苏教版九年级物理教学讲义，复习补习资料（含知识讲解，巩固练习）：36【提高】电阻 变阻器

电阻 变阻器（提高）

【学习目标】
1.知道电阻是导体本身的一种属性，电阻的大小和材料、长度、横截面积以及温度有关；
2.知道电阻的单位和单位换算；
3.会用控制变量法探究电阻大小的决定因素；
4.了解滑动变阻器的构造、在电路中的符号，理解变阻器的工作原理；
5.正确使用滑动变阻器改变电路中的电流。
【典型例题】
类型一、电阻 影响电阻大小的因素
1.（2019?鄂州模拟）把甲、乙两段电阻线接在相同的电压下，通过甲电阻线中的电流大于通过乙电阻线中的电流，忽略温度的影响，下列判断中错误的是（　　）
A．甲、乙两电阻线的材料、长短、粗细不可能完全相同
B．当它们材料、粗细都相同时，甲线长，乙线短
C．当它们材料、长度都相同时，甲线粗，乙线细
D．当它们长度、粗细都相同时，两线的材料一定不同
【思路点拨】电阻是导体自身的一种特性，大小只与导体的长度、材料、横截面积和温度有关，与导体两端的电压及通过导体中的电流大小无关。
【答案】B
【解析】甲、乙两段电阻两端的电压相同，而且甲线中的电流大于乙线中的电流，所以导线乙对电流的阻碍作用较大，即R甲＜R乙；因为忽略温度的影响，电阻的大小只与导体的长度、材料、横截面积有关；因为它们的电阻不同，故甲、乙两电阻线的材料、长短、粗细不可能完全相同，故A正确；当它们材料、粗细都相同时，长度越长的电阻越大，即甲线比乙线短，故B错误；当它们材料、长度都相同时，甲的横截面积大于乙的横截面积，故C正确；当它们长度、粗细都相同时，材料一定不同，故D正确。
【总结升华】本题考查影响电阻大小的因素，主要考查运用控制变量法比较电阻大小的方法，在比较某一因素与电阻大小关系是一定要控制其它的因素不变。
举一反三：【变式】铜的导电性能强于铁的导电性能，这说明在温度相同时（ ）
A．长度相同的铜丝和铁丝，铁丝的电阻一定大
B．横截面积相同的铜丝和铁丝，铁丝的电阻一定大
C．长度相同的铜丝和铁丝，横截面积大的电阻一定小
D．长度和横截面积都相同的钢丝和铁丝，铁丝的电阻一定大
【答案】D
2. 光敏电阻的阻值随着光照的强弱而改变。“光强”是表示光的强弱程度的物理量，照射光越强，光强越大，光强符号用E表示，国际单位为坎德拉(cd)。实验测得光敏电阻的阻值R与光强E间的关系如图所示，由图可知( )
A．光敏电阻的阻值随光强的增强而变大
B．光敏电阻的阻值随光强的增强而变小
C．光敏电阻的阻值随光强的增强先变大后变小
D．光敏电阻的阻值随光强的增强先变小后变大
【答案】B
【解析】图中是一个反比例图像，从图可以看出，光强越强，电阻越小，光敏电阻的阻值随光强的增强而变小。
【总结升华】题目是一道信息题，能够从图中找到有用的信息。
类型二、滑动变阻器
3.（2019?青海中考）小华想用滑动变阻器控制小灯泡的亮度，设计了如图所示的4种电路，其中正确的是（　　）
A．②③ B．③④ C．①③ D．①②
【答案】A
【解析】①中两接线柱都在下面的电阻丝上，滑动变阻器不能控制小灯泡的亮度，故①错误；②③都是选择“一上一下”接入电路，滑动变阻器可以控制小灯泡的亮度，故②③正确；④中两接线柱都在上面的金属杆上，滑动变阻器不能控制小灯泡的亮度，故④错误。故选A。
【总结升华】掌握滑动变阻器的工作原理、接线柱选择、在电路中的作用、铭牌参数含义等。
举一反三：【变式】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放在最右端
C．P1放在最右端，P2放在最左端 D．P1放在最左端，P2放在最左端
【答案】B
4. （2019?江苏一模）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
【思路点拨】滑动变阻器在使用时，要一上一下连接，且其最终阻值的变化取决于下端接线柱接哪一个，据此，结合题干要求进行解答。
【答案】D
【解析】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。
【总结升华】握滑动变阻器的原理、作用、接线柱的接法。并会根据实际功率判断灯泡的亮度。
举一反三：【变式】如图所示为亮度可调台灯的电路示意图，其中AB是一根电阻丝，B、C作开关使用，OP是滑动片，可绕O点旋转，P端与电阻丝接触良好。
(1)将图中电路画完整；
(2)连好电路后，滑片OP顺时针转动时，流过灯泡L的电流变________(填“大”或“小”)，电灯变________(填“亮”或“暗”)。
【答案】(1)如图所示 (2)小 暗
【解析】可调台灯电路结构是灯泡与变阻器串联，改变变阻器接入电路的电阻，即可改变电路中的电流，从而达到改变灯泡亮度的目的。变阻器连入电路时，其滑片必须接入电路，因此可将滑片的O端与电源负极相连。若将灯泡与电阻丝B端相连，则当灯由断开状态接通瞬间(滑片P从C旋到B)，电阻丝接入电路的电阻为零，电路中电流最大，有可能烧坏灯泡。利用变阻器调节电路中电流时，变阻器接入电路的电阻必须由最大逐渐调小，使电路中电流由最小逐渐变大，这样变阻器才能对电路起保护作用。故应将灯泡与变阻器A端相连．按上述正确方法连接后，AP段电阻接在电路中，当OP绕O点顺时针转动时，AP段电阻丝变长，故连入电路的电阻变大，使流过灯泡的电阻变小，灯泡变暗。
类型三、综合应用和实验探究
5.学过电学知识后，物理兴趣小组的同学们对身边的有关现象产生了浓厚的探究欲望：（1）图示是一种调节Mp3音量兼开关的调节器，小明拆开后发现它实际上是一个旋钮型 。变阻当顺时针转动旋钮触片时，Mp3的音量变大，是将接线柱 接入电路。
（2）在物理课外活动中，小刚把两种不同的金属片A、B插入橙子，制成“水果电池”，并用电压表测量水果电池的电压为0.8V，如下图所示，试在图中画出此时电压表指针的位置，金属片A是“水果电池”的 极。关于水果电池，请你再提出一个值得探究的问题 。
【答案】（1）变阻器；BC（2）指针如图所示：负；水果电池的电压与金属种类是否有关？
【解析】（1）滑动变阻器通过滑片的移动从而改变电阻，是由于当滑片移动以后改变了连入电路中电阻丝的长度，而电阻的大小就与导体的长度有关．电阻是导体对电流的阻碍作用，电阻越大电流就越小；电阻越小电流就越大；顺时针转动旋钮触片时，Mp3的音量变大，说明电阻变小，电流变大，是把BC接入电路；（2）电压表选择的是0-3V量程，每一小格代表是0.1V，故0.8V应该是从左边数第八格；由于电压表在使用时，电流应从正接线柱流入，负接线柱流出，故与负极相连的金属片A是水果电池负极．（3）可以根据自己的经验提出：水果电池的电压与金属种类是否有关、与水果种类是否有关、与水果成熟度是否有关、与金属片插入水果深度是否有关、与极板间的距离是否有关等；
【总结升华】本题是答案开放题，也用到了控制变量法。答案开放的猜想类题，可通过对日常生活、自然现象或实验观察的分析思考，用文字表述自己的合理的猜想。控制变量法：就是在研究和解决问题的过程中，对影响事物变化规律的因素和条件加以人为控制，只改变某个变量的大小，而保证其它的变量不变，最终解决所研究的问题。
6.在探究“导体的电阻跟哪些因索有关”的问题时，老师引导同学们做了如下实验：（1）猜想：导体电阻可能与导体材料、横截面积、 、 有关。
（2）实验时，同学们用下图甲的实验装置分别把a、b、c、d四根金属丝接入电路A、B两点之问，探究情况如下表：
序号
材料
长度（m）
横截面积（mm2）
灯泡亮度
a
铜丝
1
1
较亮
b
镍铬合金丝
1
0.5
最暗
c
铜丝
1
0.5
较暗
d
铜丝
0.5
1
最亮
当选用 两根金属丝，可探究导体电阻跟导体横截面积的关系，得到的结论是：
。
（3）如图乙的实验，可探究导体电阻与 的关系。
【答案】（1）长度；温度 （2）a和c；当导体长度、材料、温度相同时，导体横截面积越小，电阻越大 （3）温度
【解析】影响电阻大小的因素可以猜想有：材料、长度、横截面积、温度；探究导体电阻跟导体横截面积的关系，必须控制导体的材料、长度相等，横截面积不相等，因此符合条件的有a和c两根电阻丝，比较灯泡的亮度不同，可以得出的结论是：当导体长度、材料、温度相同时，导体横截面积越小，电阻越大；在图乙的实验中，对电阻丝加热，观察灯泡亮度的变化，因此探究的是电阻与温度的关系。
【总结升华】用“控制变量法”探究影响电阻大小的关系时，注意相同因素和不同因素的控制。
举一反三：【变式】在探究“导体的电阻跟哪些因素有关”时，老师和同学利用如图所示的器材进行实验。其中演示板上固定了四条金属电阻丝，a、b、c三条长度均是1m，d的长度0.5m；a、b的横截面积相同，材料不同；a、c的材料相同，但c的横截面积大于a；a、d的材料和横截面积都相同。
(1)在探究电阻跟横截面积的关系时，可依次把M、N跟________两根电阻丝接入电路，闭合开关，记下电流表的示数，分析此较这两根金属丝电阻的大小。可得结论________________________。
(2)依次把M、N跟a、d的两根电阻丝接入电路，闭合开关，电流表示数不同，分析比较a、d两根金属丝电阻的大小，可探究电阻跟 的关系，其结论是：________________________________________。
(3)以上方法在研究物理问题时经常用到，被称为控制变量法，试根据学过的物理知识，再列出一例用这种方法研究的问题：________________。
(4)随着现代生活水平的提高，我们周围的电力设备需要改造，即“增容”。有的是用较粗的铝线替换原来较细的铝导线，有的是用铜线替换原来铝导线，联系以上的实验，说说你的看法。
【答案】（1）a c；长度、材料相同时，导体的电阻与导体横截面积有关
（2）长度；导体的材料、横截面积相同时，导体的电阻与导体的长度有关
（3）研究压力产生的效果与什么因素有关
（4）提示：考虑在长度、材料一定时，导体的电阻与横截面积的有关；考虑在长度横截面积一定时，导体的电阻与材料的有关。
【巩固练习】
一、选择：
1.（2019?茂名中考）小明在探究“电阻的大小与什么因素有关”的活动中，发现实验器材中电阻丝只有一根，其它器材足够，如果要他完成下面的实验探究活动，不可能完成的是（　　）
A．探究导体电阻与长度的关系
B．探究导体电阻与横截面积的关系
C．探究导体电阻与材料的关系
D．探究导体电阻与温度的关系
2.（2019秋?莆田校级月考）（多选）如图，当滑动变阻器滑片P向右移动时，接入电路中电阻值变小的是（　　）

3.如图所示的各种电路，同种元件的参数均相等，能利用滑动变阻器调节电灯从亮到熄灭的电路是（　　）
4.长度，粗细相同的铜线，铝线，铁线和镍铬合金线的电阻越来越大，则四种导线中最适合用来制作滑动变阻器电阻丝的是（　　）
A．铜线 B．铝线 C．镍铬合金线 D．铁线
5. 张弛同学在做“用变阻器改变灯的亮度”的实验时，她将一只小灯泡与滑动变阻器及开关串联后接在电源上，但闭合开关后无论怎样移动滑动变阻器的滑片，灯都不亮，为了检查电路故障，她另取一只电压表将表分别与小灯泡、开关并联时，表的指针均不动；将表与滑动变阻器并联时，表的指针明显偏转。则电路故障可能是（　　）
A．电源没电了 B．小灯泡处开路 C．滑动变阻器处开路 D．开关处开路
6.由同种材料制成的甲、乙、丙三条导线，其中甲、乙两条导线粗细相同，但是甲比乙短；乙、丙两条导线
长度相同，但乙比丙粗，比较甲、乙、丙三条导线的电阻正确的是（ ）
A．R甲>R乙>R丙 B．R甲R丙>R甲 D．R甲>R乙， R乙7.如图所示的两个电路中，电源电压相等，闭合开关S，当滑动变阻器的滑片P都向右滑
动时，灯泡L1和L2的亮度变化是（ ）
A．L1、L2都变亮 B．L1、L2都变暗 C．L1变亮，L2变暗 D．L1变暗，L2不变
8.精密电子仪器中为了便于调节电路中的电流，其调节部分使用了两个滑动变阻器，如图所示。已知这两个滑动变阻器是分别用不同的电阻丝绕在相同的绝缘瓷管上制成的，其中R1的总电阻是200Ω，R2的总电阻是5000Ω开始时，两变阻器都处于最大阻值．下面几种方法中，能够既快又准确地使电流表指针指到要求位置的是( )
A．先调节R1，使电流表指针指到要求位置附近，再调节R2
B．先调节R2，使电流表指针指到要求位置附近，再调节R1
C．同时调节R1和R2，使电流表指针指到要求位置
D．交替、反复调节R1和R2，使电流表指针指到要求位置
二、填空：
9.在如图所示电路中，如果变阻器滑片P由A向B移动，通过灯泡的电流变大。导线E端应接在变阻器________接线柱上。
10. 两根横截面积相等的均匀铜导线a，b，a长10m，电阻为Ra；b长16m，电阻为Rb，则Ra Rb。若a，b两导线并联在同一电路中，则通过a，b导线的电流Ia与Ib的大小关系为Ia Ib。（本题两空选填“＞”“=”“＜”，且忽略导线电阻随温度的变化）。

11.（2019?阜康市校级模拟）某滑动变阻器铭牌上标有“10Ω 1.5A”，其中10Ω表示 ，1.5A表示 。
12.如图所示是四根高压输电线上的一个装置，利用这个装置将四根导线并联起来，相当于增大了导线的 ，从而减小了导线的 ，以达到减少输电线上电能损失的目的。
13.（2019?十堰模拟）导体的电阻取决于它的材料、长度、 和温度。旋转式变阻器（如图所示）与滑动变阻器相比，外形不同，但原理都是通过改变接入电路的导体的
来改变其连入电路的电阻。若图中旋转式变阻器的A、C两接线柱连入电路，则连入电路的弧形电阻片是 （选填“AP”“PB”或“AB”）段，当轴顺时针旋转时，它连入电路的电阻将 （选填“变大”“变小”或“不变”）。
14. 如图所示是大型电子地磅的电路图。当称重物时，在压力作用下滑片P向下端滑动，变阻器连入电路的电阻________，电流表的示数________(填“变大”、“变小”或“不变”)。这样把电流对应的物重刻在电流表的刻度盘上，就可以读出被称物体的物重。
15.如图所示的是插入式电阻箱的结构示意图。它的最大电阻值是 Ω，图中A、B两个接线柱之间的电阻值是 Ω。
三、实验探究：
16.请指出如图所示的电路连接中的错误，并说出改正的方法。
17.（2019?黄浦区三模）在如图所示的电路中，有两根导线尚未连接，请用笔画线代替导线补上。补上后要求：闭合电键S后，向左移动滑动变阻器的滑片，电流表的示数变小，小灯亮度不变。
18.在探究影响导体电阻大小的因素时，小兵、小红两位同学作出了如下猜想：①导体的电阻与导体的长度有关②导体的电阻与导体的横截面积有关③导体的电阻与导体的材料有关实验室提供了4根电阻丝，规格、材料如下表
编号
材料
长度/m
横截面积/mm2
A
镍铬合金
0.5
0.5
B
镍铬合金
1.0
0.5
C
镍铬合金
0.5
1.0
D
锰铜合金
0.5
0.5
为了验证上述猜想，他们设计了如下图所示的实验电路。
（1）为了验证上述猜想①，应该选用编号为 两根电阻丝进行实验；如果选用编号为A、C两根电阻丝进行实验，是为了验证猜想 （填序号）；如果选用编号为A、D两根电阻丝进行实验，是为了验证猜想 （填序号）。分别将A和D
两电阻丝接入电路中M、N两点间时，电流表示数不相同，由此，初步得到的结论是：长度和横截面积相同时， 。
（2）有同学认为：可以根据灯泡亮度的变化来判断接入的电阻丝的变化情况．老师指出：此实验中这种方法不可取．这是因为电源电压一定时，所选电阻丝的阻值相差太小，灯泡亮度变化 （选填“明显”或“不明显”）。
（3）在最近几年，我国城乡许多地区进行了输电线路的改造，将原来细的铝质输电线换成较粗的铝质输电线，这样就 了输电线的电阻，从而可以 输电线上的电能损失（选填“增大”或“减小”）。
【答案与解析】
一、选择：
1.【答案】C
【解析】A、实验时，通过改变连入电阻丝长度，此时横截面积和材料不变，可以探究导体电阻与长度的关系，不符合题意；B、实验时，可以将电阻丝对折起来使用，改变连入电阻丝横截面积，控制长度和材料不变，可以探究导体电阻与横截面积的关系，不符合题意；C、当探究导体电阻与材料的关系时，可控制长度和横截面积不变，因为只有一个金属丝，所以无法改变材料，不能够完成，符合题意；D、实验时，取一根电阻丝，控制长度、材料和横截面积不变，改变温度，探究导体电阻与温度的关系，不符合题意。
2.【答案】AC
【解析】A、滑动变阻器接入了右半段，滑片右移，连入电路的电阻丝变短，电阻变小，符合题意；B、滑动变阻器接入了左半段，滑片右移，连入电路的电阻丝变长，电阻变大，不符合题意；C、滑动变阻器接入了右半段，滑片右移，连入电路的电阻丝变短，电阻变小，符合题意；D、滑动变阻器将电阻丝接入电路，即电阻最大，滑片移动，连入电路的电阻丝不变，滑动变阻器接入电路的电阻不变，不符合题意，故选AC。
3.【答案】D
【解析】图A中滑动变阻器与灯泡并联，当滑片P滑到左端时，会引起电源短路，所以该选项不符合题意；图B中滑动变阻器与灯泡串联，当滑片P左右滑动时，只能改变灯泡亮度，不能使灯泡熄灭，所以该选项不符合题意；图C中滑动变阻器与灯泡串联，滑片P使灯泡处于短路状态，无论怎样滑动滑片灯泡都不亮，所以该选项不符合题意；图D中滑动变阻器与灯泡并联，当滑片P滑到右端时，会引起灯泡短路，实现灯泡由亮到灭，所以该选项符合题意。
4.【答案】C
【解析】滑动变阻器应选用电阻最大的镍铬合金线来作为电阻丝，理由是：长度、粗细相同的镍铬合金线的电阻大，这样在移动滑片改变相同的长度时，镍铬合金线的阻值会有明显的变化，起到明显改变电阻的目的。
5.【答案】C
【解析】闭合开关后无论怎样移动滑动变阻器的滑片，灯都不亮，说明是发生了断路，而将电压表与滑动变阻器并联时，电压表有示数，说明是在滑动变阻器处断路了。
6.【答案】B
【解析】其中甲、乙两条导材料、线粗细相同，甲比乙短；所以R甲但乙比丙粗，所以R乙7.【答案】D
【解析】第一个图中，滑片向右移动，电路中的电阻变大，电流变小，灯泡变暗；在第二个图中，灯泡和滑动变阻器并联，不管滑片怎样移动，改变不了灯泡所在支路的电流，所以灯泡亮度不变。
8.【答案】B
【解析】需要精确控制电流的大小，滑动变阻器接入电路的电阻也必须准确，这时需要采用“先粗调后细调”的办法，即先调总电阻大的使电流达到近似值后，再调总电阻小的，使电流达到准确值。
二、填空：
9.【答案】B
【解析】滑片向右移动时，电流变大连入电路的电阻变小，所以滑动变阻器的右端连入电路，E端应该和滑动变阻器的右端连接。
10.【答案】＜；＞
【解析】由于导线a、b的材料相同，横截面积也相同，导线a比导线b短，所以Ra＜Rb；在并联电路中，各支路两端的电压都相等，电压相同时，电阻越大对电流的阻碍作用越大，所以Ia＞Ib。
11.【答案】滑动变阻器的最大阻值是10Ω；允许通过的最大电流是1.5A
【解析】滑动变阻器铭牌标有“10Ω 1.5A”，10Ω表示滑动变阻器连入电路的最大电阻是10Ω；1.5A表示滑动变阻器通过的电流不能超过1.5A，故答案为：滑动变阻器的最大阻值是10Ω；允许通过的最大电流是1.5A。
12.【答案】横截面积；电阻
13.【答案】横截面积；长度；AP；变大
【解析】导体的电阻取决于它的材料、长度、横截面积和温度。旋转式变阻器与滑动变阻器都是通过改变接入电路的导体的长度来改变其连入电路的电阻。图中旋转式变阻器的A、C两接线柱连入电路，则连入电路的弧形电阻片是AP段，当轴顺时针旋转时，它连入电路的电阻丝的长度变大，故它连入电路的电阻将变大。
14.【答案】变小；变大
【解析】滑片P向下滑动→PB段变短→变阻器连入电阻变小→总电阻变小→电流变大。
15.【答案】15；7
【解析】当5个铜塞都拔出时，此时5根电阻丝串联，总电阻最大，它们的总电R=5Ω+5Ω+2Ω+2Ω+1Ω=15Ω；当铜塞插入时，则该铜塞处的电阻丝就会短路。由图可知，A、B两个接线柱之间的电阻是5Ω+2Ω=7Ω。
16.【答案】滑动变阻器应该上下各一个接线柱接入电路
三、实验探究：
17.【答案】如图所示
【解析】“向左移动滑动变阻器的滑片，电流表的示数变小”表明向左移动滑片时连入电路的电阻变大，即滑动变阻器接入右侧的下接线柱；但灯泡亮度不变，说明灯泡和滑动变阻器并联。如图所示。
18.【答案】（1）A、B；②；③；导体的电阻与导体的材料有关．（2）不明显．（3）减小．
【解析】（1）①要验证导体的电阻与导体的长度有关时，应控制材料和横截面积相同，长度不同，符合此要求的有A、B两根电阻丝；②A、C两根电阻丝的材料和长度相同，只有横截面积不同，因此研究的是导体的电阻与导体的横截面积的关系；③A、D两根电阻丝的长度和横截面积相同，只有材料不同，因此研究的是导体的电阻与导体的材料的关系；④电阻丝接入电路中时，电流表示数不同，表示电阻值也不同。（2）电源电压一定时，所选电阻丝的阻值相差太小，灯泡的亮度变化不明显，因此不能根据灯泡亮度的变化来判断接入的电阻丝的变化情况。（3）细的铝质输电线换成较粗的铝质输电线，导线的横截面积增大了，电阻值减小了，导线上消耗损失的电能也就减小了，从而起到节能减排的效果。