16.4 变阻器（分层作业）-九年级物理全一册同步备课系列（人教版） 【解析版】

第4节变阻器一、变阻器1．在“设计制作一个调光灯”的实践活动中，小明设计了如图所示的电路，电源使用三节铅蓄电池串联，小灯泡额定电压为3V，AP两个回形针可在铅笔芯上滑动。通过交流，小华同学提出了改进建议，关于以下建议，你认为合理的是（）A．为使灯泡亮度变化更明显，应选用长度很短的铅笔芯B．为保护灯泡，可以在AP之间做一个标记，防止接入阻值太小C．铅笔芯换成铜丝更好D．电源电压改为1.5V更好【答案】B【详解】A．铅笔芯相当于一个滑动变阻器，它和灯泡串联，阻值越大的电阻对电流的阻碍作用越大，由于铅笔芯的长度越长电阻阻值越大，所以铅笔芯的长度应适当长一些，故A不符合题意；B．为保护灯泡，在AP之间做一个标记，保持灯泡与一定长度的铅笔芯串联，可以防止灯泡两端电压过大而烧坏灯泡，故B符合题意；C．铜丝的电阻很小，灯泡亮度的变化不明显，故C不符合题意；D．小灯泡额定电压为3V，电源电压改为1.5V，灯泡很暗实验现象不明显，故D不符合题意。故选B。2．下列关于滑动变阻器（如图）的构造说法正确的是（）A．线圈是用铜丝或铝丝制成B．滑片与金属棒之间是绝缘的C．滑片与线圈之间是绝缘的D．瓷筒与线圈是绝缘的【答案】D【详解】A．线圈是用电阻率较大的合金线制成的，故A错误；B．滑片与金属棒之间是导电的，否则无法改变电阻，故B错误；C．滑片与线圈之间是导电的，否则无法改变电阻，故C错误；D．瓷筒与线圈之间是绝缘的，因为陶瓷是绝缘体，故D正确；故选D。3．当滑动变阻器的滑片向a端滑动时，下列四种接法中，变阻器阻值变小的是（）A．B．C．D．【答案】C【详解】A．由图可知，滑动变阻器同时接上面两个接线柱，滑动变阻器接入电路的电阻为零，移动滑片，滑动变阻器接入电路的阻值不变，故A不符合题意；B．由图可知，向a端移动滑片时，滑动变阻器接入电路的电阻丝长度变长，则滑动变阻器连入电路的阻值变大，故B不符合题意；C．由图可知，向a端移动滑片时，滑动变阻器接入电路的电阻丝长度变短，则滑动变阻器接入电路的阻值变小，故C符合题意；D．由图可知，向a端移动滑片时，滑动变阻器接入电路的电阻丝长度变长，则滑动变阻器连入电路的阻值变大，故D不符合题意。故选C。4．如图所示，将滑动变阻器连入电路，当滑片P向左移动时，能使连入电阻增大的是（）A．甲和乙 B．乙和丁 C．乙和丙 D．甲和丁【答案】B【详解】甲丙．接入电路的是左半部分，当滑片向左移动时，接入电路的电阻丝变短，电阻变小，故甲丙不符合题意；乙丁．接入电路的是右半部分，当滑片向左移动时，接入电路的电阻丝变长，电阻变大，故乙丁符合题意。故选B。5．滑动变阻器的原理是通过改变连入电路中电阻丝的________来改变电阻，从而改变电路中的_________。如图所示是滑动变阻器的结构示意图，要使滑片P向右滑动时电阻变大，应接入的接线柱是C和_________。滑动变阻器的铭牌上标有“50Ω2A”的字样，其中“50Ω”指的是__________。【答案】长度；电流；A；滑动变阻器的最大电阻是50Ω。【详解】电阻的阻值和电阻丝的长度有关，故滑动变阻器的原理是通过改变连入电路中导线的长度来改变电阻，从而改变电路中的电流。由图可知，要使滑片P向右滑动时电阻变大，说明接入电路的电阻丝长度增大，则此时接入的有效部分是AP，所以应接入的接线柱为AC两个或AD两个接线柱；滑动变阻器的铭牌上标有“50Ω，2A”的字样，其中“50Ω”表示滑动变阻器的最大电阻是50Ω。6．如图，用变阻器控制灯泡L的亮度，若要求滑片P向左滑动时灯泡逐渐变亮，则下列接法中正确的是（）A．M接C，N接D B．M接A，N接BC．M接C，N接B D．M接A，N接D【答案】C【详解】滑动变阻器的滑片左移，灯泡变亮，电路中电流要变大。则变阻器连入电路的电阻要变小，滑动变阻器接入电路的电阻丝变短。下面的接线柱一定接接线柱C，上面的接线柱接A或B，故C正确，ABD错误。故选C。二、变阻器的应用7．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，a、b、c是它的三个接线柱，旋钮带动滑片转动。电位器应与灯泡_____（填“串联”或“并联”）。若逆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。【答案】串联，a和b。【详解】电位器相当于一个滑动变阻器，电位器应与灯泡串联，才能起到调节作用。若逆时针旋转旋钮时灯泡发光变亮，说明电路中电流变大，结合电位器的连接方法可知需将a和b接线柱接入电路。8．如图所示，是一位同学设计的风力测定仪，O是转动轴，OC是金属杆，下面连着一块受风板，无风时，OC是竖直的，风越大，OC杆偏转角度越大，AB是一段弧形电阻，P点是金属杆与弧形电阻相接触的点。（1）金属杆OC与弧形电阻组合相当于一个________________；（2）测风力时，是通过观察____________________来知道风力的大小；（3）如果风力变化不大，现象不明显，你想采取________________措施使现象更明显。【答案】（1）滑动变阻器；（2）泡亮度；（3）在电路中串联一个电流表.【详解】（1）风力的大小改变了OC杆偏转角度，从而改变了弧形电阻连入电路的电阻线的长度，所以金属杆OC与弧形电阻组合相当于一个滑动变阻器。（2）测风力时，风越大，OC杆偏转角度越大，弧形电阻AB连入电路的电阻线长度变短，连入电路的电阻变小，电路中电流变大，小灯泡变亮，所以通过观察灯泡亮度来知道风力的大小。（3）如果风力变化不大，现象不明显，可以在电路中串联一个电流表，准确反映风力的大小，使现象更明显。9．如图所示是一个自动体重测试仪的工作原理图，体重显示表是由______（选填“电流表”或“电压表”）改装而成的，它的示数越大，说明所测人的质量越____。【答案】电流表；大。【详解】如图所示，体重显示表是串联在电路中的，电压表要与被测用电器并联，故体重显示表是由电流表改装而成的。体重测试仪（电流表）的示数越大，电路的总电阻越小，由串联电路中总电阻等于各分电阻之和可知，滑动变阻器R2接入电路中的电阻越小，则体重测试台受到的压力越大，即所测人的重力越大，其质量也越大。10．铅笔芯的主要成分是石墨，软硬程度不同的铅笔其用途是不同的，例如作画用6B软铅笔，写字用软硬适中的HB铅笔，制图用6H硬铅笔。其铅笔芯都是导体，小明猜想铅笔芯的电阻大小可能与其软硬程度有关，于是他选取了干电池、软硬程度不同的铅笔芯、小灯泡、开关、导线，设计实验对以上问题进行探究。如果你参与小明的探究活动，你认为：（1）在图1标出的制成铅笔的几种材料中，通常情况下属于绝缘体的是______、______；（2）小明在选取软硬程度不同的铅笔芯的同时，应考虑他们的______和______是相同的；（3）在考虑以上因素是基础上，若图2乙中铅笔芯的硬度比图2甲中大，闭合开关后，小明观察灯泡的亮度，可确定乙图中铅笔芯的电阻_____（选填“大”或“小”），说明铅笔芯的电阻与软硬程度______（选填“有关”或“无关”）（4）小明想借助电阻箱用“替代法”较准确的测量出铅笔芯的电阻，除了上述器材和电阻箱外，他还需要的器材是_____，他的做法是：用电阻箱替代图中的铅笔芯，调节电阻箱的电阻值，使______的大小与原来接铅笔芯时的大小相同，则电阻箱接入电路的阻值就是铅笔芯的电阻值。【答案】（1）木材，橡皮。（2）长度，横截面积；（3）大，有关；（4）电流表，电流。【详解】（1）制成铅笔的材料有木材、石墨、橡皮、金属。其中木材和橡皮属于绝缘体，石墨和金属属于导体。（2）导体的电阻与长度、材料、横截面积有关，在研究电阻跟铅笔的软硬关系时，采用控制变量法，保持长度、横截面积一定，改变铅笔的硬度。（3）乙图中铅笔芯的硬度比甲图中大，闭合开关后，乙图灯泡的亮度比甲暗，电流小，可确定乙图中铅笔芯的电阻大，说明铅笔芯的电阻与软硬程度有关。（4）需要将一只电流表串联在刚才的电路中，闭合开关读出电流表的示数为I，然后用电阻箱代替铅笔芯，调节电阻箱，使电流表的示数仍为I，读出电阻箱的阻值就等于铅笔芯的电阻。11．（1）如图甲电流表的示数是______；（2）如图乙电阻箱的示数是______Ω，如图丙所示的是插入式电阻箱的结构示意图，则A、B两个接线柱之间的电阻值是______Ω；（3）某同学在使用电流表测量通过某一灯泡的电流的实验，发现闭合开关前电流表的指针指到如图丁所示的位置，等他修正后闭合开关，电流表的指针又指到如图丁所示的位置，则：①闭合开关前产生这种现象的原因是______；②闭合开关后产生这种现象的原因是______。【答案】（1）0.5A；（2）2020，7；（3）没有调零，电流表正负接线柱接反了。【详解】（1）电流表的量程为0～0.6A，分度值为0.02A，示数为0.5A。（2）由图知，×1000的位置对应的数是2，×100的位置对应的数是0，×10的位置对应的数是2，×1的位置对应的数是0，故电阻箱的示数是2020Ω。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R=5Ω+2Ω＝7Ω（3）①闭合开关前，电流表无电流，电流表的指针在0刻度线的左侧，这说明电流表没有调零。②闭合开关后，通过电流表有电流，电流表的指针在0刻度线的左侧，这说明电流表正负接线柱接反了。12．请根据电路图，用笔画线代替导线将图乙中的电路连接完整（导线不能交叉）。【答案】见下图。【详解】甲图中，R与变阻器串联，电压表测R的电压，电流表测电路的电流；因电源电压为6V，故电压表选用大量程与电阻并联，电流表与电阻串联在电路中，滑动变阻器采用一上一下的方式串联接入电路。综上实物图连接如图所示：13．如图所示是某同学设计的模拟可调光台灯电路，其中电位器有a、b、c三个接线柱，请连接电路，使顺时针旋转滑片时灯泡变亮。【答案】见下图。【详解】滑片顺时针旋转时，灯泡变亮，原因是电流变大，电源电压不变时，电阻变小，连入电路的电阻丝变短，一定是连入了上面的接线柱c和中间的接线柱b，如下图所示.14．如图所示，用电流表、电压表分别测出通过灯泡的电流和灯泡两端的电压，电路中电流最大为0.5A，并用变阻器改变小灯泡的电流，要求滑片向左滑动时灯泡变亮，请将电路图连接完整。【答案】见右图。【详解】电源电压为3V，用电流表测灯的电流，因电路中电流最大为0.5A，所以，电流表选用小量程与灯串联，要求滑片向左滑动时灯泡变亮，即电流变大，电阻变小，所以，滑片以左电阻丝连入电路中与灯串联，如下所示：15．如图给出了几种元件，要求用滑动变阻器控制灯泡中的电流大小，电流表测出总电流的大小，电压表测出灯泡两端的电压。（1）画出电路图，并按电路图连接实物图______；（2）根据你连接的实物图完成下表______；滑片P变阻器连入的电阻怎样变化小灯泡的亮度怎样变化电流表示数怎样变化电压表示数怎样变化向右移动向左移动【答案】见解析。【详解】（1）按电流流向法，先画出电源的符号，从电源的正极出发一次画出电流表、灯泡、滑动变阻器、开关回到电源的负极，再把电压表并联在灯泡的两端，如下图所示；滑动变阻器与灯泡串联，电流表串联在电路中，电压表并联在灯泡的两端，然后与电源组成电路，如下图所示：（2）滑片向右移动时，接入电路中的电阻变大，电路中的总电阻变大，则电路中的电流变小，灯泡两端的电压变小，所以电流表、电压表的示数均变小，灯泡变暗；滑片向左移动时，接入电路中的电阻小，电路中的总电阻变小，电路中的电流变大，即电流表、电压表的示数变大，灯泡变亮。如表所示：滑片P变阻器连入的电阻怎样变化小灯泡的亮度怎样变化电流表示数怎样变化电压表示数怎样变化向右移动变大变暗变小变小向左移动变小变亮变大变大16．（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．AB B．CD C．BD D．AD【答案】D【详解】AB．滑动变阻器应该一上一下连接，连接AB或CD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BD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AD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。17．（2022·四川内江·统考中考真题）如图所示是滑动变阻器的结构和连入电路的示意图，当滑片向左滑动时，连入电路的电阻变大的是（）A． B．C． D．【答案】C【详解】A．滑片向左移动时，滑动变阻器接入电路的电阻丝变短，滑动变阻器连入电路的电阻变小，故A不符合题意；B．滑动变阻器的左下方接线柱和右上方接线柱接入电路中，当滑片向左滑动时，电阻丝接入电路的长度变短，所以电阻变小，故B不符合题意；C．滑动变阻器的左上方接线柱和右下方接线柱接入电路中，当滑片向左滑动时，电阻丝接入电路的长度变长，所以电阻变大，故C符合题意；D．滑动变阻器的两个下方接线柱接入电路中，此时滑动变阻器接入电路的电阻最大且不变，故D不符合题意。故选C。18．（2022青岛·中考真题）小明选取一根粗细均匀的铅笔芯，连接成图示电路，把左端夹子固定，移动右端夹子，观察到小灯泡的亮度发生了变化。实验中，影响导体电阻大小的因素是（）A．长度 B．横截面积C．电流 D．电压【答案】A【详解】A．把左端夹子固定，移动右端夹子，接入电阻丝的长度发生了变化，电阻发生了变化，导致通过灯泡中的电流发生了变化，故A符合题意；B．把左端夹子固定，移动右端夹子，铅笔芯的横截面积没有发生变化，故B不符合题意；C．电阻是导体本身的性质，与电流的大小没有关系，故C不符合题意；D．电阻是导体本身的性质，与电压的大小没有关系，故D不符合题意。故选A。19．（2022·四川自贡·统考中考真题）如图所示，是一种自动测定油箱内油面高度的装置，R是转动式变阻器，它的金属滑片P是杠杆的一端，下列说法正确的是（）A．油位越高，流过R的电流越大 B．R、R0在电路中是并联的C．油位越高，R两端的电压越大 D．油量表是由电流表改装而成的【答案】C【详解】A．油位越高，浮子上升，在杠杆的作用下滑片上移，滑动变阻器连入电路的电阻越大，总电阻越大，电路中的电流越小，即通过R的电流越小，故A错误；B．由图知，电流从电源负极流出，先后经过转动式变阻器R和R0，最后回到电源负极，所以R、R0在电路中电路中是串联的，故B错误；C．串联电路中电阻起分担电压的作用，电阻越大，其分担的电压越大；油位越高，浮子上升，在杠杆的作用下滑片上移，转动式变阻器连入电路的电阻越大，则变阻器R分得的电压越大