16.1 电阻和变阻器(举一反三·讲义)(举一反三·讲义)物理新教材沪科版九年级全一册
2026-08-20
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精品
摘要:
本讲义聚焦“电阻和变阻器”核心知识点,系统梳理电阻的定义、性质及单位,影响电阻大小的因素,滑动变阻器与电阻箱的原理、结构及应用,构建从基础概念到实验探究再到实际应用的递进式学习支架。
资料以生活情景导入引发兴趣,通过控制变量法探究电阻影响因素培养科学探究能力,结合例题与变式题强化物理观念,思维导图助力知识结构化,课后作业全面巩固。课中辅助教师高效授课,课后帮助学生查漏补缺,提升学习效果。
内容正文:
16.1 电阻和变阻器
【新教材沪科版】
【知识框架+知识精讲(5个知识归纳+5个题型)+课后作业】
模块二 知识精讲
情景导入
导线多是用铜或铝做的,特别重要的电气设备的导线还要用昂贵的银来做。铁也容易导电,且地球上储量丰富,价格也便宜,为什么很少用它来做导线呢?
本节课我们将探究解决这个问题。
知识归纳
【知识点1 电阻】
1.定义:表示导体对电流阻碍作用的大小,用字母R表示.
2.性质:不同的导体,电阻一般不同,电阻是导体的一种性质.
3.单位:
国际单位为欧姆,简称欧,符号是Ω。常用的单位还有千欧(kΩ)、兆欧(MΩ)
换算关系: 1kΩ=103Ω 1MΩ=106Ω.
4.电阻器:
在电子技术中,经常用到具有一定电阻值的元件,也叫定值电阻,在电路图中的符号为: 。
5.常见电阻值:
小灯泡
约10欧
人体
约几千欧
白炽灯
约800欧
电流表
约0.1欧
热水壶
约50欧
电压表
约几十兆欧
【例1】(2026九年级上·四川达州·期中)关于导体的电阻,下列说法错误的是( )
A.电阻对电流有阻碍作用
B.导体的电阻越大,它对电流的阻碍作用越大
C.导体容易导电说明它对电流没有任何阻碍作用
D.绝缘体不容易导电说明它对电流阻碍作用比较大
【答案】C
【详解】A.导体对电流的阻碍作用叫电阻,所以电阻对电流有阻碍作用,故A正确,不符合题意;
B.导体电阻的大小反映了导体对电流阻碍作用的大小,电阻越大,对电流阻碍作用越大,故B正确,不符合题意;
C.导体容易导电,但导体对电流仍有阻碍作用,只是阻碍作用相对较小,并非没有任何阻碍作用,故C错误,符合题意;
D.绝缘体不容易导电,是因为它对电流阻碍作用大,故D正确,不符合题意。
故选C。
【变式1-1】(2026九年级上·河南信阳·阶段练习)通过学习物理概念,我们可以更准确地描述物体的属性和状态。例如,为了描述导体对电流的______作用,我们学习了电阻的概念。在国际单位制中,电阻的基本单位是______。
【答案】 阻碍 欧姆(Ω)
【详解】[1]在物理学中,电阻是描述导体对电流的阻碍作用大小的物理量,为了表示导体对电流的阻碍作用引入电阻的概念。
[2]在国际单位制中,电阻的基本单位是欧姆,简称欧,符号为Ω。
【变式1-2】如图展示的是不同材料在导电性能上的排序,从左至右,材料的导电性能依次 ______(选填“增强”或“减弱”)。图中的银、铜、铝属于______(选填“导体” “半导体”或“绝缘体”)。第五届中国国际进口博览会上展示了全球首个量产的3nm芯片。芯片主要利用______ (选填“导体”
“半导体”或“绝缘体”)材料制作而成。
【答案】减弱;导体;半导体.
【解析】根据图中的导电性能可知,由左向右看,其导电能力减弱,绝缘能力增强。图中的银、铜、铝都是容易导电的,属于导体。芯片的核心部分制作的材料导电性能介于导体和半导体之间,是由半导体材料制成的。
【变式1-3】某工人的双手间,在干燥时的电阻约4000Ω=___________kΩ=___________MΩ。
【答案】 4
【详解】[1][2]由,可得
【知识点2 影响电阻大小的因素】
【猜想与假设】
电阻的大小可能与导体的材料、导体的长度、导体的粗细、导体的温度有关。
【设计实验】
这是一个多因素问题,可以采用控制变量法进行研究,通过观察电流表的示数来判断导体电阻的大小。
【实验器材】 电源、导线、规格不同的合金丝、电流表、灯泡、开关等。
【实验电路】
【进行实验】
(1)选用长度和横截面积相同的锰铜合金丝a和镍铬合金丝b,分别将它们接入电路,观察电流表的示数,记入表中。
(2)选用横截面积相同,长度不同的两根镍铬合金丝b和c,分别将它们接入电路,观察电流表的示数,记入表中。
(3)选用长度相同,横截面积不同的两根镍铬合金丝b和d ,分别将它们接入电路,观察电流表的示数,记入表中。
【实验结论】
实验表明,导体的电阻是导体本身的一种性质,它的大小与导体的材料、长度和横截面积等因素有关。
(1)在材料、横截面积相同时,导体越长,电阻越大。
(2)在材料、长度相同时,导体的横截面积越大,电阻越小。
(3)在长度、横截面积相同时,导体的材料不同,电阻不同。
(4)一般情况下,导体的电阻随温度的升高而增大。
【例2】(25-26九年级上·福建漳州·期中)“探究导体电阻大小与哪些因素有关”的实验中,某小组在实验时所用导体的相关物理量如下表。
编号
长度/m
横截面积/
材料
电流大小/A
a
0.5
0.4
锰铜合金
0.20
b
0.5
0.4
镍铬合金
0.16
c
0.5
0.2
镍铬合金
0.08
d
1.0
0.2
镍铬合金
0.04
(1)如图甲所示,该小组同学是通过观察_________来判断电阻大小的。
(2)要探究导体电阻大小与长度是否有关,应选用_________两根导体,由表中数据可得出结论:其他条件相同时,导体长度越大,电阻越_________。
(3)选用b和c两根导体,是为了探究导体电阻大小是否与_________有关。
(4)实验小组用电源、灯泡、导线、开关和钨丝组成如图乙所示的电路,闭合开关,灯泡发光;再用酒精灯对钨丝加热,会发现灯泡亮度变暗,说明钨丝的温度升高,电阻_________。
(5)使用如图甲所示的器材做探究实验,电路可能会出现电流过大的现象,你认为可以做出的改进措施是_________。
【答案】(1)电流表示数大小
(2) c、d 大
(3)横截面积
(4)变大
(5)串联一个滑动变阻器(或串联一个灯泡,合理即可)
【详解】(1)电源电压一定时,导体电阻越大,电路中电流越小,因此实验通过电流表示数的大小判断电阻大小,属于转换法的应用。
(2)探究电阻与长度的关系时,根据控制变量法,需要保持材料、横截面积相同,只改变长度,因此选择、两根导体;由表中数据,长度更大的导体电流更小,说明其他条件相同时,导体长度越大,电阻越大。
(3) 导体和的长度、材料都相同,只有横截面积不同,因此是探究电阻大小与横截面积的关系。
(4)加热钨丝后灯泡亮度变暗,说明电路电流减小,电源电压不变,由欧姆定律可知,钨丝温度升高,电阻变大。
(5) 防止电流过大,可以在电路中串联一个电阻(滑动变阻器或灯泡),限制电流,保护电路。
【变式2-1】(2026九年级上·江苏宿迁·期末)如图是探究“影响导体电阻大小的因素”实验电路图,镍铬合金丝接在ab之间,以下说法不正确的是( )
A.断开开关,镍铬合金丝电阻为0
B.灯泡的亮度也可以反映电路中电流大小
C.将镍铬合金丝对折后接入电路,镍铬合金丝的电阻变小
D.改变接入ab之间镍铬合金丝的长度可以探究电阻大小与长度的关系
【答案】A
【详解】A.电阻是导体的固有属性,与是否通电无关。即使断开开关,镍铬合金丝的电阻仍然存在,不会变为0。故A错误,符合题意;
B.在实验中,灯泡的亮度与电流大小有关。电流越大,灯泡越亮;电流越小,灯泡越暗。因此可以通过灯泡的亮度间接判断电流的大小,从而推断电阻的变化。故B正确,不符合题意;
C.导体的电阻与材料、长度和横截面积有关。导体的材料相同时,长度越长、横截面积越小,电阻越大。将镍铬合金丝对折后,长度减半横截面积加倍,其电阻变小。故C正确,不符合题意;
D.在探究电阻与长度的关系时,需要控制材料、横截面积和温度不变,只改变长度。实验中通过改变镍铬合金丝接入电路的长度,观察电流表或灯泡亮度的变化,可以探究电阻与长度的关系。故D正确,不符合题意。
故选A。
【变式2-2】(25-26九年级下·江苏泰州·阶段检测)如图所示的实验装置,闭合两开关不点燃酒精灯,看到的现象是:电流表 _______(选填:“甲”、“乙”或“甲、乙都”)有示数;闭合两开关点燃酒精灯,加热一段时间,在加热过程中发现:电流表甲示数______(选填“变大”、“变小”或“不变”)。
【答案】 乙 变大
【详解】[1]闭合两开关,不点燃酒精灯,因玻璃是绝缘体,电路中只有灯丝部分接通,因此电流表乙有示数,而电流表甲没有示数。
[2]加热玻璃时,玻璃的温度升高,玻璃的导电性能发生变化,会由绝缘体变成导体,电路逐渐形成通路,电流逐渐变大,所以电流表甲的示数变大。
【变式2-3】(2026·陕西榆林·模拟预测)如图所示,将玻璃管接入电路,探究盐水的导电性能与哪些因素有关,收集的实验数据如下表所示。下列说法正确的是 ( )
实验次序
1
2
3
4
5
6
7
8
盐水浓度
5%
10%
15%
15%
15%
15%
15%
15%
盐水液柱长度/cm
10
10
10
10
10
15
25
35
盐水温度/℃
16
16
16
25
35
35
35
35
灯泡亮度
逐渐变亮
逐渐变暗
A.实验中,通过小灯泡的亮度显示盐水的导电性能
B.通过1、4、5三次实验,可探究盐水的导电性能与盐水温度的关系
C.分析表中数据可知:第6次实验时,盐水的导电性能最强
D.为更精确显示盐水导电性能,可在原电路中串联一个电压表
【答案】A
【详解】A.本实验利用转换法,盐水导电性能越强,电阻越小,电路中电流越大,小灯泡越亮,因此可以通过小灯泡的亮度反映盐水的导电性能,故A正确;
B.探究导电性能与温度的关系时,需要控制盐水浓度、液柱长度相同。1、4、5三次实验中盐水浓度不同,变量不唯一,无法探究导电性能与温度的关系,故B错误;
C.小灯泡越亮,说明电路电流越大,盐水导电性能越强。由表格可知,1、5次灯泡逐渐变亮,6、8次逐渐变暗,因此第5次实验灯泡最亮,盐水导电性能最强,故C错误;
D.电压表内阻极大,串联在电路中相当于测电源电压,示数几乎不变;若要精确显示导电性能,应在电路中串联电流表,通过电流表示数精确比较,故D错误。
故选 A。
【知识点3 滑动变阻器】
1. 变阻器
能改变接入电路中电阻大小的元件叫做变阻器。实验室常用的变阻器是滑动变阻器和电阻箱。
2.滑动变阻器的原理:改变接入电路中电阻丝的长度来改变电路的电阻。
3. 滑动变阻器的结构和电路符号:
(1)结构:电阻线,接线柱ABCD、金属杆、滑片P等。
(2)结构示意图和电路符号
4.铭牌意义:
例如,一滑动变阻器标有“20Ω 1A”,
其中“20Ω”表示变阻器的最大电阻是20欧;“1A”表示允许通过的最大的电流是1A。
5.滑动变阻器的接法:
①滑动变阻器应按照“一上一下”的方式接入电路中。
②关键是确定滑动变阻器的下端接线柱,上端两个接线柱中任何一个连入电路,接法是等效的。
③滑片向靠近下接线柱的方向移动,电阻变小,滑片向远离下接线柱的方向移动,电阻变大,可简记为:“近下电阻变小,远下电阻变大”。
【例3】(25-26九年级上·山西长治·阶段检测)小石学习了“滑动变阻器”,绘制了如下思维导图,图中①、②、③、④处填写正确的是( )
A.①长度、②“同下” B.③最大阻值、④保护电路
C.①粗细、②“一上一下” D.③最小阻值、④保护电路
【答案】B
【详解】滑动变阻器的原理: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,因此①为长度;
滑动变阻器正确接线规则是“一上一下”接线,因此②为一上一下;
使用注意事项:闭合开关前,滑片应移至最大阻值处,使初始电流最小,保护电路,因此③为最大阻值;
滑动变阻器的作用:一是保护电路,二是改变用电器两端电压和电路中电流,因此④为保护电路。
综上所述,故B正确,ACD错误。
故选B。
【变式3-1】(2026九年级上·上海·期中)滑动变阻器是通过改变导体接入电路的电阻丝的________来改变电阻,从而改变电路中的电流。某滑动变阻器上标有“ 2A”的字样,其中表示该变阻器的________;如图所示电路中,有一根导线尚未连接,请用笔画线代替导线补上。补上后要求:闭合开关S后,向左移动滑动变阻器的滑片,电流表的示数变大,小灯变亮________。
【答案】 长度 最大阻值
【详解】[1]滑动变阻器是通过改变导体接入电路的电阻丝的长度来改变电阻,从而改变电路中的电流。
[2] “20Ω ”该滑动变阻器的最大阻值为20Ω。
[3]变阻器要控制灯泡的亮度,则变阻器应与灯泡串联,变阻器应“一上一下”接入电路中;由题可知,滑片P向左端滑动时,小灯变亮,电流表的示数变大,说明电流变大,结合欧姆定律可知,滑动变阻器接入电路的阻值应减小,故应将变阻器左下接线柱接入电路,如图所示:
【变式3-2】滑动变阻器瓷筒上缠绕的合金线应该( )
A.所有表面都绝缘
B.所有表面都可以导通
C.与接线柱相连的线端是导通的,其余部分绝缘
D.线端、滑片接触处是导通的,其余部分绝缘
【答案】D
【详解】由滑动变阻器的构造可知,滑动变阻器的线端、滑片接触处是导通的,其余部分绝缘,故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
【变式3-3】(25-26九年级上·福建漳州·期中)如图所示是滑动变阻器连入电路的示意图。当滑片P向右滑动时,连入电路的阻值变小的是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【详解】滑动变阻器接入电路的阻值大小,取决于接入电路的电阻丝长度。
A.图中接入电路的是滑片P与右下接线柱之间的电阻丝。当滑片P向右滑动时,接入电路的电阻丝长度变短,阻值变小,故A符合题意;
B.图中接入电路的是滑片P与左下接线柱之间的电阻丝。当滑片P向右滑动时,接入电路的电阻丝长度变长,阻值变大,故B不符合题意;
C.图中接入电路的是电阻丝两端的下接线柱,滑片移动不能改变接入电路的电阻丝长度,阻值不变,故C不符合题意;
D.图中接入电路的是滑片P与左下接线柱之间的电阻丝。当滑片P向右滑动时,接入电路的电阻丝长度变长,阻值变大,故D不符合题意。
故选A。
【知识点4 电阻箱】
1.电阻箱的特点
电阻箱由若干个不同阻值的定值电阻,按一定的方式连接而成,是一种可以调节电阻大小并且能够显示出电阻阻值的变阻器。
2.电阻箱的读数
如图所示电阻箱接入电路的阻值为:
3000+600+8=3608Ω.
使用时,把两个接线柱接入电路,调节旋盘就能得到0 ~×××××Ω(通常为9999.9Ω)之间的任意阻值。各旋盘对应的指示点的示数乘以面盘上标出的倍数,然后加在一起,就是接入电路的阻值。
3.插孔式电阻箱
插入式电阻箱的工作原理为:把铜塞插进去,靠铜棒来短接下面的电阻,从而来调整电阻大小;缺点是阻值不能连续变化,只能是几个固定阻值电阻的组合数。
如图所示电阻箱接入
电路的阻值为
1+2=3Ω.
4. 电位器及其应用
滑动变阻器一般只在实验室中应用。有些家用电器(如收音机)音量调节的器件也是一种变阻器,通常称为电位器。
5.变阻器在生产和生活中的应用实例
(1)亮度可变的灯、转动速度可变的电风扇、舞台用到的调音台、家庭用的调温电褥子等都是应用了变阻器。
(2)汽车油量表、称重仪、测高仪等。
【例4】(25-26九年级上·内蒙古乌兰察布·期中)如图所示,电阻箱的示数分别为( )
A.3258Ω 12Ω B.3258Ω 10Ω
C.8523Ω 12Ω D.8523Ω 10Ω
【答案】B
【详解】左图电阻箱的示数
右图电阻箱中从左向右数第2、3个电阻接入电路,示数为
故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
【变式4-1】(2026·天津西青·二模)在跨学科实践活动中,亮亮同学自制了一个调光台灯(图甲)。台灯亮度是由电位器来控制的,图乙是调光台灯的电路实物图,下列说法中错误的是( )
A.闭合开关后,电流流过的是d、P之间的电阻丝
B.滑片P如果顺时针移动,则接入电路的电阻丝长度变长
C.若要使台灯工作时的亮度最小,滑片P应置于图中b点
D.若将a、b接入电路同一点,d接入电路的另一点时,旋动旋钮时不能改变灯泡亮度
【答案】D
【详解】A.弧形电阻两端分别接接线柱和,滑片与接线柱相连,当前电路接入的是和,电流路径为,因此电流流过之间的电阻丝,故A正确,不符合题意。
B.滑片顺时针移动时,远离端,之间的电阻丝长度变长,故B正确,不符合题意。
C.台灯亮度最小说明电路电流最小,接入电阻最大。当滑片在点时,间电阻丝最长,电阻最大,电流最小,亮度最小,故C正确,不符合题意。
D.将接入同一点,接入另一端时,之间的电阻丝被导线短路,只有之间的电阻丝接入电路,旋动滑片时,的电阻长度改变,电阻改变,电路电流改变,可以改变灯泡亮度,故D错误,不符合题意。
故选D。
【变式4-2】(25-26九年级上·海南海口·期末)图甲是家用风扇的调速开关,图乙是调速开关的电位器结构图,a、b、c是它的三个接线柱,下列连接能使旋钮触片顺时针转动时风扇转速加快的是( )
A.将接线柱a与c接入电路 B.将接线柱b与c接入电路
C.将接线柱a与b接入电路 D.以上连接方法都可以
【答案】B
【详解】由题意可知,要使旋钮触片顺时针转动时风扇转速加快,应使电路中电流变大,则电路的电阻应变小。由图可知,当把电位器的b、c两接线柱接入电路,按顺时针旋转时,电阻丝接入电路的长度变短,电阻变小,电路电流变大,能使风扇的转速加快。故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
【变式4-3】(2026·福建泉州·一模)图为模拟可调光台灯电路,其中电位器有a、b、c三个接线柱,顺时针旋转滑片时灯泡变亮。请用笔画线代替导线将电路按要求连接完整。
【答案】
【详解】顺时针旋转滑片时灯泡变亮,说明电路中的电流增大,电位器接入电路的电阻减小,即滑片顺时针滑动时接入电路的电阻丝长度应当变短,因此将灯泡左侧的接线柱与电位器的b接线柱相连,再将电位器的c接线柱与开关左侧的接线柱相连,使电源、开关、电位器与灯泡形成完整的串联电路。
【知识点5 用滑动变阻器改变电流和电压】
1. 用滑动变阻器改变小灯泡的亮度
(1)闭合开关,使滑片P位于最右端,观察电流表示数及小灯泡的亮度;
(2)将滑片由最右端移到中间,观察电流表示数及小灯泡的亮度;
(3)将滑片由中间移到最左端,观察电流表示数及小灯泡的亮度。
归纳总结
用滑动变阻器改变小灯泡的亮度,滑动变阻器应该与小灯泡串联。电阻变大→电流变小→灯泡变暗;电阻变小→电流变大→灯泡变亮;所以滑动变阻器起到控制电路中电流的作用(即限流作用)。
2. 用滑动变阻器控制电阻两端的电压
(1)闭合开关S,调节滑动变阻器的滑片,使R两端的电压成整数倍地变化。
(2)换用不同的定值电阻,使电阻成整数倍地变化。闭合开关,调节变阻器的滑片,保持每次接入的定值电阻两端的电压不变。
归纳总结
(1)当滑动变阻器连入电路中的电阻变大时,定值电阻两端的电压变小;当滑动变阻器连入电路中的电阻变小时,定值电阻两端的电压变大。
(2)换用不同的定值电阻时,定值电阻两端的电压改变。
若保持每次接入的定值电阻两端的电压不变,则需要调节滑动变阻器的滑片;当换用阻值较大的定值电阻时,需要调大滑动变阻器连入电路中的阻值;当换用阻值较小的定值电阻时,需要调小滑动变阻器连入电路中的阻值。
【例5】(25-26九年级上·湖南邵阳·期末)小金根据如图所示的电加热眼罩的开关,打算设计一个电路,使其能调节加热情况,要求:①电阻忽略不计的金属旋转滑片能控制电路通断,且电路中不能出现电源短路的情况;②滑片顺时针旋转时电流表的示数变大。下列符合以上设计要求的电路是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】A.图中为电阻,为导线,当滑片滑到点时,会造成电源短路,故A不符合题意;
B.图中、均为电阻,即定值电阻与变阻器串联,滑片顺时针转动时,变阻器接入电路的电阻增大,电路中电流减小,即电流表的示数减小,故B不符合题意;
.图中、均为电阻,即定值电阻与变阻器串联,滑片顺时针转动时,变阻器接入电路的电阻减小,电路中电流增大,电流表的示数变大,且无论怎么调节滑片都不会出现短路,当滑片在关闭挡时电路断开,故C符合题意;
D.图中、均为电阻,但当滑片在关闭挡时,是接通的,此时电路中仍然有电流,即不能控制电路断开,故D不符合题意。
故选C。
【变式5-1】(25-26九年级上·辽宁阜新·期末)如图是一种自动测定油箱内油面高度的装置,R是转动式滑动变阻器,它的金属滑片P是杠杆的一端,油量表是由________(选填“电流”或“电压”)表改装成的,电路中的作用是________。
【答案】 电流 保护电路
【详解】[1]油量表串联在电路中,而电压表需并联,电流表需串联,因此油量表是由电流表改装而成的。当油面变化时,滑动变阻器R的阻值改变,电路电流随之变化,电流表的示数可反映油位高低。
[2]的作用是保护电路,当油面过高时,浮子会带动滑杆使滑动变阻器R的金属滑片P移动到最下端,此时R接入电路的阻值会变为0;若电路中没有,电源会直接被短路,可能损坏电源或电路元件,而的存在能避免这种情况发生。
【变式5-2】(25-26九年级上·河南平顶山·期末)在“制作简易调光台灯”的跨学科实践中,同学们设计并且连接好如图所示的电路。在制作台灯前同学们先检查电路设计的是否合理,操作如下:
(1)闭合开关S,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。
(2)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______(选填“AB”或“CD”)两个接线柱。
(3)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,她在实验操作中有两个不当之处(滑动变阻器的连接是正确的),分别是:①______;②______。
【答案】(1)A
(2)AB
(3) 见解析 见解析
【详解】(1)由图可知,要使灯泡的亮度变亮,应减小滑动变阻器接入电路中的阻值,使电路中的总阻值减小,电路中的总电流增大,故应将滑动变阻器的滑片P向A端移动。
(2)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,说明移动滑片不能改变滑动变阻器的阻值,且电路中的电阻很大,即滑动变阻器全部阻值都接入了电路中,故这是因为滑动变阻器同时连接了AB两个接线柱。
(3)[1][2]当接完最后一根导线后,灯泡立刻发出耀眼的光,说明在连接电路时,开关未断开;灯泡发出耀眼的光然后便很快熄灭,即电路中电流过大,导致灯泡烧坏,说明电路中的阻值较小,滑动变阻器未能起到保护电路的作用,即连接电路时滑动变阻器未处于阻值最大端。
【变式5-3】(25-26九年级上·贵州贵阳·期末)如图所示是未完成连接的实物电路,请用笔画线代替导线按要求完成电路连接。要求:闭合开关S后,滑动变阻器的滑片P向a端移动时灯泡L 变亮;电压表测灯泡L 两端电压,导线不能交叉。
【答案】
【详解】由题意可知,滑动变阻器的滑片向端移动时灯泡变亮,可知滑动变阻器滑片向端滑动时其阻值减小,故应接入滑动变阻器左下接线柱,电压表与灯泡并联,由图可知,电源为节干电池,电压为,电压表选测量范围,据此作图。
模块三 课后作业
一、填空题
1.在现代生活和工农业生产中,经常会见到各种各样的测量工具或仪表。许多测量工具或仪表的刻度盘上都标有一个或几个字母,通过这些字母我们可以判断出该测量工具或仪表所测量的物理量及其单位。我们使用过的刻度尺和电流表、电压表都是如此。如图所示是小明同学在实验室见到的某种仪表的刻度盘,据此我们可以判断出:这种仪表是用来测量___________(填写物理量名称)的,测量结果的单位名称是___________。
【答案】 电阻 欧姆
【详解】刻度盘上标注的符号,是电阻的国际单位符号,对应的单位名称是欧姆,因此这个仪表是用来测量电阻的。
2.如图是小明学完电阻一节后描绘的思维导图,其中①、②、③内容空缺,请补充在图中空缺部分: ①________;②________;③________。
【答案】 电流 欧姆/Ω 长度
【详解】[1]电阻是指导体对电流的阻碍作用,因此①填电流。
[2]电阻的基本单位是欧姆,②填欧姆。
[3]影响导体电阻大小的内部因素为:导体的材料、长度、粗细,因此③填长度。
3.高压输电线上电流较大,为减少输电过程中的电能损耗,根据焦耳定律,输电线的电阻应尽可能小,这就要求制作输电线的材料具有良好的______(填“导电”或“绝缘”)性能。高压输电线往往做成如图所示的四线并联的装置,这是通过增大导体的____________从而减小导体的电阻。
【答案】 导电 横截面积
【详解】[1]为了减小输电线的电阻,制作输电线的材料需要有良好的导电性能,这样才能让电流更顺畅地通过,减少电能损耗。
[2]在导线材料与长度一定的情况下,导线的横截面积越大,导线电阻越小。四线并联的装置,这是通过增大导体的横截面积来减小导体的电阻。
4.导体的电阻与导体的材料、长度和横截面积有关,另外还与___________ 有关。实验室中用的滑动变阻器和电阻箱都是通过改变___________ 来改变电阻的;实验室的滑动变阻器上都标有“10Ω 1A”的字样,其中“10Ω”表示的意思是___________ 。
【答案】 温度 接入电路中的电阻线的长度 最大阻值为10Ω
【详解】[1]导体的电阻是导体本身的一种性质,除由材料、长度、横截面积决定外,温度的变化也会对其电阻大小产生影响。
[2]滑动变阻器通过改变接入电路中电阻丝的长度来改变电阻;电阻箱通过调整接入电路的电阻组合,本质是改变接入电路的电阻丝有效长度,从而改变电阻。
[3]滑动变阻器的铭牌参数中,带有电阻单位的数值,代表的是该滑动变阻器能够达到的最大电阻值,说明其电阻变化范围的上限为10Ω。
5.如图是自动测定油箱内油量的装置,油量表相当于___________(选填“电流表”或“电压表”),当油位上升时,R1接入电路的电阻变___________(选填“大”、“小”)。
【答案】 电流表 小
【详解】[1]由图可知油量表串联在整个电路中,因此油量表相当于电流表。
[2]当油位上升时,浮标上浮,通过杠杆带动滑片下移,接入电路的电阻丝长度变短,因此接入电路的电阻变小。
6.【跨学科实践·制作简易调光台灯】如图所示,甲为可调亮度台灯,乙为电位器的结构图,A、B、C为电位器的三个接线柱,台灯与电位器串联,转动滑片可调节灯泡亮度。电位器是通过改变接入电路中电阻丝的________来改变电阻,从而改变电路的电流,达到改变灯泡亮度的目的。若想顺时针旋转滑片,使灯泡的亮度变亮,则应该将电位器的________两个接线柱连入电路。如果其内部的电阻片制作得更厚一些,它的整体电阻将会_________(选填 “变大”“变小” 或 “不变”)
【答案】 长度 B、C 变小
【详解】[1]电位器是滑动变阻器的一种,滑动变阻器的工作原理是通过改变接入电路中电阻丝的长度来改变电阻的。
[2]顺时针旋转滑片灯泡变亮,说明电路中电流要变大,电位器接入电路的电阻变小,所以应该将电位器的B、C两个接线柱连入电路。
[3]电阻的大小与导体的材料、长度、横截面积和温度有关,横截面积越大电阻越小,电阻片变厚,即横截面积变大,所以它的整体电阻将会变小。
7.水果电池供电时是将化学能转化为电能,其电压由电压表直接测量,如图甲可知铜片是_____极;乙图中电阻箱的示数是______。
【答案】 正 7858
【详解】电压表的使用规则是电流从正接线柱流入、负接线柱流出,指针正向偏转。图甲中电压表连接铜片的是正接线柱,连接铁片的是负接线柱,说明电流从铜片流出,进入电压表正接线柱,因此铜片是水果电池的正极。
电阻箱的读数方法是将每个旋钮对应的数字乘其下方的倍数,再相加求和,则电阻箱的示数
二、单选题
8.关于电流、电压和电阻,下列叙述中有几句话是正确的( )
①电流是自由电子定向移动形成的
②导体中通过的电流越大,它的电阻越小
③有电流通过的小灯泡,其两端不一定有电压
④导体和绝缘体都能带电
⑤相同材料、粗细不同的导体,粗导体的电阻比细导体的电阻小
⑥导体的电阻越大,它对电流的阻碍作用越大
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】B
【详解】①电流是电荷的定向移动形成的,正电荷、负电荷定向移动都可形成电流,并非仅由自由电子定向移动形成,故①错误;
②电阻是导体的一种特性,与导体的材料、横截面积、长度有关,与通过的电流大小无关,故②错误;
③电压是形成电流的原因,有电流通过的小灯泡两端一定有电压,故③错误;
④导体和绝缘体都可通过摩擦等方式带电,故④正确;
⑤电阻与材料、长度、横截面积都有关,根据控制变量法,比较横截面积对电阻的影响时,必须控制导体的材料、长度都相同,由于没有说明长度一致,无法比较电阻的大小,故⑤错误;
⑥电阻的物理意义是导体对电流的阻碍作用,电阻越大对电流的阻碍作用越大,故⑥正确。
综上分析可知,正确的叙述共2句,故选B。
9.如图所示,把长短、粗细相同的铜丝和镍铬合金丝分别接入电路,闭合开关,观察电路中小灯泡的亮度。下列说法不正确的是( )
A.用灯泡的亮度来推断电路中电阻的大小
B.用到控制变量法来探究材料对电阻的影响
C.直接把电路中的小灯泡换成电流表做实验更准确
D.这是一个串联电路
【答案】C
【详解】A.本实验中,电源电压不变,电阻越大,电路电流越小,灯泡越暗,因此可以通过灯泡亮度推断电阻大小,用到了转换法,故A正确;
B.实验中两根导线的长度、横截面积都相同,只有材料不同,控制其他变量不变探究材料对电阻的影响,使用了控制变量法,故B正确;
C.小灯泡在电路中起到保护电路的作用,如果直接将小灯泡换成电流表,由于接入的导体电阻很小,电流表电阻也很小,会造成电源短路,烧坏电流表或电源,故C错误;
D.由图可知,电流只有一条路径,各元件依次连接,这是一个串联电路,故D正确。
本题要求选择不正确,故选C。
10.白炽灯开灯瞬间灯丝容易烧断,原因是开灯时灯丝温度低、电阻小,导致电流过大。导致影响灯丝电阻的主要因素是( )
A.材料 B.长度 C.横截面积 D.温度
【答案】D
【详解】导体的电阻大小与温度有关,开灯后灯丝从室温迅速升温到上千摄氏度,温度变化巨大,而金属的电阻随温度升高而增大,所以温度是这里的主要影响因素,故选D。
11.随着现代科技的发展,国内各大手机厂商都制造出了折叠屏手机,在技术和功能上都实现了前所未有的突破,手机的折叠屏主要由柔性发光二极管制成,其中制成发光二极管核心的材料主要是( )
A.超导体材料 B.导体材料 C.半导体材料 D.绝缘体材料
【答案】C
【详解】发光二极管的核心制作材料是半导体,半导体的导电性能介于导体和绝缘体之间,具有适合制作二极管的特殊电学特性。故选C。
12.“乐思”小组在学习使用滑动变阻器的实验中,连接了如图所示的电路,下列分析正确的是( )
A.若M接A点,N接B点,且再用一根导线连接OD两接线柱,滑动变阻器与灯泡并联
B.若M接C点,N接B点,闭合开关前,滑片P应移动到最左端
C.若M接C点,N接B点,闭合开关,滑片P向右移,灯泡变暗
D.若M接C点,N接D点,闭合开关,滑片P向右移,灯泡变暗
【答案】B
【详解】A.若M接A、N接B,导线连接OD后,灯泡仍在干路中,滑动变阻器整体和灯泡串联,不是并联,故A错误;
B.若M接C、N接B,滑动变阻器接入的是PB段电阻丝;闭合开关前,需要将滑动变阻器调到最大阻值处,滑片P移到最左端时,PB段电阻丝最长,电阻最大,符合要求,故B正确;
C.若M接C、N接B,接入PB段电阻丝,滑片P右移时,PB段长度变短,接入电阻变小,电路电流变大,灯泡变亮,故C错误;
D.若M接C、N接D,滑动变阻器接了两个上端接线柱,接入电阻为0,移动滑片不会改变电阻,灯泡亮度不变,故D错误。
故选B。
13.为保护环境,我国大力发展电动汽车替代传统燃油汽车。电动汽车车速仪的工作原理如图所示,其中为定值电阻,E、O、F为旋钮变阻器的三个接线柱,当驾驶员踩下“油门”时旋钮滑片逆时针转动,车速仪示数增大。下列说法正确的是( )
A.闭合开关S,电阻与旋钮变阻器是并联的
B.车速仪的表盘最好用电路中的电压表改装而成
C.踩下“油门”时,变阻器接入电路的阻值将会变大
D.油门踩到底时,定值电阻可起到保护电路的作用
【答案】D
【详解】A.由图可知,闭合开关后电流只有一条路径,故与旋钮变阻器是串联关系,故A错误;
B.题目说明踩下油门后车速仪示数增大。当变阻器接入电阻变小时,电路总电阻变小,电流变大;变阻器分压变小,电压表示数变小,符合“示数增大”要求的是电流表,因此车速仪应该用电流表改装,故B错误;
C.电路接入的是、接线柱,踩下油门时滑片逆时针转动,接入电路的电阻丝长度变短,变阻器接入阻值变小,故C错误;
D.油门踩到底时,变阻器接入阻值最小,电路电流最大,定值电阻可以限制最大电流,避免电流过大损坏电路,起到保护电路的作用,故D正确。
故选D。
14.小明制作了颜色可切换亮度可调的调光灯。图中电路最符合要求的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】A.当开关S切换到红灯工作时,滑动变阻器未接入电路,无法调节红灯的亮度,故A不符合题意;
B.红灯和绿灯串联,开关闭合后两个灯同时发光,无法切换颜色,故B不符合题意;
C.滑动变阻器接在干路,单刀开关S可以单独切换红灯、绿灯工作;任意一个灯工作时,滑动变阻器都串联在电路中,移动滑片都可以改变电流,调节亮度,故C符合题意;
D.红灯、绿灯、开关、滑动变阻器串联,单独闭合其中一个开关,电路是断路,灯泡无法工作,两开关均闭合两灯泡均发光,无法颜色切换,故D不符合题意。
故选C。
三、实验题
15.某实验小组在探究“导体电阻大小与哪些因素有关”时,选用了下表中的4根电阻丝(忽略温度对电阻的影响)。
电阻丝编号
材料
长度L/m
横截面积S/mm2
A
镍铬合金
1.0
0.5
B
镍铬合金
1.0
1.0
C
镍铬合金
0.5
0.5
D
锰铜合金
1.0
0.5
(1)实验中通过电流表的示数来反映导体电阻的大小,这种研究方法是___________。
(2)若要探究“导体电阻与横截面积的关系”,应选用哪两根电阻丝进行实验?___________; 实验中需要控制的变量是___________和___________。
(3)某同学将电阻丝A接入电路后,发现电流表指针无偏转,电压表指针有明显偏转,故障可能是___________。
(4)若将电阻丝A和D串联在电路中,通过A的电流为,通过D的电流为,则___________(选填“>”“<”或“=”);若将A、B、C三根电阻丝分别接入电路,闭合开关后电流表 示数最大的是___________(选填“A”“B”“C”“B和C”)。
(5)实验结束后,小组同学想比较A、B、C、D四根电阻丝的电阻大小关系。已知同种材料在长度相同时,横截面积越大电阻越小;横截面积相同时,长度越长电阻越大。不同材料中,镍铬合金电阻率大于锰铜合金。若电阻丝A的电阻为10Ω,则电阻丝B的电阻约为 ___________Ω。
【答案】(1)转换法
(2) A、B 材料 长度
(3)电阻丝A断路/电阻丝A接触不良
(4) = B和C
(5)5
【详解】(1)在该实验中,电阻的大小不易直接观察,通过电流表的示数来反映导体电阻的大小,这种将不易观察的物理量转换为容易观察的物理量的研究方法是转换法。
(2)探究“导体电阻与横截面积的关系”时,根据控制变量法,需要控制导体的材料和长度相同,改变横截面积。从表格中可知,A和B电阻丝材料都是镍铬合金,长度都是1.0m,横截面积不同,所以应选用A、B两根电阻丝进行实验,实验中需要控制的变量是材料和长度。
(3)将电阻丝A接入电路后,电流表指针无偏转,说明电路可能断路;电压表指针有明显偏转,说明电压表能与电源正负极连通,所以故障可能是电阻丝A断路(或电阻丝A接触不良)。
(4)因为串联电路中电流处处相等,所以将电阻丝A和D串联在电路中,通过A的电流和通过D的电流大小相等,即。
A、B、C材料相同:C长度最短,B横截面积最大,B、C电阻相等且为三者最小值;电源电压不变,电阻越小电流越大,电流表示数最大的是B和C
(5)A和B材料相同、长度相同,B的横截面积是A的2倍,根据同种材料长度相同时,横截面积越大电阻越小,且电阻与横截面积成反比,已知电阻丝A的电阻为10Ω,所以电阻丝B的电阻约为5Ω。
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16.1 电阻和变阻器
【新教材沪科版】
【知识框架+知识精讲(5个知识归纳+5个题型)+课后作业】
模块二 知识精讲
情景导入
导线多是用铜或铝做的,特别重要的电气设备的导线还要用昂贵的银来做。铁也容易导电,且地球上储量丰富,价格也便宜,为什么很少用它来做导线呢?
本节课我们将探究解决这个问题。
知识归纳
【知识点1 电阻】
1.定义:表示导体对电流 的大小,用字母R表示.
2.性质:不同的导体,电阻一般不同,电阻是导体的一种 .
3.单位:
国际单位为 ,简称欧,符号是 。常用的单位还有 (kΩ)、 (MΩ)
换算关系: 1kΩ= Ω 1MΩ= Ω.
4.电阻器:
在电子技术中,经常用到具有一定电阻值的元件,也叫 ,在电路图中的符号为: 。
5.常见电阻值:
小灯泡
约10欧
人体
约几千欧
白炽灯
约800欧
电流表
约0.1欧
热水壶
约50欧
电压表
约几十兆欧
【例1】(2026九年级上·四川达州·期中)关于导体的电阻,下列说法错误的是( )
A.电阻对电流有阻碍作用
B.导体的电阻越大,它对电流的阻碍作用越大
C.导体容易导电说明它对电流没有任何阻碍作用
D.绝缘体不容易导电说明它对电流阻碍作用比较大
【变式1-1】(2026九年级上·河南信阳·阶段练习)通过学习物理概念,我们可以更准确地描述物体的属性和状态。例如,为了描述导体对电流的______作用,我们学习了电阻的概念。在国际单位制中,电阻的基本单位是______。
【变式1-2】如图展示的是不同材料在导电性能上的排序,从左至右,材料的导电性能依次 ______(选填“增强”或“减弱”)。图中的银、铜、铝属于______(选填“导体” “半导体”或“绝缘体”)。第五届中国国际进口博览会上展示了全球首个量产的3nm芯片。芯片主要利用______ (选填“导体”
“半导体”或“绝缘体”)材料制作而成。
【变式1-3】某工人的双手间,在干燥时的电阻约4000Ω=___________kΩ=___________MΩ。
【知识点2 影响电阻大小的因素】
【猜想与假设】
电阻的大小可能与导体的材料、导体的长度、导体的粗细、导体的温度有关。
【设计实验】
这是一个多因素问题,可以采用 进行研究,通过观察 来判断导体电阻的大小。
【实验器材】 电源、导线、规格不同的合金丝、电流表、灯泡、开关等。
【实验电路】
【进行实验】
(1)选用长度和横截面积相同的锰铜合金丝a和镍铬合金丝b,分别将它们接入电路,观察电流表的示数,记入表中。
(2)选用横截面积相同,长度不同的两根镍铬合金丝b和c,分别将它们接入电路,观察电流表的示数,记入表中。
(3)选用长度相同,横截面积不同的两根镍铬合金丝b和d ,分别将它们接入电路,观察电流表的示数,记入表中。
【实验结论】
实验表明,导体的电阻是导体本身的一种性质,它的大小与导体的 等因素有关。
(1)在材料、横截面积相同时,导体越长,电阻越 。
(2)在材料、长度相同时,导体的横截面积越大,电阻越 。
(3)在长度、横截面积相同时,导体的材料不同,电阻 。
(4)一般情况下,导体的电阻随温度的升高而 。
【例2】(25-26九年级上·福建漳州·期中)“探究导体电阻大小与哪些因素有关”的实验中,某小组在实验时所用导体的相关物理量如下表。
编号
长度/m
横截面积/
材料
电流大小/A
a
0.5
0.4
锰铜合金
0.20
b
0.5
0.4
镍铬合金
0.16
c
0.5
0.2
镍铬合金
0.08
d
1.0
0.2
镍铬合金
0.04
(1)如图甲所示,该小组同学是通过观察_________来判断电阻大小的。
(2)要探究导体电阻大小与长度是否有关,应选用_________两根导体,由表中数据可得出结论:其他条件相同时,导体长度越大,电阻越_________。
(3)选用b和c两根导体,是为了探究导体电阻大小是否与_________有关。
(4)实验小组用电源、灯泡、导线、开关和钨丝组成如图乙所示的电路,闭合开关,灯泡发光;再用酒精灯对钨丝加热,会发现灯泡亮度变暗,说明钨丝的温度升高,电阻_________。
(5)使用如图甲所示的器材做探究实验,电路可能会出现电流过大的现象,你认为可以做出的改进措施是_________。
【变式2-1】(2026九年级上·江苏宿迁·期末)如图是探究“影响导体电阻大小的因素”实验电路图,镍铬合金丝接在ab之间,以下说法不正确的是( )
A.断开开关,镍铬合金丝电阻为0
B.灯泡的亮度也可以反映电路中电流大小
C.将镍铬合金丝对折后接入电路,镍铬合金丝的电阻变小
D.改变接入ab之间镍铬合金丝的长度可以探究电阻大小与长度的关系
【变式2-2】(25-26九年级下·江苏泰州·阶段检测)如图所示的实验装置,闭合两开关不点燃酒精灯,看到的现象是:电流表 _______(选填:“甲”、“乙”或“甲、乙都”)有示数;闭合两开关点燃酒精灯,加热一段时间,在加热过程中发现:电流表甲示数______(选填“变大”、“变小”或“不变”)。
【变式2-3】(2026·陕西榆林·模拟预测)如图所示,将玻璃管接入电路,探究盐水的导电性能与哪些因素有关,收集的实验数据如下表所示。下列说法正确的是 ( )
实验次序
1
2
3
4
5
6
7
8
盐水浓度
5%
10%
15%
15%
15%
15%
15%
15%
盐水液柱长度/cm
10
10
10
10
10
15
25
35
盐水温度/℃
16
16
16
25
35
35
35
35
灯泡亮度
逐渐变亮
逐渐变暗
A.实验中,通过小灯泡的亮度显示盐水的导电性能
B.通过1、4、5三次实验,可探究盐水的导电性能与盐水温度的关系
C.分析表中数据可知:第6次实验时,盐水的导电性能最强
D.为更精确显示盐水导电性能,可在原电路中串联一个电压表
【知识点3 滑动变阻器】
1. 变阻器
能改变接入电路中电阻大小的元件叫做 。实验室常用的变阻器是 和电阻箱。
2.滑动变阻器的原理:改变接入电路中 来改变电路的电阻。
3. 滑动变阻器的结构和电路符号:
(1)结构:电阻线,接线柱ABCD、金属杆、滑片P等。
(2)结构示意图和电路符号
4.铭牌意义:
例如,一滑动变阻器标有“20Ω 1A”,
其中“20Ω”表示变阻器的 ;“1A”表示 。
5.滑动变阻器的接法:
①滑动变阻器应按照“ ”的方式接入电路中。
②关键是确定滑动变阻器的下端接线柱,上端两个接线柱中任何一个连入电路,接法是 的。
③滑片向靠近下接线柱的方向移动,电阻变小,滑片向远离下接线柱的方向移动,电阻变 ,可简记为:“近下电阻变小,远下电阻变大”。
【例3】(25-26九年级上·山西长治·阶段检测)小石学习了“滑动变阻器”,绘制了如下思维导图,图中①、②、③、④处填写正确的是( )
A.①长度、②“同下” B.③最大阻值、④保护电路
C.①粗细、②“一上一下” D.③最小阻值、④保护电路
【变式3-1】(2026九年级上·上海·期中)滑动变阻器是通过改变导体接入电路的电阻丝的________来改变电阻,从而改变电路中的电流。某滑动变阻器上标有“ 2A”的字样,其中表示该变阻器的________;如图所示电路中,有一根导线尚未连接,请用笔画线代替导线补上。补上后要求:闭合开关S后,向左移动滑动变阻器的滑片,电流表的示数变大,小灯变亮________。
【变式3-2】滑动变阻器瓷筒上缠绕的合金线应该( )
A.所有表面都绝缘
B.所有表面都可以导通
C.与接线柱相连的线端是导通的,其余部分绝缘
D.线端、滑片接触处是导通的,其余部分绝缘
【变式3-3】(25-26九年级上·福建漳州·期中)如图所示是滑动变阻器连入电路的示意图。当滑片P向右滑动时,连入电路的阻值变小的是( )
A. B.
C. D.
【知识点4 电阻箱】
1.电阻箱的特点
电阻箱由若干个不同阻值的定值电阻,按一定的方式连接而成,是一种可以调节电阻大小并且能够显示出电阻 的变阻器。
2.电阻箱的读数
如图所示电阻箱接入电路的阻值为:
3000+600+8=3608Ω.
使用时,把两个接线柱接入电路,调节旋盘就能得到0 ~×××××Ω(通常为9999.9Ω)之间的任意阻值。各旋盘对应的指示点的示数乘以面盘上标出的倍数,然后加在一起,就是接入电路的阻值。
3.插孔式电阻箱
插入式电阻箱的工作原理为:把铜塞插进去,靠铜棒来短接下面的电阻,从而来调整电阻大小;缺点是阻值不能连续变化,只能是几个固定阻值电阻的组合数。
如图所示电阻箱接入
电路的阻值为
1+2=3Ω.
4. 电位器及其应用
滑动变阻器一般只在实验室中应用。有些家用电器(如收音机)音量调节的器件也是一种变阻器,通常称为 。
5.变阻器在生产和生活中的应用实例
(1)亮度可变的灯、转动速度可变的电风扇、舞台用到的调音台、家庭用的调温电褥子等都是应用了变阻器。
(2)汽车油量表、称重仪、测高仪等。
【例4】(25-26九年级上·内蒙古乌兰察布·期中)如图所示,电阻箱的示数分别为( )
A.3258Ω 12Ω B.3258Ω 10Ω
C.8523Ω 12Ω D.8523Ω 10Ω
【变式4-1】(2026·天津西青·二模)在跨学科实践活动中,亮亮同学自制了一个调光台灯(图甲)。台灯亮度是由电位器来控制的,图乙是调光台灯的电路实物图,下列说法中错误的是( )
A.闭合开关后,电流流过的是d、P之间的电阻丝
B.滑片P如果顺时针移动,则接入电路的电阻丝长度变长
C.若要使台灯工作时的亮度最小,滑片P应置于图中b点
D.若将a、b接入电路同一点,d接入电路的另一点时,旋动旋钮时不能改变灯泡亮度
【变式4-2】(25-26九年级上·海南海口·期末)图甲是家用风扇的调速开关,图乙是调速开关的电位器结构图,a、b、c是它的三个接线柱,下列连接能使旋钮触片顺时针转动时风扇转速加快的是( )
A.将接线柱a与c接入电路 B.将接线柱b与c接入电路
C.将接线柱a与b接入电路 D.以上连接方法都可以
【变式4-3】(2026·福建泉州·一模)图为模拟可调光台灯电路,其中电位器有a、b、c三个接线柱,顺时针旋转滑片时灯泡变亮。请用笔画线代替导线将电路按要求连接完整。
【知识点5 用滑动变阻器改变电流和电压】
1. 用滑动变阻器改变小灯泡的亮度
(1)闭合开关,使滑片P位于最右端,观察电流表示数及小灯泡的亮度;
(2)将滑片由最右端移到中间,观察电流表示数及小灯泡的亮度;
(3)将滑片由中间移到最左端,观察电流表示数及小灯泡的亮度。
归纳总结
用滑动变阻器改变小灯泡的亮度,滑动变阻器应该与小灯泡串联。电阻变大→电流变小→灯泡变暗;电阻变小→电流变大→灯泡变亮;所以滑动变阻器起到控制电路中电流的作用(即限流作用)。
2. 用滑动变阻器控制电阻两端的电压
(1)闭合开关S,调节滑动变阻器的滑片,使R两端的电压成 地变化。
(2)换用不同的定值电阻,使电阻成 地变化。闭合开关,调节变阻器的滑片,保持每次接入的定值电阻两端的电压不变。
归纳总结
(1)当滑动变阻器连入电路中的电阻变大时,定值电阻两端的电压变 ;当滑动变阻器连入电路中的电阻变小时,定值电阻两端的电压变 。
(2)换用不同的定值电阻时,定值电阻两端的电压 。
若保持每次接入的定值电阻两端的电压不变,则需要调节滑动变阻器的滑片;当换用阻值较大的定值电阻时,需要调大滑动变阻器连入电路中的阻值;当换用阻值较小的定值电阻时,需要调小滑动变阻器连入电路中的阻值。
【例5】(25-26九年级上·湖南邵阳·期末)小金根据如图所示的电加热眼罩的开关,打算设计一个电路,使其能调节加热情况,要求:①电阻忽略不计的金属旋转滑片能控制电路通断,且电路中不能出现电源短路的情况;②滑片顺时针旋转时电流表的示数变大。下列符合以上设计要求的电路是( )
A. B.
C. D.
【变式5-1】(25-26九年级上·辽宁阜新·期末)如图是一种自动测定油箱内油面高度的装置,R是转动式滑动变阻器,它的金属滑片P是杠杆的一端,油量表是由________(选填“电流”或“电压”)表改装成的,电路中的作用是________。
【变式5-2】(25-26九年级上·河南平顶山·期末)在“制作简易调光台灯”的跨学科实践中,同学们设计并且连接好如图所示的电路。在制作台灯前同学们先检查电路设计的是否合理,操作如下:
(1)闭合开关S,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。
(2)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______(选填“AB”或“CD”)两个接线柱。
(3)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,她在实验操作中有两个不当之处(滑动变阻器的连接是正确的),分别是:①______;②______。
【变式5-3】(25-26九年级上·贵州贵阳·期末)如图所示是未完成连接的实物电路,请用笔画线代替导线按要求完成电路连接。要求:闭合开关S后,滑动变阻器的滑片P向a端移动时灯泡L 变亮;电压表测灯泡L 两端电压,导线不能交叉。
模块三 课后作业
一、填空题
1.在现代生活和工农业生产中,经常会见到各种各样的测量工具或仪表。许多测量工具或仪表的刻度盘上都标有一个或几个字母,通过这些字母我们可以判断出该测量工具或仪表所测量的物理量及其单位。我们使用过的刻度尺和电流表、电压表都是如此。如图所示是小明同学在实验室见到的某种仪表的刻度盘,据此我们可以判断出:这种仪表是用来测量___________(填写物理量名称)的,测量结果的单位名称是___________。
2.如图是小明学完电阻一节后描绘的思维导图,其中①、②、③内容空缺,请补充在图中空缺部分: ①________;②________;③________。
3.高压输电线上电流较大,为减少输电过程中的电能损耗,根据焦耳定律,输电线的电阻应尽可能小,这就要求制作输电线的材料具有良好的______(填“导电”或“绝缘”)性能。高压输电线往往做成如图所示的四线并联的装置,这是通过增大导体的____________从而减小导体的电阻。
4.导体的电阻与导体的材料、长度和横截面积有关,另外还与___________ 有关。实验室中用的滑动变阻器和电阻箱都是通过改变___________ 来改变电阻的;实验室的滑动变阻器上都标有“10Ω 1A”的字样,其中“10Ω”表示的意思是___________ 。
5.如图是自动测定油箱内油量的装置,油量表相当于___________(选填“电流表”或“电压表”),当油位上升时,R1接入电路的电阻变___________(选填“大”、“小”)。
6.【跨学科实践·制作简易调光台灯】如图所示,甲为可调亮度台灯,乙为电位器的结构图,A、B、C为电位器的三个接线柱,台灯与电位器串联,转动滑片可调节灯泡亮度。电位器是通过改变接入电路中电阻丝的________来改变电阻,从而改变电路的电流,达到改变灯泡亮度的目的。若想顺时针旋转滑片,使灯泡的亮度变亮,则应该将电位器的________两个接线柱连入电路。如果其内部的电阻片制作得更厚一些,它的整体电阻将会_________(选填 “变大”“变小” 或 “不变”)
7.水果电池供电时是将化学能转化为电能,其电压由电压表直接测量,如图甲可知铜片是_____极;乙图中电阻箱的示数是______。
二、单选题
8.关于电流、电压和电阻,下列叙述中有几句话是正确的( )
①电流是自由电子定向移动形成的
②导体中通过的电流越大,它的电阻越小
③有电流通过的小灯泡,其两端不一定有电压
④导体和绝缘体都能带电
⑤相同材料、粗细不同的导体,粗导体的电阻比细导体的电阻小
⑥导体的电阻越大,它对电流的阻碍作用越大
A.1 B.2 C.3 D.4
9.如图所示,把长短、粗细相同的铜丝和镍铬合金丝分别接入电路,闭合开关,观察电路中小灯泡的亮度。下列说法不正确的是( )
A.用灯泡的亮度来推断电路中电阻的大小
B.用到控制变量法来探究材料对电阻的影响
C.直接把电路中的小灯泡换成电流表做实验更准确
D.这是一个串联电路
10.白炽灯开灯瞬间灯丝容易烧断,原因是开灯时灯丝温度低、电阻小,导致电流过大。导致影响灯丝电阻的主要因素是( )
A.材料 B.长度 C.横截面积 D.温度
11.随着现代科技的发展,国内各大手机厂商都制造出了折叠屏手机,在技术和功能上都实现了前所未有的突破,手机的折叠屏主要由柔性发光二极管制成,其中制成发光二极管核心的材料主要是( )
A.超导体材料 B.导体材料 C.半导体材料 D.绝缘体材料
12.“乐思”小组在学习使用滑动变阻器的实验中,连接了如图所示的电路,下列分析正确的是( )
A.若M接A点,N接B点,且再用一根导线连接OD两接线柱,滑动变阻器与灯泡并联
B.若M接C点,N接B点,闭合开关前,滑片P应移动到最左端
C.若M接C点,N接B点,闭合开关,滑片P向右移,灯泡变暗
D.若M接C点,N接D点,闭合开关,滑片P向右移,灯泡变暗
13.为保护环境,我国大力发展电动汽车替代传统燃油汽车。电动汽车车速仪的工作原理如图所示,其中为定值电阻,E、O、F为旋钮变阻器的三个接线柱,当驾驶员踩下“油门”时旋钮滑片逆时针转动,车速仪示数增大。下列说法正确的是( )
A.闭合开关S,电阻与旋钮变阻器是并联的
B.车速仪的表盘最好用电路中的电压表改装而成
C.踩下“油门”时,变阻器接入电路的阻值将会变大
D.油门踩到底时,定值电阻可起到保护电路的作用
14.小明制作了颜色可切换亮度可调的调光灯。图中电路最符合要求的是( )
A. B.
C. D.
三、实验题
15.某实验小组在探究“导体电阻大小与哪些因素有关”时,选用了下表中的4根电阻丝(忽略温度对电阻的影响)。
电阻丝编号
材料
长度L/m
横截面积S/mm2
A
镍铬合金
1.0
0.5
B
镍铬合金
1.0
1.0
C
镍铬合金
0.5
0.5
D
锰铜合金
1.0
0.5
(1)实验中通过电流表的示数来反映导体电阻的大小,这种研究方法是___________。
(2)若要探究“导体电阻与横截面积的关系”,应选用哪两根电阻丝进行实验?___________; 实验中需要控制的变量是___________和___________。
(3)某同学将电阻丝A接入电路后,发现电流表指针无偏转,电压表指针有明显偏转,故障可能是___________。
(4)若将电阻丝A和D串联在电路中,通过A的电流为,通过D的电流为,则___________(选填“>”“<”或“=”);若将A、B、C三根电阻丝分别接入电路,闭合开关后电流表 示数最大的是___________(选填“A”“B”“C”“B和C”)。
(5)实验结束后,小组同学想比较A、B、C、D四根电阻丝的电阻大小关系。已知同种材料在长度相同时,横截面积越大电阻越小;横截面积相同时,长度越长电阻越大。不同材料中,镍铬合金电阻率大于锰铜合金。若电阻丝A的电阻为10Ω,则电阻丝B的电阻约为 ___________Ω。
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