人教版九年级物理全册预习学案——16.4 娈阻器（有答案）

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第十六章 电压 电阻
第4节 变阻器
要点一、变阻器
1.变阻器
(1)概念：能改变接人电路中电阻大小的元件
(2)分类：滑动变阻器、电位器
2.滑动变阻器
(1)构造
(2)原理：改变接人电路中电阻丝的长度来改变电路的电阻
(3)结构示意图和电路图符号：
电阻丝外面涂着绝缘层，密绕在绝缘管上，图中的白线位置绝缘层已经刮掉，电阻丝可以与滑片P相连。
提醒：滑动变阻器铭牌上各数值的物理意义
如图所示，图中“50 Ω”表示该滑动变阻器的最大阻值是50 Ω，“1.5 A”表示它允许通过的最大电流是1.5A。
（4）滑动变阻器的接法
3.电阻箱
电阻箱是一种能够显示出电阻值的变阻器,其实物如图甲所示,其面板如图乙所示。
在电阻箱的面板上一般有2个接线柱和6个旋盘。使用时,把2个接线柱接入电路,调节6个旋盘，就可以得到0~99999.9Ω之间的任意0.1Ω的整数倍的电阻值。读数时,将各旋盘中小三角指的数字乘以面板上标记的倍数,然后将数值加在一起就是电阻箱连入电路中的阻值,图乙所示的电阻箱的读数为010 000Ω+31 000Ω+2 100Ω+010Ω+41Ω+00.1Ω=3 204.0Ω。
要点诠释:
1. 巧学巧记：使用滑动变阻器，改谁电流和谁串；一上一下连接线，关键是看下连线；远离下线电阻增，靠近下线电阻减。
2.实验的方法是“归纳法"，实验过程中全部测量完一次后,再更换不同规格的灯泡再次测量，避免实验存在偶然性，使实验结论具有普遍性。
要点二、练习使用滑动变阻器
实验１：用滑动变阻器改变小灯泡的亮度
【实验设计】
【实验步骤】
检查电路连接无误后闭合开关,当移动滑动变阻器的滑片使接入电路中的电阻变大时,电路中的电流变小,小灯泡变暗;而当移动滑动变阻器的滑片使接入电路中的电阻变小时,电路中的电流变大,小灯泡变亮。
【分析归纳】
滑动变阻 器 与 小 灯 泡串 联 时,可 以 改 变 电 路 中 的电流。
实验２：用滑动变阻器控制电阻两端的电压
【实验设计】
【实验步骤】
(１)检查电路无误后闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,使定值电阻R两端的电压成整数倍地变化,如２V 、 ４V 、 ６V 等。
(２)换用不同的定值电阻,使电阻成整数倍地变化,如５Ω 、１０Ω 、１５Ω 等.闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,使每次接入的定值电阻两端的电压不变。
【实验现象】
接阻值大一点的定值电阻时,电阻两端的电压会变大,移动滑动变阻器的滑片,使滑动变阻器的电阻变大时,定值电阻两端的电压会变小。
【分析归纳】
用滑动变阻器控制电阻两端的电压时,既可以改变电阻两端的电压,也可以保证电路中换用不同阻值的电阻时,电阻两端的电压不变。
要点诠释:
1.滑动变阻器的使用
　　 (１)使用滑动变阻器时,滑动变阻器要与被控制的用电器串联。
　　 (２)为保护电路,闭合开关前,滑动变阻器滑片要移到最大阻值处。
2. 滑动变阻器的接法　　
　　 接法:“一上一下”接入电路中,接入电路的有效部分取决于下方接线柱。
要点三、变阻器的应用
１．电位器
某些家用电器音量调节的器件实质是一种变阻器,通常称为电位器.它通过机械式旋钮调节接入电路阻值的大小,其结构如图所示.可调节亮度的电灯,可调温度的电热毯、电饭锅等都含有电位器.
２．数字电位器
数字电位器是用数字信号控制电阻的器件(集成电路).它有耐震动、噪声小、寿命长、抗环境污染等重要优点,在自动检测与控制、智能仪器仪表、消费类电子产品等许多重要领域得到应用。
要点诠释:
生活中的电视机、洗衣机蜂鸣器、台灯等电位器的工作原理是通过改变接入电路电阻的大小来改变电路中电流的大小.
1.2.1 通过实验，了解物质的一些物理属性，如弹性、磁性、导电性和导热性等，能用语言、文字或图表描述物质的物理属性。
3.4.2知道电压、电流和电阻。探究电流与电压、电阻的关系，理解欧姆定律。
【例题1】请用笔画线表示接线，连接如图的电路，使滑动变阻器能够控制灯泡的亮度。在你连的电路中，要使灯泡越来越亮，变阻器的滑片应该向 移动。画出你的实验电路图。
【分析】从电源正极依次串联开关、滑动变阻器和灯泡，注意滑动变阻器按一上一下原则接线。
【解答】
解：从电源正极依次串联开关、滑动变阻器和灯泡，并回到电源负极；根据实物图滑动电路图；如下图所示：
根据实物图可知，当滑片向右移动时，灯泡变亮。
故答案为：右。
【例题2】如图是一位同学按照上题要求所连的电路。这个电路能不能满足题目的要求？为什么？按这个图进行操作时，实验现象是怎样的？
【分析】
由电路图可知，滑动变阻器的最下方两个接线柱与灯泡串联，滑片移动时接入电路中的电阻不变，电路中的电流不变，灯泡的实际功率不变，据此进行解答。
【解答】
答：不能满足要求，因为导线都接到了下面的接线柱上，此时变阻器在电路中相当于定值电阻，移动滑片时，阻值不变，小灯泡的亮暗不变；
按这个图进行操作时，滑片移动时，灯泡的亮暗不变。
【例题3】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 。
【分析】滑动变阻器是通过改变接入电路中电阻丝的长度来改变电阻大小的。滑动变阻器正确接法是上下接线柱各接一个，若要连入电路的电阻变小，则连入电路的电阻丝长度变短。
【解答】解：
A、图中滑片右侧的电阻丝接入电路，滑片向右移动时，接入电路中电阻丝的长度减小，则连入电路的电阻变小，故A符合题意。
B、图中同时接入上方两接线柱，相当于接入一导线，滑片移动时，连入电路的电阻为0，故B不合题意；
C、图中同时接入下方两接线柱，相当于接入一定值电阻，滑片移动时，连入电路的电阻不变，故C不合题意；
D、图中滑片左侧的电阻丝接入电路，滑片向右移动时，接入电路中电阻丝的长度增大，连入电路的电阻变大，故D不合题意。
故选：A：
【例题4】如图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，滑动变阻器的滑片跟滑杆连接，滑杆可以绕固定轴O转动，另一端固定着一个浮子。油箱中的油量减少时，油面下降，浮子随液面落下，带动滑杆使滑动变阻器滑片向上移动，从而改变了电路中电流表的示数。因此，电流表上一定的示数便对应着油面的一定高度，把电流表刻度盘改为相应的测量体积数，就可以直接读出油箱中的油量。下列说法不正确的是（　　）
A．电阻R0在电路中的作用是保护电路
B．电流表示数增大时，说明油箱内油面上升
C．油箱内油面下降时，滑动变阻器R接入电路中电阻变小
D．油量的零刻度线与电流表零度线的位置并不对应
【分析】（1）分析油量增加时，滑动变阻器连入电路的阻值变化，当滑动变阻器连入电路中的电阻为零时，分析若没有R0电路出现的情况，然后得出在电路中串联电阻R0的作用；
（2）由电路图可知，R0与R串联，电流表测电路中的电流，分析油箱中油量变化时，滑动变阻器接入电路的电阻如何变化，电路总电阻如何变化，然后由欧姆定律判断电流表示数如何变化。
【解答】解：
A、由图可知，当油箱中的油量增加时，液面上升，浮子上升，另一端的滑杆下降，滑动变阻器连入电路的阻值变小，当油面上升到一定程度，滑动变阻器连入电路中的电阻为0时，若电路中没有R0，会造成电源短路，所以在电路中串联电阻R0能起到保护电路的作用，故A正确；
B、由题可知，当电流表示数增大时，说明滑动变阻器R接入电路中电阻的电阻变小，长度变短，说明油箱内油面上升，故B正确；
C、由图可知，该电路为R和R0的串联电路，油箱内油面下降时，滑动变阻器R接入电路中电阻变大，故C错误；
D、由欧姆定律可知，当油箱中没有油时，滑动变阻器接入电路的阻值最大，但电流不会为零，因此油量的零刻线不会对应电流表零刻线的位置，故D正确。
故选：C。
1. 请完成下列填空。
（1）如图-1，高山上的公路修的弯弯曲曲，宛如盘龙，其原理与简单机械中的 相同。
（2）如图-2，打桩机上被高高举起的重锤能将桩打入地下，其原因是重锤具有 能。
（3）如图-3，为了探究导体长度对电阻大小的影响，应选择电阻丝c和 分别接入电路。
（4）如图-4，插入式电阻箱接入电路的阻值是 Ω。
2. 如图所示，实验室中某个常用的滑动变阻器铭牌上标有“20Ω 2A”字样。下列关于这个滑动变阻器的说法中（　　）
①当滑动变阻器通过2A的电流时，它的电阻为20Ω；
②它接入电路的最大阻值是20Ω；
③它是通过改变其接入电路中电阻线的横截面积来改变接入电路电阻的；
④允许通过它的最大电流为2A。
A．只有①③正确 B．只有①④正确 C．只有②③正确 D．只有②④正确
3. 关于电阻，下列说法正确的是（　　）
A．绝缘体不容易导电，因为没有电阻
B．滑动变阻器是靠改变接入电路中的电阻丝的长度来改变电阻的
C．将两根完全相同的铜导线拧成一股后，其电阻变小
D．铜导线的电阻一定比铝导线的电阻小
4.如图所示，甲为可调亮度台灯，乙为电位器的结构图，a、b、c为电位器的三个接线柱，d为旋转触片，转动触片d可调节灯泡亮度。下列分析正确的是（　　）
A．若只将a、c接入电路，顺时针旋转触片d,灯泡变亮
B．若只将a、c接入电路，逆时针旋转触片d,灯泡变亮
C．若只将a、b接入电路，顺时针旋转触片d,灯泡变亮
D．若只将b、c接入电路，顺时针旋转触片d,灯泡变亮
5. 滑动变阻器是靠改变接入电路中电阻线的 来改变电阻的，如图为旋转式变阻器的结构图，a、b、c为变阻器的三个接线柱，d为旋钮触片。将该变阻器接入电路中调节灯泡的亮度，当顺时针旋转旋钮触片时，灯光变亮，则应连接接线柱 （选填“a、b”、“b、c”或“a、c”）和灯泡 联后接入电路中。
1. 为减少碳排放，我国大力推行电动汽车。电动汽车中电动机的转速由电流大小控制，工作原理如图。利用旋钮变阻器实现对转速的控制，图中O、E、F为变阻器的三个接线柱。
（1）变阻器上旋钮滑片的材料应选用 。（选填“导体”或“绝缘体”）
（2）驾驶员踩下“油门”，电路中变阻器阻值减小，电流变大而加快电动机的转速，用画线代表导线将旋钮变阻器接入电路M、N处。
（3）车速仪可由电路中的电压表或电流表改装。要求：驾驶员踩下“油门”，车速仪示数变大。则下列电路图符合要求的有 。（可多选）
2. 做电学实验时，需要测量约0.5A的电流，但实验室当时只有一个量程为0.3A的电流表。如果手边有12V的学生电源，0～50Ω的滑动变阻器一个，电阻丝一条，导线若干开关一个。请同学们用最简单的方案设计并描述操作步骤，尝试将电流量程扩展到0.6A。
步骤：（1）开关闭合前，滑动变阻器的滑片应放置于 ，电阻丝的一端与电流表相连，另一端暂不连；
（2）闭合开关，调节滑动变阻器，使电流表达到 ；
（3）试将电阻丝的不同位置接到电流表的另一接线柱上，以改变电阻丝的长度，当电流表示数达到 时，将这个位置拧紧在接线柱上，此时当通过电流表的电流为I时，电路中的电流为2I，即把电流表量程扩大了一倍。
参考答案：
热身训练：
1.（1）斜面；
（2）重力势；
（3）b；
（4）8;
2.D；
3.BC；
4.D；
5. 长度；b、c；串。
拓展阅读：
1.（1）变阻器上旋钮滑片的材料是导体；
（2）驾驶员踩下“油门”，电路中变阻器阻值减小，则应把O、E接入电路，如图所示；
（3）根据题意可知，当驾驶员向下踩“油门”踏板时，车速仪示数变大（3）0.22A；
2. （1）阻值最大处；（2）0.3A；（3）半偏。
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