第1节 电阻(举一反三讲义)物理沪粤版2024九年级上册
2025-11-20
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2份
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精品
资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | 初中物理沪粤版九年级上册 |
| 年级 | 九年级 |
| 章节 | 14.1 电阻 |
| 类型 | 教案-讲义 |
| 知识点 | 电阻 |
| 使用场景 | 同步教学-新授课 |
| 学年 | 2025-2026 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 7.93 MB |
| 发布时间 | 2025-11-20 |
| 更新时间 | 2025-11-20 |
| 作者 | quintinchen |
| 品牌系列 | 学科专项·举一反三 |
| 审核时间 | 2025-11-20 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/55000287.html |
| 价格 | 4.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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内容正文:
第1节 电阻
目录
【学科素养】 1
【思维导图】 2
【知识梳理】 2
知识点1:电阻 2
知识点2:影响电阻大小的因素 4
知识点3:滑动变阻器 5
知识点4:滑动变阻器的使用 6
【方法技巧】 7
方法技巧1 电阻微观理解 7
方法技巧2 电阻与温度关系 7
方法技巧3 滑动变阻器变阻原理 8
【巩固训练】 8
【学科素养】
1.科学观念:理解电阻是导体对电流的阻碍作用,掌握单位(Ω、kΩ、MΩ)。明确电阻与材料、长度、横截面积的关系(长↑/细↑→电阻↑),了解温度对电阻的影响;
2.科学思维:运用控制变量法探究电阻的影响因素。通过数据(如金属电阻表)比较材料导电性,解释实际选材(如铜>铁)。识别电阻器符号,理解变阻器功能模型;
3.科学探究:规范操作实验,观察灯泡亮度/电流表变化。总结电阻与长度、横截面积的定量关系(正比/反比)。设计滑动变阻器电路控制灯泡亮度,分析滑片移动的影响;
4.科学态度与责任:关注电阻在实际生活中的应用,如铜作为导线材料的原因,体会物理知识的实用价值。认识到科学探究中实验的重要性,培养严谨的科学态度。
重点:
1.电阻的概念、单位及换算,以及影响电阻大小的因素(材料、长度、横截面积、温度);
2.滑动变阻器的工作原理及使用方法,包括通过改变电阻丝长度来改变电阻;
3.运用控制变量法探究电阻影响因素的实验过程与结论。
难点:
1.对电阻是导体本身性质的理解,能解释不同条件下电阻的变化;
2.滑动变阻器的正确接线方法及滑片移动对电阻和电流的影响分析;
3.控制变量法在探究实验中的准确应用,避免变量混淆。
【思维导图】
【知识梳理】
知识点1:电阻
1. 电阻
(1)定义:导体对电流阻碍作用的大小。
(2)符号:R。
(3)在电路中的符号:。
(4)单位
①在国际单位制中,电阻的单位是欧姆,简称欧,用字母Ω 表示。
②比欧姆大的单位有千欧(kΩ)、兆欧(MΩ)等。
③ 运用形象记忆法,利用图2记住单位间的换算关系:1MΩ=1 000kΩ;1kΩ=1 000Ω。
【典例1】(25-26九年级上·北京·期中)为了纪念物理学家欧姆的出色贡献,人们将他的名字作为一个物理量的单位,这个物理量是( )
A.电流 B.电压 C.电阻 D.电荷量
【答案】C
【难度】0.94
【知识点】电阻的概念
【详解】通过导体的电流,与导体两端电压成正比,与导体的电阻成反比。这一规律最早是德国物理学家欧姆总结发现的,被后人命名为欧姆定律。物理学为纪念欧姆做出的杰出贡献,以他的名字命名为电阻的基本单位。故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
【变式1】(24-25九年级上·河南濮阳·期中)完成下列单位换算:500mA= A;0.2kV= V;300Ω= kΩ。
【答案】 0.5 200 0.3
【难度】0.94
【知识点】电流强度的概念及单位、电压的单位及换算、电阻的单位
【详解】[1]500mA=500×10﹣3A=0.5A
[2]0.2kV= 0.2×1000V=200V
[3]300Ω= 300×10﹣3kΩ=0.3kΩ
【变式2】(25-26九年级上·吉林长春·期中)电阻的基本单位是以下哪位科学家的名字( )
A.欧 姆 B.安 培 C.牛 顿 D.伏 特
【答案】A
【难度】0.94
【知识点】电阻的概念、电阻的单位
【详解】为了纪念科学家欧姆对物理学的贡献,所以用他的名字命名电阻的单位,即欧姆,简称欧,符号为Ω,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
【变式3】(25-26九年级上·北京·期中)在国际单位制中,电阻的单位是( )
A.安培 B.牛顿 C.欧姆 D.伏特
【答案】C
【难度】0.94
【知识点】电阻的单位
【详解】A.安培是电流的单位,故A不符合题意;
B.牛顿是力的单位,故B不符合题意;
C.欧姆是电阻的单位,故C符合题意;
D.伏特是电压的单位,故D不符合题意。
故选C。
知识点2:影响电阻大小的因素
1. 实验探究:探究影响导体电阻大小的因素。
实验的主要方法:控制变量法、转换法。
实验设计:探究导体的电阻与导体的材料、长度和横截面积是否有关。当探究是否与其中某一个因素有关时,要保证其他因素相同。实验装置图如图3所示。
转换法:导体电阻的大小在本实验探究中是通过电流的大小反映出来的,即通过导体对电流的阻碍作用大小来比较导体电阻的大小,这里运用的是转换法。
实验过程及现象
导体的电阻与长度的关系
导体的电阻与横截面积的关系
导体的电阻与材料的关系
操
作
把A接线柱连入电路。闭合开关,让鳄鱼夹在A、B之间滑动
分别把金属丝 AB和EF接入电路
分别把金属丝 AB和MN接入电路
现
象
发现接入电路的导体越长,灯泡越暗、电流表示数越小
闭合开关,发现接入EF时,灯泡比较亮,电流表示数比较大
闭合开关,发现接入MN时,灯泡比较亮
实验结论:
①当导体的横截面积和材料一定时,导体的电阻跟导体的长度有关,导体越长,电阻越大。
②当导体的长度和材料一定时,导体的电阻跟导体的横截面积有关,导体的横截面积越大,电阻越小。
③当导体的长度和横截面积一定时,导体的电阻跟导体的材料有关,不同材料的导体,其电阻不同。
资料研究表明“220V 0.2A”的白炽灯,未接入电路的电阻约100 Ω,而正常工作时的电阻约1 100 Ω。
实验事实:灯丝的电阻和温度有关,灯丝的温度越高,电阻就越大。
特别说明:对金属丝而言,温度变化不大时,电阻的变化不大,可以忽略这种变化。
2. 影响导体电阻大小的因素:导体的材料、导体的长度、导体的横截面积大小、导体的温度。
【典例1】(25-26九年级上·海南儋州·期中)小明用如图所示的器材探究“影响电阻大小的因素”。 a 、b 为长度一样的镍铬合金丝,b 比 a 的横截面积大。关于此实验,下列说法正确的是( )
A.用夹子分别将a、b接入电路,接入a时小灯泡更亮
B.为了准确比较电阻,可以在电路中再串联一个电压表
C.利用此装置不能探究导体电阻大小和长度的关系
D.本实验用到的探究方法有控制变量法和转换法
【答案】D
【难度】0.65
【知识点】探究电阻大小与导体长度的关系、探究电阻大小与导体横截面积的关系、控制变量法、转换法
【详解】A.a、b为长度一样的镍铬合金丝,b比a的横截面积大,a的电阻较大,接入a时,电路中电阻较大,电路中电流较小,所以灯泡较暗,故A错误;
B.为了准确比较两条合金丝的电阻,可在电路中串联一个电流表,根据电流的大小来判断电阻的大小,故B错误;
C.利用一根镍铬合金丝,接入电路长度不同,可以探究电阻跟长度的关系,故C错误;
D.导体电阻大小跟导体材料、长度和横截面积有关,探究导体电阻跟横截面积的关系时,控制导体的材料和长度相等,这种方法是控制变量法;导体电阻的变化不能直接观察,通过灯泡亮度变化,判断电路中电流变化,判断电路中电阻的变化,这种方法是转换法,故D正确。
故选D。
【典例2】(25-26九年级上·吉林长春·期中)如图甲所示为“探究影响导体电阻大小的因素”的实验装置,图乙中A、B、C、D 是实验用的几种电阻丝 (S 代表导体的横截面积)。请你回答以下问题:
(1)在图甲中M 、N 之间接入不同导体时,可通过 来判断导体的电阻大小;
(2)为了探究导体的电阻与导体长度的关系,M、N 之间应接入的两根电阻丝为 (填 乙图中字母);选用A 、C 两根电阻丝能否探究电阻与导体材料的关系? ;
(3)实验小组在实验中发现,如果接入M 、N之间的导体电阻阻值比较接近,实验现象不明显,你的解决办法是
(4)完成上述实验后,小明进行了如图丙所示的实验,他把M 、N 与旧灯泡中的钨丝连接, 闭合开关S 后,用酒精灯给钨丝加热,观察到电流表示数变小,这说明温度升高,钨丝的电阻 。
【答案】(1)灯泡的亮度
(2) B、D 不能
(3)在电路中串联一个电流表,通过电流表示数比较导体的阻值大小
(4)变大
【难度】0.85
【知识点】探究影响导体电阻大小实验电路的设计及连接、探究电阻大小与导体长度的关系、探究电阻大小与导体材料的关系、温度对导体电阻的影响
【详解】(1)在电路中,若电源电压不变,电阻改变,电路中的电流发生变化,灯泡的亮度也就会发生变化,因此可以通过灯泡的亮度来判断导体的电阻大小,这是转换法的应用。
(2)[1]要探究导体的电阻与导体长度的关系,需要控制材料、横截面积相同,只改变长度。如图乙,可知B、D两根电阻丝符合要求,所以选择B、D分别接入M、N 之间进行实验探究。
[2]同样,探究电阻与导体材料的关系,需控制长度和横截面积相同,如图乙可知,A、C两根电阻丝长度相同但横截面积不同,没有控制横截面积相同,因此不能探究电阻与导体材料的关系。
(3)若导体电阻相近,灯泡亮度变化不明显,可在电路中串联一个电流表,通过电流表示数的变化更精准判断电阻大小。
(4)用酒精灯给钨丝加热,钨丝的温度升高,电流表示数变小,说明电阻变大了,因此可得出结论:随着温度升高,钨丝的电阻会变大。
【变式1】(25-26九年级上·吉林长春·期中)“探究影响导体电阻大小的因素”的实验装置如图所示,在实验中使用四根电阻丝,其中A是锰铜合金丝,B、C和D是镍铬合金丝,A、B电阻丝横截面积一样且比C粗,C、D电阻丝横截面积一样。
(1)实验中通过观察 比较电阻丝电阻的大小;
(2)将编号为A、B的电阻丝分别接入电路进行实验,发现接B电阻丝时,灯泡明显变暗,可得出结论:导体的电阻大小与导体的 有关;
(3)将编号为 的电阻丝分别接入电路进行实验,可探究导体的电阻大小与横截面积的关系;
(4)分别将编号为C、D的电阻丝接入电路进行实验,其得到的实验结论被应用到了 (填电学元件名称)的工作原理中;
(5)实验过程中某小组同学更换电阻丝后,发现实验现象不明显,无法判断出电阻的大小。可将电路如何改进,以便能更准确的判断电阻的大小? 。
【答案】(1)小灯泡的亮度
(2)材料
(3)B、C
(4)滑动变阻器
(5)在电路中串联一个电流表代替小灯泡
【难度】0.65
【知识点】探究影响导体电阻大小实验电路的设计及连接、探究电阻大小与导体长度的关系、探究电阻大小与导体横截面积的关系、探究电阻大小与导体材料的关系
【详解】(1)将不同的电阻丝接入电路,电流大小不同,灯泡亮度不同,因此实验中是通过观察灯泡亮度来比较电阻大小的,这种研究问题的方法叫做转换法。
(2)A、B电阻丝的长度相同、横截面积相同,材料不同,若把A、B分别接入电路进行实验,发现接B电阻丝时,灯泡明显变暗,说明通过灯泡的电流较小,B电阻丝的电阻较大,说明导体的电阻大小与导体的材料有关。
(3)要探究导体的电阻大小与横截面积的关系,需要控制导体的材料和长度相同,改变导体的横截面积,因此应将编号为B、C的电阻丝接入电路进行实验。
(4)如果选用编号为C、D两根电阻丝进行实验,即此时电阻丝的材料和横截面积相同,但长度不同,从而得出结论:在导体的材料和横截面积相同时,导体长度越长,电阻越大。该结论被实际应用到了滑动变阻器的工作原理中,滑动变阻器是通过移动滑片改变接入电路中电阻丝的长度来改变电阻大小的。
(5)发现小灯泡的亮度变化不明显,则电路的电流变化较小,由于电流表能精确测量电流的大小,所以可在电路中串联一个电流表代替小灯泡完成实验。
【变式2】(25-26九年级上·河北邢台·期中)甲和乙是由同种材料制成的导体,若甲、乙的横截面积S 甲>S乙,则关于甲和乙的长度L及电阻R 的大小关系,下列说法正确的是( )
A.若L甲>L乙,则R甲一定小于R乙 B.若L甲<L乙,则 R甲可能大于R乙
C.若L甲=L乙,则R甲一定大于R乙 D.若L甲>L乙,则R甲可能等于R乙
【答案】D
【难度】0.65
【知识点】电阻与导体的材料、长度和横截面积的关系
【详解】影响导体电阻大小的因素有材料、长度、横截面积以及温度等,当其他因素相同时,导体长度越长,电阻越大,同样的,当其他因素相同时,导体的横截面积越大,电阻越小;
AD.若,横截面积相同时甲的电阻比乙大,而实际上,两个因素影响相反,所以不确定两个导体电阻大小关系,即可能是甲的电阻比较大,也可能是乙的电阻比较大,也可能两者电阻相等,故A错误,D正确;
B.若,其他因素相同时甲的电阻比乙小,而,其他因素相同时会使甲的电阻比乙小,两个因素都导致甲更小,说明甲的电阻一定比乙小,故B错误;
C.若,,由电阻大小的影响因素可知甲的电阻比乙小,故C错误。
故选 D。
【变式3】(25-26九年级上·宁夏银川·期中)在“探究影响电阻大小的因素”实验中,同学们使用4根电阻丝做实验,其规格、材料如下表所示。
编号
材料
长度/m
横截面积
电流大小
A
锰铜合金
0.5
0.8
0.40
B
镍铬合金
0.5
0.8
0.32
C
镍铬合金
0.5
0.4
0.16
D
镍铬合金
1.0
0.4
0.08
(1)如图甲所示的电路中是通过观察 来比较电阻大小的,此过程用到的研究方法是 法;
(2)分别将A、B两根合金丝接入电路,可初步探究出的结论是: ;
(3)分别将 (填编号)两根合金丝接入电路,可初步探究出的结论是:导体的材料、长度相同时,横截面积越小,电阻越大;
(4)分别将C、D两根合金丝接入电路,可初步探究出的结论是: ;
(5)为了进一步探究电阻是否受温度的影响,按图乙所示连接电路、接通电路后,用酒精灯给合金丝缓慢加热,观察加热前后电流表的示数,发现示数变小了,由此现象可得出初步结论: 。
【答案】(1) 电流表示数 转换
(2)导体的电阻与导体的材料有关
(3)B、C
(4)其他条件相同时,导体的长度越长,电阻越大
(5)其他条件相同时,导体的温度越高,电阻越大
【难度】0.65
【知识点】探究影响导体电阻大小实验电路的设计及连接、探究电阻大小与导体长度的关系、探究电阻大小与导体横截面积的关系、探究电阻大小与导体材料的关系、检验其他的猜想(如温度等)
【详解】(1)[1][2]根据转换法,如图甲所示的电路中是通过观察电流表示数来比较电阻大小的,电流越小,说明电阻越大。
(2)A、B两根合金丝只有材料不同,合金丝的长度和横截面积相同,对应电流大小不同,说明导体的电阻与导体的材料有关。
(3)根据控制变量法,要探究导体的电阻与导体的横截面积的关系,应选择长度、材料相同,只有横截面积不同的B、C两根合金丝接入电路。
(4)C、D两根合金丝只有长度不同,D合金丝更长,对应电流较小,可得:其他条件相同时,导体的长度越长,电阻越大。
(5)用酒精灯给合金丝缓慢加热,观察加热前后电流表的示数,发现示数变小了,说明合金丝的电阻变大,由此现象可得出初步结论:其他条件相同时,导体的温度越高,电阻越大。
知识点3:滑动变阻器
变阻器:能改变接入电路中电阻大小的元件,叫变阻器。
1. 滑动变阻器的构造
(1)结构:如图5甲所示。
(2)实物简图和在电路图中的符号:如图乙所示。
2. 原理:通过改变连入电路中电阻丝的长度来改变连入电路中的电阻。
3. 铭牌参数的含义:滑动变阻器的铭牌上标有最大电阻值和允许通过的最大电流。
【典例1】(25-26九年级上·北京·期中)如图所示的滑动变阻器的四种接法中,其中滑片P向右滑动,能使连入电路的电阻变大的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【难度】0.85
【知识点】滑动变阻器的原理和构造、移动滑片时接入电路的电阻的变化情况、根据要求选择连接滑动变阻器的接线柱
【详解】A.接的是金属杆两端,电阻为0,滑片移动无变化,故A不符合题意;
B.接入左下方接线柱,滑片P向右滑动时,接入电路的电阻丝变长,电阻变大,故B符合题意;
C.接的是电阻丝两端,滑片P向右滑动时,电阻最大且不变,故C不符合题意;
D.接入右下方接线柱,滑片P向右滑动时,接入电路的电阻丝变短,电阻变小,故D不符合题意。
故选B。
【典例2】(25-26九年级上·黑龙江·期中)标有“50Ω 1.5A”字样的滑动变阻器,“50Ω”表示 ;“1.5A”表示 。
【答案】
最大阻值为50Ω
允许通过的最大电流是1.5A
【难度】0.94
【知识点】滑动变阻器的原理和构造
【详解】[1][2]滑动变阻器铭牌上标有的电阻值和电流值,指滑动变阻器接入电路的最大电阻值,滑动变阻器允许通过的最大电流,则滑动变阻器标有“50Ω 1.5A”的字样,50Ω表示滑动变阻器的最大阻值是50Ω;1.5A表示允许通过的最大电流值为1.5A。
【变式1】(24-25九年级上·山东淄博·期中)如图所示,用A、B两个金属夹子将一根铅笔芯接入电路中,当B夹子左右移动时,小灯泡的亮度会发生变化。导致铅笔芯接入电路的电阻发生变化的主要因素是 ;若将A、B两个金属夹子间的铅笔芯换成塑料吸管,小灯泡 (选填“会”或“不会”)发光,滑动变阻器的铭牌标有“100Ω;2A”字样,其中100Ω表示 ;2A表示 。
【答案】 长度 不会 滑动变阻器的最大阻值是100Ω 滑动变阻器允许通过的最大电流是2A
【难度】0.65
【知识点】生活中常见的绝缘体、探究电阻大小与导体长度的关系、滑动变阻器的原理和构造
【详解】[1]导体电阻的大小与长度、材料、横截面积、温度等有关,其他条件不变时,长度越长,电阻越大。当B夹子左右移动时,铅笔芯接入电路的长度发生变化,导致接入电路中的电阻发生变化。
[2]若将A、B两个金属夹子间的铅笔芯换成塑料吸管,由于通常情况下塑料吸管是绝缘体不容易导电,所以电路中没有电流,小灯泡不会发光。
[3][4]滑动变阻器是通过改变接入电路中电阻丝的长度来改变接入电路中的电阻,从而改变电路中的电流,滑动变阻器的铭牌标有“100Ω;2A”字样,“100Ω”表示滑动变阻器能够接入电路中的最大阻值为100Ω;“2A”表示滑动变阻器允许通过的最大电流为2A,若通过电流大于2A,则滑动变阻器可能损坏。
【变式2】(25-26九年级上·江西九江·期中)如图,当滑动变阻器的滑片P向左移动时,接入电路的阻值变大。选择的接线柱是( )
A.AB B.CD C.BD D.AD
【答案】C
【难度】0.85
【知识点】滑动变阻器的原理和构造、移动滑片时接入电路的电阻的变化情况、根据要求选择连接滑动变阻器的接线柱
【详解】滑动变阻器有四个接线端A、B为固定端(整个电阻丝两端),C或 D为滑片接线端(移动触点),连接时必须按一上一下的原则连接;若接A和C(或A和D),滑片向左移动时,接入电阻丝长度变短,阻值变小。若接B和C(或B和D),滑片向左移动时,接入电阻丝长度变长,阻值变大,要求滑片P向左移动时,接入电路的阻值变大,则应连接接线柱B和C(或B和D)
故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
【变式3】(25-26九年级上·北京·期中)在收音机中,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。图中A、B、C三个焊接点相当于变阻器的三个接线柱。在使用该电位器时,下列说法正确的是( )
A.只把A和C接入电路,当顺时针旋动滑片时,电位器接入电路的电阻值变大
B.只把A和B接入电路,当顺时针旋动滑片时,电位器接入电路的电阻值变大
C.只把A和C接入电路,当逆时针旋动滑片时,电位器接入电路的电阻值变小
D.只把A和B接入电路,当逆时针旋动滑片时,电位器接入电路的电阻值变大
【答案】B
【难度】0.65
【知识点】电位器的原理及使用
【详解】AC.只把A和C接入电路,电位器的最大电阻接入电路中,当顺时针旋动滑片时或当逆时针旋动滑片时,电位器接入电路的电阻值不变,故AC错误;
B.只把A和B接入电路,当顺时针旋动滑片时,电位器接入电路的电阻的长度变大,电位器接入电路的电阻值变大,故B正确;
D.只把A和B接入电路,当逆时针旋动滑片时,电位器接入电路的电阻的长度变小,电位器接入电路的电阻值变小,故D错误。
故选B。
知识点4:滑动变阻器的使用
1. 滑动变阻器的连接: 采用“一上一下”的接法将滑动变阻器串联在电路中。
将PC段电阻丝接入电路
将PD段电阻丝接入电路
当滑片向左移动时,接入电路的电阻丝变短,电路的电阻变小,电路中的电流变大;
当滑片向右移动时,接入电路的电阻丝变长,电路的电阻变大,电路中的电流变小
当滑片向左移动时,接入电路的电阻丝变长,电路的电阻变大,电路中的电流变小;
当滑片向右移动时,接入电路的电阻丝变短,电路的电阻变小,电路中的电流变大
判断滑动变阻器接入电路的阻值是变大还是变小,只要看电阻丝接入电路的长度如何变化。接入电路的电阻丝变长时,接入电路的电阻变大。接入电路的电阻丝变短时,接入电路的电阻变小。
2. 两种异常连接的比较
接法
电路中的电阻丝
连入电路的阻值
在电路中
的作用
没有接入
零
相当于导线
AB段
滑动变阻器的最大阻值
相当于定值电阻
3. 用滑动变阻器改变通过小灯泡的电流
如图7所示,先移动滑片,使滑片位于最右端(阻值最大处),闭合开关。当滑片向左移动时,接入电路的电阻丝变短,电路的电阻变小,通过小灯泡的电流变大,小灯泡变亮;当滑片向右滑动时,接入
电路的电阻丝变长,电路的电阻变大,
通过小灯泡的电流变小,小灯泡变暗。
【典例1】(25-26九年级上·广东中山·期中)在“设计制作一个调光灯”的实践活动中,小明设计了如图所示的电路,电源使用三节铅蓄电池串联,小灯泡的额定电压为3V,AP两个回形针可在铅笔芯上滑动。通过交流,小华同学提出了改进建议,关于以下建议,你认为合理的是( )
A.为使灯泡更亮,应选用更细的铅笔芯
B.为使灯泡亮度变化更明显,铅笔芯换成铜丝更好
C.为保护灯泡,可以在AP之间做一个标记,防止接入阻值太小
D.为使灯泡亮度变化更明显,电源电压越高越好
【答案】C
【难度】0.65
【知识点】电阻与导体的材料、长度和横截面积的关系、用滑动变阻器改变小灯泡的亮度
【详解】A.铅笔芯是作为滑动变阻器使用的。更细的铅笔芯意味着横截面积更小,电阻更大,在相同长度下,整个电路的总电阻更大,电流更小,灯泡会更暗。而且即使滑到最短位置(AP最短),也可能无法让电流足够大以使灯泡达到最大亮度,故A不符合题意;
B.铜丝是良导体,同等情况下电阻很小,而铅笔芯电阻比较大。如果换成铜丝,其电阻非常小,即使改变长度,电阻变化也很微弱,导致电流变化不明显,灯泡亮度几乎不变,故B不符合题意;
C.当滑片P接近A点时,接入电路的铅笔芯长度很短,电阻很小,此时电路中电流很大。由于电源电压为6V(一节铅蓄电池电压是2V,三节串联是6V),而灯泡额定电压只有3V,若电阻过小,电流可能远超灯泡额定电流,造成灯泡烧毁。所以设置一个标记,限制最小电阻(即不允许P太靠近A),可以防止电流过大,起到保护作用,故C符合题意;
D.电源电压越高,虽然可以使灯泡更亮,但也会带来问题,由于灯泡额定电压是3V,若电源电压过高(如 9V或更高),即使有变阻器,也容易因电流过大而烧坏灯泡,故D不符合题意。
故选 C。
【变式1】(24-25九年级上·河北邯郸·期中)如图所示是一种自动测定油箱内油量多少的装置,是滑动变阻器,从油量表指针所指的刻度,就能知道油箱内油量的多少。则下列说法不正确的是( )
A.当燃油燃尽时,油量表不会烧坏
B.油量增加,接入电路的电阻值减小,油量表示数变大
C.当车辆正常行驶时,接入电路的电阻逐渐变小
D.定值电阻可以起到避免短路,保护电路的作用
【答案】C
【难度】0.65
【知识点】电流表的结构与使用方法、电阻的概念、变阻器的应用
【详解】A.油量表与滑动变阻器、定值电阻串联在电路中,则油量表实质相当于电流表,由图可知,当燃油燃尽时,滑动变阻器的阻值最大,电流最小,油量表不会烧坏,故A正确,不符合题意;
B.油量增加时浮标上浮,R1接入电路的电阻值减小,电路中的电流增大,则油量表示数变大,故B正确,不符合题意;
C.当车辆正常行驶时,燃油不断减小,浮球向下运动,R1接入电路的阻值不断增大,故C错误,符合题意;
D.定值电阻R2可以起到避免短路,当R1接入电路的电阻值过小时起到保护电路的作用,故D正确,不符合题意。
故选C。
【变式2】(25-26九年级上·广东东莞·期中)(1)将如图所示电路连接完整,要求闭合开关后,变阻器的滑片P向端移动时灯泡变亮,请在图中添加一根导线,完成电路连接。
【答案】(1)
【难度】0.65
【知识点】串联电路的设计、并联电路的设计、辨析电学原件是电压表还是电流表、根据要求选择连接滑动变阻器的接线柱
【详解】(1)由图可知,滑动变阻器与小灯泡串联,当变阻器的滑片P向端移动时灯泡变亮,说明电路中电流增大,根据欧姆定律可知,电路中总电阻减小,灯泡电阻变化不大,即定值电阻接入电路的阻值减小,所以应该连接滑动变阻的B接线柱,如下图所示:
【变式3】(25-26九年级上·上海闵行·期中)小华同学学习滑动变阻器时,连接了如图所示的电路,有一根导线尚未连接,请用笔线代替导线补上.要求:①小灯与滑动变阻器串联;②闭合开关S,向b端移动滑动变阻器的滑片P,电流表示数变小。
【答案】
【难度】0.85
【知识点】根据要求选择连接滑动变阻器的接线柱
【详解】向b端移动滑动变阻器的滑片P,电流表示数变小,说明电路中的电阻变大,故滑动变阻器接a接线柱,从a接线柱引线到灯泡L的右端,使灯泡L与滑动变阻器串联,作图如下:
【方法技巧】
方法技巧1 电阻微观理解
在导体中,自由电子在定向移动时,会与其他粒子发生碰撞,也会受到带正电荷的原子核的影响,从而造成自由电子损失动能,损失的动能将转化为导体本身的内能,从宏观上看,导体也就有了电阻。
方法技巧2 电阻与温度关系
导体的电阻与温度有关:金属导体的电阻通常随温度的升高而增大。
碳和绝缘体的电阻随温度的升高而减小。
半导体的电阻受温度影响大。
有的合金如康铜和锰铜的电阻受温度影响不大。
方法技巧3 滑动变阻器变阻原理
电阻丝外涂着绝缘层,并紧密地绕在绝缘筒上,电流是沿着电阻丝流动,而不是横向流过。不能错误地认为,滑动变阻器是通过改变电阻丝的粗细来改变接入电路的电阻。
【巩固训练】
1.(25-26九年级上·北京·期中)关于电阻,下列说法中正确的是( )
A.导体容易导电,是因为它们没有电阻 B.导体的电阻大小只跟材料有关
C.铜导线的电阻一定比铝导线的电阻小 D.将一根铝导线均匀拉长后,其电阻变大
【答案】D
【难度】0.85
【知识点】导体的电阻是导体本身的一种性质、电阻与导体的材料、长度和横截面积的关系
【详解】A.导体的电阻相对较小,容易导电,不是没有电阻,故A错误;
B.决定导体电阻大小的因素有长度、材料、横截面积以及温度,故B错误;
C.不确定铜导线和铝导线的长短及横截面积,因此也无法比较电阻的大小,故C错误;
D.将一根铝导线拉长,材料不变,长度变长,横截面积减小,因此电阻一定变大,故D正确。
故选D。
2.(25-26九年级上·河北秦皇岛·期中)A、B两根完全一样的导线,长度都是1m,把A剪去一半,剩下的一半跟B相比, RA RB,若把A剩下的一半再拉长到1m跟B相比,RA RB(均选填“>”、“<”或“=”)。
【答案】 < >
【难度】0.65
【知识点】探究电阻大小与导体长度的关系、探究电阻大小与导体横截面积的关系、电阻与导体的材料、长度和横截面积的关系
【详解】[1]其他因素相同情况下,导体长度越长,电阻越大,A的长度比B小,故A的电阻比B小。
[2]将A的一半拉伸到跟B一样长,那么两者长度相同,但是横截面积会变小,而其它因素相同的情况下,导体横截面积越小,电阻越大,故A的电阻会比B大。
3.(25-26九年级上·辽宁鞍山·期中)“护套线”是一种家用电线,由电线芯和塑料层组成(如图),电线芯用 (选填“铁”或“铜”)作材料;家用空调所用导线的电阻较小,因此其电线芯 (选填“粗”或“细”)一些。
【答案】 铜 粗
【难度】0.94
【知识点】生活中常见的导体、电阻与导体的材料、长度和横截面积的关系
【详解】[1]在铁和铜中,铜的导电性能比铁好,所以电线芯通常用铜作材料。
[2]根据影响电阻大小的因素,在材料、长度相同时,横截面积越大(即电线芯越粗),电阻越小,若家用空调所用导线的电阻较小,所以其电线芯要粗一些。
4.(25-26九年级上·北京·期中)课堂上老师先后演示了两个实验。如图甲所示,闭合开关后小灯泡不亮。用酒精灯灼烧玻璃,随着玻璃温度升高,小灯泡亮度逐渐变 (填“亮”或“暗”)。该实验说明: ;如图乙所示,将灯丝接入电路,闭合开关后小灯泡发光。给灯丝加热,小灯泡的亮度会逐渐变 (选填“亮”或“暗”),说明灯丝的电阻在 (选填“增大”或“减小”)。
【答案】 亮 见解析 暗 增大
【难度】0.85
【知识点】温度对导体电阻的影响
【详解】[1][2]用酒精灯灼烧玻璃,随着玻璃温度升高,小灯泡逐渐亮起来,由此可知玻璃的电阻随温度的升高而减小。
[3][4]将灯丝接入电路,闭合开关后小灯泡发光,给灯丝加热,小灯泡逐渐变暗,说明灯丝的电阻增大,由此可知灯丝的电阻随温度的升高而增大。
5.(25-26九年级上·北京·期中)在探究“导体的电阻大小与哪些因素有关”时,某同学进行了如下实验。如图所示,实验板上固定了四根金属丝。a、b、c长度相同,a、b、d横截面积相同,b、c、d材料相同。他分别将四根金属丝接入电路,记录的实验数据如下表所示。请回答下列问题:
序号
金属丝
电流表示数/A
1
a
0.7
2
b
0.3
3
c
0.6
4
d
0.6
(1)该实验中,导体的电阻大小用电流表的示数来反映。这是采用了转换法测量物理量的研究方法。以下选项中,同样采用了此种方法的是( )(选填选项前的字母)
A.借助水压学习电压
B.借助光线来描述光的传播情况
C.研究物质吸热的本领时,用加热时间的长短来反应物质吸收热量的多少
(2)根据1、2两组数据,可得出的结论是:导体的电阻大小与 有关。
(3)根据3、4两组数据,该同学认为导体的电阻大小与长度无关。他的观点是 的(选填“正确”或“错误”),原因是 。
【答案】(1)C
(2)材料
(3) 错误 c、d横截面积不同
【难度】0.65
【知识点】探究电阻大小与导体长度的关系、探究电阻大小与导体材料的关系、电阻与导体的材料、长度和横截面积的关系、控制变量法、转换法
【详解】(1)借助直观熟悉的水压学习电压,是类比法;借助光线来描述光的传播情况,是理想模型法;研究物质吸热的本领时,用加热时间的长短来反映物质吸收热量的多少,是转换法,故C符合题意,AB不符合题意。
故选C。
(2)1、2两组实验中的两根导体a、b,长度相同,横截面积相同,材料不同,接入电路时,电流表的示数不同,因此可得出的结论是:导体的电阻大小与导体的材料有关。
(3)根据3、4两组数据,该同学认为导体的电阻大小与长度无关的观点是错误的,因为3、4两组数据中的导体c、d材料相同,长度不同,横截面积也不同,在运用控制变量法进行实验探究时,只能有一个变量,而这两组实验的变量有2个,所以观点是错误的。
6.(25-26九年级上·山西运城·期中)小明利用如图所示的装置探究影响电阻大小的因素。
(1)实验中,通过观察 来比较电阻的大小。
(2)分别将 两根导体接入电路中,可探究电阻大小跟导体横截面积的关系。
(3)分别将a、b两根导体接入电路进行实验,发现电流表的示数不同,说明导体的横截面积和长度一定时,导体的电阻还与材料 (选填“有关”或“无关”)。
(4)近年来,我国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了较粗的铝质输电线,这样就 (选填“增大”或“减小”)了输电线的电阻。
【答案】(1)电流表的示数大小
(2)镍铬合金b和镍铬合金d
(3)有关
(4)减小
【难度】0.65
【知识点】探究电阻大小与导体横截面积的关系、探究电阻大小与导体材料的关系、电阻与导体的材料、长度和横截面积的关系、转换法
【详解】(1)实验采用转换法,电阻的大小会影响电路中电流的大小(电阻越大,电流越小),因此通过观察电流表的示数可间接比较电阻的大小。
(2)探究电阻与横截面积的关系时,需控制材料、长度相同,仅横截面积不同;镍铬合金b与d的材料均为镍铬合金、长度一致,横截面积不同,符合控制变量的要求。
(3)a(锰铜合金)与b(镍铬合金)的横截面积、长度相同,仅材料不同,电流表示数不同,说明电阻的大小与导体的材料有关。
(4)电阻的大小与横截面积有关,且横截面积越大,电阻越小;将细输电线换成较粗的,横截面积增大,因此输电线路的电阻减小。
7.(25-26九年级上·河南·期中)如图甲所示为“探究影响导体电阻大小的因素”的实验装置,图乙中A、B、C、D是实验用的几种电阻丝(S代表导体的横截面积)。请你回答以下问题:
(1)为了探究导体的电阻与导体长度的关系,M、N之间应接入图乙中的 (填字母);
(2)若在M、N之间接入导体B、C,可探究导体的电阻与 的关系;结论是 。
(3)实验小组在实验中发现,如果接入M、N之间的导体电阻阻值比较接近,实验现象不明显,你的解决办法是 ,该过程体现了 法的思想。
(4)完成上述实验后,小明进行了如图丙所示的实验,他把M、N与旧日光灯管中的钨丝连接,闭合开关S后,用酒精灯给钨丝加热,观察到电流表示数变小,这说明温度升高,钨丝的电阻 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
【答案】(1)B、D
(2) 横截面积 在材料和长度一定时,导体横截面积越大,电阻越小
(3) 将一个电流表串联到电路中 转换法
(4)变大
【难度】0.65
【知识点】探究影响导体电阻大小实验电路的设计及连接、探究电阻大小与导体长度的关系、探究电阻大小与导体横截面积的关系、温度对导体电阻的影响
【详解】(1)探究导体的电阻与导体长度的关系,应该控制材料、横截面积相同,长度不同,所以应该选择B、D来探究导体长度对电阻的影响。
(2)[1][2]由图可知,B、C的长度、材料相同,横截面积不同,所以可以探究导体的电阻与横截面积的关系。实验时可以看到,当较粗电阻丝接入电路时,小灯泡较亮,所以,可得出结论是:在材料和长度一定时,导体横截面积越大,电阻越小。
(3)[1][2]当M、N之间接入的导体电阻比较接近,人眼无法分辨灯泡的亮暗,可以增加一个电流表,串联接入到电路中,通过电流表读数大小来判断电阻的大小,这种方法是转换法。
(4)根据题意可知,电流表示数变小,则电路中电阻增大,说明钨丝的电阻随温度的升高而变大。
8.(25-26九年级上·福建福州·期中)科创小组探究“影响电阻大小的因素”:
小组甲:用如图甲所示电路中的M、N两点间先后接入:铜线、铅笔芯、镍铬合金丝,通电后观察到灯泡的亮度分别为:亮、较亮、较暗;
(1)该实验现象说明: ;
小组乙:用如图乙所示的实验电路来探究影响电阻大小的因素,电路中a、b、c、d是四种不同的金属丝。
现有几根镍铬合金丝和康铜合金丝,其规格如表所示。
编号
材料
长度/
横截面积/
①
镍铬合金
0.8
0.8
②
镍铬合金
0.5
0.5
③
镍铬合金
0.3
0.5
④
镍铬合金
0.3
1.0
⑤
康铜合金
0.3
0.5
⑥
康铜合金
0.8
0.8
(2)为了便于探究和分析,实验中要利用控制变量法,要求都相对金属丝a进行比较,因此电路图中金属丝a应选上表中的 ,b、c、d应分别选上表中的 (两空均用编号表示)。
【答案】(1)见解析
(2) ③ ②④⑤
【难度】0.65
【知识点】探究电阻大小与导体材料的关系、控制变量法
【详解】(1)实验中在M、N两点间先后接入铜线、铅笔芯、镍铬合金丝,即接入电阻的材料不同,通电后灯泡的亮度不同,说明导体导电能力与导体的材料有关。
(2)[1][2]在分析时,可以从材料入手,因为给出的材料只有两种,要探究导体电阻与材料之间的关系,可以选择①和⑥或选择③和⑤, 若研究电阻与其它物理量之间的关系时,只能用镍铬合金丝,所以a只能选择①或③, 而如果选择①时,在研究电阻与其它物理量之间的关系时,无法控制长度或横截面积不变,所以a只能选择③; 由上知,要研究电阻与材料的关系,要选择⑤; 若要研究电阻与长度的关系,则材料与横截面积应相同,而长度不同,所以应选②; 若要研究电阻与横截面积的关系,则应材料和长度相同,横截面积不变,所以应选④, 综上所述,所以a是③,bcd分别是②④⑤。
9.(25-26九年级上·黑龙江·期中)有横截面积相同的1.0m长的镍铬丝、0.8m长的锰铜丝和0.5m长的康铜丝各一根,小晶通过实验研究材料、长度对金属丝电阻的影响。其他器材有:干电池、开关、带夹子的导线若干、电流表、1m长的刻度尺。
长度/cm
60.0
40.0
20.0
…
电流/A
1.33
2.61
…
(1)请用笔画线代替导线将图甲的实物电路连接完整。
(2)要研究长度对电阻的影响,应选择 (选填“同一”或“不同”)金属丝。当镍铬丝接入电路的长度为60.0cm时,电流表示数如图乙,读数为 A。改变长度并记录电流值填入上表,随着长度减小,电路中电流变 ,表明电阻变 。
(3)要研究材料对电阻的影响,可使上述三根金属丝接入电路的长度均为 (选填“0.4”“0.7”或“0.9”)m,理由是 。
【答案】(1)
(2) 同一 0.9 大 小
(3) 0.4 见解析
【难度】0.65
【知识点】探究电阻大小与导体长度的关系、探究电阻大小与导体材料的关系、控制变量法
【详解】(1)电路必须形成完整回路,电流才能流通。实物电路(图甲)包括干电池提供电压,开关控制电流通断,电流表测量电流(注意正负接线柱,避免反接),金属丝接入电路中(通过夹子固定)。连接原则是电流从电源正极出发,经开关保护电路,流经金属丝,通过电流表测量,最后返回电源负极。这样连接后,改变金属丝长度或材料时,电流表可读数值。电路图如图所示:
(2)[1]要研究长度对电阻的影响,用控制变量法,需材料、横截面积相同,只改变金属丝长度,若用不同材料,材料差异会干扰结论,所以应选用同一金属丝。
[2]电流表的量程为0~3A,分度值为0.1A,读数为0.9A。
[3][4]由表格可知,随着长度减小,电流增大,根据转换法,电阻的变化通过电流表示数来反映,故电流增大,说明电阻变小。
(3)[1][2]根据控制变量法,研究材料影响需控制变量,长度必须相同,只改变材料。选择0.4m,所有金属丝均可满足需要,排除0.7m和0.9m,因为康铜丝无法达到相同长度。故选择0.4m。
10.(25-26九年级上·辽宁营口·期中)在“探究电阻的大小与哪些因素有关”的实验中,用如图所示的实验装置进行实验。a、b、c是镍铬合金制成的三根导线,a、b长度相同但横截面积不同,a、c横截面积相同而长度不同;导线d由锰铜合金制成,长短、横截面积与导线b相同。
(1)实验中,通过观察 判断导体电阻的大小,在连接好电路后,闭合开关前,电流表指针如图乙所示,由此可知存在的问题 ;
(2)依次将导线a、b、c、d接入电路,电流表对应的示数如表所示:
导线代号
a
b
c
d
电流表的示数/A
1.2
1.4
2.5
2.8
比较ab两根导线是为了探究导线电阻的大小与导线 的关系;
(3)经过实验分析数据可以推断出,用相同材料制成的导线,长度越 ,横截面积越 ,电阻越大;
(4)在图丙中,闭合开关,加热电阻丝后电流表示数变小,说明导体电阻的大小与 有关。
【答案】(1) 电流表示数 电流表未调零
(2)横截面积
(3) 长 小
(4)温度
【难度】0.85
【知识点】探究影响导体电阻大小实验电路的设计及连接、探究电阻大小与导体长度的关系、探究电阻大小与导体横截面积的关系、检验其他的猜想(如温度等)、控制变量法
【详解】(1)[1]实验中,通过比较不同导体接入电路时,电路中电流表示数的大小来比较不同导体的电阻大小,这样的方法叫做转换法。
[2]在使用电流表时,要先检查电流表的指针是否指在零刻度线,故闭合开关前,存在的问题是电流表未调零。
(2)由题可知,a、b两根导线材料相同,长度相同,横截面积不同,故是为了探究导线电阻的大小与导线横截面积的关系。
(3)[1][2]由题可知,a、c两根导线材料相同,横截面积相同,长度不同,a导线的长度更长,电流表的示数更小,说明a导线的电阻更大;a、b两根导线材料相同,长度相同,横截面积不同,a导线的横截面积更小,电流表的示数更小,说明a导线的电阻更大;故用相同材料制成的导线,长度越长,横截面积越小,电阻越大。
(4)闭合开关,加热电阻丝后,导线的温度升高,电流表示数变小,说明导线的电阻变大,故说明导体电阻的大小与温度有关。
11.(25-26九年级上·吉林延边·期中)如图所示,是“探究电阻大小与什么因素有关”的电路。木板上甲、乙、丙三根电阻线的长度相同,甲、丙粗细相同,乙比丙粗。
(1)实验中,是通过观察 来粗略地比较A、B间所接电阻线电阻大小的,这种探究方法叫作 法。
(2)在A、B间先后接入甲、丙两根电阻线是为了探究导体电阻与 的关系。
(3)若探究导体电阻与长度的关系,可把A接在3接线柱上,线头B先后接在乙的不同位置上来回 达到改变长度的目的。
(4)若把A、B分别接在5、6接线柱上,闭合开关,用酒精灯对丙进行加热,这是为了探究 对电阻的影响。
【答案】(1) 小灯泡亮度 转换
(2)材料
(3)移动
(4)温度
【难度】0.85
【知识点】探究影响导体电阻大小实验电路的设计及连接、探究电阻大小与导体长度的关系、探究电阻大小与导体横截面积的关系、检验其他的猜想(如温度等)、转换法
【详解】(1)[1][2]实验中比较A、B间接入不同电阻线时的电阻大小,通常是通过观察灯泡亮度来间接比较电阻大小。因为电阻越大,电流越小,灯泡越暗,这种方法叫转换法(将电阻大小转换为灯泡亮度来比较)。
(2)由图可知,甲、丙两根电阻丝长度和粗细(横截面积)相同,材料不同,所以在A、B间先后接入甲、丙两根电阻线是为了探究导体电阻与材料的关系。
(3)要探究导体电阻与长度的关系,需要控制材料和粗细(横截面积)相同,改变长度,所以可把A接在3接线柱上,线头B先后接在乙的不同位置上来回移动,从而改变长度,来进行探究。
(4)丙被加热,此时材料、长度、粗细都不变,只改变温度,所以是为了探究温度对电阻的影响。
12.(25-26九年级上·吉林白山·期中)“探究影响导体电阻大小的因素”的实验装置如图所示,在实验中使用四根电阻丝,其中A是锰铜合金丝,B、C和D是镍铬合金丝。
(1)实验中通过观察 来比较电阻丝电阻的大小;
(2)将编号为A、B的电阻丝分别接入电路进行实验,发现接B电阻丝时,灯泡明显变暗。从导电性能看,锰铜合金和镍铬合金, 更适合制作电阻器;
(3)为了验证滑动变阻器的工作原理,分别将编号为 的电阻丝接入电路进行实验;
(4)实验过程中小组同学更换电阻丝后发现小灯泡亮度变化不明显,可在电路中串联一只 来完成实验。
【答案】(1)灯泡亮度
(2)镍铬合金
(3)C、D
(4)电流表
【难度】0.65
【知识点】探究电阻大小与导体长度的关系、探究电阻大小与导体材料的关系、实验中控制变量法的应用、控制变量法、转换法
【详解】(1)将不同的电阻丝接入电路,电流大小不同,灯泡亮度不同,因此实验中是通过观察灯泡亮度来比较电阻大小的。
(2)由图可知,A、B的电阻丝长度和横截面积相同,而导体材料不同,其中接B导线时,灯泡变暗,表明B电阻丝的电阻更大。说明了导体的电阻与导体材料有关,在长度、横截面积和温度相同的情况下,镍铬合金的电阻更大;若要制作电阻器,应选择电阻大的较好,故选镍铬合金。
(3)滑动变阻器的工作原理是通过改变接入电路的电阻丝长度来调节电阻,电阻丝的长度越长,电阻越大。为了验证此原理,根据控制变量法,应设计实验,使电阻丝的导体材料和横截面积相同,对比不同长度的电阻丝,看电阻的变化。故应该选用编号为C、D的两根电阻丝进行实验。
(4)灯泡的亮度变化不明显,则可能电路中电流变化较小;由于电流表能精确测量电流的大小,所以可以在电路中串联一只电流表来完成实验。
13.(24-25九年级上·海南三亚·期末)如图为小明同学设计的调光灯模拟实验电路图。使用过程中要使灯泡变亮,滑片P应向 (填“A”或“B”)端移动;滑动变阻器原理是通过改变连入电路的电阻丝的 来改变电阻。(选填:材料、长度或横截面积)
【答案】 A 长度
【难度】0.94
【知识点】电阻与导体的材料、长度和横截面积的关系、滑动变阻器的原理和构造、移动滑片时接入电路的电阻的变化情况
【详解】[1]根据欧姆定律可知,在电源电压 U 不变的情况下,要使灯泡变亮,电路中的电流 I 需增大,那么电路的总电阻 R 就要减小,分析电路图,灯泡与滑动变阻器串联在一起,滑动变阻器接入电路的是 A 到滑片 P 之间的电阻丝,当滑片 P 向 A 端移动时,接入电路的电阻丝长度变短,滑动变阻器接入电路的电阻减小,从而使电路总电阻减小,电流增大,灯泡变亮。
[2]滑动变阻器的原理是通过改变连入电路的电阻丝的长度来改变电阻。因为电阻的大小与导体的长度、横截面积、材料和温度有关,滑动变阻器就是利用改变电阻丝接入电路的长度,来改变电阻大小,进而改变电路中的电流和用电器的电压等。
14.(24-25九年级上·陕西西安·期末)滑动变阻器是通过改变接入电路中电阻丝的 来改变电阻的。如图甲所示,当滑片向C端移动时,它接入电路的电阻值将 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。电阻箱是一种能够表示出电阻值的变阻器,如图乙中电阻箱的读数是 Ω。
【答案】 长度 变小 2029
【难度】0.85
【知识点】滑动变阻器的原理和构造、电阻箱
【详解】[1]滑动变阻器是通过滑片的移动来改变接入电路中电阻丝的长度来改变电阻的。
[2]由图可知,滑动变阻器的A、C两接线柱接入电路,当滑片向C端移动时,滑片与C之间的电阻丝长度变短,其电阻变小。
[3]电阻箱的示数为
15.(24-25九年级上·福建南平·期中)如图所示,电阻箱的示数是 Ω,滑动变阻器是靠改变电阻线在电路中的 来改变电阻,从而改变电路中的电压和电流。
【答案】 3258 长度
【难度】0.65
【知识点】滑动变阻器的原理和构造、电阻箱
【详解】[1]由图可知,电阻箱的示数是R=3×1000Ω+2×100Ω+5×10Ω+8×1Ω=3258Ω
[2]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,接入电阻丝越长,电阻越大。
16.(25-26九年级上·湖南长沙·期中)小敏家有一个亮度可调的台灯,该台灯外壳是塑料的,塑料是属于 (选填“导体”或“绝缘体”)。控制灯泡亮度主要通过电位器来实现,电位器结构如图乙所示,灯泡与电位器串联,当电位器的A、B两个接头接入电路后,要想灯泡变亮,我们应该 (选填“顺时针”或“逆时针”)移动滑片。
【答案】 绝缘体 顺时针
【难度】0.85
【知识点】移动滑片时接入电路的电阻的变化情况、电位器的原理及使用
【详解】[1]塑料一般情况下不容易导电,属于绝缘体。
[2]灯泡与电位器串联,当电位器的A、B两个接头接入电路后,要想灯泡变亮,则电位器接入电路中的电阻应变小,则应该顺时针移动滑片。
17.(25-26九年级上·吉林·期中)小王家有一个亮度可调的台灯。该台灯的工作原理是:通过改变 进而改变电路中的电阻。该台灯的电路图如图甲所示,如果用导线将A、B两点连接起来,电路将会 。控制亮度主要通过电位器来实现,电位器结构如图乙所示,当电位器的AP两个接头接入电路后,要想灯泡变亮,我们应该向 端移动滑片。如果其内部的电阻片制作的更厚一些,它的整体电阻将会 。
【答案】 接入电路中电阻片长度 短路 A 变小
【难度】0.65
【知识点】短路的电路连接情况及短路的危害、电阻与导体的材料、长度和横截面积的关系、移动滑片时接入电路的电阻的变化情况、电位器的原理及使用
【详解】[1]电位器的原理是通过改变连入电路中电阻片的长度来改变电阻,进而改变电流,改变台灯的亮度。
[2]根据图甲所示电路图,如果用导线将A、B两点连接起来,则电源的正、负两极直接用导线接通,在电源外部,电流不通过任何用电器,直接从正极流回负极。因此电路将会短路。
[3]电位器结构类似于滑动变阻器,接头与滑片相连,另外两个为固定接头。当A、P两个接头接入电路后,要想灯泡变亮,应该使电位器接入电路的电阻变小,则要让滑片与接头之间的电阻变小,故应该向A端移动滑片。
[4]其他因素相同时,导体的横截面积越大,电阻越小。如果电位器内部的电阻片制作的更厚一些,则横截面积变大,因此它的整体电阻将会变小。
18.(25-26九年级上·福建福州·期中)
(1)如图所示的是电动汽车的“油门”示意图,脚向下踩“油门”时,旋钮滑片可以绕O点在电阻圈上逆时针转动。请用笔画线代替导线将变阻器接入电路中。
【答案】(1)
【难度】0.85
【知识点】辨析电学原件是电压表还是电流表、电位器的原理及使用
【详解】(1)电阻圈和旋钮滑片构成了变阻器,是通过改变电阻圈接入电路中的长度来改变电阻大小的。当脚向下踩“油门”时,汽车速度加快,说明电路中的电流变大,电阻圈接入电路中的长度变短,因此将A、B两个触点相连,如图所示:
19.(25-26九年级上·山西吕梁·期中)跨学科实践
制作简易调光台灯
当人们在灯光下看书时,如果感觉灯光太亮,有点刺眼,可以通过调光装置改变台灯的亮度。同学们成立了制作简易调光台灯的项目团队,制定了“项目提出、项目分析、项目实施、展示交流”的学习流程,研究了制作一盏简易调光台灯的方法,收集材料并组装了如图所示的简易调光台灯。
把电池盒、开关、电位器按照设计方案安装固定在一个底座上,找一根金属(或塑料)管,管的一端固定小灯泡,使小灯泡的导线从管中穿过,管的另一端也固定在底座上;最后还制作了一个灯罩,扣在小灯泡上。这样一盏简易调光台灯就做好了。
(1)调光台灯中的电池盒是提供 的装置。旋转电位器改变灯泡亮度是通过改变电位器中电阻体接入电路的 (选填“长度”或“温度”)来改变接入电路中的电阻的。
(2)连接电路时,电位器应该与小灯泡 联。
(3)在展示交流环节,有同学提出可以用发光二极管代替小灯泡,但是将发光二极管接入电路后,闭合开关,无论怎样调节电位器,二极管都不能发光,造成此现象的原因可能是 (合理即可)。
【答案】(1) 电压 长度
(2)串
(3)见解析
【难度】0.65
【知识点】电源的概念及作用、辨析电路的串并联、电位器的原理及使用、二极管
【详解】(1)[1]调光台灯中的电池盒装有电源,电源是提供电压的装置。
[2]电位器的工作原理是改变了电阻丝的长度,进而改变电路中的总电阻,影响电路中的电流,从而调节小灯泡的亮度。
(2)通过调节电位器可以控制台灯的亮暗,因此电位器与台灯的灯泡的连接方式是串联。
(3)二极管具有单向导电性,将发光二极管接入电路后,闭合开关,无论怎样调节电位器,二极管都不能发光,可能原因是二极管正负接线柱接反了。
20.(24-25九年级上·贵州黔西·期末)小阳根据所学知识设计了如图所示的电子量角器,电压表的量程为0~3V,O为半圆弧电阻MN的圆心,金属滑片OP为半径,与半圆弧接触良好,接入电路的电阻RMP与滑片OP旋转角度θ成正比,当测量180°角时电压表为2V。在测量时随着所测角度θ增大,电压表示数 (选填“增大”“减小”或“不变”)。
【答案】增大
【难度】0.85
【知识点】移动滑片时接入电路的电阻的变化情况、用滑动变阻器控制电阻两端的电压
【详解】由图可知,变阻器接入电阻为RMP,变阻器与电阻箱串联,电压表测量变阻器两端的电压。角度θ增大时,电阻RMP接入的长度增大,接入阻值增大,根据串联分压可知,电阻RMP两端电压增大,故电压表示数增大。
21.(25-26九年级上·重庆江津·期中)按要求完成下列作图题:
(1)根据如图甲所示的实物连接图,在图乙的虚线框中画出对应的电路图;
(2)在丙图中用笔画线表示接线,连接电路图,要求滑片向左滑动时灯泡变亮。
【答案】(1)
(2)
【难度】0.65
【知识点】根据实物图画电路图、根据要求选择连接滑动变阻器的接线柱
【详解】(1)从图中可知,电源、电流表、灯L1、开关、灯L2依次串联,电压表并联在电流表、灯L1、开关两端,如图所示:
(2)要求滑片向左滑动时灯泡变亮,则电路电流变大,根据欧姆定律可知总电阻变小,滑动变阻器接入电路的阻值变小,可将变阻器的左下接线柱连入电路。滑动变阻器选择“一上一下”两个接线柱,并将其余元件依次连接,如图所示:
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22.(25-26九年级上·上海杨浦·期中)电位器实质是一个变阻器,图中A、B、C是电位器的接线柱。请在图中补画两条导线,满足当滑片向A端旋转时,灯泡变暗。
【答案】
【难度】0.65
【知识点】移动滑片时接入电路的电阻的变化情况、电位器的原理及使用、根据要求选择连接滑动变阻器的接线柱
【详解】如图,当滑片向A端旋转时,灯泡变暗,说明电位器接入电路的电阻变大,故应把B、C两接线柱接入电路,如图所示:
23.在“练习使用滑动变阻器”的实验中:
(1)请将甲图中的实物电路连接完整,要求滑动变阻器的滑片向右滑动时电路中的电流变大,电压表测定值电阻两端电压,且导线不允许交叉;
(2)连接电路时,闭合开关前,滑动变阻器的滑片放在最 (选填“左”或“右”)端;
(3)连接好电路后,闭合开关,发现仅有一只电表有示数。造成这一现象的原因可能是 。(选填字母代号)
A.电流表断路 B.滑动变阻器短路 C.滑动变阻器断路
D.定值电阻短路 E.定值电阻处接触不良
(4)故障排除后再闭合开关后,两表都有示数,调节滑动变阻器,观察电流表的指针如图乙的位置,电流值是 。
【答案】 左 DE 0.3A
【难度】0.65
【知识点】用滑动变阻器控制电阻两端的电压
【详解】(1)[1]滑动变阻器的滑片向右滑动时电路中的电流变大,由可知电路的总电阻变小,由电阻的串联可知,变阻器连入电路的电阻变小,故变阻器右下接线柱连入电路中与电阻串联,电压表与电阻并联,如下图所示:
(2)[2]为了保护电路,连接电路时,闭合开关前,滑动变阻器的滑片移动到阻值最大处,即最左端。
(3)[3]A.电流表断路,整个电路断路,电压表和电流表都没有示数,故A不符合题意。
B.滑动变阻器短路,电路通路,电压表和电流表都有示数,故B不符合题意。
C.滑动变阻器断路,整个电路断路,电压表和电流表都没有示数,故C不符合题意。
D.定值电阻短路,电压表短路,电压表没有示数,电路是通路,电流表有示数,故D符合题意。
E.定值电阻处接触不良,电压表串联在电路中,电压表有示数,电压表内阻较大,通过电路的电流很小,电流表的示数为零,故E符合题意。
故选DE。
(4)[4]由图甲可知,电流表的量程是0~0.6A,分度值是0.02A,图乙中,电流表的示数是0.3A。
24.(25-26九年级上·甘肃兰州·期中)在“调节滑动变阻器改变灯泡亮度”的实验中,同学们连接了如图所示的电路。
(1)请在虚线框内画出相应的电路图;
(2)闭合开关S开始实验,实验过程中,要使灯泡的亮度变亮,应将滑动变阻器的滑片P向 (选填“A”或“B”)端移动,此过程中电流表的示数将 (选填“变大”“变小”或“不变”);
(3)小明连接好电路,闭合开关S后,发现无论怎样移动滑片P,灯泡的亮度都不发生变化,而且一直很暗,这可能是因为滑动变阻器同时连接了 (填字母符号)两个接线柱。
(4)小红连接电路时,当接完最后一根导线后,灯泡立刻发出耀眼的光并很快熄灭,她实验操作中的两个不当之处(滑动变阻器的一上一下两个接线柱接入电路):① ;② 。
【答案】(1)
(2) A 变大
(3)AB
(4) 连接电路时开关没有断开 没有将变阻器的滑片调到阻值最大位置
【难度】0.65
【知识点】根据实物图画电路图、用滑动变阻器改变小灯泡的亮度
【详解】(1)由实物图可知,电源、电流表、灯泡、滑动变阻器、开关串联,滑动变阻器滑片向左移动时,变阻器接入电路的阻值变小,电路图如图所示:
(2)[1]要使灯泡的亮度由暗变亮,即电路中的电流变大,电路的总电阻变小,滑动变阻器的电阻要变小,所以滑片应该向左端,即A端移动。
[2]该过程中,变阻器的电阻变小,电路电流变大,电流表的示数变大。
(3)如果滑动变阻器同时接下面AB两个接线柱,滑动变阻器阻值全部接入电路,滑动变阻器成为定值电阻,无论怎样移动滑动变阻器的滑片,电流表示数都不变,而且灯泡的亮度比较暗,因为此时变阻器接入电路的阻值最大,造成电路中的总电阻较大,通过灯泡的电流较小。
(4)[1][2]连接好最后一根导线,灯泡立即发光说明:连接电路时开关没有断开。灯泡发出明亮耀眼的光并很快熄灭,说明:没有将变阻器的滑片调到阻值最大位置。
25.(25-26九年级上·天津·期中)图甲是生活中常见的亮度可调的台灯。项目小组想利用图丙中电源、小灯泡、开关、电位器(相当于滑动变阻器)制作一盏简易调光台灯,达到调节灯光亮度的目的。
【项目实施】
(1)设计调光台灯电路
在图乙虚线框内设计一个亮度可调的台灯电路图 。
(2)组装调光台灯
请你用笔画线代替导线完成图丙电路的连接。要求顺时针旋动电位器滑片时灯会变亮。a、b、c为电位器的三个接线柱 。
【展示交流】
(3)你所设计的图乙和另一同学设计的图2都是台灯调光电路,老师认为图2方案更好一些,理由是 。
【答案】 串联一个定值电阻R0,可防止当滑动变阻器移到阻值最小时,电路中电流过大,能起到保护灯泡的作用。
【难度】0.4
【知识点】串联电路的设计、电位器的原理及使用、用滑动变阻器改变小灯泡的亮度
【详解】(1)要设计一个亮度可调的台灯,需将滑动变阻器和小灯泡串联,通过改变滑动变阻器的阻值,从而改变线路中的电流,改变小灯泡的亮度。电路图如下:
(2)要求顺时针旋动电位器滑片时灯会变亮,即通过灯泡的电流变大,电位器的电阻变小,因此应连接电位器的b、c接线柱,实物图连接如下:
(3)串联一个定值电阻R0,可防止当滑动变阻器移到阻值最小时,电路中电流过大,能起到保护灯泡的作用。
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第1节 电阻
目录
【学科素养】 1
【思维导图】 2
【知识梳理】 2
知识点1:电阻 2
知识点2:影响电阻大小的因素 4
知识点3:滑动变阻器 5
知识点4:滑动变阻器的使用 6
【方法技巧】 7
方法技巧1 电阻微观理解 7
方法技巧2 电阻与温度关系 7
方法技巧3 滑动变阻器变阻原理 8
【巩固训练】 8
【学科素养】
1.科学观念:理解电阻是导体对电流的阻碍作用,掌握单位(Ω、kΩ、MΩ)。明确电阻与材料、长度、横截面积的关系(长↑/细↑→电阻↑),了解温度对电阻的影响;
2.科学思维:运用控制变量法探究电阻的影响因素。通过数据(如金属电阻表)比较材料导电性,解释实际选材(如铜>铁)。识别电阻器符号,理解变阻器功能模型;
3.科学探究:规范操作实验,观察灯泡亮度/电流表变化。总结电阻与长度、横截面积的定量关系(正比/反比)。设计滑动变阻器电路控制灯泡亮度,分析滑片移动的影响;
4.科学态度与责任:关注电阻在实际生活中的应用,如铜作为导线材料的原因,体会物理知识的实用价值。认识到科学探究中实验的重要性,培养严谨的科学态度。
重点:
1.电阻的概念、单位及换算,以及影响电阻大小的因素(材料、长度、横截面积、温度);
2.滑动变阻器的工作原理及使用方法,包括通过改变电阻丝长度来改变电阻;
3.运用控制变量法探究电阻影响因素的实验过程与结论。
难点:
1.对电阻是导体本身性质的理解,能解释不同条件下电阻的变化;
2.滑动变阻器的正确接线方法及滑片移动对电阻和电流的影响分析;
3.控制变量法在探究实验中的准确应用,避免变量混淆。
【思维导图】
【知识梳理】
知识点1:电阻
1. 电阻
(1)定义:导体对电流阻碍作用的大小。
(2)符号:R。
(3)在电路中的符号:。
(4)单位
①在国际单位制中,电阻的单位是欧姆,简称欧,用字母Ω 表示。
②比欧姆大的单位有千欧(kΩ)、兆欧(MΩ)等。
③ 运用形象记忆法,利用图2记住单位间的换算关系:1MΩ=1 000kΩ;1kΩ=1 000Ω。
【典例1】(25-26九年级上·北京·期中)为了纪念物理学家欧姆的出色贡献,人们将他的名字作为一个物理量的单位,这个物理量是( )
A.电流 B.电压 C.电阻 D.电荷量
【变式1】(24-25九年级上·河南濮阳·期中)完成下列单位换算:500mA= A;0.2kV= V;300Ω= kΩ。
【变式2】(25-26九年级上·吉林长春·期中)电阻的基本单位是以下哪位科学家的名字( )
A.欧 姆 B.安 培 C.牛 顿 D.伏 特
【变式3】(25-26九年级上·北京·期中)在国际单位制中,电阻的单位是( )
A.安培 B.牛顿 C.欧姆 D.伏特
知识点2:影响电阻大小的因素
1. 实验探究:探究影响导体电阻大小的因素。
实验的主要方法:控制变量法、转换法。
实验设计:探究导体的电阻与导体的材料、长度和横截面积是否有关。当探究是否与其中某一个因素有关时,要保证其他因素相同。实验装置图如图3所示。
转换法:导体电阻的大小在本实验探究中是通过电流的大小反映出来的,即通过导体对电流的阻碍作用大小来比较导体电阻的大小,这里运用的是转换法。
实验过程及现象
导体的电阻与长度的关系
导体的电阻与横截面积的关系
导体的电阻与材料的关系
操
作
把A接线柱连入电路。闭合开关,让鳄鱼夹在A、B之间滑动
分别把金属丝 AB和EF接入电路
分别把金属丝 AB和MN接入电路
现
象
发现接入电路的导体越长,灯泡越暗、电流表示数越小
闭合开关,发现接入EF时,灯泡比较亮,电流表示数比较大
闭合开关,发现接入MN时,灯泡比较亮
实验结论:
①当导体的横截面积和材料一定时,导体的电阻跟导体的长度有关,导体越长,电阻越大。
②当导体的长度和材料一定时,导体的电阻跟导体的横截面积有关,导体的横截面积越大,电阻越小。
③当导体的长度和横截面积一定时,导体的电阻跟导体的材料有关,不同材料的导体,其电阻不同。
资料研究表明“220V 0.2A”的白炽灯,未接入电路的电阻约100 Ω,而正常工作时的电阻约1 100 Ω。
实验事实:灯丝的电阻和温度有关,灯丝的温度越高,电阻就越大。
特别说明:对金属丝而言,温度变化不大时,电阻的变化不大,可以忽略这种变化。
2. 影响导体电阻大小的因素:导体的材料、导体的长度、导体的横截面积大小、导体的温度。
【典例1】(25-26九年级上·海南儋州·期中)小明用如图所示的器材探究“影响电阻大小的因素”。 a 、b 为长度一样的镍铬合金丝,b 比 a 的横截面积大。关于此实验,下列说法正确的是( )
A.用夹子分别将a、b接入电路,接入a时小灯泡更亮
B.为了准确比较电阻,可以在电路中再串联一个电压表
C.利用此装置不能探究导体电阻大小和长度的关系
D.本实验用到的探究方法有控制变量法和转换法
【典例2】(25-26九年级上·吉林长春·期中)如图甲所示为“探究影响导体电阻大小的因素”的实验装置,图乙中A、B、C、D 是实验用的几种电阻丝 (S 代表导体的横截面积)。请你回答以下问题:
(1)在图甲中M 、N 之间接入不同导体时,可通过 来判断导体的电阻大小;
(2)为了探究导体的电阻与导体长度的关系,M、N 之间应接入的两根电阻丝为 (填 乙图中字母);选用A 、C 两根电阻丝能否探究电阻与导体材料的关系? ;
(3)实验小组在实验中发现,如果接入M 、N之间的导体电阻阻值比较接近,实验现象不明显,你的解决办法是
(4)完成上述实验后,小明进行了如图丙所示的实验,他把M 、N 与旧灯泡中的钨丝连接, 闭合开关S 后,用酒精灯给钨丝加热,观察到电流表示数变小,这说明温度升高,钨丝的电阻 。
【变式1】(25-26九年级上·吉林长春·期中)“探究影响导体电阻大小的因素”的实验装置如图所示,在实验中使用四根电阻丝,其中A是锰铜合金丝,B、C和D是镍铬合金丝,A、B电阻丝横截面积一样且比C粗,C、D电阻丝横截面积一样。
(1)实验中通过观察 比较电阻丝电阻的大小;
(2)将编号为A、B的电阻丝分别接入电路进行实验,发现接B电阻丝时,灯泡明显变暗,可得出结论:导体的电阻大小与导体的 有关;
(3)将编号为 的电阻丝分别接入电路进行实验,可探究导体的电阻大小与横截面积的关系;
(4)分别将编号为C、D的电阻丝接入电路进行实验,其得到的实验结论被应用到了 (填电学元件名称)的工作原理中;
(5)实验过程中某小组同学更换电阻丝后,发现实验现象不明显,无法判断出电阻的大小。可将电路如何改进,以便能更准确的判断电阻的大小? 。
【变式2】(25-26九年级上·河北邢台·期中)甲和乙是由同种材料制成的导体,若甲、乙的横截面积S 甲>S乙,则关于甲和乙的长度L及电阻R 的大小关系,下列说法正确的是( )
A.若L甲>L乙,则R甲一定小于R乙 B.若L甲<L乙,则 R甲可能大于R乙
C.若L甲=L乙,则R甲一定大于R乙 D.若L甲>L乙,则R甲可能等于R乙
【变式3】(25-26九年级上·宁夏银川·期中)在“探究影响电阻大小的因素”实验中,同学们使用4根电阻丝做实验,其规格、材料如下表所示。
编号
材料
长度/m
横截面积
电流大小
A
锰铜合金
0.5
0.8
0.40
B
镍铬合金
0.5
0.8
0.32
C
镍铬合金
0.5
0.4
0.16
D
镍铬合金
1.0
0.4
0.08
(1)如图甲所示的电路中是通过观察 来比较电阻大小的,此过程用到的研究方法是 法;
(2)分别将A、B两根合金丝接入电路,可初步探究出的结论是: ;
(3)分别将 (填编号)两根合金丝接入电路,可初步探究出的结论是:导体的材料、长度相同时,横截面积越小,电阻越大;
(4)分别将C、D两根合金丝接入电路,可初步探究出的结论是: ;
(5)为了进一步探究电阻是否受温度的影响,按图乙所示连接电路、接通电路后,用酒精灯给合金丝缓慢加热,观察加热前后电流表的示数,发现示数变小了,由此现象可得出初步结论: 。
知识点3:滑动变阻器
变阻器:能改变接入电路中电阻大小的元件,叫变阻器。
1. 滑动变阻器的构造
(1)结构:如图5甲所示。
(2)实物简图和在电路图中的符号:如图乙所示。
2. 原理:通过改变连入电路中电阻丝的长度来改变连入电路中的电阻。
3. 铭牌参数的含义:滑动变阻器的铭牌上标有最大电阻值和允许通过的最大电流。
【典例1】(25-26九年级上·北京·期中)如图所示的滑动变阻器的四种接法中,其中滑片P向右滑动,能使连入电路的电阻变大的是( )
A. B.
C. D.
【典例2】(25-26九年级上·黑龙江·期中)标有“50Ω 1.5A”字样的滑动变阻器,“50Ω”表示 ;“1.5A”表示 。
【变式1】(24-25九年级上·山东淄博·期中)如图所示,用A、B两个金属夹子将一根铅笔芯接入电路中,当B夹子左右移动时,小灯泡的亮度会发生变化。导致铅笔芯接入电路的电阻发生变化的主要因素是 ;若将A、B两个金属夹子间的铅笔芯换成塑料吸管,小灯泡 (选填“会”或“不会”)发光,滑动变阻器的铭牌标有“100Ω;2A”字样,其中100Ω表示 ;2A表示 。
【变式2】(25-26九年级上·江西九江·期中)如图,当滑动变阻器的滑片P向左移动时,接入电路的阻值变大。选择的接线柱是( )
A.AB B.CD C.BD D.AD
【变式3】(25-26九年级上·北京·期中)在收音机中,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。图中A、B、C三个焊接点相当于变阻器的三个接线柱。在使用该电位器时,下列说法正确的是( )
A.只把A和C接入电路,当顺时针旋动滑片时,电位器接入电路的电阻值变大
B.只把A和B接入电路,当顺时针旋动滑片时,电位器接入电路的电阻值变大
C.只把A和C接入电路,当逆时针旋动滑片时,电位器接入电路的电阻值变小
D.只把A和B接入电路,当逆时针旋动滑片时,电位器接入电路的电阻值变大
知识点4:滑动变阻器的使用
1. 滑动变阻器的连接: 采用“一上一下”的接法将滑动变阻器串联在电路中。
将PC段电阻丝接入电路
将PD段电阻丝接入电路
当滑片向左移动时,接入电路的电阻丝变短,电路的电阻变小,电路中的电流变大;
当滑片向右移动时,接入电路的电阻丝变长,电路的电阻变大,电路中的电流变小
当滑片向左移动时,接入电路的电阻丝变长,电路的电阻变大,电路中的电流变小;
当滑片向右移动时,接入电路的电阻丝变短,电路的电阻变小,电路中的电流变大
判断滑动变阻器接入电路的阻值是变大还是变小,只要看电阻丝接入电路的长度如何变化。接入电路的电阻丝变长时,接入电路的电阻变大。接入电路的电阻丝变短时,接入电路的电阻变小。
2. 两种异常连接的比较
接法
电路中的电阻丝
连入电路的阻值
在电路中
的作用
没有接入
零
相当于导线
AB段
滑动变阻器的最大阻值
相当于定值电阻
3. 用滑动变阻器改变通过小灯泡的电流
如图7所示,先移动滑片,使滑片位于最右端(阻值最大处),闭合开关。当滑片向左移动时,接入电路的电阻丝变短,电路的电阻变小,通过小灯泡的电流变大,小灯泡变亮;当滑片向右滑动时,接入
电路的电阻丝变长,电路的电阻变大,
通过小灯泡的电流变小,小灯泡变暗。
【典例1】(25-26九年级上·广东中山·期中)在“设计制作一个调光灯”的实践活动中,小明设计了如图所示的电路,电源使用三节铅蓄电池串联,小灯泡的额定电压为3V,AP两个回形针可在铅笔芯上滑动。通过交流,小华同学提出了改进建议,关于以下建议,你认为合理的是( )
A.为使灯泡更亮,应选用更细的铅笔芯
B.为使灯泡亮度变化更明显,铅笔芯换成铜丝更好
C.为保护灯泡,可以在AP之间做一个标记,防止接入阻值太小
D.为使灯泡亮度变化更明显,电源电压越高越好
【变式1】(24-25九年级上·河北邯郸·期中)如图所示是一种自动测定油箱内油量多少的装置,是滑动变阻器,从油量表指针所指的刻度,就能知道油箱内油量的多少。则下列说法不正确的是( )
A.当燃油燃尽时,油量表不会烧坏
B.油量增加,接入电路的电阻值减小,油量表示数变大
C.当车辆正常行驶时,接入电路的电阻逐渐变小
D.定值电阻可以起到避免短路,保护电路的作用
【变式2】(25-26九年级上·广东东莞·期中)(1)将如图所示电路连接完整,要求闭合开关后,变阻器的滑片P向端移动时灯泡变亮,请在图中添加一根导线,完成电路连接。
【变式3】(25-26九年级上·上海闵行·期中)小华同学学习滑动变阻器时,连接了如图所示的电路,有一根导线尚未连接,请用笔线代替导线补上.要求:①小灯与滑动变阻器串联;②闭合开关S,向b端移动滑动变阻器的滑片P,电流表示数变小。
【方法技巧】
方法技巧1 电阻微观理解
在导体中,自由电子在定向移动时,会与其他粒子发生碰撞,也会受到带正电荷的原子核的影响,从而造成自由电子损失动能,损失的动能将转化为导体本身的内能,从宏观上看,导体也就有了电阻。
方法技巧2 电阻与温度关系
导体的电阻与温度有关:金属导体的电阻通常随温度的升高而增大。
碳和绝缘体的电阻随温度的升高而减小。
半导体的电阻受温度影响大。
有的合金如康铜和锰铜的电阻受温度影响不大。
方法技巧3 滑动变阻器变阻原理
电阻丝外涂着绝缘层,并紧密地绕在绝缘筒上,电流是沿着电阻丝流动,而不是横向流过。不能错误地认为,滑动变阻器是通过改变电阻丝的粗细来改变接入电路的电阻。
【巩固训练】
1.(25-26九年级上·北京·期中)关于电阻,下列说法中正确的是( )
A.导体容易导电,是因为它们没有电阻 B.导体的电阻大小只跟材料有关
C.铜导线的电阻一定比铝导线的电阻小 D.将一根铝导线均匀拉长后,其电阻变大
2.(25-26九年级上·河北秦皇岛·期中)A、B两根完全一样的导线,长度都是1m,把A剪去一半,剩下的一半跟B相比, RA RB,若把A剩下的一半再拉长到1m跟B相比,RA RB(均选填“>”、“<”或“=”)。
3.(25-26九年级上·辽宁鞍山·期中)“护套线”是一种家用电线,由电线芯和塑料层组成(如图),电线芯用 (选填“铁”或“铜”)作材料;家用空调所用导线的电阻较小,因此其电线芯 (选填“粗”或“细”)一些。
4.(25-26九年级上·北京·期中)课堂上老师先后演示了两个实验。如图甲所示,闭合开关后小灯泡不亮。用酒精灯灼烧玻璃,随着玻璃温度升高,小灯泡亮度逐渐变 (填“亮”或“暗”)。该实验说明: ;如图乙所示,将灯丝接入电路,闭合开关后小灯泡发光。给灯丝加热,小灯泡的亮度会逐渐变 (选填“亮”或“暗”),说明灯丝的电阻在 (选填“增大”或“减小”)。
5.(25-26九年级上·北京·期中)在探究“导体的电阻大小与哪些因素有关”时,某同学进行了如下实验。如图所示,实验板上固定了四根金属丝。a、b、c长度相同,a、b、d横截面积相同,b、c、d材料相同。他分别将四根金属丝接入电路,记录的实验数据如下表所示。请回答下列问题:
序号
金属丝
电流表示数/A
1
a
0.7
2
b
0.3
3
c
0.6
4
d
0.6
(1)该实验中,导体的电阻大小用电流表的示数来反映。这是采用了转换法测量物理量的研究方法。以下选项中,同样采用了此种方法的是( )(选填选项前的字母)
A.借助水压学习电压
B.借助光线来描述光的传播情况
C.研究物质吸热的本领时,用加热时间的长短来反应物质吸收热量的多少
(2)根据1、2两组数据,可得出的结论是:导体的电阻大小与 有关。
(3)根据3、4两组数据,该同学认为导体的电阻大小与长度无关。他的观点是 的(选填“正确”或“错误”),原因是 。
6.(25-26九年级上·山西运城·期中)小明利用如图所示的装置探究影响电阻大小的因素。
(1)实验中,通过观察 来比较电阻的大小。
(2)分别将 两根导体接入电路中,可探究电阻大小跟导体横截面积的关系。
(3)分别将a、b两根导体接入电路进行实验,发现电流表的示数不同,说明导体的横截面积和长度一定时,导体的电阻还与材料 (选填“有关”或“无关”)。
(4)近年来,我国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了较粗的铝质输电线,这样就 (选填“增大”或“减小”)了输电线的电阻。
7.(25-26九年级上·河南·期中)如图甲所示为“探究影响导体电阻大小的因素”的实验装置,图乙中A、B、C、D是实验用的几种电阻丝(S代表导体的横截面积)。请你回答以下问题:
(1)为了探究导体的电阻与导体长度的关系,M、N之间应接入图乙中的 (填字母);
(2)若在M、N之间接入导体B、C,可探究导体的电阻与 的关系;结论是 。
(3)实验小组在实验中发现,如果接入M、N之间的导体电阻阻值比较接近,实验现象不明显,你的解决办法是 ,该过程体现了 法的思想。
(4)完成上述实验后,小明进行了如图丙所示的实验,他把M、N与旧日光灯管中的钨丝连接,闭合开关S后,用酒精灯给钨丝加热,观察到电流表示数变小,这说明温度升高,钨丝的电阻 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
8.(25-26九年级上·福建福州·期中)科创小组探究“影响电阻大小的因素”:
小组甲:用如图甲所示电路中的M、N两点间先后接入:铜线、铅笔芯、镍铬合金丝,通电后观察到灯泡的亮度分别为:亮、较亮、较暗;
(1)该实验现象说明: ;
小组乙:用如图乙所示的实验电路来探究影响电阻大小的因素,电路中a、b、c、d是四种不同的金属丝。
现有几根镍铬合金丝和康铜合金丝,其规格如表所示。
编号
材料
长度/
横截面积/
①
镍铬合金
0.8
0.8
②
镍铬合金
0.5
0.5
③
镍铬合金
0.3
0.5
④
镍铬合金
0.3
1.0
⑤
康铜合金
0.3
0.5
⑥
康铜合金
0.8
0.8
(2)为了便于探究和分析,实验中要利用控制变量法,要求都相对金属丝a进行比较,因此电路图中金属丝a应选上表中的 ,b、c、d应分别选上表中的 (两空均用编号表示)。
9.(25-26九年级上·黑龙江·期中)有横截面积相同的1.0m长的镍铬丝、0.8m长的锰铜丝和0.5m长的康铜丝各一根,小晶通过实验研究材料、长度对金属丝电阻的影响。其他器材有:干电池、开关、带夹子的导线若干、电流表、1m长的刻度尺。
长度/cm
60.0
40.0
20.0
…
电流/A
1.33
2.61
…
(1)请用笔画线代替导线将图甲的实物电路连接完整。
(2)要研究长度对电阻的影响,应选择 (选填“同一”或“不同”)金属丝。当镍铬丝接入电路的长度为60.0cm时,电流表示数如图乙,读数为 A。改变长度并记录电流值填入上表,随着长度减小,电路中电流变 ,表明电阻变 。
(3)要研究材料对电阻的影响,可使上述三根金属丝接入电路的长度均为 (选填“0.4”“0.7”或“0.9”)m,理由是 。
10.(25-26九年级上·辽宁营口·期中)在“探究电阻的大小与哪些因素有关”的实验中,用如图所示的实验装置进行实验。a、b、c是镍铬合金制成的三根导线,a、b长度相同但横截面积不同,a、c横截面积相同而长度不同;导线d由锰铜合金制成,长短、横截面积与导线b相同。
(1)实验中,通过观察 判断导体电阻的大小,在连接好电路后,闭合开关前,电流表指针如图乙所示,由此可知存在的问题 ;
(2)依次将导线a、b、c、d接入电路,电流表对应的示数如表所示:
导线代号
a
b
c
d
电流表的示数/A
1.2
1.4
2.5
2.8
比较ab两根导线是为了探究导线电阻的大小与导线 的关系;
(3)经过实验分析数据可以推断出,用相同材料制成的导线,长度越 ,横截面积越 ,电阻越大;
(4)在图丙中,闭合开关,加热电阻丝后电流表示数变小,说明导体电阻的大小与 有关。
11.(25-26九年级上·吉林延边·期中)如图所示,是“探究电阻大小与什么因素有关”的电路。木板上甲、乙、丙三根电阻线的长度相同,甲、丙粗细相同,乙比丙粗。
(1)实验中,是通过观察 来粗略地比较A、B间所接电阻线电阻大小的,这种探究方法叫作 法。
(2)在A、B间先后接入甲、丙两根电阻线是为了探究导体电阻与 的关系。
(3)若探究导体电阻与长度的关系,可把A接在3接线柱上,线头B先后接在乙的不同位置上来回 达到改变长度的目的。
(4)若把A、B分别接在5、6接线柱上,闭合开关,用酒精灯对丙进行加热,这是为了探究 对电阻的影响。
12.(25-26九年级上·吉林白山·期中)“探究影响导体电阻大小的因素”的实验装置如图所示,在实验中使用四根电阻丝,其中A是锰铜合金丝,B、C和D是镍铬合金丝。
(1)实验中通过观察 来比较电阻丝电阻的大小;
(2)将编号为A、B的电阻丝分别接入电路进行实验,发现接B电阻丝时,灯泡明显变暗。从导电性能看,锰铜合金和镍铬合金, 更适合制作电阻器;
(3)为了验证滑动变阻器的工作原理,分别将编号为 的电阻丝接入电路进行实验;
(4)实验过程中小组同学更换电阻丝后发现小灯泡亮度变化不明显,可在电路中串联一只 来完成实验。
13.(24-25九年级上·海南三亚·期末)如图为小明同学设计的调光灯模拟实验电路图。使用过程中要使灯泡变亮,滑片P应向 (填“A”或“B”)端移动;滑动变阻器原理是通过改变连入电路的电阻丝的 来改变电阻。(选填:材料、长度或横截面积)
14.(24-25九年级上·陕西西安·期末)滑动变阻器是通过改变接入电路中电阻丝的 来改变电阻的。如图甲所示,当滑片向C端移动时,它接入电路的电阻值将 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。电阻箱是一种能够表示出电阻值的变阻器,如图乙中电阻箱的读数是 Ω。
15.(24-25九年级上·福建南平·期中)如图所示,电阻箱的示数是 Ω,滑动变阻器是靠改变电阻线在电路中的 来改变电阻,从而改变电路中的电压和电流。
16.(25-26九年级上·湖南长沙·期中)小敏家有一个亮度可调的台灯,该台灯外壳是塑料的,塑料是属于 (选填“导体”或“绝缘体”)。控制灯泡亮度主要通过电位器来实现,电位器结构如图乙所示,灯泡与电位器串联,当电位器的A、B两个接头接入电路后,要想灯泡变亮,我们应该 (选填“顺时针”或“逆时针”)移动滑片。
17.(25-26九年级上·吉林·期中)小王家有一个亮度可调的台灯。该台灯的工作原理是:通过改变 进而改变电路中的电阻。该台灯的电路图如图甲所示,如果用导线将A、B两点连接起来,电路将会 。控制亮度主要通过电位器来实现,电位器结构如图乙所示,当电位器的AP两个接头接入电路后,要想灯泡变亮,我们应该向 端移动滑片。如果其内部的电阻片制作的更厚一些,它的整体电阻将会 。
18.(25-26九年级上·福建福州·期中)
(1)如图所示的是电动汽车的“油门”示意图,脚向下踩“油门”时,旋钮滑片可以绕O点在电阻圈上逆时针转动。请用笔画线代替导线将变阻器接入电路中。
19.(25-26九年级上·山西吕梁·期中)跨学科实践
制作简易调光台灯
当人们在灯光下看书时,如果感觉灯光太亮,有点刺眼,可以通过调光装置改变台灯的亮度。同学们成立了制作简易调光台灯的项目团队,制定了“项目提出、项目分析、项目实施、展示交流”的学习流程,研究了制作一盏简易调光台灯的方法,收集材料并组装了如图所示的简易调光台灯。
把电池盒、开关、电位器按照设计方案安装固定在一个底座上,找一根金属(或塑料)管,管的一端固定小灯泡,使小灯泡的导线从管中穿过,管的另一端也固定在底座上;最后还制作了一个灯罩,扣在小灯泡上。这样一盏简易调光台灯就做好了。
(1)调光台灯中的电池盒是提供 的装置。旋转电位器改变灯泡亮度是通过改变电位器中电阻体接入电路的 (选填“长度”或“温度”)来改变接入电路中的电阻的。
(2)连接电路时,电位器应该与小灯泡 联。
(3)在展示交流环节,有同学提出可以用发光二极管代替小灯泡,但是将发光二极管接入电路后,闭合开关,无论怎样调节电位器,二极管都不能发光,造成此现象的原因可能是 (合理即可)。
20.(24-25九年级上·贵州黔西·期末)小阳根据所学知识设计了如图所示的电子量角器,电压表的量程为0~3V,O为半圆弧电阻MN的圆心,金属滑片OP为半径,与半圆弧接触良好,接入电路的电阻RMP与滑片OP旋转角度θ成正比,当测量180°角时电压表为2V。在测量时随着所测角度θ增大,电压表示数 (选填“增大”“减小”或“不变”)。
21.(25-26九年级上·重庆江津·期中)按要求完成下列作图题:
(1)根据如图甲所示的实物连接图,在图乙的虚线框中画出对应的电路图;
(2)在丙图中用笔画线表示接线,连接电路图,要求滑片向左滑动时灯泡变亮。
22.(25-26九年级上·上海杨浦·期中)电位器实质是一个变阻器,图中A、B、C是电位器的接线柱。请在图中补画两条导线,满足当滑片向A端旋转时,灯泡变暗。
23.在“练习使用滑动变阻器”的实验中:
(1)请将甲图中的实物电路连接完整,要求滑动变阻器的滑片向右滑动时电路中的电流变大,电压表测定值电阻两端电压,且导线不允许交叉;
(2)连接电路时,闭合开关前,滑动变阻器的滑片放在最 (选填“左”或“右”)端;
(3)连接好电路后,闭合开关,发现仅有一只电表有示数。造成这一现象的原因可能是 。(选填字母代号)
A.电流表断路 B.滑动变阻器短路 C.滑动变阻器断路
D.定值电阻短路 E.定值电阻处接触不良
(4)故障排除后再闭合开关后,两表都有示数,调节滑动变阻器,观察电流表的指针如图乙的位置,电流值是 。
24.(25-26九年级上·甘肃兰州·期中)在“调节滑动变阻器改变灯泡亮度”的实验中,同学们连接了如图所示的电路。
(1)请在虚线框内画出相应的电路图;
(2)闭合开关S开始实验,实验过程中,要使灯泡的亮度变亮,应将滑动变阻器的滑片P向 (选填“A”或“B”)端移动,此过程中电流表的示数将 (选填“变大”“变小”或“不变”);
(3)小明连接好电路,闭合开关S后,发现无论怎样移动滑片P,灯泡的亮度都不发生变化,而且一直很暗,这可能是因为滑动变阻器同时连接了 (填字母符号)两个接线柱。
(4)小红连接电路时,当接完最后一根导线后,灯泡立刻发出耀眼的光并很快熄灭,她实验操作中的两个不当之处(滑动变阻器的一上一下两个接线柱接入电路):① ;② 。
25.(25-26九年级上·天津·期中)图甲是生活中常见的亮度可调的台灯。项目小组想利用图丙中电源、小灯泡、开关、电位器(相当于滑动变阻器)制作一盏简易调光台灯,达到调节灯光亮度的目的。
【项目实施】
(1)设计调光台灯电路
在图乙虚线框内设计一个亮度可调的台灯电路图 。
(2)组装调光台灯
请你用笔画线代替导线完成图丙电路的连接。要求顺时针旋动电位器滑片时灯会变亮。a、b、c为电位器的三个接线柱 。
【展示交流】
(3)你所设计的图乙和另一同学设计的图2都是台灯调光电路,老师认为图2方案更好一些,理由是 。
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