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八年级上册科学第4章 电路探秘
第4节 变阻器
一、基础达标
1.下列材料中,制作滑动变阻器的电阻丝最合适的是( )。
A.铁丝 B.铜丝 C.铝丝 D.镍铬合金丝
2.如图所示的电阻箱的示数为 ( )
A.2018 Ω B.2108 Ω C.8102 Ω D.8120 Ω
3.滑动变阻器的滑片移动时,接入电路的电阻发生变化的原因是( )
A.通过滑动变阻:器的电流发生变化
B.加在滑动变阻器两端的电压发生变化
C.连入电路的电阻丝长度发生变化
D.接入电路的电阻丝的横截面积发生变化
4.当“胜哥”将滑动变阻器的滑片向b端滑动时,下列四种接法中,变阻器阻值变大的是( )
A. B.
C. D.
5.一个滑动变阻器铭牌上标有“50 Ω 1.5 A”的字样,它的意义是( )
A.电阻的最小值是50欧,允许通过的最大电流是1.5安
B.电阻的最小值是50欧,允许通过的最小电流是1.5安
C.电阻的最大值是50欧,允许通过的最小电流是1.5安
D.电阻的最大值是50欧,允许通过的最大电流是1.5安
6.在如图所示的电路中,用滑动变阻器调节灯的亮度,若要求滑片P向右端滑动时灯逐渐变亮,应选择下列哪种接法( )
A.M接A,N接D B.M接A,N接B C.M接C,N接D D.M接C,N接B
7.实验室常用的变阻器是 ,符号是 。它是靠改变接入电路中的 来改变电阻大小,从而改变电路中的 大小的。
8.实验室有一种拔插式变阻器, 其结构如图所示。六个铜片依次排开, 每相邻两个 铜片间有不同阻值的定值电阻或电阻丝 相连接, 五个铜塞均可在相邻两铜片间 的空隙处自由插入或拔出, 从而改变 AB 间的电阻值。
(1)该变阻器的 A 、B 接线柱间可形成的最大电阻为 欧。
(2)图示状态下 A 、B 接线柱间的电阻为 欧。
9.生活中很多电器需要调节电阻大小来使用,如图甲为亮度可调的台灯,电位器是调节其亮度的装置,乙图为电位器的内部结构示意图,A、B、C是它的三个接线柱,旋钮带动滑片转动。
(1)关于电位器上电阻片R的材料,应该选用 (选填“铜丝”或“镍铬合金丝”)
(2)若顺时针旋转旋钮时灯泡变亮,则需将 (填“A和B”、“A和C”或“B和C”)接线柱接入电路。
10.滑动变阻器是通过改变接入电路的电阻丝的 来改变电阻的。某滑动变阻器上标有“200Ω 1A”字样,其中200Ω 指的是 ,1A指的是 。
二、巩固提升
11.“胜哥”在用滑动变阻器改变灯泡亮度的演示实验中,对于连接实验电路的注意事项,不必要的一点是( )
A.连入变阻器时,应使滑片位于变阻器阻值最大的位置
B.开关、电流表应接在靠近电源电流流出的一端
C.连接电路时,应先将开关断开
D.电流表应与灯泡串联,并使它的“+”接线柱,靠近电源的“+”极一端
12.如图所示,AM为导线,BM、CN为两根相同的电阻丝,下列说法正确的是( )
A.S和A接触,P向右移动灯泡变亮
B.S和B接触,P向右移动灯泡亮度变暗
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
13. 三个相同的滑动变阻器,电阻的变化范围都是0~30Ω,“胜哥”把它们并联起来后,得到最大的电阻变化范围是( )
A.0~10Ω B.0~15Ω C.0~20Ω D.0~30Ω
14. 在收音机等电器中,有一种叫电位器的变阻器。电位器的外形及其内部构造如图所示。A、B、C三个焊接点相当于变阻器的三个接线柱。使用电位器时,下列说法中不正确的是( )
A.只把A和C接入电路,无法改变通过电位器的电流
B.只把A和B接入电路,当滑片顺时针转动时,通过电位器的电流变小
C.将A、B接入电路同一点,C接电路另一点,可以改变通过电位器的电流
D.只把B和C接入电路,当滑片顺时针转动时,电位器接入电路的电阻变大
15. 如图所示是滑动变阻器的两种画法,下列说法中不正确的是( )
A.图甲中 RPb短路 B.图乙中 RPb开路
C.两种画法都对 D.图甲中不能改变电阻
16. 如图所示,“胜哥”将两个滑动变阻器串联起来,连接在电路中,连接时使用了 M、N接线柱,若要使两个变阻器的总电阻最大,则滑片 P1和P2放置的位置应是( )
A.P1和P2都放在最右端 B.P1和P2都放在最左端
C.P1放在最左端,P2放在最右端 D.P1放在最右端,P2放在最左端
17. 如图所示为一电阻箱结构示意图,下列关于此电阻箱接入电路电阻值大小的说法中正确的是( )
A.只拔出铜塞a、b,接入电路的电阻为7Ω
B.只拔出铜塞c、d,接入电路的电阻为7Ω
C.要使接入电路的电阻为7Ω,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
18.在如图所示的电路中,灯L1、L2的电阻分别是R1、R2,滑动变阻器的最大阻值为R0,若有电流通过,灯就发光。假设灯的电阻不变,当滑动变阻器的滑动触头P由a端向b端移动时,灯L1、L2的亮度变化情况是( )
A.当R2>R0时,L1变暗,L2变亮
B.当R2>R0时,L1先变暗后变亮,L2先变亮后变暗
C.当R2<R0时,L1先变暗后变亮,L2先变亮后变暗
D.当R2<R0时,L1先变暗后变亮,L2不断变暗
19.如图所示的两个电路中,电源电压相等且保持不变。闭合开关S,当“胜哥”将滑动变阻器的滑片P都向右移动时,灯泡L1和L2的亮度变化情况是( )
A.L1变暗,L2变亮 B.L1变暗、L2亮度不变
C.L1亮度不变,L2变亮 D.L1、L2都变暗
20.如图所示的电路,请用笔画线代替导线将电路画完整。要求:将滑动变阻器和螺线管组成串联电路,闭合开关后,螺线管左端为N极,且滑动变阻器的滑片向左移动时,螺线管的磁性增强。
21.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。“胜哥”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,灯泡变亮,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。
22.“胜哥”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,Р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。通过分析可知:金属杆OC与圆弧形电阻AB组合在一起相当于一个 ,观察 可以粗略地判断风力的大小。若要提高该装置反映风力大小的性能,可采取的方法是 。
23.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)车速仪可由电路中的电流表改装。驾驶员踩下“油门”,旋钮滑片逆时针转动,此时车速仪示数变大。如果接线柱M接0点,则接线柱N应该接图甲中 点。
24. 电位器相当于一个滑动变阻器,许多可调亮度的台灯就是通过它来调节灯泡亮度的。 下面给你两节干电池、一个小灯泡、一个电位器、一个开关,请你在图中用笔画线代替导线连接电路,使闭合开关后,当滑片顺时针转动时,灯泡变亮。
答案解析部分
1.【答案】D
【知识点】滑动变阻器的原理及其使用
【解析】【分析】根据变阻器的工作原理分析。
【解答】滑动变阻器的工作原理是通过改变接入电路里电阻丝的长度从而改变电阻,达到改变电流,控制电压的目的,因此制作变阻器的材料则要求电阻率要大。铜丝、铁丝和铝丝的电阻率非常小,只有镍铬合金丝的电阻率比较大,所以最合适的材料是镍铬合金丝,故D正确,而A、B、C错误。
故选D。
2.【答案】A
【知识点】滑动变阻器的原理及其使用
【解析】【分析】使用旋钮式变阻箱时,首先用每个旋钮下箭头所对的数字乘以对应的进率,然后再将所有旋钮的数值相加就是变阻器使用的阻值。
【解答】根据图片可知,从左到右,从上倒下,四个旋钮使用的数字依次为2、0、1、8,则电阻箱的示数为:2×1000Ω+0×100Ω+1×10Ω+8×1Ω=2018Ω。
故选A。
3.【答案】C
【知识点】滑动变阻器的原理及其使用
【解析】【分析】根据滑动变阻器的工作原理判断。
【解答】滑动变阻器的滑片移动时,接入电路的电阻发生变化的原因是连入电路的电阻丝长度发生变化,故C正确,而A、B、D错误。
故选C。
4.【答案】C
【知识点】滑动变阻器的原理及其使用
【解析】【分析】根据滑动变阻器的使用方法判断。
【解答】只连接了上面两个接线柱,滑片移动也不能改变阻值大小,故A不合题意;
B和D中,下面连接的都是右下角的d接线柱,那么接入的都是滑片右边的部分。当滑片向b端移动时,这部分电阻丝变短,则接入阻值减小,故B、D不合题意;
在C中,下面连接的是左下角的c接线柱,那么接入的是滑片左边的部分。当滑片向b端移动时,这部分电阻丝变长,则接入阻值变大,故C符合题意。
故选C。
5.【答案】D
【知识点】滑动变阻器的原理及其使用
【解析】【分析】观察滑动变阻器的铭牌,能够了解它的最大阻值和允许通过的最大电流。
【解答】一个滑动变阻器上标有“50Ω,1.5A”字样,分别表示它的最大阻值是50Ω和允许通过的最大电流是1.5A,通常在使用前应将电阻调到最大阻值处。滑动变阻器使用时不能超过它的最大阻值,电流不能超过允许通过的最大电流。
故答案为:D。
6.【答案】A
【知识点】滑动变阻器的原理及其使用
【解析】【分析】根据滑片P向右端滑动时,灯的亮度变化可知电路中电流变化;滑动变阻器是通过改变连入电路中电阻值的大小来改变电路中的电流的,滑动变阻器的接线柱的正确接法是“一上一下”。
【解答】滑片P向右端滑动时,灯逐渐变亮,说明电路中的电流变大,接入电路中的电阻值应该变小,滑动变阻器的下端应选择D接线柱,上端要接A或B接线柱;
故答案为:A。
7.【答案】滑动变阻器;;电阻丝的有效长度;电流
【知识点】滑动变阻器的原理及其使用
【解析】【分析】根据变阻器的符号、工作原理分析解答。
【解答】实验室常用的变阻器是滑动变阻器,符号是 。它是靠改变接入电路中的电阻丝的有效长度来改变电阻大小,从而改变电路中的电流大小的。
8.【答案】(1)15
(2)7
【知识点】滑动变阻器的原理及其使用
【解析】【分析】(1)将铜塞全部拔去,此时下面的电阻丝全部串联,将它们的阻值相加得到A、B之间的最大阻值;
(2)将没有插铜塞的下面的电阻相加即可。
【解答】(1)该变阻器的 A 、B 接线柱间可形成的最大电阻为:5Ω+5Ω+2Ω+2Ω+1Ω=15Ω。
(2)图示状态下,A、B之间接线柱的电阻:5Ω+2Ω=7Ω。
9.【答案】(1)镍铬合金丝
(2)A和B
【知识点】滑动变阻器的原理及其使用
【解析】【分析】(1)电位器相当于滑动变阻器,根据滑动变阻器的工作原理判断;
(2)根据灯泡亮度的变化确定电流的变化,判断电阻的大小变化,从而确定使用部分长度的变化,最终确定接线情况。
【解答】(1)电位器的工作原理为:通过改变接入电路电阻丝的长度来改变电阻,从而调节电流和电压,因此制作电位器的材料电阻要大,故选镍铬合金线。
(2)灯泡变亮,说明电流变大,接入的电阻变小,也就是接入的电阻变短。当顺时针方向旋转时,AB之间的电阻片变短,因此应该将A和B两个接线柱接入电路。
10.【答案】有效长度;最大阻值为200Ω;允许通过的最大电流是1A
【知识点】滑动变阻器的原理及其使用
【解析】【分析】根据滑动变阻器的工作原理和铭牌的意义分析解答即可。
【解答】滑动变阻器是通过改变接入电路的电阻丝的有效长度来改变电阻的。某滑动变阻器上标有“200Ω 1A”字样,其中200Ω 指的是最大阻值为200Ω,1A指的是允许通过的最大电流是1A。
11.【答案】B
【知识点】电流的测量及电流表的使用;滑动变阻器的原理及其使用
【解析】【分析】根据电路连接的注意事项、电流表的使用规范分析判断。
【解答】A.连入变阻器时,应使滑片位于变阻器阻值最大的位置,可以防止电流过大损坏用电器,故A正确不合题意;
B.开关、电流表只要串联在电路中即可,它们的作用与在串联电路中的位置无关,故B错误符合题意;
C.连接电路时,应先将开关断开,防止电路时通时断损坏用电器,故C正确不合题意;
D.电流表应与灯泡串联,并使它的“+”接线柱,靠近电源的“+”极一端,故D正确不合题意。
故选B。
12.【答案】D
【知识点】滑动变阻器的原理及其使用
【解析】【分析】当滑片移动时,分析两根电阻丝接入电路的部分长度之和是增大了还是减小了,从而对接入电阻的大小进行判断,最后确定灯泡的亮度变化即可。
【解答】如下图所示,无论滑片向哪个方向移动,上下两根电阻丝接入电路的电阻丝长度之和正好等于一根电阻丝的长度,即长度保持不变,那么整个电路的阻值不变,电流不变,自然灯泡的亮度不变,故D正确,而A、B、C错误。
故选D。
13.【答案】A
【知识点】滑动变阻器的原理及其使用
【解析】【分析】电阻并联相当于增大导体的横截面积,因此越并越小,且总电阻小于最小的那个电阻,据此结合n个等值电阻并联时分析判断即可。
【解答】当三个相同的滑动变阻器中的任意一个接入电路的电阻为0时,会造成其他两个滑动变阻器短路,所以并联电路的最小总电阻为0;
当三个滑动变阻器都达到最大阻值时并联的总电阻最大,
所以并联电路的最大总电阻为 ;
故得到最大的电阻变化范围为0~10Ω。
故选A。
14.【答案】D
【知识点】滑动变阻器的原理及其使用
【解析】【分析】使用滑动变阻器时,如果将电阻丝的两个端点全部接入,那么滑片移动时不能改变阻值;当“一上一下”接入时,根据描述分析接入部分电阻丝的长度变化,进而确定阻值变化,明确电流大小变化即可。
【解答】 A. 只把A和C接入电路,电位器相当于定值电阻,转动滑片,电阻不变,电源电压不变,无法改变通过电位器的电流,故A不合题意;
B. 只把A和B接入电路,接入了左半段电阻丝,当滑片顺时针转动时,电位器接入电路的电阻增大,电源电压不变,电流变小,故B不合题意;
C. 将A、B接入电路同一点,C接电路另一点,电阻丝左半段被滑片短路,只接人右半段,转动滑片能改变电路中的电阻,电源电压不变,可以改变通过电位器的电流,故C不合题意;
D. 只把B和C 接入电路,接入了右半段电阻丝,当滑片顺时针转动时,电位器接入电路的电阻变小,故D符合题意。
故选D。
15.【答案】D
【知识点】滑动变阻器的原理及其使用
【解析】【分析】对图片中两种变阻器的接线方向进行分析,注意短路对电路的影响,然后比较效果即可。
【解答】 图甲中,Pb部分的两端被导线相连,则RPb被上面的导线短路,不接入电路中,即只有滑片左侧的电阻丝接入电路;
图乙中RPb没有接入电路中,是开路,即只有滑片左侧的电阻丝接入电路;
则图中的两种画法都是正确的;
当滑片移动时,能改变接入电路中电阻的大小,故A、B、C正确不合题意,D错误符合题意。
故选D。
16.【答案】C
【知识点】滑动变阻器的原理及其使用
【解析】【分析】当两个变阻器串联时,只有两个变阻器都达到最大阻值,此时它们的总阻值才会最大。
【解答】根据图片可知,左边变阻器接的是右下角的接线柱,因此滑片P1到最左端时阻值最大;
右边变阻器接的是左下角的接线柱,因此滑片P2到最右端时阻值最大;
故C正确,而A、B、D错误。
故选C。
17.【答案】B
【知识点】滑动变阻器的原理及其使用
【解析】【分析】使用插塞式电阻箱时,插入铜塞,下面的电阻丝被短路不被使用;拔出铜塞,下面的电阻丝接入电路,据此分析判断。
【解答】A.只拔出铜塞a、b,即a、b两铜塞所对应的电阻丝接入电路,故接入电路的电阻为:1Ω+2Ω=3Ω,故A错误;
B.只拔出铜塞c、d,即c、d两铜塞所对应的电阻丝接入电路,接入电路的电阻为:3Ω+4Ω=7Ω,故B正确;
C.要使接入电路的电阻为7 Ω,拔出铜塞c、d或同时拔出铜塞a、b、d均可,故C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10Ω,故D错误。
故选B。
18.【答案】A
【知识点】串联电路和并联电路的辨别;串、并联电路的电流特点;滑动变阻器的原理及其使用
【解析】【分析】本题考查电路的动态分析,当P在A点时,灯泡L2和滑动变阻器被短路,电路中只有L1。P由A端向B端移动时可看成一个并联电路,其中干路上是L1,其中一条支路上是滑动变阻器的pa段,另一条支路是滑动变阻器的Pb段及L2组成的串联电路。
【解答】设Pa段的阻值为x,则两条支路的总电阻R总=,x的取值范围是[0,R0],当x=时,R总最大,则: 1.当R0 ≤ R2时,P由A向B滑动的过程中,x增大,由数量关系得R总增大,电路中总电流减小,L1变暗。而L2所在支路由于电压增大,支路电阻减小,导致支路电流增大,L2变亮。
2.当R0>R2时,R总先变大后变小,总电流先减小后变大,所以灯L1先变暗后变亮,L2先变亮后变暗。
故选A
19.【答案】B
【知识点】滑动变阻器的原理及其使用
【解析】【分析】滑动变阻器的使用方法:使用两个接线柱串联在电路中,即一上一下,串联使用。
【解答】解:L1和P串联,P向右移动时P接入电路的阻值变大,通过电路的电流变小,L1变暗;L2与P并联,移动P时L2两端的电压不变,通过L2的电流不变,L2的亮度不变。
A、L1变暗,L2变亮 ,所以A错;
B、L1变暗、L2亮度不变,所以B正确;
C、L1亮度不变,L2变亮 ,所以C、错;
D、L1、L2都变暗,所以D错。
故选B。
20.【答案】图略
【知识点】滑动变阻器的原理及其使用
【解析】【分析】连接电路时,应按照电流的方向依次连接,所以应先根据题中的要求判断滑动变阻器应该接“左下”接线柱还是“右下”接线柱;然后根据安培定则判断通电螺线管中的电流方向,从而确定滑动变阻器应该和螺线管左边的导线相连还是和右边的导线相连;最后将通电螺线管的另一根导线和电源的负极相连。
【解答】因为要求滑动变阻器的滑片向左移动时,螺线管磁性增强,所以变阻器应该选“左下”的接线柱。因为连接“左下”接线柱,滑片向左移动时,变阻器的阻值减小,电流变大,磁性增强。
由安培定则(用右手握住螺线管,大拇指指向N极,则四指弯曲的方向就是螺线管中线圈的电流方向)可知,螺线管中线圈的电流方向是“前上后下”,则应将滑动变阻器“左下”接线柱与螺线管的右边导线相连,这样螺线管中的电流方向就是“前上后下”,最后将螺线管左边的导线与电源负极相连。如图:。
21.【答案】b、c;串
【知识点】滑动变阻器的原理及其使用
【解析】【分析】根据灯泡的亮度变化确定电流大小变化,根据欧姆定律分析此时电阻变化,然后根据旋钮的旋动方向确定接线方法即可,
【解答】顺时针旋转旋钮触片时,灯泡变亮,说明电路总电阻变小,故应连接接线柱b、c和灯泡串联后接入电路中。
22.【答案】滑动变阻器;灯泡亮度;在电路中串联一只电流表
【知识点】滑动变阻器的原理及其使用
【解析】【分析】(1)滑动变阻器通过改变接入电路中电阻线的长度来改变电阻,从而改变电流和电压;
(2)根据图片可知,风力越大,则OC偏转角度越大,那么变阻器的阻值越小,而通过灯泡的电流越大,因此灯泡亮度越大;
(3)当风力变化较小时,电流变化较小,而灯泡亮度变化较小,则增加一个可以测量电流大小的设备即可。
【解答】根据图片可知,金属杆OC与圆弧形电阻AB组合在一起相当于一个滑动变阻器,观察灯泡亮度可以粗略地判断风力的大小。若要提高该装置反映风力大小的性能,可采取的方法是在电路中串联一只电流表。
23.【答案】(1)D
(2)E
【知识点】滑动变阻器的原理及其使用
【解析】【分析】(1)容易导电的物体为导体,不容易导电的物体为绝缘体;
(2)根据题目描述分析变阻器的阻值变化,再根据滑片的移动方向确定接线方法即可。
【解答】(1)根据图片可知,电路电流需要经过变阻器上的滑片,此时变阻器才能控制电流大小的改变,因此滑片的材料应该为导体。
(2)旋钮滑片逆时针转动时,车速仪示数变大,即电流变大,那么变阻器的阻值减小,即接入部分变短,则如果M接O,那么N接E。
24.【答案】
【知识点】滑动变阻器的原理及其使用
【解析】【分析】滑动变阻器和灯泡串联,根据灯泡亮度确定电流大小变化,弄清变阻器的阻值变化,进而确定接线方法即可。
【解答】当滑片顺时针方向转动时灯泡变亮,即电流变大,而变阻器接入的阻值减小,那么应该将接线柱B和C接入电路。
首先把两节干电池串联,从电源的正极开始,依次串联电位器、灯泡、开关到电源的负极。 电位器选择两端点中的C点,再连接滑片的B接线柱,如下图所示:
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