的石墨是(选填"导体”或"绝缘体”)。
某些材料导电性能介于导体和绝缘体之间,常称作o某些物质在很低的温度时,电阻会变成零,
这就是现象。
【答案】导体半导体超导
【解析】
[1]容易导电的物体称为导体,石墨是良好的导体。
⑵导电性能介于导体和绝缘体之间的材料称为半导体,如硅是常见的半导体。
[3]某些物质在很低的温度时,电阻会变成零,这种现象称为超导现象,超导可以使电路中的电流大大增加,
可用在磁悬浮列车上。
12.人的双手间在干燥时的电阻约为5000。=MQ.人双手在潮湿的电阻约为800。,这说明人双手
间电阻的大小与程度有关.
【答案】5x103潮湿(或干燥)
【解析】
人的双手间在干燥时的电阻约为5000Q=5000xl0OMQ=5xl03MQ;人的双手间在干燥或潮湿时的电阻相
差较大,这说明人体的双手间的电阻与潮湿(或干燥)程度有关.
13.如图所示,用导线把电池、小灯泡和一段粗细均匀的电阻丝连接起来。当金属夹从电阻丝上的某点,
沿电阻丝向移动的过程中,小灯泡亮度逐渐变暗,这表明导体电阻的大小跟导体的有关,如
要继续研究电阻与温度的关系,还需要添加的仪器是o
【答案】右长度酒精灯
【解析】
[1H2]灯泡逐渐变暗,说明灯泡的实际功率减小,由功率公式可知,电路中的电流变小,由欧姆定律可知,
电路中的电阻变大,即电阻丝接入电路的阻值变大,因此金属夹向右滑动,并且导体电阻的大小跟导体的
长度有关。
[3]如要继续研究电阻与温度的关系,需要用酒精灯来加热导体。
14.某个导体通过0.5A的电流时,电阻为10C。若通过1A的电流时,该导体的电阻为C;若导体
不通电时,其电阻为Q。
【答案】1010
【解析】
电阻是导体本身的一种性质,与两端的电压和通过的电流无关,所以无论通过的电流多大或导体不通
电时,导体的电阻仍为10。不变。
15.右图是某滑动变阻器的结构示意图,其铭牌上标有“20Q1.5A”的字样,当滑片P从最左端滑到最右端时•:
(1)使用A、C接线柱时,它接入电路的电阻的变化范围是Q;
(2)使用B、C接线柱时,它接入电路的电阻的变化范围是C;
(3)使用A、B接线柱时,它连入电路的电阻为Q;
(4)使用C、D接线柱时,它连入电路的电阻为Q.
【答案】0-2020-0200
【解析】
滑动变阻器铭牌上标有“20C1.5A”的字样,表示滑动变阻器最大阻值为20C,允许通过最大电流为1.5A.
(1)使用A、C接线柱时,电阻丝AP连入电路中,当滑片P从最左端滑到最右端时,它接入电路的电阻
的变化范围是0〜20Q;
(2)使用B、C接线柱时,电阻丝PB连入电路中,当滑片P从最左端滑到最右端时,它接入电路的电阻
的变化范围是20〜0C;
(3)使用A、B接线柱时,整个电阻丝连入电路中,此时滑动变阻器相当于一个定值电阻,当滑片P从最
左端滑到最右端时,它的阻值不变,它连入电路的电阻为其最大值20C:
(4)使用C、D接线柱时,滑动变组器相当于一根导线,它连入电路的电阻为0C;
16.为了扩大电阻的变化范围,同时满足细调的要求,实验室往往把一个阻值较大的变阻器与一个阻值较
小的变阻器串联起来使用.将图所示的两个变阻器串联后接入电路时,滑片P2应放在E端,滑片Pl应放在
端(填“A”或"B”).为了比较快捷地改变电路中的电流,应首先调节(填“左”或“右”)的
滑动变阻器.
【答案】B左
【解析】
串联使用时时,总阻值大的为粗调,总阻值小的为细调,由图可知,左边变阻器分别接了AD两个接线柱;则
当滑片Pi在最右端,即B端时,滑动变阻器的接入电阻最大,故滑片Pi应放在B端.为了比较快捷地改
变电路中的电流,应首先调节左边的滑动变阻器.
点睛:因滑动变阻器的接入电阻与导线的长度成正比,则可知当两滑动变阻器的导线全部接入时总电阻最
大;则由接线的方式可知两滑片的位置.
17.电位器实际是滑动变阻器,如图是电位器的结构示意图。把电位器与灯串联来调节灯的亮暗,如把电
位器的A、B两端接在电路中,把旋钮顺时针转时,灯的亮暗变化是(选填“变亮”“不变”“变暗”),
说明导体电阻大小与有关。
【答案】变暗长度
【解析】
口][2]由示意图知,当滑片顺时针转动时,接入电路的电阻片长度变大,电流变小,所以灯变暗,说明导体
电阻大小与长度有关。
18.阅读《超导现象》,回答第18题。
超导现象
金属的电阻随温度的升高而增大,当金属的温度降低时,它的电阻减小。1911年,荷兰物理学家昂内斯在
测定水银在低温下的电阻值时发现,当温度降到-269℃左右时,水银的电阻变为零,这种现象叫超导现象。
并不是所有物体都会发生超导现象,而能够发生超导现象的物质,也需要极低的温度才能使其电阻转变为
零,物质电阻变为零的温度称为超导转变温度。以下是几种材料的超导转变温度:
物质铝铅锡水银铐
超导转变温度/七-271.76-265.97-269.43-268.99-273.14
我国于1989年已成功发现超导转变温度为-141°C的超导体材料,并且第一代材料已经研究成熟,第二代材
料由于其成本低更适用于产业化运作而被市场看好;超导产品品类也逐渐增加,现已进行产业化运作的有
超导电缆、超导限流器、超导滤波器、超导储能等。虽然我国整体超导研发水平与国际尚有一定的差距,
但部分领域已经处于国际先进水平。
目前,各国科学家还在继续研究超导转变温度更高的超导体材料,以将超导应用到日常生产和生活中去。
阅读上文,回答下列问题:
(1)金属的电阻随温度的降低而。
(2)发生超导现象时,超导体电阻为__C。
(3)-270℃可以使变为超导体(选填一种材料即可)。
(4)超导体用于制作电热丝(选填“能”或“不能”)。
【答案】减小0铅(或锡、水银)不能
【解析】
(1)口]根据材料信息可知,金属的电阻随温度的降低而减小。
(2)⑵根据超导现象的概念可知,发生超导现象时,超导体电阻为()C。
(3)[3]根据表格数据可知,-270℃可以使铅(或锡、水银)变为超导体。
(4)[4]电热丝需要将电能转化为内能,电阻为零则无法将电能转化为内能,故超导体不能用于制作电热丝。
三、作图题
19.在图中,要使滑动变阻器的滑片向左移动时,小灯泡变暗,请完成实物连接。
+
【答案】
D
B
【解析】
由题意可知,要求滑动变阻器的滑片向左移动时,小灯泡变暗,所以滑动变阻器连入电路中的电阻在滑片
向左移动时,电阻变大,电路中的电流变小,小灯泡变暗,即滑动变阻器右下接线柱接入电路,与灯泡串
联,如下图所示:
,以笔画线代替导线补上。补上后要求:闭合开关s,滑动变阻
器的滑片向右移动时,电流表示数变小,小灯亮度不变。
【答案】
【解析】
题目要求闭合开关,滑片向右移动时,电流表示数变小,小灯泡亮度不变,所以灯泡要与变阻器并联,它
们互不影响;因为电流表示数变小,所以电流表要串联在滑动变阻器所在支路中,而变阻器的阻值要变大,
所以变阻器的下方接线柱选A接线柱,A与电流表的负接线柱相连,C接线柱与灯泡的左接线柱相连,作图
如下所示:
四、实验题
21.如图所示的电路,和均为银铭合金线,请回答下列问题:
(1)闭合开关后,通过观察,可以比较出合金线电阻的大小,这种研究方法叫(填”等效替
代法”或“转换法”);
(2)该实验装置是研究电阻大小与导体的关系;
(3)该实验装置______(“能”"不能”)用来探究导体电阻与材料的关系。
【答案】电流表的示数转换法横截面积不能
【解析】
(1)和的长度相同,粗细不同,故电阻不同,接入电路,电路的电流不同,可以通过观察电流表
的示数变化,比较电阻的大小。
⑵将无法直接比较大小的电阻接入电路,通过电流表的示数变化体现电阻的变化,这种方法叫转换法。
(2)[3]由图可知,A8和CD的长度相同,横截面积不同,故该实验可研究电阻大小与导体横截面积(粗细)
的关系。
(3)[4]A8和CD均为银铭合金线,材料相同,故该实验不能用来探究导体电阻与材料的关系。
22.在“探究影响导体电阻大小因素”的实验中,小兵、小红提出如下猜想:
①导体的电阻与导体的长度有关
②导体的电阻与导体的横截面积有关
③导体的电阻与导体的材料有关
实验室提供4根电阻丝,规格、材料如下表:
为验证上述猜想,他们设计了如图所示的实验电路。
编号材料长度/m横截面积/mm?
A银铭合金0.50.5
B保铝合金1.00.5
C银铭合金0.51.0
D镒铜合金0.50.5
(1)实验中,在导线夹MN之间接入不同的导体,通过观察来比较导体电阻的大小,这种实
验方法叫做转换法。
(2)为了验证上述猜想①,应该选用编号为A和的两根电阻线进行实验,
(3)为了验证上述猜想②,应该选用编号为A和C的两根电阻线进行实验。该实验结论为:当导体的材料、
长度相同时,横截面积越大,电阻越。
【答案】电流表示数大小B小
【解析】
(1)[1]转换法是指将不易观察的现象转换为易观察的现象或不易测量的物理量转换为易测量的物理量以达
到实验探究的目的的实验方法。本实验中,电阻的大小无法通过直接观察或测量比较,则根据电阻是对电
流的阻碍大小的定义将其转换为观察电流表示数的大小进行比较,电流越大说明导体的电阻越小。
(2)[2]本实验提出了长度、横截面积、材料三个可能影响电阻线电阻大小的因素的猜想,为了验证猜想①,
探究长度对电阻大小的影响,需控制电阻线的横截面积、材料保持不变,改变电阻线的长度来进行实验,
表格中A、B电阻线符合要求。
(3)[3]根据课本上学习的导体电阻的影响因素可知,导体的材料、长度相同时.,横截面积越大,电阻越小。
23.小芳想用如图所示的器材,设计一个可以调节小灯泡亮度的电路,要求:滑动变阻器的滑片向左滑动
时,灯泡的亮度变暗;用电流表测灯泡的电流,电压表测灯泡两端的电压。
(1)请你用笔画线代替导线连接电路;
(2)连接电路时的开关应处于状态,实验前滑片P应放在端,此时发现电流表指针位于零刻
线偏左的位置,则接下来的操作是;
(3)在实验中如果无论如何移动滑动变阻器的滑片,灯泡亮度都不改变,而且很暗,原因是。
【答案】断开最左应调零滑动变阻器接线接在48
两接线柱上
【解析】
解:(1)[1]滑动变阻器应符合“一上一下”的接线原则,因为滑片向左移动,灯泡变暗,说明滑片向左移动,
滑动变阻器接入电路中的电阻增大,因此应选择右下方的接线柱,因为电源电压为3
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