（八上）4.4变阻器（解析版）（导学案1）

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知识点1　变阻器的应用
1．电阻器
电阻器是具有一定阻值的元件，也称电阻。电阻器可以控制电路中电流的大小，符号是：____。
2．变阻器
由于实际需要，我们常常要改变电路中的__电流大小__，这时要使用可以改变电阻值的电阻器，即变阻器。
3．变阻器的应用
电路中的电流大小的改变可以通过改变__电阻大小__来实现。
(1)音响设备上的调音台，通过改变电阻改变声音的品质。
(2)电视机、收音机、手机上的音量控制器通过改变流过听筒中的__电流大小__，控制音量。扩音设备中的音量控制器通过改变流过扬声器中的电流大小，控制音量。
(3)电动汽车通过改变电阻来改变行车速度。
(4)电灯上的调光器通过改变电阻，使通过灯泡的电流变化，调节灯泡的明暗。
知识点2　滑动变阻器
1．滑动变阻器的构造原理
(1)原理：靠改变连入电路的电阻丝的__有效长度__来改变电阻。
(2)作用：调节滑动变阻器可以逐渐改变连入电路中的电阻，从而逐渐改变电路中的电流，有时还起到__保护__电路的作用。
(3)构造：滑动变阻器是由绝缘体瓷筒、线圈、金属棒、滑片、上下接线柱等元件组成。套在瓷筒上的线圈由漆包合金丝绕成，它的两头分别与两个下接线柱相连，套在金属棒上的滑片可在棒上滑动，并与线圈紧密接触，线圈上能接触滑片的地方，绝缘漆已被刮去。(如图所示)


(4)结构示意图和符号：滑动变阻器的结构示意图如图甲所示，在电路图中的符号如图乙所示。


2．滑动变阻器的使用方法(如图所示)


(1)串联在电路中，连接时要接“__一上一下__”两个接线柱。
(2)接通电路前，应将滑片滑到__最大阻值处__。
说明　使用滑动变阻器前要了解该变阻器的最大阻值和该变阻器允许通过的最大电流。
3．滑动变阻器“一上一下”的几种接法
(1)正确接法：
①如图1中甲、乙两种接法均为正确接法，且这两种接法滑动变阻器的有效电阻都是__A、P__之间的电阻。在这两种接法中，当滑片P向右移动时，滑动变阻器的电阻均变大；当滑片P向左移动时，滑动变阻器的电阻均变小。


②如图2中甲、乙两种接法均为正确接法，且这两种接法滑动变阻器的有效电阻都是__B、P__之间的电阻。在这两种接法中，当滑片P向右移动时，滑动变阻器的电阻均变小；当滑片P向左移动时，滑动变阻器的电阻均变大。


(2)常见的错误接法：
如图3中甲接法，无论滑片P是否移动，被接入电路中的电阻总是为A、B之间的总电阻(即R为定值)，不会发生变化；而乙接法中，被接入电路的部分始终是CD(即R＝0)，相当于用导线直接相连。


4．滑动变阻器的铭牌
某滑动变阻器标有“20Ω　1A”字样，其含义：该滑动变阻器允许通过的__最大__电流是1A，当电阻全部接入电路中时，电阻的阻值是20Ω(或者说滑动变阻器电阻的变化范围是0～20Ω)。


知识点3　旋钮型变阻器
如图，E相当于滑动变阻器中的电阻丝，D相当于滑片，A、C相当于两个下接线柱，B为上接线柱，连入电路时，A、C选其一，B必连。若连AB，则__AD__间为有效电阻，顺时针转动旋钮时，AD长度变__长__，电阻变__大__。


一、单选题
1．一个滑动变阻器铭牌上标有“50Ω  1.5A”的字样它的意义是（　　）
A．电阻的最小值是50Ω，允许通过的最大电流是1.5A
B．电阻的最小值是50Ω，允许通过的最小电流是1.5A
C．电阻的最大值是50Ω，允许通过的最小电流是1.5A
D．电阻的最大值是50Ω，允许通过的最大电流是1.5A
【答案】D
【解答】一个滑动变阻器铭牌上标有“50Ω 1.5A”的字样，表示50Ω表示滑动变阻器的最大电阻是50Ω，1.5A
表示滑动变阻器允许通过的最大电流是1.5A．
故选D．
2．在用伏安法测电阻的实验中，滑动变阻器不能起到的作用是(　　)  
A．改变待测电阻两端的电压        B．改变电路中的电流
C．保护电路        D．改变待测电阻的阻值
【答案】D
【解答】在用伏安法测电阻的实验中，滑动变阻器的作用是：改变待测电阻两端的电压 ，改变电路中的电流，且能够保护电路，但是不能改变待测电阻的阻值，故D符合题意，而A、B、C不合题意。故选D。
3．如图是滑动变阻器的结构和连入电路的示意图，当滑片P向右滑动时，连入电路的电阻变小的是（　　）
A．
        B．

C．
        D．

【答案】D
【解答】A、当滑片P右移时，连入电路的电阻线长度变长，电阻变大，不符合题意；B、当滑片P右移时，没有电阻线连入电路，不能改变电路中的电阻，不符合题意；C、当滑片P右移时，连入电路的电阻线长度不变，不能改变电阻的大小，不符合题意；D、当滑片P右移时，连入电路的电阻线长度变短，电阻变小，符合题意．故答案为：D．
4．甲变阻器标有“50Ω 1.5A”，乙变阻器标有“10Ω 2.5A”，两变阻器的瓷筒的粗细、长度一样，电阻线由同种合金材料制成，则（　　）  
A．甲的电阻线较粗        B．乙的电阻线较粗
C．两变阻器的电阻线粗细相同        D．无法判定
【答案】B
【解答】解：电阻线的材料、长度相同时，横截面积越大，其电阻值就越小．由于甲变阻器最大阻值是50Ω，乙变阻器最大阻值是10Ω，甲的电阻值大，乙的电阻值小，所以甲的横截面积小，乙的横截面积大．
故选B．
5．如图所示，AM为导线，BM、CN为两根相同的电阻丝，下列说法不正确的是(　　)  


A．S和A接触，P向右移动灯泡变暗
B．S和B接触，P向右移动灯泡亮度不变
C．S和C接触，P向左移动灯泡变亮
D．S和C接触，P无论怎样移动灯泡亮度不变
【答案】C
【解答】S和A接触，电阻丝PM和PN段串联。当P向右移动时，两段电阻丝都变长，电阻都变大，通过灯泡的电流变小，因此灯泡变暗，故A正确不合题意；S和B接触，PB段和PN段串联。当P向右移动时，两端电阻丝的长度之和不变，因此电阻不变，通过灯泡的电流不变，那么灯泡亮度不变，故B正确不合题意；S和C接触，CN段接入电路。当P向左移动时，电阻丝的长度不变，电阻不变，电路电流不变，因此灯泡不变，故C错误符合题意，D正确不合题意。故选C。

6．如图是利用“坐位体前屈测试仪”进行身体柔韧性测试。测试者向前推动固定在滑动变阻器滑片上的滑块，滑块被推动的距离越大，仪器的示数就越大。其中肯定不符合设计要求的电路是（　　）
A．
B．
C．
D．

【答案】B
【解答】A、电路为并联电路，电流表测量滑动变阻器的电流，当滑片向左滑动时，滑动变阻器接入电路的电阻减小，并联电路分流作用，变阻器分得电流增大，电流表的示数变大，故A正确；B、电路为并联电路，电流表测量定值电阻的电流，电流表的示数不变，故B错误，符合题意；C、电路为串联电路，电压表测量变阻器两端的电压，当滑片向右滑动时，滑动变阻器接入电路的电阻增大，串联电路起分压作用，所以变阻器分得的电压变大，电压表的示数变大，故C正确；
D、电路为串联电路，电压表测量变阻器两端的电压，当滑片向左滑动时，滑动变阻器接入电路的电阻减小，串联电路起分压作用，所以变阻器分得的电压变变小，定值电阻电压增大，电压表的示数变大，故D正确。故选B
7．如图所示，为一电阻箱结构示意图，下面关于此电阻箱接入电路电阻值大小的说法正确的是（　　）


A．只拔出铜塞a、b，接入电路电阻为7欧姆
B．只拔出铜塞c、d，接入电路电阻为7欧姆
C．要使接入电路电阻为7欧姆，只有拔出铜塞c、d才行
D．将铜塞a、b、c、d全拔出，接入电路的电阻最小
【答案】B
【解答】A、只拔出铜塞a、b，c、d对应的电阻短路，则接入电路电阻为3欧，故该选项错误；
B、只拔出铜塞c、d时，a、b对应的电阻短路，则接入电路电阻为7欧，故该选项正确；
C、由电阻串联的特点可知，要使接入电路电阻为7欧姆，拔出铜塞c、d或同时拔出铜塞a、b、d也可以，故该选项错误；
D、将铜塞a、b、c、d全拔出，接入电路的电阻最大，即最大为10欧，故该选项错误．
8．如图所示的电路图，在探究电阻上的电流跟电压的关系时，如何改变定值电阻R两端的电压，从而得到多组电压、电流值(　　)

A．保持R′的滑片位置不动
B．保持R的电压不变
C．保持R不变，调节R′的滑片到不同位置
D．保持电路中的电流不变
【答案】C
【解答】保持R不变，调节R′的滑片到不同位置，从而改变R两端的电压和通过R的电流，应用控制变量法对电路进行分析，即保持电阻不变，观察电流表的示数变化跟电压表示数变化的关系.故选C.
9．将两只滑动变阻器按图所示的方法连接，如果把a、b两根导线接入电路里，要使这两只变阻器接入电路中的总电阻最大，应把滑片P1、P2放在（　　）


A．P1放在最右端，P2放在最右端        B．P1放在最左端，P2放在最左端
C．P1放在最右端，P2放在最左端        D．P1放在最左端，P2放在最右端
【答案】D
【解答】如果把a、b两根导线接入电路里，要使这两只变阻器接入电路中的总电阻最大，需要把两端电阻串联起来，所以应把P1放在最左端，P2放在最右端。 故答案为：D.
10．滑动变阻器连入电路的四种接法（如图），当滑片 P 向右滑动时，连入电路阻值增大的是（　　）   
A．
        B．

C．
        D．

【答案】A
【解答】解：A、由图知，滑动变阻器的电阻丝的左半部分接入电路，当滑片 P 向右滑动时， 接入电路的电阻丝的长度变长，电阻变大，A符合题意； B、由图知，滑动变阻器的电阻丝全部接入电路，当滑片 P 向右滑动时， 接入电路的电阻丝的长度不变，电阻不变，B不符合题意； C、由图知，滑动变阻器的电阻丝的右半部分接入电路，当滑片 P 向右滑动时， 接入电路的电阻丝的长度变短，电阻变小，C不符合题意； D、由图知，滑动变阻器的电阻丝的右半部分接入电路，当滑片 P 向右滑动时， 接入电路的电阻丝的长度变短，电阻变小，D不符合题意。 故答案为：A。
11．根据电路图连接实物图是一项重要的实验技能。下列滑动变阻器的连接方式与电路图相对应的是（　　）  


A．
B．
C．
D．

【答案】C
【解答】根据图片可知，滑动变阻器下面的接线柱接在左边，而上面的接线柱任意选择，此时使用的是滑片左边的部分电阻丝，故C正确，而A、B、D错误。故选C。
12．如图甲为调光台灯，图乙为一简单调光台灯的电路图，在电路图的M、N两点之间接入一个滑动变阻器，使得滑片P向右移动时，灯泡的亮度减小，则下列方法中正确的是（　　）  


A．A接M，B接N        B．C接M，D接N        C．A接M，D接N        D．B接M，C接N
【答案】D
【解答】 使得滑片P向右移动时， 变阻器滑片右边的电阻变小，左边的电阻变大。因为灯泡的亮度减小，所以电流变小，而电阻变大，那么变阻器肯定使用滑片左边的部分，即左下角的C接线柱必选，而上到的A、B接线柱任选一个。故选D
13．图甲为某款可调节亮度的台灯，图乙为其用于调光的电位器(变阻器的一种)结构图，a、b、c是它的三个接线柱，a、c分别与弧形电阻丝的两端相连，b与金属滑片相连，转动旋钮，滑片在弧形电阻丝上滑动即可调节灯泡亮度，下列分析正确的是(　　)  


A．电位器与灯泡是并联的
B．电位器是通过改变导体粗细来改变阻值的
C．若只将a、c接入电路，顺时针转动旋钮时灯泡变暗
D．若只将b、c接入电路，顺时针转动旋钮时灯泡变亮
【答案】D
【解答】A.电位器可以条件灯泡的亮度，即它对灯泡有影响，那么二者必须串联，故A错误；B.电位器是通过改变导体接入电路的电阻丝长度来改变电阻的，故B错误；C.若将a、c接入电路，此时电阻器全部接入电路，当顺时针转动旋钮时，接入的电阻丝长度不变，即电阻不变而电流不变，那么灯泡亮度不变，故C错误；D.若将b、c接入电路，此时接入电路的是滑片右边的部分，当顺时针转动旋钮时，接入的电阻丝长度变小，即电阻变小而电流变大，那么灯泡变亮，故D正确。故选D。
14．如图所示的电路中，用滑动变阻器调节灯 L的亮度，若要求滑片P向右端滑动时灯 L 逐渐变暗，应选择哪种接法（　　）  


A．M接 A，N接 B        B．M接 C，N接 D
C．M接 C，N接 B        D．M接 A，N接 D
【答案】C
【解答】滑片P向右端滑动时灯 L 逐渐变暗，那么电流变小，即电阻变大，也就是变阻器接入的电阻丝长度增大。因为滑片P向右移动时，CP段电阻丝变长，PD段电阻丝变短，所以接入的应该是CP段，那么下面的C接线柱必选，而上面的A和B任选一个，即CA或CB，故C正确，而A、B、D错误。故选C。
15．如图所示，是一种测定油箱内油量的装置，其中R是滑动变阻器的电阻片，滑动变阻器的滑片和滑杆相连，滑杆可绕固定轴O转动，另一端固定着一个浮子。下列说法正确的是（　　）  


A．油量变少，电流表示数不变        B．油量越少，电流表示数越大
C．油量越多，电流表示数越小        D．油量越多，电流表示数越大
【答案】D
【解答】当油量变少时，浮子向下运动，而变阻器的滑片向上运动；由于变阻器使用的是下半部分，因此它的阻值变大，电流表的示数变小，故A、B错误；当油量越多时，浮子向上运动，而变阻器的滑片向下运动；由于变阻器使用的是下半部分，因此它的阻值变小，电流表的示数变大，故C错误，D正确。故选D。
二、填空题
16．某同学设计了如图所示的压力测量仪，可以反映弹簧上方金属片受到压力的大小。其中R是滑动变阻器，R0是定值电阻，电源电压恒定不变，压力表实际上是一个电压表。当金属片受到的压力增大时，变阻器的阻值(选填“变大”“变小”或“不变”，下同)，压力表示数。


【答案】变大；变大
【解答】根据图片可知，定值电阻R0与变阻器串联，电压表测变阻器的电压。当金属片受到的压力增大时，滑片向下运动，此时变阻器的阻值变大，根据串联电路电压与电阻成正比的规律可知，压力表的示数变大。
17．2018年11月6日﹣11日，中国第12届国际航展在我国珠海举行。在航展会上，小宇同学买了一架如图所示的遥控飞机。小宇发现该遥控飞机的飞速可调。爱动脑筋的小宇拆开后发现电路中有改变飞行速度的滑动变阻器，它是靠改变接入电路中的工作的，且其与电动机之间是（填“串联”或“并联”）的。


【答案】电阻丝长度；串联
【解答】（1）爱动脑筋的小宇拆开后发现电路中有改变飞行速度的滑动变阻器，它是靠改变接入电路中的电阻丝长度工作的；（2）滑动变阻器控制电动机的转速，即对电动机产生影响，那么它与电动机之间是串联的。
18．一位同学设计了一个风力测定仪，如图所示，O是转动轴，OC是金属杆，下面连接着一块受风板。无风时OC是竖直的，风越强，OC杆偏转的角度越大。AB是一段圆弧形电阻，P点是金属杆与圆弧形电阻相接触的点，电路中接有一个小灯泡，测风力时，闭合开关S即可。通过分析可知：金属杆OC与弧形电阻AB组合在一起相当于一个，观察小灯泡的可以粗略地知道风力的大小。若要得到更准确的结果，可采取的措施是。


【答案】滑动变阻器；亮度；在电路中串联一个电流表
【解答】（1）根据图片可知，当风力增大时，OC倾斜角度增大，那么接入的BP段长度变小，电阻变小，因此 金属杆OC与弧形电阻AB组合在一起相当于一个滑动变阻器；（2）观察小灯泡的亮度可以粗略知道风力的大小；（3）若要得到更准确的结果，可采取的措施是：在电路中串联一个电流表。
19．如图所示电路中，导线a的一端固定连接在铅笔芯上，当导线b的一端在铅笔芯上左右移动时，灯泡明暗会发生变化。这个实验说明铅笔芯是 (选填“导体"或“绝缘体”)，还能说明导体的电阻与有关。据此，人们制造了一种可以改变电阻的元件，叫做。


【答案】导体；导体长度；滑动变阻器
【解答】（1）如图所示电路中，导线a的一端固定连接在铅笔芯上，当导线b的一端在铅笔芯上左右移动时，灯泡明暗会发生变化。这个实验说明铅笔芯是导体；（2）还能说明导体的电阻与导体长度有关。（3）据此，人们制造了一种可以改变电阻的元件，叫做滑动变阻器。
20．我们已经知道，各种材料的导电能力并不相同，所以导体的导电能力与材料有关。
（1）除了材料会影响电阻大小以外，影响导体电阻大小的因素还有温度、导线长度和导线。在研究电阻与导线长度关系时，往往选择镍铬合金线作为被测导线，而不是铜丝，原因是。
（2）如图是一种旋钮式变阻器的结构示意图，利用它可以改变音响的音量大小。将铜片B和铜片A接入电路并与喇叭串联，则顺时针旋转触片时，音量将（选填“增大”、“减小”或“不变”）。

【答案】（1）粗细（横截面积）；在粗细和长度相同时，镍铬合金线的电阻比铜线的电阻大，改变长度时，电阻变化大，现象明显（2）增大
【解答】（1）除了材料会影响电阻大小以外，影响导体电阻大小的因素还有温度、导线长度和导线粗细（横截面积）。在研究电阻与导线长度关系时，往往选择镍铬合金线作为被测导线，而不是铜丝，原因是：在粗细和长度相同时，镍铬合金线的电阻比铜线的电阻大，改变长度时，电阻变化大，现象明显。（2）根据图片可知，当触片顺时针旋转时，接入的电阻变小，因此通过喇叭的电流增大，则音量将增大。
三、实验探究题
21．如图甲、乙为部分电路图和滑动变阻器的结构示意图。


（1）当滑片P向左端移动时，为了使电灯L变暗，则应把滑动变阻器的哪两个接线柱分别与电路中的M、N相连? 。
（2）若把滑动变阻器的接线柱A、C分别与电路中的M、N相连，当滑片P向右端移动时，电流表示数将变 ，电灯亮度将变 。
【答案】（1）B、D(或B、C)（2）小；暗
【解答】1.“当滑片P向左端移动时，为了使电灯L变暗，”灯泡变暗，是电流减小了。根据欧姆定律意味着滑动变阻器接入电路的电阻要变大。 当滑片P向左端移动时，电阻要变大，所以下接线柱应该接“B”，而上面的两个接线柱是连接在一起的两点，故答案为BC或BD。
2.把滑动变阻器的接线柱A、C后，滑片P向右端移动，电阻也是增大，根据欧姆定律电流减小，灯泡变暗。故答案为：1.BD或BC；  2.小；暗。
22．用滑动变阻器改变小灯泡的亮度：
（1）实验室中有一铭牌上标有“20Ω 2A”字样的滑动变阻器（如图甲所示），若要把它其中的两个接线柱连接到电路中去，共有种接法；“20Ω”指的是两接线柱间的电阻值，“2A”指的是。


（2）现再给电源、小灯泡、开关各一个，导线若干，请在图乙中用笔画线代替导线连接电路，要求滑动变阻器的滑片向右移动灯泡变暗。   
（3）如果你还想知道电路中电流值的改变情况，需在电路中再联一个电流表，并增加根导线。   
【答案】（1）三；AB；该变阻器允许通过的最大电流为2A
（2）

（3）串；一
【解答】（1）根据甲图可知，变阻器的接线方法有：AB、AC、BC，共三种接法；20Ω”指的是AB两接线柱间的电阻值，“2A”指的是该变阻器允许通过的最大电流为2A ；（2）从电源的正极开始，依次连接变阻器、开关、灯泡，然后回到电源负极；变阻器的滑片向右移动时灯泡变暗，电流变小，电阻变大，因此使用的是滑片左边的部分，即变阻器的左下角接线柱必选，而上面的任选一个。如下图：
（3）如果还想知道电路中电流值的改变情况，需在电路中再串联一个电流表，并增加一根导线。
23．如图所示的电路中，有几根导线尚未连接，请用笔画线代替导线将电路连接完整，要求：
⑴两灯泡并联；
⑵电流表测通过灯L1的电流；
⑶闭合开关后，向A端移动滑动变阻器的滑片P时两灯均变暗。


【答案】解：如图所示


【解答】根据题意可知，两个灯泡并联，电流表只测灯泡L1的电流，即它与L1串联在同一支路上。闭合开关后，向A端移动滑动变阻器的滑片P时两灯均变暗，说明变阻器应该在干路上；两灯变暗，说明电阻变大，因此应该将变阻器右下角的B接入电路，上面的接线柱任选，如下图所示：

24．创新与设计：给你一组电源、一个开关、一只灯泡，在没有滑动变阻器和电位器的情况下，为了调节灯泡的亮度，你能想出一个简易的方法来代替滑动变阻器吗？请你介绍一下你的设计并画出调节灯泡亮度的电路图．  
【答案】解：因为铅笔芯是石墨，石墨是导体，可以作为电阻线．故：用小刀把铅笔剖开，取出笔芯，将铜导线绑在一端，另一根铜导线上固定一个金属夹，可以在笔芯上滑动，这就是一个简易的滑动变阻器．把电源、开关、灯泡和自制的滑动变阻器串联在电路中，改变滑片（金属夹）的位置，就可以调节小灯泡的亮度了．  
电路图：