16.4变阻器 能力提升（同步练习）

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16.4 变阻器 同步练习
　
一．选择题（共8小题）
1．如图是学生设计的模拟调光灯电路。闭合开关后，移动回形针，发现灯泡发光，但亮度几乎不变，产生这一现象的原因可能是（　　）
A．灯泡的阻值太大 B．铅笔芯的总阻值太大
C．灯泡被短路 D．电源断路
2．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，则下列接法正确的是（　　）
A．M接C，N接B B．M接C，N接D C．M接C，N接B D．M接A，N接D
3．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
4．小明同学在做“用滑动变阻器改变电流”的实验时，连接如图所示的电路，将滑动变阻器的滑片移动到最大阻值处，闭合开关S，发现小灯泡不亮。接下来的操作，在以下步骤中最合理的是（　　）
A．断开开关S，更换灯泡重新实验
B．断开开关S，增加电池的节数重新实验
C．断开开关S，调节滑动变阻器观察小灯泡是否发光
D．观察电流表的示数是否为零，判断电路是否断路
5．如图所示电路中，a、b两点间电压不变，当滑动变阻器的滑片P向d端移动一段距离时，下列电路中电流表的示数会变小的是（　　）
A． B． C． D．
6．如图所连电路中，开关闭合后小灯泡发光，要使其亮度变暗，则（　　）
A．滑片P1 向右移 B．滑片P1 向左移
C．滑片P2 向右移 D．滑片P2 向左移
7．如图所示电路，电源电压不变，滑动变阻器上标“2A 20Ω”字样，以下四个电路图中，能正确表示当开关闭合后，通过小灯泡L的电流I与滑动变阻器连入电路的电阻R的关系的是（　　）
A． B． C． D．
8．在探究一个用电器中电流随电压变化关系时，小明连接好的电路如图所示，闭合开关，发现电流表、电压表均有示数，调节滑动电阻器，电流表、电压表示数都不变化，小明连接的电路有不妥之处，改正的方法是（　　）
A．将导线K的a端移至接线柱A B．将导线M的c端移至接线柱B
C．将导线M的c端移至接线柱D D．将导线L的b端移至接线柱D
　
二．填空题（共2小题）
9．某班同学做“用滑动变阻器改变电流”的实验，电路如图所示。
（1）连接实物时，开关应当　 　，滑片P应移动最　 　端（选填“左”或“右”）；
（2）开始实验后，甲同学发现无论怎样移动滑片P，灯的亮度都不发生变化，而且一直很暗，这可能是　 　；乙同学发现无论怎样移动滑片P，灯一直很亮，这可能是　 　；丙同学缓慢移动滑片P时，看到灯忽然亮又忽然不亮，这可能是　 　。
10．如图所示为旋转式变阻器，是通过改变接入电路的电阻片的　 　来改变其连入电路的电阻的大小。若图中旋转式变阻器的B、C两接线柱连入电路，则连入电路的弧形电阻片是　 　段（选填“AP”、“PB”或“AB”）．若将该旋转式变阻器接入收音机中当作音量开关，当轴沿顺时针方向旋转时，收音机的音量将　 　（选填“变大”、“变小”或“不变”）。
　
三．实验探究题（共1小题）
11．康康进行“改变小灯泡的亮度”的实验时，他已连接好了部分电路，如图所示。已知电源电压为3V且保持不变，小灯泡的正常发光电压为2.5V，请你接着完成下列步骤：
（1）电路中只缺少一根导线，请你用笔画线代替导线，将图甲中电路连接完整（要求：滑片向右滑动时，灯泡变亮）；
（2）实验前，连接电路时开关S应当处于　 　状态，应将滑片P置于电阻　 　的位置；实验中，移动滑动变阻器的滑片P到某一位置，电压表的示数如图乙所示，此时灯泡两端电压是　 　，为了测量小灯泡正常发光时的电压，应将滑片P向　 　端移动（选填“左”或“右”）；
（3）当电压表的示数如图乙所示时，电流表的示数如图丙所示，则通过小灯泡的电流大小为　 　A．实验中小灯泡突然不亮了，但两表仍然有示数，原因是　 　。
　
四．解答题（共4小题）
12．滑动变阻器的工作原理是靠改变连入电路的电阻线的　 　，从而逐渐改变电路中的　 　。调节滑动变阻器可以逐渐改变连入电路中的　 　，从而逐渐改变电路中的电流和部分电路两端的电压；除此以外，滑动变阻器在电路中还会起到　 　的作用。现有一个标有“10Ω2A”的滑动变阻器，它的阻值变化范围是　 　Ω，其中“2A”表示的意思是　 　。
13．一位同学设计了一个风力测定仪，如图，0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，金属杆偏转的角度越大。AB是一段圆弧形电阻，P点是金属杆与弧形电阻相接触的点，电路中接有一只灯泡。测风力时，闭合开关s．通过分析可知：金属杆0C与弧形电阻AB组合在一起相当于一个　 　，观察灯泡L的亮度可以粗略地反映风力的大小；若要提高装置反映风力大小的性能，可采取的方法是　 　。
14．如题图甲所示，小红利用此电路探究了滑动变阻器在电路中对电流大小的影响。
（1）小红先在A，B间分别接入粗细、长短相同的铜丝和镍铬合金丝，闭合开关，她发现接入　 　时，灯L的亮度较暗一些，由此小红可以得出的结论是：　 　。
（2）小红又将题图乙所示的滑动变阻器接入电路，其中a，b，c，d为变阻器的四个接线柱。变阻器的接入方法有下列几种：①a，b接入A，B两点之间；②a，c接入A，B两点之间；③c，d接入A，B两点之间；④b，d接入A，B两点之间；⑤b，c接入A，B两点之间；⑥a，d接入A，B两点之间。当滑片P向a端移动时，上述各种接法中，电流表示数变大的有　 　，电流表示数变小的有　 　，电流表示数不变的有　 　。
15．铅笔芯的主要成分是石墨。软硬程度不同的铅笔其用途是不同的，例如作画用6B软铅笔、写字用软硬适中的HB铅笔、制图用6H硬铅笔。铅笔芯是导体，那么铅笔芯的电阻大小与其软硬度有何关系呢？请你设计一个实验方案对这个问题进行探究。
（1）实验器材的名称及数量：
（2）主要实验步骤及所要测量的物理量（用字母表示）：
（3）分析测得的物理量，判断铅笔芯的电阻大小与软硬度的关系：
　
16.4 变阻器 同步练习
参考答案与试题解析
　
一．选择题（共8小题）
1．如图是学生设计的模拟调光灯电路。闭合开关后，移动回形针，发现灯泡发光，但亮度几乎不变，产生这一现象的原因可能是（　　）
A．灯泡的阻值太大 B．铅笔芯的总阻值太大
C．灯泡被短路 D．电源断路
【解答】解：铅笔芯和小灯泡串联分压，在移动回形针的过程中，发现灯泡发光，但亮度几乎不变，根据公式P=可知，灯泡实际功率和其两端的电压的平方成正比，灯泡实际功率几乎不变，是因为两端的电压几乎不变，原因是铅笔芯的电阻相对于小灯泡来说，其电阻太小，也就是说，小灯泡的电阻太大，故A正确。
故选：A。
　
2．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，则下列接法正确的是（　　）
A．M接C，N接B B．M接C，N接D C．M接C，N接B D．M接A，N接D
【解答】解：滑动变阻器的滑片右移，灯泡变亮，功率变大，根据P=I2R，电路中电流变大。电源电压不变，电流变大，电阻变小，滑动变阻器接入电路的电阻丝变短。M应该接A或B，N接D。
故选：D。
　
3．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
【解答】解：根据题意要求，图中的两个滑动变阻器是串联接入电路的，要使接入电路的总电阻最大，必须让每个变阻器的电阻丝都全部接入电路。对于左边的变阻器来说，电阻丝的右端接入电路，所以应该把滑片P1移到最左端；对于右边的变阻器来说，电阻丝的左端接入电路，所以应该把滑片P2移到最右端。
故选：D。
　
4．小明同学在做“用滑动变阻器改变电流”的实验时，连接如图所示的电路，将滑动变阻器的滑片移动到最大阻值处，闭合开关S，发现小灯泡不亮。接下来的操作，在以下步骤中最合理的是（　　）
A．断开开关S，更换灯泡重新实验
B．断开开关S，增加电池的节数重新实验
C．断开开关S，调节滑动变阻器观察小灯泡是否发光
D．观察电流表的示数是否为零，判断电路是否断路
【解答】解：
AB、当电路发生断路故障时，更换灯泡或增加电池数量，灯泡同样不发光，故AB选项错误；
C、断开开关S，调节滑动变阻器，灯泡同样不发光，故C选项错误。
D、该电路为串联电路，闭合开关，灯泡不亮时，先观察电流表是否有示数，如果无示数，说明电路出现断路现象，然后检测出断路的位置，并进行处理，故D选项正确。
故选：D。
　
5．如图所示电路中，a、b两点间电压不变，当滑动变阻器的滑片P向d端移动一段距离时，下列电路中电流表的示数会变小的是（　　）
A． B． C． D．
【解答】解：电路中电流表的示数要变小，则由I=可得：在a、b两点间电压不变的条件下，电路中的阻值应变大；
A、C选项中，滑动变阻器接入的电阻是pd段，滑片P向d端移动一段距离时，电路中的阻值减小，不符合条件；
B选项中，滑动变阻器接入的电阻是pc段，滑片P向d端移动一段距离时，电路中的阻值变大，符合条件；
D选项中，滑动变阻器接入的电阻是pd段，滑片P上的导线对电流表短路，没有示数；
故选：B。
　
6．如图所连电路中，开关闭合后小灯泡发光，要使其亮度变暗，则（　　）
A．滑片P1 向右移 B．滑片P1 向左移
C．滑片P2 向右移 D．滑片P2 向左移
【解答】解：（1）由图可知，左边的滑动变阻器的连接都是连接在上面的接线柱上，因此滑片不管是P1向右移还是向左移，都不能改变电路中电阻的大小，即也不能改变电路中电流的大小，因此滑片不管是P1向右移还是向左移，灯泡的亮度不变，故AB错误。
（2）闭合开关后，当滑片P2向右移时，电阻丝接入的电阻变大，电路中的总电阻变大，根据欧姆定律可知电路中的电流变小，灯泡变暗，故C正确；
（3）闭合开关后，当滑片P2向左移时，电阻丝接入的电阻变小，电路中的总电阻变小，根据欧姆定律可知电路中的电流变大，灯泡变亮，故D错误。
故选：C。
　
7．如图所示电路，电源电压不变，滑动变阻器上标“2A 20Ω”字样，以下四个电路图中，能正确表示当开关闭合后，通过小灯泡L的电流I与滑动变阻器连入电路的电阻R的关系的是（　　）
A． B． C． D．
【解答】解：此电路为串联电路，通过小灯泡的电流和通过滑动变阻器的电流相等，根据欧姆定律，电流和电阻成反比，所以可排除A、B选项，当滑动变阻器的阻值最大为20Ω时，电路中的电流最小，但不可能为0所以可排除C选项，所以D选项正确。
故选：D。
　
8．在探究一个用电器中电流随电压变化关系时，小明连接好的电路如图所示，闭合开关，发现电流表、电压表均有示数，调节滑动电阻器，电流表、电压表示数都不变化，小明连接的电路有不妥之处，改正的方法是（　　）
A．将导线K的a端移至接线柱A B．将导线M的c端移至接线柱B
C．将导线M的c端移至接线柱D D．将导线L的b端移至接线柱D
【解答】解：
A、将导线K的a端移至接线柱A时，滑动变阻器可以改变用电器两端的电压，但电压表测电源的电压示数不变，不能进行实验探究，故A不可行；
B、将导线M的c端移至接线柱B时，电压表测用电器两端的电压，通过移动滑片可以改变用电器两端的电压，进行实验探究，故B可行；
C、将导线M的c端移至接线柱D时，滑动变阻器被短路，不能改变用电器两端的电压，无法进行实验探究，故C不可行；
D、将导线L的b端移至接线柱D时，滑动变阻器被断路，不能改变用电器两端的电压，无法进行实验探究，故D不可行。
故选：B。
　
二．填空题（共2小题）
9．某班同学做“用滑动变阻器改变电流”的实验，电路如图所示。
（1）连接实物时，开关应当　断开　，滑片P应移动最　右　端（选填“左”或“右”）；
（2）开始实验后，甲同学发现无论怎样移动滑片P，灯的亮度都不发生变化，而且一直很暗，这可能是　滑动变阻器连接的是下面两个接线柱　；乙同学发现无论怎样移动滑片P，灯一直很亮，这可能是　滑动变阻器连接的是上面两个接线柱　；丙同学缓慢移动滑片P时，看到灯忽然亮又忽然不亮，这可能是　接触不良　。
【解答】解：（1）将滑动变阻器连入电路时，为防止发生短路，应将开关断开，并使滑动变阻器处于最大阻值状态，所以应将滑片P移动到最右端；
（2）开始实验后，甲同学发现无论怎样移动滑片P，灯的亮度都不发生变化，而且一直很暗，这可能是滑动变阻器连接的是下面两个接线柱；乙同学发现无论怎样移动滑片P，灯一直很亮，这可能是滑动变阻器连接的是上面两个接线柱；丙同学缓慢移动滑片P时，看到灯忽然亮又忽然不亮，这可能是接触不良。
故答案为：（1）断开；右。
（2）滑动变阻器连接的是下面两个接线柱；滑动变阻器连接的是上面两个接线柱；接触不良。
　
10．如图所示为旋转式变阻器，是通过改变接入电路的电阻片的　长度　来改变其连入电路的电阻的大小。若图中旋转式变阻器的B、C两接线柱连入电路，则连入电路的弧形电阻片是　PB　段（选填“AP”、“PB”或“AB”）．若将该旋转式变阻器接入收音机中当作音量开关，当轴沿顺时针方向旋转时，收音机的音量将　变大　（选填“变大”、“变小”或“不变”）。
【解答】解：如图所示为旋转式变阻器，是通过改变接入电路的电阻片的长度来改变其连入电路的电阻的大小的；图中旋转式变阻器的B、C两接线柱连入电路，则连入电路的弧形电阻片是PB段，当轴顺时针旋转时，它连入电路的电阻丝的长度变短，故它连入电路的电阻将变小，电流变大，故收音机的音量变大。
故答案为：长度；PB；变大。
　
三．实验探究题（共1小题）
11．康康进行“改变小灯泡的亮度”的实验时，他已连接好了部分电路，如图所示。已知电源电压为3V且保持不变，小灯泡的正常发光电压为2.5V，请你接着完成下列步骤：
（1）电路中只缺少一根导线，请你用笔画线代替导线，将图甲中电路连接完整（要求：滑片向右滑动时，灯泡变亮）；
（2）实验前，连接电路时开关S应当处于　断开　状态，应将滑片P置于电阻　最左端　的位置；实验中，移动滑动变阻器的滑片P到某一位置，电压表的示数如图乙所示，此时灯泡两端电压是　1.3V　，为了测量小灯泡正常发光时的电压，应将滑片P向　右　端移动（选填“左”或“右”）；
（3）当电压表的示数如图乙所示时，电流表的示数如图丙所示，则通过小灯泡的电流大小为　0.2　A．实验中小灯泡突然不亮了，但两表仍然有示数，原因是　小灯泡短路　。
【解答】解：
（1）由图知，电压表两个接线柱分别连接了灯泡右侧和开关右侧，所以不可能与灯泡并联，因此是与滑动变阻器并联。根据“滑片向右滑动时，灯泡变亮”的要求，需要将滑动变阻器的右下接线柱连接灯泡的右接线柱。如下图所示；
（2）在实验前，连接电路时开关S应当处于断开状态；滑片处于最大阻值处，即滑片处于最左端；
已知电压表测量滑动变阻器两端电压，示数为1.7V，故灯泡的电压是3V﹣1.7V=1.3V，而小灯泡的额定电压是2.5V，所以要使得灯泡正常发光，小灯泡的电压应该变大，变阻器的电压应该变小，即变阻器的电阻变小，所以滑片应该向右移动；
（3）此时电流表选择的是小量程，所以分度值是0.02A，故此时电流表的示数是0.2A；据串联电路电流处处相等可知，此时小灯泡的电流是0.2A；
实验中小灯泡突然不亮了，但两表仍然有示数，即此时电路中有电流，一定不是断路；此时电压表测量的变阻器的电压，即通过变阻器有电流，而灯泡不亮，即说明通过灯泡没有电流，故可能是 由于小灯泡短路造成的。
故答案为：（1）见上图；（2）断开；最左端； 1.3V； 右；（3）0.2； 小灯泡短路。
　
四．解答题（共4小题）
12．滑动变阻器的工作原理是靠改变连入电路的电阻线的　长度　，从而逐渐改变电路中的　电阻　。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和部分电路两端的电压；除此以外，滑动变阻器在电路中还会起到　保护电路　的作用。现有一个标有“10Ω2A”的滑动变阻器，它的阻值变化范围是　0～10　Ω，其中“2A”表示的意思是　滑动变阻器允许通过的最大电流为2A　。
【解答】解：滑动变阻器的工作原理是靠改变连入电路的电阻线的长度，从而逐渐改变电路中的电阻。
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和部分电路两端的电压；滑动变阻器在电路中还会起到保护电路的作用。
由滑动变阻器铭牌“10Ω 2A”可知，它的最大阻值为10Ω，它的阻值变化范围是0～10Ω，其中“2A”表示的意思是滑动变阻器允许的最大电流是2A。
故答案为：长度；电阻；电阻；保护电路；0～10；滑动变阻器允许的最大电流为2A。
　
13．一位同学设计了一个风力测定仪，如图，0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，金属杆偏转的角度越大。AB是一段圆弧形电阻，P点是金属杆与弧形电阻相接触的点，电路中接有一只灯泡。测风力时，闭合开关s．通过分析可知：金属杆0C与弧形电阻AB组合在一起相当于一个　滑动变阻器　，观察灯泡L的亮度可以粗略地反映风力的大小；若要提高装置反映风力大小的性能，可采取的方法是　串联一个电流表　。
【解答】解：当风力大小不同时AB接入电路中的电阻会变化，所以金属杆0C与弧形电阻AB组合在一起相当于滑动变阻器；电路中应加入测电流的元件所以应串联一个电流表。
故答案为：滑动变阻器，串联一个电流表。
　
14．如题图甲所示，小红利用此电路探究了滑动变阻器在电路中对电流大小的影响。
（1）小红先在A，B间分别接入粗细、长短相同的铜丝和镍铬合金丝，闭合开关，她发现接入　镍铬合金丝　时，灯L的亮度较暗一些，由此小红可以得出的结论是：　电阻大小和材料有关　。
（2）小红又将题图乙所示的滑动变阻器接入电路，其中a，b，c，d为变阻器的四个接线柱。变阻器的接入方法有下列几种：①a，b接入A，B两点之间；②a，c接入A，B两点之间；③c，d接入A，B两点之间；④b，d接入A，B两点之间；⑤b，c接入A，B两点之间；⑥a，d接入A，B两点之间。当滑片P向a端移动时，上述各种接法中，电流表示数变大的有　②⑥　，电流表示数变小的有　④⑤　，电流表示数不变的有　①③　。
【解答】解：（1）小红先后在A，B间分别接入粗细、长短相同的铜丝和镍铬合金丝，闭合开关，她发现接入镍铬合金丝时，灯泡较暗一些，说明长度、粗细相同的镍铬合金丝的电阻大于铜丝的电阻，说明导体的电阻和导体的材料有关；
（2）①a，b接入A，B两点之间，接的是下面两个接线柱，滑动滑片起不到改变电阻的作用，不能改变电流；
②a，c接入A，B两点之间，滑片左边的电阻线连入电路，向a端移动滑片时，连入电路的电阻线变短，电阻变小，电路中的电流变大；
③c，d接入A，B两点之间，接的是上面两个接线柱，滑动滑片起不到改变电阻的作用，不能改变电流；
④b，d接入A，B两点之间，滑片右边的电阻线连入电路，向a端移动滑片时，连入电路的电阻线变长，电阻变大，电路中的电流变小；
⑤b，c接入A，B两点之间，滑片右边的电阻线连入电路，向a端移动滑片时，连入电路的电阻线变长，电阻变大，电路中的电流变小；
⑥a，d接入A，B两点之间，滑片左边的电阻线连入电路，向a端移动滑片时，连入电路的电阻线变短，电阻变小，电路中的电流变大。
综上所述，当滑片P向a端移动时，上述各种接法中，电流表示数变大的有②⑥；电流表示数变小的有④⑤；电流表示数不变的有①③。
故答案为：（1）镍铬合金丝；电阻大小和材料有关；（2）②⑥；④⑤；①③。
　
15．铅笔芯的主要成分是石墨。软硬程度不同的铅笔其用途是不同的，例如作画用6B软铅笔、写字用软硬适中的HB铅笔、制图用6H硬铅笔。铅笔芯是导体，那么铅笔芯的电阻大小与其软硬度有何关系呢？请你设计一个实验方案对这个问题进行探究。
（1）实验器材的名称及数量：
（2）主要实验步骤及所要测量的物理量（用字母表示）：
（3）分析测得的物理量，判断铅笔芯的电阻大小与软硬度的关系：
【解答】解：（1）电源开关电流表导线长度、横截面积都相同而软硬度不同的铅笔芯3根；
（2）①用导线将电源、开关、电流表依次和软、软硬适中、硬铅笔芯连成串联电路；
②闭合开关，分别读出电流表的示数I1、I2、I3；
（3）若I1=I2=I3，则铅笔芯的电阻大小与软硬度无关；
若I1＞I2＞I3，则铅笔芯的电阻大小与软硬度有关，在长度、横截面积都相同时铅笔芯的硬度越大，电阻越大；
　
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