内容正文:
第4节 变阻器
目 录
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一、滑动变阻器及使用 1
二、变阻器的应用 6
8
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一、滑动变阻器及使用
1.如图所示的滑动变阻器,它“变阻”的原理是改变接入电路中电阻丝的( )
A.电压 B.粗细 C.长度 D.温度
2.题图所示电路中,与小灯泡L并联的电路元件是( )
A.开关S B.电压表V
C.电流表A D.滑动变阻器R
3.如图是小明将一个定值电阻与滑动变阻器连接的电路实物图,以下分析正确的是( )
A.电流表和电压表分别测量的是滑动变阻器的电流和电压
B.当滑动变阻器的滑片向右移动时,电压表和电流表的比值变大
C.当滑动变阻器的滑片向左移动时,电压表和电流表的比值不变
D.当滑动变阻器的滑片向左移动时,电压表和电流表的比值变小
4.如图为某综合实践小组设计的调光台灯工作原理图,在电路图的M、N两点之间接入一个滑动变阻器,使滑片P 向左移动时,灯泡的亮度变亮,则下列方法中正确的是( )
A.M接A, N接B B.M接C, N接D
C.M接B, N接D D.M接C, N接A
5.如图是用滑动变阻器改变小灯泡亮度的实验装置。下列有关说法错误的是( )
A.连接电路时,应将开关断开
B.闭合开关前,应该将滑动变阻器的滑片置于最右端
C.闭合开关后,当滑片向左滑动时,小灯泡的亮度由亮变暗
D.滑动变阻器应“一上一下”连入电路
6.刘老师常常骑电动自行车去学校。只要将图中的车钥匙插入锁孔并顺时针旋转一下,车子就通电了,但不会行驶,车钥匙的实质相当于一个 ;跨上电动自行车后,将右手把向后旋转,车子就能前进,并且向后旋转的角度越大,车速就越大,右手把的实质相当于一个 (选填“用电器”或“滑动变阻器”)。
7.小明利用铅笔芯和鳄鱼夹制作了简易调光灯,装置如图所示。电路中有一处明显错误是 ;改正后,闭合开关,改变鳄鱼夹M、N之间距离,发现灯泡亮度会发生变化,鳄鱼夹与铅笔芯组合在一起相当于一个 。
8.如下图所示,将长短和粗细相同、材料不同的金属丝分别接入电路,当把镍铬合金丝接入电路后,闭合开关,小灯泡发光较暗,这说明镍铬合金丝的电阻较 。若想制作滑动变阻器,电阻丝应选择 (选填“铜”或“镍铬合金”)这种材料。
9.如图所示实物电路,请用笔画线代替导线按要求完成电路连接。要求:开关控制整个电路,电压表测量灯两端的电压,向左移动滑动变阻器滑片时,灯变亮。
10.请用笔画线代替导线将如图所示的电路连接完整。要求:电压表测量定值电阻R两端的电压;闭合开关,向左移动滑动变阻器的滑片P,电流表的示数变小;不考虑电压表所接量程,导线不能交叉。
11.如图所示是一款带风扇的吊灯,风扇和灯都可以独立工作。S1闭合灯亮;S2闭合风扇转动,风扇可以调节风速。(风扇用电动机的符号表示,电源已给出)请在方框内画出对应电路图。
12.根据电路图,以笔代线连接电路。
13.小力用图所示电路探究L1、L2串联后的总电压是否等于L1两端电压和L2两端电压之和。电源两端电压用U总表示,A、B间电压用U1表示,B、C间电压用U2表示,A、C间电压用U表示。
(1)闭合开关后,两灯都不亮,初步判断电路处于断路状态。测得U1=0V、U2=3V、U=3V,则可判断发生断路的是 。(选填“L1”或“L2”)
(2)故障排除后,实验正常进行。本实验的因变量是 ,自变量是 。(用题干中的符号表述)
(3)本实验改变自变量的操作是 。
14.用滑动变阻器改变灯泡亮度的实验,小强同学连接的电路如图所示。
(1)滑动变阻器上的铭牌标着“20Ω 1A”。20Ω表示 滑 动 变 阻 器 的 ;1A 表 示 。
(2)电路连接时开关应该断开的原因是 ;为保护电路元件,开关闭合前,滑动变阻器的滑片应移动到 端(选填“A”或“B”);正确连接好电路,闭合开关后,发现小灯泡不发光,电流表和电压表有较小的示数,接下来应该进行的操作是 。
(3)闭合开关,要使灯泡的亮度变亮,应将滑片P 向 (选填“A”或“B”)端移动;滑片P移至图中所示位置,发现灯泡发光、但电流表的指针偏转幅度很小,原因是电流表的量程选择 。
(4)若另一个同学在做实验时发现无论向哪边移动滑片时灯泡的亮度都不变,并且电流表的示数始终很小,则最有可能的原因是 。
(5)写出一个滑动变阻器的应用 。
15.如图所示的实验器材,现用电流表、电压表分别测出通过灯泡的电流和灯泡两端的电压,电路中电流约为0.5A,并用变阻器改变小灯泡的电流,要求滑片向右滑动时灯泡变亮。
(1)按要求在方框内画出相应的电路图;
(2)按照电路图连接实物;
(3)连接电路时开关应处于 (填“断开”或“闭合”)状态,变阻器的滑片应处于阻值 (填“最大”或“最小”)处。
二、变阻器的应用
16.如图甲所示是某品牌电风扇的调速旋钮,如图乙所示是其对应电位器的结构图。在图乙中,若要使旋钮顺时针转动时风扇转速加快;则接入电路中的接线柱为( )
A.a与b B.b与c C.a与c D.以上都可以
17.题图所示的是电位器的结构图。A、B、C为它的三个接线柱,P为滑动片。若将它接入电路中调节灯泡的亮度,逆时针旋转P能使灯泡的亮度变大,则应将 (选填“A、B”“B、C”或“A、C”)接线柱连入电路中。
18.图是电位器原理图,结构如图所示。若要增大喇叭音量,应 (选填“顺时针”或“逆时针”)转动旋钮。喇叭工作一段时间后,无论如何调节滑片,喇叭音量一直很大,响度不变,电路故障可能是电位器 (选填“开路”或“短路”)。
19.如图所示,电阻箱的示数为 。
20.电动自行车的调速把手可以调节电动机的转速,以实现对车速的控制。如图所示是电动自行车电源、开关、电动机、调速把手的结构示意图,a、b、c是固定的铜片,d是一根弧形的电阻丝,e是一端固定在b上,另一端可在d上滑动的铜片。请按照调速把手的功能要求,将电路连接完整。
21.小红同学设计了一个灯泡亮度可以调节的电路,如图所示,为了使滑动变阻器的滑片P从C向D移动的过程中,灯泡的亮度逐渐变亮,正确的连接方式是( )
A.M接C,N接B B.M接D,N接A C.M接A,N接B D.M接A,N接D
22.在图所示的电路中,电源电压保持不变。当对电路进行某种操作后,电压表V示数与电流表A示数的比值变大,则此过程中( )
A.电流表A1的示数变小
B.电流表A2的示数变大
C.电流表A示数与电流表A1示数的差值不变
D.电流表A示数与电流表A2示数的差值不变
23.如图为某控制电路,由电源电压为E、内阻为r的电源与定值电阻R1、R2及电位器(滑动变阻器)R连接而成,L1、L2是两个指示灯。当电位器的触片由b端滑向a端时,下列说法正确的是( )
A.L1、L2都变亮 B.L1、L2都变暗
C.L1变亮,L2变暗 D.L1变暗,L2变亮
24.在如图所示的电路中,电源电压保持不变,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片至某一位置时,电流表A1、A2、A3的示数分别为1.5A、1A、1.1A.则下列有关说法错误的是( )
A.通过R1的电流为0.4A B.通过R2的电流为0.6A
C.向右移动滑片,电压表V2的示数变大 D.向右移动滑片,电压表V2的示数不变
25.如图所示,电源电压不变,下列说法正确的是( )
A.开关都闭合,然后断开S2、S3, 电压表示数和电流表示数均变小
B.开关都闭合,滑片P向左移动,电压表的示数不变,电流表的示数变大
C.只闭合S1,滑片P向右移动,电压表示数和电流表示数的比值变大
D.只闭合S1、S3,滑片P向左移动,电压表示数和电流表示数的乘积变大
26.如图所示,为汽车油量表的工作原理图。其中R为滑动变阻器、R0为保护电阻,油量表由电压表改制而成(图中未画出)。当油箱内油量减少时,浮标下降,带动滑杆使R连入电路的阻值 ;此过程中,油量表的示数随之减小,则该油量表应与电路中的电阻 (填字母)并联。
27.如图为某同学设计的高速公路收费站计重秤的原理图,该原理图中,R2为滑动变阻器,车重表是由 (选填“电流表”或“电压表”)改装而成,则当车越重时,车重表的示数将 (选填“越大”、“不变”或“越小”)。
28.在图所示的电路中,电源电压保持不变,闭合开关S,发现只有一个电流表的指针发生偏转,已知电阻R1、滑动变阻器R2中仅有一个出现了故障。
①电路中的故障可能是 ;
②在原故障电路中,向右移动变阻器R2的滑片P,观察到一个电流表的示数先不变,后发生了改变。请判断: (选填“ 能”或“不能”)进一步确定故障所在,并说明理由 。
29.如图所示的电路中,物体M在导轨上平移时,带动变阻器的滑片P移动,通过电压表显示的示数,可反映出M移动距离的大小。闭合开关,当物体M向右移动时,电流表的示数 , 电压表的示数 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
30.如图是小明设计的一个简易电子身高测量仪的示意图.其中电源电压恒为6V;R是一只固定着的、竖直放置的硬电阻棒、总长为30cm,其接入电路的电阻与接入电路的棒长成正比;金属杆cd和MP(右端P是滑片)与电路接触良好,电阻不计.小明用该测量仪对小英的身高进行了测量,测出身高为1.6m,此时电流表示数为 0.15A,电压表示数为3V,滑片恰在电阻棒 ab 的中点位置. 则电阻棒的总电阻是 Ω;当测小天身高时,电流表示数为0.2A,电压表示数为2.4V,则小天的身高为 m.
31.请按要求设计电路图,并画在方框内,再按照电路图连接实物图。要求:(1)L1与L2并联;(2)电流表测L1的电流;(3)电压表测L2的电压;(4)变阻器控制L2的亮度,且滑片P向右移时灯泡变暗;(5)电路图与连接的实物图需保持一致。
32.在图中,要求用电流表测量灯泡中的电流(),电压表测量灯泡两端的电压,、并联,滑动变阻器调节的亮度,滑片向右移动时变亮,开关控制整个电路,将符合要求的电路图画在虚线框内,并将实物连接起来.
( )
33.如图所示的实验器材,现用电流表、电压表分别测出通过灯泡的电流和两端的电压,电路中电流约为0.5A,并用变阻器改变通过小灯泡的电流,要求滑片向右滑动时灯泡变亮.按要求连接实物图并画出相应的电路图.
(1)请在实线框(如图)中画出符合要求的电路图 .
(2)请在如图的器材实物图中指出,连接电路时开关在应处于 状态,变阻器的滑片应处于 端(A或B).
(3)滑片P向左移动时,电流表示数变 ,灯泡亮度 .(填“变亮”、“变暗”或“不变”)
(4)若闭合开关灯不亮,但电压表示数约等于电源电压,此时故障可能是 ;如发现电流表、电压表的指针均反偏,最简单的解决方法 .
34.探究小实验:某物理实验小组的同学听完老师讲完滑动变阻器的知识,想根据滑动变阻器的原理,设计一个风力测定仪,可粗略地反映风力的大小,请回答下列问题:
(1)根据如图所示的实验原理图画出电路图 ;
(2)说明工作原理 ;
(3)若要提高该装置反映风力的性能,可在电路中串联一个 .
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35.(2025·四川成都·中考真题)小聪设计了利用滑动变阻器改变灯泡亮度的电路图,如图所示。在E、F间接入滑动变阻器,闭合开关,当滑片P向左滑动时,灯泡变暗。下列四种接入方式,符合要求的是( )
A. B.
C. D.
36.(2025·四川达州·中考真题)一节新干电池电压约为 V,如图所示电阻箱阻值读数为 Ω。
37.(2020·浙江嘉兴·中考真题)为了减少碳排放,国家大力推行电动汽车。电动汽车的速度由流经电动机的电流大小控制,当驾驶员向下踩油门踏板时,改变接入电路的变阻器阻值,车速变大。下列是该电动汽车的模拟电路,其中符合要求的是( )
A. B.
C. D.
试卷第1页,共3页
试卷第1页,共3页
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第4节 变阻器
目 录
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一、滑动变阻器及使用 1
二、变阻器的应用 11
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一、滑动变阻器及使用
1.如图所示的滑动变阻器,它“变阻”的原理是改变接入电路中电阻丝的( )
A.电压 B.粗细 C.长度 D.温度
【答案】C
【详解】滑动变阻器之所以能改变电阻阻值,靠的是改变接入电路中电阻丝的长度来改变电阻的,长度变长,电阻变大;长度变小,电阻变小。
故选C。
2.题图所示电路中,与小灯泡L并联的电路元件是( )
A.开关S B.电压表V
C.电流表A D.滑动变阻器R
【答案】B
【详解】由电路图可知,灯泡与滑动变阻器串联,开关S和电流表串联在电路中,电压表并联在L两端,因此与小灯泡L并联的电路元件是电压表。故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
3.如图是小明将一个定值电阻与滑动变阻器连接的电路实物图,以下分析正确的是( )
A.电流表和电压表分别测量的是滑动变阻器的电流和电压
B.当滑动变阻器的滑片向右移动时,电压表和电流表的比值变大
C.当滑动变阻器的滑片向左移动时,电压表和电流表的比值不变
D.当滑动变阻器的滑片向左移动时,电压表和电流表的比值变小
【答案】C
【详解】A.根据电路图可知,电路中只有一条电流路径,故定值电阻和滑动变阻器串联接入电路中,电压表测量定值电阻两端的电压,电流表测量电路中的电流,故A错误;
BCD.当滑片移动时,根据可知,电压表和电流表示数的比值为定值电阻的阻值,所以该比值保持不变,故BD错误,C正确。
故选C。
4.如图为某综合实践小组设计的调光台灯工作原理图,在电路图的M、N两点之间接入一个滑动变阻器,使滑片P 向左移动时,灯泡的亮度变亮,则下列方法中正确的是( )
A.M接A, N接B B.M接C, N接D
C.M接B, N接D D.M接C, N接A
【答案】D
【详解】在电路图的M、N两点之间接入一个滑动变阻器,滑动变阻器与灯泡串联;滑片P向左移动时,灯泡的亮度变亮,说明通过小灯泡的电流变大,即变阻器接入电路的电阻变小,所以应该是变阻器滑片左边的电阻丝接入电路,故必须选择C接线柱;变阻器按一上一下接入电路,上面的接线柱选择A或B接线柱均可,故D正确,故 ABC错误。
故选D。
5.如图是用滑动变阻器改变小灯泡亮度的实验装置。下列有关说法错误的是( )
A.连接电路时,应将开关断开
B.闭合开关前,应该将滑动变阻器的滑片置于最右端
C.闭合开关后,当滑片向左滑动时,小灯泡的亮度由亮变暗
D.滑动变阻器应“一上一下”连入电路
【答案】C
【详解】AB.连接实物电路时,为了保护电路,开关必须是断开的;闭合开关前滑动变阻器连入电路的阻值应最大,由电路图可知,滑动变阻器滑片左端的电阻丝接入电路,应将滑动变阻器的滑片置于阻值最大处,即最右端,故A、B正确不符合题意;
C.闭合开关后,当滑片向左滑动时,滑动变阻器接入电路的电阻减小,电路中的电流增大,小灯泡变亮,故C错误,符合题意;
D.滑动变阻器应“一上一下”接入电路,故D正确,不符合题意。
故选C。
6.刘老师常常骑电动自行车去学校。只要将图中的车钥匙插入锁孔并顺时针旋转一下,车子就通电了,但不会行驶,车钥匙的实质相当于一个 ;跨上电动自行车后,将右手把向后旋转,车子就能前进,并且向后旋转的角度越大,车速就越大,右手把的实质相当于一个 (选填“用电器”或“滑动变阻器”)。
【答案】 开关 滑动变阻器
【详解】[1]车钥匙插入锁孔,顺时针计旋转一下,车子就通电了,说明电路接通了,所以车钥匙相当于开关,顺时针旋转一下,相当于闭合开关。
[2]右手把向后旋转,车子就能前进,向后旋转角度越大,车速越大,则旋转过程中,电路中的电阻变小,电流变大,电动机的转速变快,所以右手把相当于一个滑动变阻器。
7.小明利用铅笔芯和鳄鱼夹制作了简易调光灯,装置如图所示。电路中有一处明显错误是 ;改正后,闭合开关,改变鳄鱼夹M、N之间距离,发现灯泡亮度会发生变化,鳄鱼夹与铅笔芯组合在一起相当于一个 。
【答案】 电流表的正负接线柱接反了 滑动变阻器
【详解】[1]电流表需要遵循正接线柱流入,负接线柱流出,故此电路图错误之处是电流表的正负接线柱接反了。
[2]改变鳄鱼夹M、N之间距离,接入的电阻发生了变化,从而引起灯泡亮度变化,故鳄鱼夹与铅笔芯组合在一起相当于一个滑动变阻器。
8.如下图所示,将长短和粗细相同、材料不同的金属丝分别接入电路,当把镍铬合金丝接入电路后,闭合开关,小灯泡发光较暗,这说明镍铬合金丝的电阻较 。若想制作滑动变阻器,电阻丝应选择 (选填“铜”或“镍铬合金”)这种材料。
【答案】 大 镍铬合金
【详解】滑动变阻器需要电阻较大的材料,应选镍铬合金。
[1]小灯泡发光暗,说明电路中通过电流小,镍铬合金丝对电流阻碍作用大,说明镍铬合金丝的电阻较大。
[2]为了有效调节电阻,电阻丝的电阻应该足够大,这样在改变长度时,电阻的变化才会明显,镍铬合金丝的电阻较大,因此更适合用作滑动变阻器的电阻丝。
9.如图所示实物电路,请用笔画线代替导线按要求完成电路连接。要求:开关控制整个电路,电压表测量灯两端的电压,向左移动滑动变阻器滑片时,灯变亮。
【答案】
【详解】闭合开关S,向左端移动滑动变阻器的滑片时,小灯泡变亮,可知电路的电流变大,变阻器连入电路的电阻变小,故变阻器左下接线柱连入电路与灯串联,电压表测小灯泡两端的电压,电压表与灯并联,如图所示:
10.请用笔画线代替导线将如图所示的电路连接完整。要求:电压表测量定值电阻R两端的电压;闭合开关,向左移动滑动变阻器的滑片P,电流表的示数变小;不考虑电压表所接量程,导线不能交叉。
【答案】
【详解】要求电压表测量定值电阻R两端的电压,电压表与定值电阻并联,电压表正接线柱接R的右端,题干要求不考虑电压表所接量程,但由图可知,电源电压为3V,电压表可选小量程;还要求向左移动滑动变阻器的滑片P,电流表的示数变小,说明滑动变阻器接入电路中的阻值变大,故应该选择右下接线柱。如图所示:
11.如图所示是一款带风扇的吊灯,风扇和灯都可以独立工作。S1闭合灯亮;S2闭合风扇转动,风扇可以调节风速。(风扇用电动机的符号表示,电源已给出)请在方框内画出对应电路图。
【答案】
【详解】S1闭合灯亮;S2闭合风扇转动,说明灯泡和电动机能够独立工作,是并联。开关S1控制灯亮;开关S2控制风扇; 风扇可以调节风速,所以电动机、滑动变阻器应串联在电路中,如图所示:
12.根据电路图,以笔代线连接电路。
【答案】
【详解】由电路图结合实物图的连接情况可知,滑动变阻器接了一个下面的接线柱,还需任意选一个上面的接线柱和电源的负极相连,如下图所示:
13.小力用图所示电路探究L1、L2串联后的总电压是否等于L1两端电压和L2两端电压之和。电源两端电压用U总表示,A、B间电压用U1表示,B、C间电压用U2表示,A、C间电压用U表示。
(1)闭合开关后,两灯都不亮,初步判断电路处于断路状态。测得U1=0V、U2=3V、U=3V,则可判断发生断路的是 。(选填“L1”或“L2”)
(2)故障排除后,实验正常进行。本实验的因变量是 ,自变量是 。(用题干中的符号表述)
(3)本实验改变自变量的操作是 。
【答案】(1)L2
(2) U U1、U2
(3)调节滑动变阻器接入电路中的阻值
【详解】(1)因为U2=3V、U=3V,说明B、C之间的电压等于电源电压,所以B、C之间断路,所以可能发生断路的是L2。
(2)[1]移动滑动变阻器的滑片位置,改变了L1和L2两端的电压,即直接改变了A、C两点间的电压U,所以U是自变量。
[2]当A、C两点间的电压U发生变化时,导致了L1、L2两端的电压随之发生改变,故U1、U2是被动改变的,是因变量。
(3)滑动变阻器在电路中的一个作用就是改变用电器两端的电压,所以只要移动滑动变阻器滑片的位置就能改变A、C两点间的电压U。
14.用滑动变阻器改变灯泡亮度的实验,小强同学连接的电路如图所示。
(1)滑动变阻器上的铭牌标着“20Ω 1A”。20Ω表示 滑 动 变 阻 器 的 ;1A 表 示 。
(2)电路连接时开关应该断开的原因是 ;为保护电路元件,开关闭合前,滑动变阻器的滑片应移动到 端(选填“A”或“B”);正确连接好电路,闭合开关后,发现小灯泡不发光,电流表和电压表有较小的示数,接下来应该进行的操作是 。
(3)闭合开关,要使灯泡的亮度变亮,应将滑片P 向 (选填“A”或“B”)端移动;滑片P移至图中所示位置,发现灯泡发光、但电流表的指针偏转幅度很小,原因是电流表的量程选择 。
(4)若另一个同学在做实验时发现无论向哪边移动滑片时灯泡的亮度都不变,并且电流表的示数始终很小,则最有可能的原因是 。
(5)写出一个滑动变阻器的应用 。
【答案】(1) 滑动变阻器的最大阻值是20Ω 滑动变阻器允许通过是最大电流为1A
(2) 保护电路 B 向A端移动滑片,减小滑动变阻器接入的电阻
(3) A 太大
(4)滑动变阻器连接了下面的两个接线柱
(5)电风扇
【详解】(1)[1][2]20Ω表示滑动变阻器的最大阻值是20Ω,1A表示滑动变阻器允许通过是最大电流为1A。
(2)[1]为了保护电路,在电路连接时开关应该断开。
[2]为保护电路元件,开关闭合前,滑动变阻器的滑片应移动到阻值最大,需远离下面的接线柱,故滑片应移到B端。
[3]正确连接好电路,闭合开关后,发现小灯泡不发光,电流表和电压表有较小的示数,可能是电路中的电阻太大,电流太小,所以接下来应该进行的操作是向A端移动滑片以减小滑动变阻器接入的电阻。
(3)[1]闭合开关,要使灯泡的亮度变亮,应减小电阻,增大电流,故将滑片P 向A端移动。
[2]滑片P移至图中所示位置,发现灯泡发光,但电流表的指针偏转幅度很小,原因是电流表的量程选择太大。
(4)实验时发现无论向哪边移动滑片时灯泡的亮度都不变,并且电流表的示数始终很小,说明电阻太大,可能是滑动变阻器连接了下面的两个接线柱。
(5)滑动变阻器在电路中应用很多,滑动变阻器与电动机串联可以改变电动机的转速制成电风扇。
15.如图所示的实验器材,现用电流表、电压表分别测出通过灯泡的电流和灯泡两端的电压,电路中电流约为0.5A,并用变阻器改变小灯泡的电流,要求滑片向右滑动时灯泡变亮。
(1)按要求在方框内画出相应的电路图;
(2)按照电路图连接实物;
(3)连接电路时开关应处于 (填“断开”或“闭合”)状态,变阻器的滑片应处于阻值 (填“最大”或“最小”)处。
【答案】(1)
(2)
(3) 断开 最大
【详解】(1)由题可知滑动变阻器应与灯泡串联,为了使滑片向右滑动时灯泡变亮,即滑动变阻器接入的电阻变小,所以滑片往右移动,接入电阻丝的长度减少,故滑动变阻器必须连接右下端接线柱,电压表并联在灯泡两端,故如图所示:
(2)电路中电流约为0.5A,则电流表可选择0∼0.6A量程,电源为两节干电池,则电压表可选择0∼3V量程,滑动变阻器选择一上一下,且必须连接右下端接线柱,才能符合“滑片向右滑动时灯泡变亮”的要求,如下图所示:
(3)[1][2]为保护电路,连接电路时开关应处于断开状态;变阻器的滑片应处于阻值最大处保护电路。
二、变阻器的应用
16.如图甲所示是某品牌电风扇的调速旋钮,如图乙所示是其对应电位器的结构图。在图乙中,若要使旋钮顺时针转动时风扇转速加快;则接入电路中的接线柱为( )
A.a与b B.b与c C.a与c D.以上都可以
【答案】B
【详解】若要使旋钮顺时针转动时风扇转速加快,即电路中电流变大,电位器接入电路中的电阻变小,则接入电路中的接线柱为b与c,故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
17.题图所示的是电位器的结构图。A、B、C为它的三个接线柱,P为滑动片。若将它接入电路中调节灯泡的亮度,逆时针旋转P能使灯泡的亮度变大,则应将 (选填“A、B”“B、C”或“A、C”)接线柱连入电路中。
【答案】B、C
【详解】逆时针旋转P使灯泡变亮,说明电路中电流变大,电阻变小。电位器通过改变接入电路的电阻丝长度改变电阻,要使逆时针旋转时电阻变小,电阻丝的长度变小,需将B、C接线柱连入电路。
18.图是电位器原理图,结构如图所示。若要增大喇叭音量,应 (选填“顺时针”或“逆时针”)转动旋钮。喇叭工作一段时间后,无论如何调节滑片,喇叭音量一直很大,响度不变,电路故障可能是电位器 (选填“开路”或“短路”)。
【答案】 逆时针 短路
【详解】[1]电位器相当于滑动变阻器,要增大喇叭音量,需增大通过喇叭的电流。根据欧姆定律,在电源电压不变时,要增大电流需减小电位器接入电路的电阻。由图可知,逆时针转动旋钮,滑片靠近A端,接入电路的电阻丝长度变短,电阻减小,电流增大,喇叭音量增大。
[2]若电位器开路,电路中无电流,喇叭不发声;而现在喇叭音量一直很大且调节滑片响度不变,说明电位器接入电路的电阻始终为0,即电位器短路 。
19.如图所示,电阻箱的示数为 。
【答案】6400
【详解】如图所示,该电阻箱的示数为R=6×1000Ω+4×100Ω+0×10Ω+0×1Ω= 6400Ω
20.电动自行车的调速把手可以调节电动机的转速,以实现对车速的控制。如图所示是电动自行车电源、开关、电动机、调速把手的结构示意图,a、b、c是固定的铜片,d是一根弧形的电阻丝,e是一端固定在b上,另一端可在d上滑动的铜片。请按照调速把手的功能要求,将电路连接完整。
【答案】
【详解】调速把手相当于一个滑动变阻器,由题图可知,a、c是滑动变阻器电阻丝两端的接线柱,b相当于滑动变阻器的金属杆,e为滑片;连接到电路中时需选取电阻丝a、c接线柱中的一个和b接线柱接入电路;调节和控制通过用电器的电流大小,需要调节滑动变阻器控制用电器,所以滑动变阻器要与所控制的用电器串联,如下图所示:
21.小红同学设计了一个灯泡亮度可以调节的电路,如图所示,为了使滑动变阻器的滑片P从C向D移动的过程中,灯泡的亮度逐渐变亮,正确的连接方式是( )
A.M接C,N接B B.M接D,N接A C.M接A,N接B D.M接A,N接D
【答案】A
【详解】ABCD.滑动变阻器的滑片P从C向D移动的过程中,灯泡的亮度逐渐变亮,此时电路中的电流变大,根据欧姆定律可知,电路中的总电阻变小,滑动变阻器接入电路中的电阻变小,电阻丝接入电路中的长度变短,且要保证采用“一上一下”接入电路,所以滑动变阻器应该接B接线柱和上方的一个接线柱,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
22.在图所示的电路中,电源电压保持不变。当对电路进行某种操作后,电压表V示数与电流表A示数的比值变大,则此过程中( )
A.电流表A1的示数变小
B.电流表A2的示数变大
C.电流表A示数与电流表A1示数的差值不变
D.电流表A示数与电流表A2示数的差值不变
【答案】D
【详解】AB.由电路图可知,R1与R2并联,电压表测电源的电压,电流表A测干路电流,电流表A1测R1支路的电流,电流表A2测R2支路的电流,开关控制R2支路;因电压表测电源的电压,且电源的电压保持不变,所以,电压表的示数不变,则电压表V示数与电流表A示数的比值变大时电流表A的示数变小,因并联电路中各支路独立工作、互不影响,所以,通过R1支路的电流不变,故进行的操作可能是开关S由闭合到断开、可能是两电阻并联时通过滑动变阻器的电流减小,因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以,当开关S由闭合到断开时,电流表A2的示数减小,故AB错误;
C.电流表A示数变小,电流表A1示数不变,其比值变小,故C错误;
D.电流表A示数与电流表A1示数的比值不变,则电流表A与A2示数的差值不变;当两电阻并联时通过滑动变阻器的电流减小时,电流表A示数与电流表A2示数的差值仍等于电流表A1的示数,则电流表A与A2示数的差值不变,故D正确。
故选D。
23.如图为某控制电路,由电源电压为E、内阻为r的电源与定值电阻R1、R2及电位器(滑动变阻器)R连接而成,L1、L2是两个指示灯。当电位器的触片由b端滑向a端时,下列说法正确的是( )
A.L1、L2都变亮 B.L1、L2都变暗
C.L1变亮,L2变暗 D.L1变暗,L2变亮
【答案】B
【详解】由图得,变阻器pb与灯泡L2串联后与定值电阻R2并联,再与灯泡L1串联后,最后与定值电阻R1并联。当电位器的触片由b端滑向a端时,变阻器接入电路中的电阻变大,电路中总电阻变大,由欧姆定律得,电路中总电流变小,内阻分到的电压变小,支路的电压变大;由欧姆定律得,定值电阻R1电流变大,则通过L1的电流变小,因此灯泡L1变暗;由欧姆定律得,灯泡L1的电压变小,而灯泡L1所在支路的总电压变大,所以灯泡L2与变阻器pb串联的电路两端与定值电阻R2的电压变大,由欧姆定律得,由定值电阻R2的电流变大,由并联电路电流特点得,流过灯泡L2与变阻器pb串联的电路的电流变小,所以灯泡L2变暗,故ACD错误,B正确。
故选B。
24.在如图所示的电路中,电源电压保持不变,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片至某一位置时,电流表A1、A2、A3的示数分别为1.5A、1A、1.1A.则下列有关说法错误的是( )
A.通过R1的电流为0.4A B.通过R2的电流为0.6A
C.向右移动滑片,电压表V2的示数变大 D.向右移动滑片,电压表V2的示数不变
【答案】C
【详解】由图可知,该电路为并联电路,两个电压表测量的都是电源电压,电流表A1测量的干路中的电流,电流表A2测量的是R1、R2通过的电流,电流表A3测量的是R3、R2通过的电流;
A.根据并联电路的电流规律可知,通过R1的电流为
故A正确,不符合题意;
B.根据并联电路的电流规律可知,通过R3的电流为
通过R2的电流为
故B正确,不符合题意;
CD.向右移动滑片,电压表V2始终测量的是电源电压,示数不变,故C错误,符合题意,D正确,不符合题意。
故选C。
25.如图所示,电源电压不变,下列说法正确的是( )
A.开关都闭合,然后断开S2、S3, 电压表示数和电流表示数均变小
B.开关都闭合,滑片P向左移动,电压表的示数不变,电流表的示数变大
C.只闭合S1,滑片P向右移动,电压表示数和电流表示数的比值变大
D.只闭合S1、S3,滑片P向左移动,电压表示数和电流表示数的乘积变大
【答案】C
【详解】A.开关都闭合时,R2与电压表被短路,此时电压表无示数,L与R1并联,电流表测总电流。断开S2、S3后,R1与R2串联,电压表测R2电压,此时电路总电阻变大,由可知电路中的电流变小,电流表的示数变小,电压表由无示数变为有示数,即电压表的示数变大,故A错误;
B.开关都闭合时,R2与电压表被短路,移动滑片对电路无影响,电压表和电流表的示数都不变,故B错误;
C.只闭合S1,R1与R2串联,电压表测R2电压,电流表测串联电路电流,滑片右移时R2的阻值变大,由于电压表与电流表的比值等于R2的阻值,则电压表示数和电流表示数比值变大,故C正确;
D.只闭合S1、S3,电路中只有R1,电流表测电路电流,电压表被短路示数为0,则无论怎样移动滑片,电压表与电流表的示数乘积都为0,故D错误。
故选C。
26.如图所示,为汽车油量表的工作原理图。其中R为滑动变阻器、R0为保护电阻,油量表由电压表改制而成(图中未画出)。当油箱内油量减少时,浮标下降,带动滑杆使R连入电路的阻值 ;此过程中,油量表的示数随之减小,则该油量表应与电路中的电阻 (填字母)并联。
【答案】 变大 R0
【详解】[1]当油箱内油量减少时,浮标下降,带动滑杆向上偏,使R连入电路的阻值变大。
[2]滑动变阻器接入的阻值变大,总电阻变大,电源电压不变,故电路中的电流变小,要求油量表的示数随之减小,油量表由电压表改制而成,根据可知,定值电阻R0的阻值不变,电路中的电流变小,定值电阻R0两端的电压变小,满足题意,故将油量表与定值电阻R0并联。
27.如图为某同学设计的高速公路收费站计重秤的原理图,该原理图中,R2为滑动变阻器,车重表是由 (选填“电流表”或“电压表”)改装而成,则当车越重时,车重表的示数将 (选填“越大”、“不变”或“越小”)。
【答案】 电流表 越大
【详解】[1]由电路图可知,车重表串联电路中,是由电流表改装而成。
[2]由图可知,当车越重时,滑片下移,R2接入电路中的电阻越小,电路的总电阻越小,由欧姆定律可知,电路中的电流越大,即车重表的示数将越大。
28.在图所示的电路中,电源电压保持不变,闭合开关S,发现只有一个电流表的指针发生偏转,已知电阻R1、滑动变阻器R2中仅有一个出现了故障。
①电路中的故障可能是 ;
②在原故障电路中,向右移动变阻器R2的滑片P,观察到一个电流表的示数先不变,后发生了改变。请判断: (选填“ 能”或“不能”)进一步确定故障所在,并说明理由 。
【答案】 R1断路或R2断路 能 电流表A2的示数先不变化,当变阻器滑片过了R2断路部分后,电流表A2的示数变大,所以是R2一部分电阻丝发生断路。
【详解】[1]由图可知,R1R2并联,电表A1的示数为R1的电流,电表A2的示数为变阻器R2的电流。发现只有一个电流表的指针发生偏转,说明某条支路断路,又因为电阻R1、滑动变阻器R2中仅有一个出现了故障,所以故障可能是电阻R1断路或变阻器R2断路。
[2][3]在原故障电路中,当向右移动变阻器R2的滑片P时,因为电流表A1的示数不变,观察到一个电流表的示数先不变,后发生了改变,一定是变阻器支路中电流表A2的示数后来发生了改变,其原因是变阻器的一部分电阻丝(左边)发生断路,当滑片滑过断路处后便能正常工作。
29.如图所示的电路中,物体M在导轨上平移时,带动变阻器的滑片P移动,通过电压表显示的示数,可反映出M移动距离的大小。闭合开关,当物体M向右移动时,电流表的示数 , 电压表的示数 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
【答案】 不变 变大
【详解】[1]从图中可以看到,滑动变阻器的电阻全部接入电路中,电阻大小不变,根据可知,电源电压不变,即使物体M向右移动,电路中的电流大小不变,即电流表的示数不变;
[2]当物体M向右移动时,电压表测量的电阻阻值在变大,根据可知,测量的电阻两端电压在变大,即电压表的示数变大。
30.如图是小明设计的一个简易电子身高测量仪的示意图.其中电源电压恒为6V;R是一只固定着的、竖直放置的硬电阻棒、总长为30cm,其接入电路的电阻与接入电路的棒长成正比;金属杆cd和MP(右端P是滑片)与电路接触良好,电阻不计.小明用该测量仪对小英的身高进行了测量,测出身高为1.6m,此时电流表示数为 0.15A,电压表示数为3V,滑片恰在电阻棒 ab 的中点位置. 则电阻棒的总电阻是 Ω;当测小天身高时,电流表示数为0.2A,电压表示数为2.4V,则小天的身高为 m.
【答案】 40 1.54
【详解】[1]由电路图可知,电阻棒与电阻 串联,电流表测电路中的电流,电压表测电阻棒两端的电压.测小英身高时,电流表示数为0.15A,电压表示数为3V,滑片恰在电阻棒ab的中点位置,则电阻棒的总电阻:
;
[2]测小天身高时,电流表示数为0.2A,电压表示数为2.4V, 此时电阻棒接入电路中的电阻:
,
因为电阻棒总长为30cm,总电阻为40Ω, 所以1cm电阻棒的阻值为, 则电阻棒的阻值为12Ω时,其接入电路的长度:
,
根据图示和题中条件可得,小天的身高为:
.
31.请按要求设计电路图,并画在方框内,再按照电路图连接实物图。要求:(1)L1与L2并联;(2)电流表测L1的电流;(3)电压表测L2的电压;(4)变阻器控制L2的亮度,且滑片P向右移时灯泡变暗;(5)电路图与连接的实物图需保持一致。
【答案】
【详解】由题可知,L1与L2并联,开关应控制干路,即开关位于干路中;滑动变阻器与L2串联控制其亮度,滑动变阻器的滑片向右滑动时,L2变暗,即滑动变阻器的阻值增大,因此滑动变阻器应将接线柱A接入电路中;电流表测通过L1的电流,因此电流表串联在L1支路上,一般小灯泡电流小于0.2A,故量程可选0~0.6A;电压表测灯泡L2两端的电压,因此电压表并联在L2两端,电压表量程应选0~15V量程;从电源的正极开始,先将电源、灯泡L1与电流表、开关S依次连接,再将L2与变阻器串联后并联在L1和电流表支路的两端,最后将电压表并联在L2两端,电路图和实物图,如图所示:
32.在图中,要求用电流表测量灯泡中的电流(),电压表测量灯泡两端的电压,、并联,滑动变阻器调节的亮度,滑片向右移动时变亮,开关控制整个电路,将符合要求的电路图画在虚线框内,并将实物连接起来.
( )
【答案】
【详解】[1]根据题意,可设计以下电路:
[2] 先连结主干回路,再并联支路.滑片向右移动时变亮,则滑动变阻器利用的是PB部分.
33.如图所示的实验器材,现用电流表、电压表分别测出通过灯泡的电流和两端的电压,电路中电流约为0.5A,并用变阻器改变通过小灯泡的电流,要求滑片向右滑动时灯泡变亮.按要求连接实物图并画出相应的电路图.
(1)请在实线框(如图)中画出符合要求的电路图 .
(2)请在如图的器材实物图中指出,连接电路时开关在应处于 状态,变阻器的滑片应处于 端(A或B).
(3)滑片P向左移动时,电流表示数变 ,灯泡亮度 .(填“变亮”、“变暗”或“不变”)
(4)若闭合开关灯不亮,但电压表示数约等于电源电压,此时故障可能是 ;如发现电流表、电压表的指针均反偏,最简单的解决方法 .
【答案】 断开 A 小 变暗 灯泡断路 调换电源的正负极
【详解】(1)根据题意,除了电压表元件都为串联关系,要使滑片向右滑动时灯泡变亮.滑动变阻器应连接B接线柱,最后将电压表并联在灯两端,根据电源由两节电池组成,以及电流为0.5A左右,所以电压表和电流都使用小量程,如图:
根据实物连接情况,画出电路图如下:
(2)根据保护电路及连接电路的一般要求知,连接电路时开关在应处于断开状态,变阻器的滑片应处于阻值最大端,即A端;
(3)因为滑动变阻器连接的B接线柱,滑片P向左移动时,电阻变大,所以电流表示数变小.灯泡亮度变暗;
(4)若闭合开关灯不亮,说明电路中存在断路性故障,但电压表示数约等于电源电压,说明电压表的两端到电源两端是通的,此时故障可能是灯泡断路,电压表串联在电路中,可以测出电源电压;
如发现电流表、电压表的指针均反偏,最简单的解决方法将电源的正负极对调,则两表的电流方向都变为正常状态,如果分别将两表改接,显得麻烦,步骤多.
点睛:难点是电路故障的判断,要理解当灯泡断路时,电压表实际串联在电路中,由于电压表的电阻很大,所以电流表不会有示数,灯不亮,而电压表有示数且接近电源电压.
34.探究小实验:某物理实验小组的同学听完老师讲完滑动变阻器的知识,想根据滑动变阻器的原理,设计一个风力测定仪,可粗略地反映风力的大小,请回答下列问题:
(1)根据如图所示的实验原理图画出电路图 ;
(2)说明工作原理 ;
(3)若要提高该装置反映风力的性能,可在电路中串联一个 .
【答案】 见解析 电流表
【详解】(1)根据实验原理图分析可知,灯泡与弧形电阻AB串联,当风吹动OC转动时,接入电路的电阻发生变化,此部分相当于滑动变阻器,所以画出电路图如图下:
(2)工作原理:金属杆OC与受风板连接,与弧形电阻组合相当于一个滑动变阻器,并与灯、开关、电源组成串联电路,当无风时金属杆OC竖直,电阻最大,风力越强,风吹努受风板使OC向左偏转,连入电路的电阻PB部分变短,电阻越小,灯变亮,故通过灯泡的亮度可以粗略地反映风力的大小.
(3)当风力变化时,灯泡的亮度随之变化,但灯的亮度靠人的感觉是不太准的,所以在电路中串联一个电流表,电流的大小能更准确地反映风力.
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35.(2025·四川成都·中考真题)小聪设计了利用滑动变阻器改变灯泡亮度的电路图,如图所示。在E、F间接入滑动变阻器,闭合开关,当滑片P向左滑动时,灯泡变暗。下列四种接入方式,符合要求的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【详解】根据题目信息,接入的滑动变阻器与小灯泡构成串联,要求滑片向左滑动灯泡变暗,即总电流变小,总电阻变大,根据串联电阻规律,滑动变阻器阻值要增大,说明向左滑动远离下接线柱,下接线柱接右边,且要“一上一下”连接,故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
36.(2025·四川达州·中考真题)一节新干电池电压约为 V,如图所示电阻箱阻值读数为 Ω。
【答案】 1.5 2096
【详解】[1]不同电源的电压不同,一节新干电池电压约为1.5V。
[2]由图可知,此变阻箱接入电路的电阻为2×1000Ω+0×100Ω+9×10Ω+6×1Ω=2096Ω。
37.(2020·浙江嘉兴·中考真题)为了减少碳排放,国家大力推行电动汽车。电动汽车的速度由流经电动机的电流大小控制,当驾驶员向下踩油门踏板时,改变接入电路的变阻器阻值,车速变大。下列是该电动汽车的模拟电路,其中符合要求的是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】当驾驶员向下踩油门踏板时,改变接入电路的变阻器阻值,车速变大,表明通过电动机的电流变大,据此分析。根据题意可知,当驾驶员向下踩油门踏板时,改变接入电路的变阻器阻值,通过电动机的电流变大。
【详解】A.滑动变阻器与电动机串联接入电路中,踏板向下移动,滑动变阻器接入电路电阻减小,根据欧姆定律可知,电流变大,故A符合题意;
B.滑动变阻器与电动机串联接入电路中,踏板向下移动,滑动变阻器接入电路电阻变大,根据欧姆定律可知,电流变小,故B不符合题意;
C.滑动变阻器与电动机并联接入电路中,踏板向下移动,根据并联电路特点可知,各支路互不影响,通过电动机的电流不变,故C不符合题意;
D.滑动变阻器与电动机并联接入电路中,踏板向下移动,根据并联电路特点可知,各支路互不影响,通过电动机的电流不变,故D不符合题意。
故选A。
【点睛】本题考查了电路图的设计,明确电路的连接方式和串并联电路的特点是解题的关键。
试卷第1页,共3页
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