16.4 變阻器（分層作業(yè)）-九年級物理全一冊同步備課系列（人教版） 【解析版】

第4節(jié)變阻器一、變阻器1．在“設計制作一個調光燈”的實踐活動中，小明設計了如圖所示的電路，電源使用三節(jié)鉛蓄電池串聯(lián)，小燈泡額定電壓為3V，AP兩個回形針可在鉛筆芯上滑動。通過交流，小華同學提出了改進建議，關于以下建議，你認為合理的是（）A．為使燈泡亮度變化更明顯，應選用長度很短的鉛筆芯B．為保護燈泡，可以在AP之間做一個標記，防止接入阻值太小C．鉛筆芯換成銅絲更好D．電源電壓改為1.5V更好【答案】B【詳解】A．鉛筆芯相當于一個滑動變阻器，它和燈泡串聯(lián)，阻值越大的電阻對電流的阻礙作用越大，由于鉛筆芯的長度越長電阻阻值越大，所以鉛筆芯的長度應適當長一些，故A不符合題意；B．為保護燈泡，在AP之間做一個標記，保持燈泡與一定長度的鉛筆芯串聯(lián)，可以防止燈泡兩端電壓過大而燒壞燈泡，故B符合題意；C．銅絲的電阻很小，燈泡亮度的變化不明顯，故C不符合題意；D．小燈泡額定電壓為3V，電源電壓改為1.5V，燈泡很暗實驗現象不明顯，故D不符合題意。故選B。2．下列關于滑動變阻器（如圖）的構造說法正確的是（）A．線圈是用銅絲或鋁絲制成B．滑片與金屬棒之間是絕緣的C．滑片與線圈之間是絕緣的D．瓷筒與線圈是絕緣的【答案】D【詳解】A．線圈是用電阻率較大的合金線制成的，故A錯誤；B．滑片與金屬棒之間是導電的，否則無法改變電阻，故B錯誤；C．滑片與線圈之間是導電的，否則無法改變電阻，故C錯誤；D．瓷筒與線圈之間是絕緣的，因為陶瓷是絕緣體，故D正確；故選D。3．當滑動變阻器的滑片向a端滑動時，下列四種接法中，變阻器阻值變小的是（）A．B．C．D．【答案】C【詳解】A．由圖可知，滑動變阻器同時接上面兩個接線柱，滑動變阻器接入電路的電阻為零，移動滑片，滑動變阻器接入電路的阻值不變，故A不符合題意；B．由圖可知，向a端移動滑片時，滑動變阻器接入電路的電阻絲長度變長，則滑動變阻器連入電路的阻值變大，故B不符合題意；C．由圖可知，向a端移動滑片時，滑動變阻器接入電路的電阻絲長度變短，則滑動變阻器接入電路的阻值變小，故C符合題意；D．由圖可知，向a端移動滑片時，滑動變阻器接入電路的電阻絲長度變長，則滑動變阻器連入電路的阻值變大，故D不符合題意。故選C。4．如圖所示，將滑動變阻器連入電路，當滑片P向左移動時，能使連入電阻增大的是（）A．甲和乙 B．乙和丁 C．乙和丙 D．甲和丁【答案】B【詳解】甲丙．接入電路的是左半部分，當滑片向左移動時，接入電路的電阻絲變短，電阻變小，故甲丙不符合題意；乙丁．接入電路的是右半部分，當滑片向左移動時，接入電路的電阻絲變長，電阻變大，故乙丁符合題意。故選B。5．滑動變阻器的原理是通過改變連入電路中電阻絲的________來改變電阻，從而改變電路中的_________。如圖所示是滑動變阻器的結構示意圖，要使滑片P向右滑動時電阻變大，應接入的接線柱是C和_________。滑動變阻器的銘牌上標有“50Ω2A”的字樣，其中“50Ω”指的是__________?！敬鸢浮块L度；電流；A；滑動變阻器的最大電阻是50Ω?！驹斀狻侩娮璧淖柚岛碗娮杞z的長度有關，故滑動變阻器的原理是通過改變連入電路中導線的長度來改變電阻，從而改變電路中的電流。由圖可知，要使滑片P向右滑動時電阻變大，說明接入電路的電阻絲長度增大，則此時接入的有效部分是AP，所以應接入的接線柱為AC兩個或AD兩個接線柱；滑動變阻器的銘牌上標有“50Ω，2A”的字樣，其中“50Ω”表示滑動變阻器的最大電阻是50Ω。6．如圖，用變阻器控制燈泡L的亮度，若要求滑片P向左滑動時燈泡逐漸變亮，則下列接法中正確的是（）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【詳解】滑動變阻器的滑片左移，燈泡變亮，電路中電流要變大。則變阻器連入電路的電阻要變小，滑動變阻器接入電路的電阻絲變短。下面的接線柱一定接接線柱C，上面的接線柱接A或B，故C正確，ABD錯誤。故選C。二、變阻器的應用7．如圖所示，甲為亮度可調的臺燈，電位器是調節(jié)其亮度的裝置，a、b、c是它的三個接線柱，旋鈕帶動滑片轉動。電位器應與燈泡_____（填“串聯(lián)”或“并聯(lián)”）。若逆時針旋轉旋鈕時燈泡發(fā)光變亮，則需將_____（選填“a和b”“a和c”或“b和c”）接線柱接入電路?！敬鸢浮看?lián)，a和b。【詳解】電位器相當于一個滑動變阻器，電位器應與燈泡串聯(lián)，才能起到調節(jié)作用。若逆時針旋轉旋鈕時燈泡發(fā)光變亮，說明電路中電流變大，結合電位器的連接方法可知需將a和b接線柱接入電路。8．如圖所示，是一位同學設計的風力測定儀，O是轉動軸，OC是金屬桿，下面連著一塊受風板，無風時，OC是豎直的，風越大，OC桿偏轉角度越大，AB是一段弧形電阻，P點是金屬桿與弧形電阻相接觸的點。（1）金屬桿OC與弧形電阻組合相當于一個________________；（2）測風力時，是通過觀察____________________來知道風力的大??；（3）如果風力變化不大，現象不明顯，你想采取________________措施使現象更明顯?！敬鸢浮浚?）滑動變阻器；（2）泡亮度；（3）在電路中串聯(lián)一個電流表.【詳解】（1）風力的大小改變了OC桿偏轉角度，從而改變了弧形電阻連入電路的電阻線的長度，所以金屬桿OC與弧形電阻組合相當于一個滑動變阻器。（2）測風力時，風越大，OC桿偏轉角度越大，弧形電阻AB連入電路的電阻線長度變短，連入電路的電阻變小，電路中電流變大，小燈泡變亮，所以通過觀察燈泡亮度來知道風力的大小。（3）如果風力變化不大，現象不明顯，可以在電路中串聯(lián)一個電流表，準確反映風力的大小，使現象更明顯。9．如圖所示是一個自動體重測試儀的工作原理圖，體重顯示表是由______（選填“電流表”或“電壓表”）改裝而成的，它的示數越大，說明所測人的質量越____。【答案】電流表；大?！驹斀狻咳鐖D所示，體重顯示表是串聯(lián)在電路中的，電壓表要與被測用電器并聯(lián)，故體重顯示表是由電流表改裝而成的。體重測試儀（電流表）的示數越大，電路的總電阻越小，由串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和可知，滑動變阻器R2接入電路中的電阻越小，則體重測試臺受到的壓力越大，即所測人的重力越大，其質量也越大。10．鉛筆芯的主要成分是石墨，軟硬程度不同的鉛筆其用途是不同的，例如作畫用6B軟鉛筆，寫字用軟硬適中的HB鉛筆，制圖用6H硬鉛筆。其鉛筆芯都是導體，小明猜想鉛筆芯的電阻大小可能與其軟硬程度有關，于是他選取了干電池、軟硬程度不同的鉛筆芯、小燈泡、開關、導線，設計實驗對以上問題進行探究。如果你參與小明的探究活動，你認為：（1）在圖1標出的制成鉛筆的幾種材料中，通常情況下屬于絕緣體的是______、______；（2）小明在選取軟硬程度不同的鉛筆芯的同時，應考慮他們的______和______是相同的；（3）在考慮以上因素是基礎上，若圖2乙中鉛筆芯的硬度比圖2甲中大，閉合開關后，小明觀察燈泡的亮度，可確定乙圖中鉛筆芯的電阻_____（選填“大”或“小”），說明鉛筆芯的電阻與軟硬程度______（選填“有關”或“無關”）（4）小明想借助電阻箱用“替代法”較準確的測量出鉛筆芯的電阻，除了上述器材和電阻箱外，他還需要的器材是_____，他的做法是：用電阻箱替代圖中的鉛筆芯，調節(jié)電阻箱的電阻值，使______的大小與原來接鉛筆芯時的大小相同，則電阻箱接入電路的阻值就是鉛筆芯的電阻值?！敬鸢浮浚?）木材，橡皮。（2）長度，橫截面積；（3）大，有關；（4）電流表，電流?！驹斀狻浚?）制成鉛筆的材料有木材、石墨、橡皮、金屬。其中木材和橡皮屬于絕緣體，石墨和金屬屬于導體。（2）導體的電阻與長度、材料、橫截面積有關，在研究電阻跟鉛筆的軟硬關系時，采用控制變量法，保持長度、橫截面積一定，改變鉛筆的硬度。（3）乙圖中鉛筆芯的硬度比甲圖中大，閉合開關后，乙圖燈泡的亮度比甲暗，電流小，可確定乙圖中鉛筆芯的電阻大，說明鉛筆芯的電阻與軟硬程度有關。（4）需要將一只電流表串聯(lián)在剛才的電路中，閉合開關讀出電流表的示數為I，然后用電阻箱代替鉛筆芯，調節(jié)電阻箱，使電流表的示數仍為I，讀出電阻箱的阻值就等于鉛筆芯的電阻。11．（1）如圖甲電流表的示數是______；（2）如圖乙電阻箱的示數是______Ω，如圖丙所示的是插入式電阻箱的結構示意圖，則A、B兩個接線柱之間的電阻值是______Ω；（3）某同學在使用電流表測量通過某一燈泡的電流的實驗，發(fā)現閉合開關前電流表的指針指到如圖丁所示的位置，等他修正后閉合開關，電流表的指針又指到如圖丁所示的位置，則：①閉合開關前產生這種現象的原因是______；②閉合開關后產生這種現象的原因是______?！敬鸢浮浚?）0.5A；（2）2020，7；（3）沒有調零，電流表正負接線柱接反了?！驹斀狻浚?）電流表的量程為0～0.6A，分度值為0.02A，示數為0.5A。（2）由圖知，×1000的位置對應的數是2，×100的位置對應的數是0，×10的位置對應的數是2，×1的位置對應的數是0，故電阻箱的示數是2020Ω。當銅塞插入時，則該銅塞處的電阻絲就會短路，這部分電阻就會消失；由圖可知，A、B兩個接線柱之間的電阻是R=5Ω+2Ω＝7Ω（3）①閉合開關前，電流表無電流，電流表的指針在0刻度線的左側，這說明電流表沒有調零。②閉合開關后，通過電流表有電流，電流表的指針在0刻度線的左側，這說明電流表正負接線柱接反了。12．請根據電路圖，用筆畫線代替導線將圖乙中的電路連接完整（導線不能交叉）。【答案】見下圖?！驹斀狻考讏D中，R與變阻器串聯(lián)，電壓表測R的電壓，電流表測電路的電流；因電源電壓為6V，故電壓表選用大量程與電阻并聯(lián)，電流表與電阻串聯(lián)在電路中，滑動變阻器采用一上一下的方式串聯(lián)接入電路。綜上實物圖連接如圖所示：13．如圖所示是某同學設計的模擬可調光臺燈電路，其中電位器有a、b、c三個接線柱，請連接電路，使順時針旋轉滑片時燈泡變亮?！敬鸢浮恳娤聢D?！驹斀狻炕槙r針旋轉時，燈泡變亮，原因是電流變大，電源電壓不變時，電阻變小，連入電路的電阻絲變短，一定是連入了上面的接線柱c和中間的接線柱b，如下圖所示.14．如圖所示，用電流表、電壓表分別測出通過燈泡的電流和燈泡兩端的電壓，電路中電流最大為0.5A，并用變阻器改變小燈泡的電流，要求滑片向左滑動時燈泡變亮，請將電路圖連接完整?！敬鸢浮恳娪覉D?！驹斀狻侩娫措妷簽?V，用電流表測燈的電流，因電路中電流最大為0.5A，所以，電流表選用小量程與燈串聯(lián)，要求滑片向左滑動時燈泡變亮，即電流變大，電阻變小，所以，滑片以左電阻絲連入電路中與燈串聯(lián)，如下所示：15．如圖給出了幾種元件，要求用滑動變阻器控制燈泡中的電流大小，電流表測出總電流的大小，電壓表測出燈泡兩端的電壓。（1）畫出電路圖，并按電路圖連接實物圖______；（2）根據你連接的實物圖完成下表______；滑片P變阻器連入的電阻怎樣變化小燈泡的亮度怎樣變化電流表示數怎樣變化電壓表示數怎樣變化向右移動向左移動【答案】見解析?！驹斀狻浚?）按電流流向法，先畫出電源的符號，從電源的正極出發(fā)一次畫出電流表、燈泡、滑動變阻器、開關回到電源的負極，再把電壓表并聯(lián)在燈泡的兩端，如下圖所示；滑動變阻器與燈泡串聯(lián)，電流表串聯(lián)在電路中，電壓表并聯(lián)在燈泡的兩端，然后與電源組成電路，如下圖所示：（2）滑片向右移動時，接入電路中的電阻變大，電路中的總電阻變大，則電路中的電流變小，燈泡兩端的電壓變小，所以電流表、電壓表的示數均變小，燈泡變暗；滑片向左移動時，接入電路中的電阻小，電路中的總電阻變小，電路中的電流變大，即電流表、電壓表的示數變大，燈泡變亮。如表所示：滑片P變阻器連入的電阻怎樣變化小燈泡的亮度怎樣變化電流表示數怎樣變化電壓表示數怎樣變化向右移動變大變暗變小變小向左移動變小變亮變大變大16．（2022·浙江臺州·中考真題）當滑動變阻器的滑片P向右移動時，接入電路的阻值變大。選擇的接線柱是（）A．AB B．CD C．BD D．AD【答案】D【詳解】AB．滑動變阻器應該一上一下連接，連接AB或CD接線柱，移動滑動變阻器的滑片，不能改變滑動變阻器的阻值，故AB不符合題意；C．連接BD接線柱，當滑動變阻器的滑片P向右移動時，接入電路的阻值變小，故C不符合題意；D．連接AD接線柱，當滑動變阻器的滑片P向右移動時，接入電路的阻值變大，故D符合題意。故選D。17．（2022·四川內江·統(tǒng)考中考真題）如圖所示是滑動變阻器的結構和連入電路的示意圖，當滑片向左滑動時，連入電路的電阻變大的是（）A． B．C． D．【答案】C【詳解】A．滑片向左移動時，滑動變阻器接入電路的電阻絲變短，滑動變阻器連入電路的電阻變小，故A不符合題意；B．滑動變阻器的左下方接線柱和右上方接線柱接入電路中，當滑片向左滑動時，電阻絲接入電路的長度變短，所以電阻變小，故B不符合題意；C．滑動變阻器的左上方接線柱和右下方接線柱接入電路中，當滑片向左滑動時，電阻絲接入電路的長度變長，所以電阻變大，故C符合題意；D．滑動變阻器的兩個下方接線柱接入電路中，此時滑動變阻器接入電路的電阻最大且不變，故D不符合題意。故選C。18．（2022青島·中考真題）小明選取一根粗細均勻的鉛筆芯，連接成圖示電路，把左端夾子固定，移動右端夾子，觀察到小燈泡的亮度發(fā)生了變化。實驗中，影響導體電阻大小的因素是（）A．長度 B．橫截面積C．電流 D．電壓【答案】A【詳解】A．把左端夾子固定，移動右端夾子，接入電阻絲的長度發(fā)生了變化，電阻發(fā)生了變化，導致通過燈泡中的電流發(fā)生了變化，故A符合題意；B．把左端夾子固定，移動右端夾子，鉛筆芯的橫截面積沒有發(fā)生變化，故B不符合題意；C．電阻是導體本身的性質，與電流的大小沒有關系，故C不符合題意；D．電阻是導體本身的性質，與電壓的大小沒有關系，故D不符合題意。故選A。19．（2022·四川自貢·統(tǒng)考中考真題）如圖所示，是一種自動測定油箱內油面高度的裝置，R是轉動式變阻器，它的金屬滑片P是杠桿的一端，下列說法正確的是（）A．油位越高，流過R的電流越大 B．R、R0在電路中是并聯(lián)的C．油位越高，R兩端的電壓越大 D．油量表是由電流表改裝而成的【答案】C【詳解】A．油位越高，浮子上升，在杠桿的作用下滑片上移，滑動變阻器連入電路的電阻越大，總電阻越大，電路中的電流越小，即通過R的電流越小，故A錯誤；B．由圖知，電流從電源負極流出，先后經過轉動式變阻器R和R0，最后回到電源負極，所以R、R0在電路中電路中是串聯(lián)的，故B錯誤；C．串聯(lián)電路中電阻起分擔電壓的作用，電阻越大，其分擔的電壓越大；油位越高，浮子上升，在杠桿的作用下滑片上移，轉動式變阻器連入電路的電阻越大，則變阻器R分得的電壓越大