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(shè)計(jì)制作一個(gè)調(diào)光燈”的實(shí)踐活動(dòng)中，小明設(shè)計(jì)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(gè)回形針可在鉛筆芯上滑動(dòng)。通過交流，小華同學(xué)提出了改進(jìn)建議，關(guān)于以下建議，你認(rèn)為合理的是（）A．為使燈泡亮度變化更明顯，應(yīng)選用長度很短的鉛筆芯B．為保護(hù)燈泡，可以在AP之間做一個(gè)標(biāo)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(dāng)于一個(gè)滑動(dòng)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(yīng)適當(dāng)長一些，故A不符合題意；B．為保護(hù)燈泡，在AP之間做一個(gè)標(biāo)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(shí)驗(yàn)現(xiàn)象不明顯，故D不符合題意。故選B。2．下列關(guān)于滑動(dòng)變阻器（如圖）的構(gòu)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(cuò)誤；B．滑片與金屬棒之間是導(dǎo)電的，否則無法改變電阻，故B錯(cuò)誤；C．滑片與線圈之間是導(dǎo)電的，否則無法改變電阻，故C錯(cuò)誤；D．瓷筒與線圈之間是絕緣的，因?yàn)樘沾墒墙^緣體，故D正確；故選D。3．當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片向a端滑動(dòng)時(shí)，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(dòng)變阻器同時(shí)接上面兩個(gè)接線柱，滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻為零，移動(dòng)滑片，滑動(dòng)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(dòng)滑片時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻絲長度變長，則滑動(dòng)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(dòng)滑片時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻絲長度變短，則滑動(dòng)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(dòng)滑片時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻絲長度變長，則滑動(dòng)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(dòng)變阻器連入電路，當(dāng)滑片P向左移動(dòng)時(shí)，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(dāng)滑片向左移動(dòng)時(shí)，接入電路的電阻絲變短，電阻變小，故甲丙不符合題意；乙?。尤腚娐返氖怯野氩糠?，當(dāng)滑片向左移動(dòng)時(shí)，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(dòng)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(dòng)變阻器的結(jié)構(gòu)示意圖，要使滑片P向右滑動(dòng)時(shí)電阻變大，應(yīng)接入的接線柱是C和_________?；瑒?dòng)變阻器的銘牌上標(biāo)有“50Ω2A”的字樣，其中“50Ω”指的是__________?！敬鸢浮块L度；電流；A；滑動(dòng)變阻器的最大電阻是50Ω。【詳解】電阻的阻值和電阻絲的長度有關(guān)，故滑動(dòng)變阻器的原理是通過改變連入電路中導(dǎo)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(dòng)時(shí)電阻變大，說明接入電路的電阻絲長度增大，則此時(shí)接入的有效部分是AP，所以應(yīng)接入的接線柱為AC兩個(gè)或AD兩個(gè)接線柱；滑動(dòng)變阻器的銘牌上標(biāo)有“50Ω，2A”的字樣，其中“50Ω”表示滑動(dòng)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(dòng)時(shí)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(dòng)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(dòng)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(cuò)誤。故選C。二、變阻器的應(yīng)用7．如圖所示，甲為亮度可調(diào)的臺燈，電位器是調(diào)節(jié)其亮度的裝置，a、b、c是它的三個(gè)接線柱，旋鈕帶動(dòng)滑片轉(zhuǎn)動(dòng)。電位器應(yīng)與燈泡_____（填“串聯(lián)”或“并聯(lián)”）。若逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)旋鈕時(shí)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。【答案】串聯(lián)，a和b?！驹斀狻侩娢黄飨喈?dāng)于一個(gè)滑動(dòng)變阻器，電位器應(yīng)與燈泡串聯(lián)，才能起到調(diào)節(jié)作用。若逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)旋鈕時(shí)燈泡發(fā)光變亮，說明電路中電流變大，結(jié)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(xué)設(shè)計(jì)的風(fēng)力測定儀，O是轉(zhuǎn)動(dòng)軸，OC是金屬桿，下面連著一塊受風(fēng)板，無風(fēng)時(shí)，OC是豎直的，風(fēng)越大，OC桿偏轉(zhuǎn)角度越大，AB是一段弧形電阻，P點(diǎn)是金屬桿與弧形電阻相接觸的點(diǎn)。（1）金屬桿OC與弧形電阻組合相當(dāng)于一個(gè)________________；（2）測風(fēng)力時(shí)，是通過觀察____________________來知道風(fēng)力的大?。唬?）如果風(fēng)力變化不大，現(xiàn)象不明顯，你想采取________________措施使現(xiàn)象更明顯。【答案】（1）滑動(dòng)變阻器；（2）泡亮度；（3）在電路中串聯(lián)一個(gè)電流表.【詳解】（1）風(fēng)力的大小改變了OC桿偏轉(zhuǎn)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(dāng)于一個(gè)滑動(dòng)變阻器。（2）測風(fēng)力時(shí)，風(fēng)越大，OC桿偏轉(zhuǎn)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(fēng)力的大小。（3）如果風(fēng)力變化不大，現(xiàn)象不明顯，可以在電路中串聯(lián)一個(gè)電流表，準(zhǔn)確反映風(fēng)力的大小，使現(xiàn)象更明顯。9．如圖所示是一個(gè)自動(dòng)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(shù)越大，說明所測人的質(zhì)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(shù)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(dòng)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(zhì)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(dǎo)體，小明猜想鉛筆芯的電阻大小可能與其軟硬程度有關(guān)，于是他選取了干電池、軟硬程度不同的鉛筆芯、小燈泡、開關(guān)、導(dǎo)線，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)對以上問題進(jìn)行探究。如果你參與小明的探究活動(dòng)，你認(rèn)為：（1）在圖1標(biāo)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(shí)，應(yīng)考慮他們的______和______是相同的；（3）在考慮以上因素是基礎(chǔ)上，若圖2乙中鉛筆芯的硬度比圖2甲中大，閉合開關(guān)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(guān)”或“無關(guān)”）（4）小明想借助電阻箱用“替代法”較準(zhǔn)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(diào)節(jié)電阻箱的電阻值，使______的大小與原來接鉛筆芯時(shí)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(guān)；（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(dǎo)體。（2）導(dǎo)體的電阻與長度、材料、橫截面積有關(guān)，在研究電阻跟鉛筆的軟硬關(guān)系時(shí)，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(guān)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(guān)。（4）需要將一只電流表串聯(lián)在剛才的電路中，閉合開關(guān)讀出電流表的示數(shù)為I，然后用電阻箱代替鉛筆芯，調(diào)節(jié)電阻箱，使電流表的示數(shù)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(shù)是______；（2）如圖乙電阻箱的示數(shù)是______Ω，如圖丙所示的是插入式電阻箱的結(jié)構(gòu)示意圖，則A、B兩個(gè)接線柱之間的電阻值是______Ω；（3）某同學(xué)在使用電流表測量通過某一燈泡的電流的實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)閉合開關(guān)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(guān)，電流表的指針又指到如圖丁所示的位置，則：①閉合開關(guān)前產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因是______；②閉合開關(guān)后產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因是______?！敬鸢浮浚?）0.5A；（2）2020，7；（3）沒有調(diào)零，電流表正負(fù)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(shù)為0.5A。（2）由圖知，×1000的位置對應(yīng)的數(shù)是2，×100的位置對應(yīng)的數(shù)是0，×10的位置對應(yīng)的數(shù)是2，×1的位置對應(yīng)的數(shù)是0，故電阻箱的示數(shù)是2020Ω。當(dāng)銅塞插入時(shí)，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(gè)接線柱之間的電阻是R=5Ω+2Ω＝7Ω（3）①閉合開關(guān)前，電流表無電流，電流表的指針在0刻度線的左側(cè)，這說明電流表沒有調(diào)零。②閉合開關(guān)后，通過電流表有電流，電流表的指針在0刻度線的左側(cè)，這說明電流表正負(fù)接線柱接反了。12．請根據(jù)電路圖，用筆畫線代替導(dǎo)線將圖乙中的電路連接完整（導(dǎo)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(dòng)變阻器采用一上一下的方式串聯(lián)接入電路。綜上實(shí)物圖連接如圖所示：13．如圖所示是某同學(xué)設(shè)計(jì)的模擬可調(diào)光臺燈電路，其中電位器有a、b、c三個(gè)接線柱，請連接電路，使順時(shí)針旋轉(zhuǎn)滑片時(shí)燈泡變亮。【答案】見下圖。【詳解】滑片順時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)，燈泡變亮，原因是電流變大，電源電壓不變時(shí)，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(dòng)時(shí)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(dòng)時(shí)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(dòng)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(shí)物圖______；（2）根據(jù)你連接的實(shí)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(shù)怎樣變化電壓表示數(shù)怎樣變化向右移動(dòng)向左移動(dòng)【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(dòng)變阻器、開關(guān)回到電源的負(fù)極，再把電壓表并聯(lián)在燈泡的兩端，如下圖所示；滑動(dòng)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(dòng)時(shí)，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(shù)均變小，燈泡變暗；滑片向左移動(dòng)時(shí)，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(shù)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(shù)怎樣變化電壓表示數(shù)怎樣變化向右移動(dòng)變大變暗變小變小向左移動(dòng)變小變亮變大變大16．（2022·浙江臺州·中考真題）當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片P向右移動(dòng)時(shí)，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(dòng)變阻器應(yīng)該一上一下連接，連接AB或CD接線柱，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，不能改變滑動(dòng)變阻器的阻值，故AB不符合題意；C．連接BD接線柱，當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片P向右移動(dòng)時(shí)，接入電路的阻值變小，故C不符合題意；D．連接AD接線柱，當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片P向右移動(dòng)時(shí)，接入電路的阻值變大，故D符合題意。故選D。17．（2022·四川內(nèi)江·統(tǒng)考中考真題）如圖所示是滑動(dòng)變阻器的結(jié)構(gòu)和連入電路的示意圖，當(dāng)滑片向左滑動(dòng)時(shí)，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(dòng)時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻絲變短，滑動(dòng)變阻器連入電路的電阻變小，故A不符合題意；B．滑動(dòng)變阻器的左下方接線柱和右上方接線柱接入電路中，當(dāng)滑片向左滑動(dòng)時(shí)，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(dòng)變阻器的左上方接線柱和右下方接線柱接入電路中，當(dāng)滑片向左滑動(dòng)時(shí)，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(dòng)變阻器的兩個(gè)下方接線柱接入電路中，此時(shí)滑動(dòng)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(xì)均勻的鉛筆芯，連接成圖示電路，把左端夾子固定，移動(dòng)右端夾子，觀察到小燈泡的亮度發(fā)生了變化。實(shí)驗(yàn)中，影響導(dǎo)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(dòng)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(dǎo)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(dòng)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(dǎo)體本身的性質(zhì)，與電流的大小沒有關(guān)系，故C不符合題意；D．電阻是導(dǎo)體本身的性質(zhì)，與電壓的大小沒有關(guān)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(dòng)測定油箱內(nèi)油面高度的裝置，R是轉(zhuǎn)動(dòng)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(dòng)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(cuò)誤；B．由圖知，電流從電源負(fù)極流出，先后經(jīng)過轉(zhuǎn)動(dòng)式變阻器R和R0，最后回到電源負(fù)極，所以R、R0在電路中電路中是串聯(lián)的，故B錯(cuò)誤；C．串聯(lián)電路中電阻起分擔(dān)電壓的作用，電阻越大，其分擔(dān)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(zhuǎn)動(dòng)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