内容正文:
电阻16.2《变阻器》作业设计-2026-2027学年人教版物理九年级
目标维度
具体作业目标内容
知识目标
(基础达标)
1.熟记滑动变阻器的主要构造、电路符号、工作原理,明确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,进而改变电路中电流和电压的核心规律。
2.掌握滑动变阻器的正确接线规则,牢记“一上一下”的接线原则,知晓全部接上端、全部接下端两种错误接法的电路弊端。
3.明确滑动变阻器的铭牌参数含义,能够读懂最大阻值、允许通过的最大电流,掌握电路使用中的安全规范。
4.了解滑动变阻器在电路中的两大核心作用:保护电路、改变电路中的电流和部分电路两端电压,知晓变阻器的常见应用场景。
能力目标
(能力提升)
1.识图辨析能力:能够根据滑动变阻器的接线方式,准确判断接入电路的电阻丝段,清晰分辨滑片移动时电阻的变大、变小变化规律,杜绝接线判断误区。
2.电路分析能力:结合串、并联电路特点,分析变阻器滑片移动引发的电阻、电流、灯泡亮度的动态变化,掌握基础动态电路分析思路。
3.实操应用能力:能够根据实验需求,正确选择、连接滑动变阻器,掌握闭合开关前滑片调至最大阻值处的操作规范,理解该操作的保护电路原理。
4.对比区分能力:能够区分滑动变阻器与定值电阻的差异,了解变阻箱的特点,知晓两种变阻器的优缺点及适用场景。
素养目标
(核心渗透)
1.科学思维:通过分析滑片移动与电阻、电流的变化关系,建立动态电路模型,培养逻辑推理、动态分析的物理思维,提升电学问题的辩证分析能力。
2.科学探究:依托变阻器实验类作业,熟练掌握电学实验器材的规范操作,养成严谨的实验操作习惯,提升实验装置辨析、实验故障分析、实验规律总结的探究能力。
3.科学态度与责任:了解变阻器在调光台灯、调速风扇、实验电路中的广泛应用,体会物理器材对生活和科学实验的重要价值,强化规范操作、安全用电的科学态度。
4.分层发展:通过分层作业适配不同学情,帮助学困生掌握基础结构与接线规则,中等生熟练完成电路动态分析,优等生突破复杂动态电路综合应用问题,实现全员梯度提升。
整体达成目标
通过本次分层作业训练,使全体学生熟练掌握滑动变阻器的工作原理、接线方法和基础作用;多数学生能够准确判断滑片移动引发的电阻和电路状态变化,规范掌握实验操作要点;优等生可灵活结合串并联电路规律,解决变阻器综合动态电路问题。扎实掌握变阻器核心知识,完善电学电路体系,为后续欧姆定律、电功率动态电路计算与分析筑牢关键基础。
知识梳理
一、滑动变阻器
1.作用:改变电路中电阻,从而改变电流、部分电路两端的电压;闭合开关前可保护电路。
2.原理:改变接入电路中电阻丝的长度来改变电阻。
3.结构:金属杆、电阻丝、滑片、四个接线柱(上 2 个、下 2 个)。
二、正确接法(必考)
1.口诀:一上一下
2.接一上一下:正常变阻,唯一正确接法。
3.接两个上接线柱:接入电阻≈0,相当于导线,易短路。
4.接两个下接线柱:接入全部电阻丝,阻值最大且固定,变成定值电阻,无法变阻。
三、滑片移动 → 电阻变化判断(核心难点)
1.只看下方接线柱,上接线柱不影响
2.滑片靠近下接线柱:接入电阻丝变短 → 电阻变小
3.滑片远离下接线柱:接入电阻丝变长 → 电阻变大
4.极简口诀:近下阻小,远下阻大
四、使用规则
1.开关闭合前:滑片调到最大阻值处,保护电路。
2.串联使用:滑动变阻器必须串联在电路中。
3.电流不允许超过铭牌标注的最大电流。
五、常见铭牌解读
例:50Ω 1.5A。
50Ω:最大阻值为 50Ω;
1.5A:允许通过的最大电流为 1.5 A。
六、电阻箱
1.特点:能直接读出阻值,不能连续改变电阻;
2.读数:各旋钮数字 × 对应倍率,相加求和。
题型速练
一、变阻器基础常识(共 6 小题)
1.收音机的音量控制旋钮实际上是一个______,它通过改变接入电路中导体的______来改变通过喇叭的电流,达到改变声音大小的目的。
【答案】 滑动变阻器 长度
【解析】略
2.数字电位器:一种用数字信号控制___________的器件(集成电路)。这种电位器的噪声小、寿命长、抗环境污染,并可通过程序调控,常用于自动检测与控制、智能仪器仪表等重要领域。
【答案】电阻值
【详解】数字电位器的核心功能就是通过数字信号来调节自身的电阻值,以此实现电路中电阻的可编程控制。
3.在滑动变阻器的滑动头上面有一个铭牌,上面标有电阻值和电流值。某滑动变阻器的铭牌上标有“50Ω,1.5A”的字样,其中“50Ω”表示这个滑动变阻器___________是50Ω;“1.5A”表示这个滑动变阻器___________是1.5A,若通过它的电流超过了1.5A,这个滑动变阻器就可能因过热而烧毁。
【答案】 最大阻值 允许通过的最大电流
【详解】[1][2]滑动变阻器的铭牌上通常标有最大阻值和允许通过的最大电流,这是其核心参数,“50Ω”表示该滑动变阻器的最大阻值为50Ω,“1.5A”表示该滑动变阻器允许通过的最大电流为1.5A。
4.电阻箱。电阻箱是一种能够表示出其接入电路电阻的大小的变阻器,在电路中的符号是。使用时,将它的两个接线柱连入电路,调节旋钮即可。读数时,将各旋钮对应指示点的示数______面板上标记的倍数,再将它们______,就是电阻箱接入电路的电阻值。
【答案】 乘以 相加
【详解】[1][2]电阻箱是一种能够表示出其接入电路电阻的大小的变阻器,如图:
在电路中的符号是。使用时,将它的两个接线柱连入电路,调节旋钮即可。读数时,将各旋钮对应指示点的示数乘面板上标记的倍数,再将它们相加,就是电阻箱接入电路的电阻值。
5.关于电阻圈的材料,应该选用________(选填“铜丝”或“镍铬合金丝”),电动汽车的“油门”装置电路元件实质是一个________(选填“定值电阻”、“滑动变阻器”或“超导体”)。
【答案】 镍铬合金丝 滑动变阻器
【详解】[1]电阻圈需要较大的电阻值,在长度和粗细都相同的情况下,镍铬合金丝的电阻大,适合作为电阻材料。
[2]电动汽车的“油门”通过改变接入电路的电阻丝长度来调节电流,属于滑动变阻器的工作原理。
6.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。
二、滑动变阻器构造、原理与接线规则(共 4 小题)
1.如图是滑动变阻器的结构和连入电路的示意图,当滑片P向左滑动时,连入电路的电阻变大的是( )
A B C D
【答案】C
【详解】BD.连接滑动变阻器时,必须采用“一上一下”的连接方式,故BD不符合题意;
AC.要求当滑片P向左滑动时,连入电路的电阻变大,就是当滑片向左滑时,变阻器连入的电阻丝变长,故A不符合题意,C符合题意。
故选C。
2.如图所示,有甲、乙两个滑动变阻器,铭牌上分别标有“200Ω;0.1A”和“10Ω;0.5A”的字样。若把它们串联起来使用,则电路中允许通过的最大电流是( )
A.0.1A B.0.5A C.0.6A D.无法确定
【答案】A
【详解】甲滑动变阻器允许通过的最大电流为0.1A,乙滑动变阻器允许通过的最大电流为0.5A,甲、乙滑动变阻器串联接入电路中,根据串联电路中电流处处相等可知,电路中允许通过的最大电流是0.1A,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
3.连接:滑动变阻器接入电路时,应采用“___________”的接法,且要与被控制的电路___________。通常,在使用前应将滑动变阻器的电阻调节到___________。
【答案】
一上一下
串联
最大值
【详解】[1]滑动变阻器接入电路时,应采用“一上一下”的接法,即四个接线柱中需要各选择一个上面的接线柱和一个下面的接线柱接入电路。
[2]滑动变阻器要与被控制的电路串联,这样滑动变阻器才能通过改变自身的电阻来控制整个电路的电流大小,进而实现对用电器两端电压的调节。
[3]在闭合电路开关前,必须将滑片移动到使接入电路的电阻值最大的位置。这样做主要是保护电路中的其他元件(如灯泡、电流表等)不被过大的电流烧坏,起到“保护电路”的作用。
4.构造:表面附着绝缘层的电阻线紧密地绕在瓷筒上形成一个线圈,线圈的始端和末端分别接到___________两个接线柱上。在瓷筒的上方有一根金属杆固定在支架上,金属杆的两端分别有___________两个接线柱。套在金属杆上的滑动头P可以在金属杆上滑动,它的金属滑片与金属杆、线圈接触良好。
【答案】 A、B C、D
【详解】[1][2]由图可知,表面附着绝缘层的电阻线紧密地绕在瓷筒上形成一个线圈,线圈的始端和末端分别接到A、B两个接线柱上。在瓷筒的上方有一根金属杆固定在支架上,金属杆的两端分别有C、D两个接线柱。
三、变阻器接法正误与滑片移动易错辨析(共 6 小题)
1.将两个滑动变阻器按下图所示的方法连接。要使这两个滑动变阻器连入电路的电阻最大,滑片应如何放置( )
A.滑片都放在最左端
B.滑片都放在最右端
C.滑片放在最右端,滑片放在最左端
D.滑片放在最左端,滑片放在最右端
【答案】B
【详解】由图可知,左边的变阻器接入电路的电阻线是滑片左边那段,右边的变阻器接入电路的电阻线是滑片左边那段,所以当、都滑到最右端时,两只变阻器连入电路的电阻最大。故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
2.现有甲、乙两个滑动变阻器,已知甲滑动变阻器标有“50Ω;1.5A”字样,乙滑动变阻器标有“10Ω;2.5A”字样,两个滑动变阻器的瓷筒粗细、长度相同,制成电阻丝的材料相同。下列说法正确的是( )
A.甲滑动变阻器的电阻丝较粗
B.乙滑动变阻器的电阻丝较粗
C.两个滑动变阻器的电阻丝粗细相同
D.无法比较两个滑动变阻器电阻丝的粗细
【答案】B
【详解】由滑动变阻器的铭牌可知,甲滑动变阻器的最大阻值较大,乙滑动变阻器的最大阻值较小;由题知,两滑动变阻器的瓷筒的粗细、长度相同,电阻丝由同种合金材料制成,甲的电阻大,则甲的横截面积小,即甲的电阻丝较细,乙的电阻丝较粗,故B正确,ACD错误。
故选B。
3.下列说法中不正确的是( )
A.滑动变阻器在一定范围内可以连续改变连入电路的阻值,但不能读出阻值
B.电阻箱不可以连续地改变连入电路的阻值,但可以读出阻值
C.要使变阻器能改变通过用电器的电流,必须将它与用电器串联
D.滑动变阻器的接线柱不分正、负,因而无论怎样接入电路效果都完全一样
【答案】D
【详解】AB.滑动变阻器能连续地改变接入电路中的阻值,但不能读出接入电阻的大小;电阻箱能读出连入电路的阻值,但不能连续地改变连入电路的电阻,故AB正确,不符合题意;
C.使用滑动变阻器时,要与用电器串联才能改变通过用电器的电流,故C正确,不符合题意;
D.滑动变阻器要一上一下的串联接入电路(接线柱不分正、负),通过改变连入电路的电阻丝的长度,改变连入电路的电阻,进而改变电路中的电流;但是滑动变阻器改变接入电路阻值的大小与滑动变阻器下端接线柱有关,下端接线柱不一样,当移动滑片时,接入电路的阻值变化不同,故D错误,符合题意。
故选D。
4.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。
5.电源的电压恒定。闭合开关后,向左移动滑片能改变小灯泡亮度的电路是( )
A B C D
【答案】B
【详解】根据滑动变阻器改变小灯泡亮度的要求:一要把滑动变阻器串联在被控电路中;二要把滑动变阻器的接线柱“一上一下”接入电路,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
6.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 。
四、滑动变阻器在电路中的应用(共 6 小题)
1.如图甲所示为滑动变阻器的结构示意图,a、b、c、d分别为四个接线柱,P为滑片,将它连入如图乙所示的电路的M、N两点之间,使P向左移动时,电路中电流增大,那么正确的连法是( )
A.a、d B.c、d C.a、b D.b、d
【答案】A
【详解】A.接a和d时,连入电路中的电阻丝是左边部分。当滑片P向左滑动时,接入电阻丝长度变短,电阻变小,电路中电流变大,故A符合题意;
B.接c和d时,接入电路的电阻为零,移动滑片,滑动变阻器接入电路的电阻仍然为零,不改变电路中电流,故B不符合题意;
C.接a和b时,连入电路中的是一个定值电阻(最大电阻),这种接法是不能变阻的,也就无法改变电流,故C不符合题意;
D.接b和d时,连入电路中的电阻丝是右边部分。当滑片P向左滑动时,接入电阻丝长度变长,电阻变大,则电流变小,故D不符合题意。
故选A。
2.要使图甲中的小灯泡变亮,图乙中的小灯泡变暗,下列做法正确的是( )
A.将滑片向上滑动,滑片向下滑动
B.将滑片向下滑动,滑片向上滑动
C.将滑片都向上滑动
D.将滑片都向下滑动
【答案】C
【详解】题图甲中,滑片向上滑动时,滑动变阻器连入电路中的电阻变小,电路中的电流变大,灯泡变亮;题图乙中,滑片向上滑动时,滑动变阻器连入电路中的电阻变大,电路中的电流变小,灯泡变暗,C正确。
3.现将可视化滑动变阻器A、D两接线柱接在电源两端,LED灯带的AP部分发光,如图所示。当滑片向右滑动时,变阻器接入电路的电阻将( )
A.变小 B.变大
C.不变 D.先变小后变大
【答案】B
【详解】当可视化滑动变阻器接、两接线柱时,接入电路的是到滑片之间的电阻丝。当滑片向右滑动时,到滑片之间的电阻丝长度变长。根据滑动变阻器“电阻丝越长,电阻越大”的原理,可知变阻器接入电路的电阻将变大。
故选B。
4.如图所示的电路中,MB、NC是两根相同的电阻丝,A为导线,下列说法正确的是( )
A.S和A接触,当P向右移动时灯变暗 B.S和B接触,当P向右移动时灯变亮
C.S和C接触,当P向左移动时灯变亮 D.S和C接触,当P向右移动时灯变亮
【答案】A
【详解】A.S和A接触,两根电阻丝串联,当P向右移动时,两根电阻丝连入电路的阻值都变大,电路总电阻变大,根据欧姆定律可知,电路电流变小,灯泡变暗,故A正确;
B.S和B接触,两根电阻丝串联,当P向右移动时,下面电阻丝连入电路的阻值变大,上面电阻丝连入电路的阻值变小,且MB、NC是两根相同的电阻丝,下面电阻丝增大的电阻等于上面电阻丝减小电阻,电路总电阻不变,电流不变,灯亮度不变,故B错误;
CD.S和C接触,下面电阻全部连入电路中,相当于定值电阻,当P向左移动或向右移动时,电路电阻不变,电流不变,灯亮度不变,故CD错误。
故选A。
5.图是电动汽车“油门”示意图,其实质是变阻器,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,通过改变接入电路中电阻圈的____________来改变电阻的大小,从而控制通过电动机电流的大小来控制汽车速度。当脚向下踩“油门”时,汽车速度加快,说明电路中的a、b接点与变阻器中____________(选填“A、B”“B、C”或“A、C”)两个触点相连。给电动汽车充电时,车内蓄电池相当于简单电路中的____________(选填“电源”或“用电器”)。
【答案】 长度 A、B 用电器
【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。
[2]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。
[3]给电动汽车充电时,车内蓄电池消耗电能,相当于用电器。
6.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:
五、滑片移动引起电表示数变化判断(共 5 小题)
1.如图所示,电源电压保持不变,R是滑动变阻器,L为小灯泡。闭合开关S,当滑动变阻器R的滑片P向右端移动时,下列说法正确的是( )
A.电压表V1示数变大,电压表V2示数变小
B.电压表V1示数变大,电流表A示数变大
C.电压表V2示数与电流表A示数的比值变大
D.电压表V1示数与电流表A示数的比值变小
【答案】C
【详解】A.由于电源电压不变且R与L并联,并联电路中各支路两端的电压相等,且等于总电压(即电源电压),所以V1示数和V2示数都不变,故A错误;
B.当滑动变阻器阻值变大时,通过滑动变阻器的电流减小,而通过灯泡的电流不变(因为灯泡两端电压不变),所以总电流(电流表A示数)减小,故B错误;
C.电压表V2示数不变,电流表A示数减小,所以二者的比值变大,故C正确;
D.电压表V1示数不变,电流表A示数减小,所以二者的比值变大,而不是变小,故D错误。
故选C。
2.如图所示的电路中,电源电压保持不变,当开关S闭合,滑动变阻器的滑片P向右移动时,下列分析正确的是( )
A.电流表的示数变小,电压表的示数变大
B.电流表的示数变大,电压表的示数变小
C.电流表和电压表的示数都不变
D.电流表和电压表的示数都变大
【答案】C
【详解】分析电路图可知,当开关闭合后,滑动变阻器与定值电阻并联,电流表测量通过定值电阻的电流,电压表测量电源电压,由于电源电压恒定,故电压表示数不变。当滑片由图中位置向右移动时,滑动变阻器接入电路中的电阻会变大,根据并联电路中各支路互不影响的特点可知,定值电阻所在支路的电流不变,所以电流表示数不变。故ABD错误,C正确。
故选C。
3.在图所示的电路中,电源电压保持不变,R1是滑动变阻器,R2是定值电阻。闭合开关S,两电压表示数相同。向左移动滑动变阻器滑片P,下列四项判断中正确的是( )
①两电压表示数之和变大
②两电压表示数的乘积变大
③电压表V1示数与电压表V2示数的比值变大
④电压表V1示数与电压表V2示数的差值变大
A.②③ B.③④
C.②③④ D.①②③
【答案】B
【详解】①由电路图可知,两电阻串联,V1测R1两端电压,V2测R2两端电压。由串联电路电压特点可知,两电压表示数之和总等于电源电压,保持不变,故①错误;②③④向左移动滑动变阻器滑片P,R1接入电路的阻值增大,由串联分压原理可知,V1示数增大,由串联电路电压特点可知,V2示数减小,电压表V1示数与电压表V2示数的比值变大,电压表V1示数与电压表V2示数的差值变大。若电源电压为U,两电压表示数的乘积为,由数学知识可知,当时,有最大值,由题意可知,滑片没有向左移动时,两电压表示数相同,为,因此滑片没有向左移动时,两电压表示数的乘积最大,当滑片向左移动时,V1示数增大,即增大,两电压表示数乘积为开口向下的二次函数,因此随着增大,两电压表示数的乘积变小,综上所述,①②错误,③④正确。故ACD错误,B正确。
故选B。
4.如图所示的电路中,电源电压保持不变,闭合开关S,滑动变阻器的滑片P向右移动的过程中,下列说法正确的是( )
A.电压表的示数变大
B.电流表和电流表的示数均减小
C.电流表的示数与电流表的示数之差增大
D.电压表V的示数与电流表的示数比值不变
【答案】D
【详解】由电路图可知,R1与R2并联,电流表A1测干路电流,电流表A2测R1支路的电流,电压表测电源两端的电压。
A.因电源电压保持不变,所以滑片移动时电压表的示数不变,故A错误;
BD.因并联电路中各支路独立工作、互不影响,所以滑片向右移动的过程中,R2接入电路中的电阻变大,通过R2的电流变小,但通过R1的电流不变,即电流表A2的示数不变,A1的示数即干路电流变小,而各支路两端的电压等于电源电压不变,则电压表V的示数与电流表A2的示数比值不变,故B错误,D正确;
C.滑动变阻器的滑片P向右移动的过程中,变阻器接入电路中的电阻变大,由可知,通过R2的电流变小,因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以电流表A1的示数与电流表A2的示数之差等于R2支路的电流,即其差值减小,故C错误。
故选D。
5.小芳想用如图所示的器材,设计一个可以调节小灯泡亮度的电路。要求:滑动变阻器的滑片向左滑动时,灯泡的亮度变暗;用电流表测通过灯泡的电流,用电压表测灯泡两端的电压。
(1)请你用笔画线代替导线,连接电路_______;
(2)实验前滑片P应移动到_______(选填“A”或“B”)端;
(3)滑动变阻器铭牌上标有“20Ω 2A”字样,“20Ω”指的是_______接线柱间的电阻值,“2A”指的是_______;
(4)在实验中如果发现电流表指针反偏到头,这是因为_______;
(5)闭合开关后,发现灯不亮,电流表无示数,但电压表有示数,故障可能是_______(选填“灯泡开路”或“灯泡短路”)。
【答案】(1)
(2)A
(3) AB 见解析
(4)电流表的正、负接线柱接反了
(5)灯泡开路
【详解】(1)移动滑动变阻器的滑片向左滑动时,灯泡的亮度变暗,说明滑动变阻器与灯泡相互影响,两者串联,且滑片向左滑动时,滑动变阻器接入电路中的电阻变大,则滑动变阻器的B端接入电路中;电流表测通过灯泡的电流,电压表测灯泡两端的电压,如图所示:
(2)滑动变阻器的B端接入电路中,实验前,为了保护电路,滑片P应移动到阻值最大的A端。
(3)[1][2]滑动变阻器铭牌上标有“20Ω 2A”字样,“20Ω”指的是AB接线柱间的电阻值,即变阻器的最大电阻值为20Ω,“2A”指的是滑动变阻器允许通过的最大电流为2A。
(4)在实验中如果发现电流表指针反偏到头,这是因为电流表正负接线柱接反,电流从电流表的负接线柱流入,正接线柱流出。
(5)滑动变阻器与灯泡串联,闭合开关后,发现灯不亮,电流表无示数,但电压表有示数,说明电路可能存在断路现象,且电压表与电源相连接,故障可能是灯泡开路。
六、图像分析(共 4 小题)(难★★★)
1.小明设计了如图四个电路,可以测量人体重的电路是( )
A B C D
【答案】A
【详解】A.图 A中R1与R串联,电压表测R1两端的电压。当人站在上面时,体重变化会使R1接入电路的电阻变化,根据串联分压原理,R1变化,其两端电压也会变化,通过电压表的示数可以反映出人体重的变化,所以该电路可以测量人体重,故A符合题意;
B.如图电流表与滑动变阻器并联,电流表将滑动变阻器短路,并且电流表示数不随人体重的改变而改变,故B不符合题意;
C.电路为串联电路,电压表测量电源电压,而电源电压不变,所以无论压力增大还是减小,电压表的示数都不变,故C不符合题意;
D.如图电压表与两电阻串联,电压表的内阻很大,在电路中相等于断路,所以无论压力增大还是减小,电压表的示数都不变,故D不符合题意。
故选A。
2.图甲所示的是某调光台灯,图乙为该调光台灯的简化电路图。在电路图的M、N两点之间接入一个滑动变阻器,使得滑片P向右移动时,灯泡的亮度变亮,则正确的接法是( )
A.A接M,B接N B.C接M,D接N
C.A接M,D接N D.B接M,C接N
【答案】C
【详解】在电路图的M、N两点之间接入一个滑动变阻器,使得滑片P向右移动时,灯泡的亮度变亮,即此时通过灯泡的电流变大,说明滑动变阻器接入电路的电阻变小,所以应该将滑动变阻器滑片右边的电阻丝接入电路,故必须选择D接线柱,再选择A或B接线柱即可。
3.如图所示是一种测定油箱内油量的装置示意图。其中R0为保护电阻,R1是滑动变阻器的电阻片;滑动变阻器的滑片跟滑杆连接,滑杆可以绕固定轴O转动,另一端固定着一个浮子。油箱中的油量变化时,浮子随液面升降,带动滑杆使滑动变阻器滑片向上下移动,从而改变电路中电表的示数。下列分析中合理的是( )
A.该油量表是由电压表改装而成
B.该油量表是由电流表改装而成
C.油箱中油量减少时,R1接入电路的阻值增大
D.油箱中油量减少时,R1接入电路的阻值减小
【答案】BC
【详解】AB.油量表串联在电路中,以此判断油量表是由电流表改装而成的,故B正确,A错误;
CD.由图可知,由电路图可知,R1和R0串联,当油箱中的油量减少时,油面下降,浮子随液面下落,带动滑杆使滑动变阻器滑片向上移动,滑动变阻器R1接入电路中的电阻增大,故C正确,D错误。
故选BC。
4. (1)电路图如图乙所示,电源电压恒为3V。请在图中用笔画线代表导线,连接对应的实物图(部分导线已连接),要求:滑片从C向D移动时,电流表示数变小;
(2)闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应移到______端(选填“C”或“D”)。
【答案】(1)见解析
(2)D
【详解】(1)据乙图可知,电路为定值电阻和变阻器并联,电流表测变阻器支路电流,电压表测定值电阻两端电压,电源电压恒为3V,要求滑片从C向D移动时,电流表示数变小,可知变阻器连入电路的电阻变大,故变阻器左下接线柱连入电路中与电阻并联,电压表选用小量程与电阻并联,电流表可选择小量程串联在电路中,如下所示:
(2)闭合开关前,为了保护电路,变阻器应移至阻值最大处,即D端。
七、滑动变阻器综合应用题(共 6 小题)
1.在“设计制作调光灯”的实践活动中,同学们用相同的铅笔芯、曲别针、导线夹、电源(电压不变)等器材设计了如图所示的四种方案(导线夹、曲别针和铅笔芯均接触良好),当曲别针从铅笔芯的一端滑动到另一端时,小灯泡的亮度变化最大(即总电阻变化最大)的是( )
A B C D
【答案】B
【详解】灯泡亮度变化取决于电路中电阻的变化幅度(电阻变化越大,电流变化越大,亮度变化越明显)。设一根铅笔芯的电阻为R。
A.铅笔芯仅部分接入,电阻变化范围0-R;
B.两根铅笔芯串联接入电路,电阻变化范围0-2R;
C.下面铅笔芯的左段与上面铅笔芯的右段串联接入电路,滑动曲别针,铅笔芯接入的总长度几乎不变,即电阻几乎不变,灯泡的亮度无变化;
D.两根铅笔芯并联的总电阻最大为,接入电路的电阻变化范围是0-。
可见B选项电阻变化范围最大,电路中电流变化最大,灯泡亮度变化最大。
故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
2.小光设计了一盏能调节亮度的台灯,下列符合要求的电路图是( )
A B C D
【答案】A
【详解】A.A图,滑动变阻器滑片移到最左端灯泡L被短路,会熄灭,滑动变阻器滑片向右移动,灯泡L和滑片左边部分并联,移动过程中灯泡亮度会变化,故A符合题意;
B.B图,滑动变阻器滑片移至最右端,电源会短路,滑片向左移动的过程中,滑动变阻器和灯泡L并联,不能改变灯泡亮度,故B不符合题意;
C.C图,灯泡L和定值电阻串联,无法改变灯泡L的亮度,故C不符合题意;
D.D图,灯泡L和定值电阻并联,无法改变灯泡L的亮度,故D不符合题意。
故选A。
3.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。
4.机械式电位器:有些家用电器中,用于音量调节的器件也是一种变阻器,通常称为__________。电位器可以用在其他电器上,例如可调亮度的电灯,可调音量的音箱、调音台,等等。
【答案】电位器
【详解】机械式电位器是一种变形的滑动变阻器,用于具有调节音量、亮度、温度等功能的电器上,通常称为电位器。
5.某旋钮式电阻箱内部结构如图所示,它由9个100Ω、9个10Ω和9个1Ω的电阻组成。该电阻箱可调出的最大阻值为_________Ω,从图中可读出此时的阻值为_________Ω。
【答案】 999 163
【详解】该电阻箱可调出的最大阻值为;由图可知此时电阻箱的示数。
6.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。
一、选择题
1.图甲、乙所示的是滑动变阻器两种接入电路的方法。当滑片P均向右移动时,滑动变阻器接入电路部分的电阻变化情形是( )
A.图甲中电阻减小,图乙中电阻增大
B.图甲中电阻增大,图乙中电阻增大
C.图甲中电阻增大,图乙中电阻减小
D.图甲中电阻减小,图乙中电阻减小
【答案】B
【详解】图甲的接法是把滑片右侧的电阻短路,图乙的接法是使用了滑片左侧的电阻,两种接法效果相同,都是把滑片左侧的电阻连入电路,所以当滑片向右移动时,两个滑动变阻器连入电路中的电阻都会变大,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
2.用如图所示的电路改变灯泡的亮度,下列有关说法错误的是( )
A.为了保护电路,连接电路时开关要断开,滑动变阻器的滑片要调到阻值最大位置
B.电路中滑动变阻器的主要作用是通过调节其电阻值,改变电路中的电流
C.闭合开关,滑动变阻器的滑片P向右移动时灯泡变亮
D.闭合开关,滑动变阻器的滑片P移至最左端时,灯泡两端的电压等于电源电压
【答案】C
【解析】略
3.如图甲是音响上音量调节装置,相当于一个滑动变阻器,其简化电路如图乙所示,使滑片P向右移动时接入电路中的电阻变大。下列连接方式中可行的是( )
A B C D
【答案】D
【详解】滑片向右移动时,变阻器接入电路阻值变大,说明连入电路的电阻丝变长。当滑片向右移动时,滑片与左下接线柱之间的电阻丝长度变大。故此变阻器使用左下接线柱接入电路,金属杆两端任一接线柱接入电路即可。故ABC不符合题意,D符合题意。
故选 D。
4.如图所示,将图甲滑动变阻器以某种方式接入图乙电路中,下列描述不正确的是( )
A.将E接A、F接D,当滑动变阻器的滑片P向左移动时,其接入电路中的阻值变小
B.将E接A、F接B,灯的亮度较暗,调节滑动变阻器滑片过程中灯泡的亮度会改变
C.将E接C、F接D,滑动变阻器不能起到保护电路的作用
D.将E接C、F接B,连入电路的是电阻线BP段,闭合开关前,应将滑片P置于A位置
【答案】B
【详解】A.将E接A、F接D,当滑动变阻器的滑片P向左移动时,其接入电路中的电阻丝长度变短,阻值变小,故A正确,不符合题意;
B.将E接A、F接B,变阻器整根变阻丝连入电路,相当于连入一个定值电阻,电路中电流较小,灯的亮度较暗,电流不走滑片,所以调节滑动变阻器滑片过程中灯泡的亮度不会改变,故B错误,符合题意;
C.将E接C、F接D,相当于连入一根导线,滑动变阻器不能起到保护电路的作用,故C正确,不符合题意;
D.将E接C、F接B,连入电路的是电阻线BP段,闭合开关前,应将滑片P置于阻值最大处,即A位置,故D正确,不符合题意。
故选B。
5.如图,将甲、乙两个滑动变阻器串联在电路中,闭合开关,当它们的滑片左右移动时,下列说法正确的是( )
A.移到a端,移到c端,电路将短路
B.移到b端,移到d端,电路将短路
C.移到b端,移到d端,电流表的示数最小
D.移到b端,移到c端,电流表的示数最小
【答案】D
【解析】略
6.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。
7.课余时间,小军设计了一款模拟调光台灯,其实物图如图所示,电源电压保持不变。闭合开关,当回形针向左移动时,下列说法正确的是( )
A.电流表的示数变大
B.电压表的示数变小
C.小灯泡变暗
D.为使小灯泡亮度变化更明显,可选用更细的铅笔芯
【答案】AD
【详解】由图可知,灯泡、电流表、铅笔芯串联,电压表测量灯泡两端的电压。
ABC.闭合开关,当回形针向左移动时,铅笔芯连入电路的电阻变小,根据欧姆定律可知,电路电流变大,电流表示数变大;根据公式可知,小灯泡两端的电压变大,电压表示数变大,灯泡变亮,故A正确,BC错误;
D.铅笔芯越细,相同条件下电阻越大,回形针移动时电阻变化更明显,小灯泡亮度变化更明显,故D正确。
故选AD。
二、填空题
8.如图所示的电路图,电源电压为且保持不变。现在将M、N端分别与变阻器的a、c端相连,闭合开关,向右移动滑片P时:
(1)若电路无故障,则电压表示数______。
(2)若移动滑片P时,至少有一个电表示数不为零,故障只存在或上;请写出电压表的示数和电流表示数的变化情况以及对应的故障:________________________。
【答案】(1)变小
(2)若电流表不为零,向右移动滑片P,电流表示数变大,电压表为零,变阻器出现了短路现象;若电压表不为零且接近电源电压,电流表为零,变阻器出现了断路现象;若电流表示数不为零,电压表示数接近电源电压,向右移动滑片P,电流表示数变大,此时电阻短路。
【详解】(1)将M、N端分别与变阻器的a、c端相连,即变阻器的有效电阻为PC部分,闭合开关,向右移动滑片P时,变阻器的有效电阻为PC部分变小,即接入电路中的电阻变小。变阻器与定值电阻串联,串联电阻分压,变阻器阻值越大两端的电压也越大,根据上面判断,电压表测量变阻器两端的电压,由于变阻器电阻变小,故变阻器两端的电压也变小。
(2)若移动滑片P时,若电流表示数不为零,电压表示数为零,说明电路是通路电流不为零,但与电压表并联的变阻器出现了短路现象,即电压表被短路示数为零,向右移动滑片P时,电流表示数变大;若电压表示数不为零接近电源电压,电流表示数为零,说明电压表连接到电源两端的电路是通路,但电流表示数为零则是断路现象,故此是与电压表并联的变阻器出现了断路现象;若电流表示数不为零,电压表示数不为零且接近电源电压,此时电阻短路,向右移动滑片P时,电流表示数变大。
9.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。
10.如图所示,是插塞式电阻箱的示意图。各个厚铜片并没有直接连通,而是由阻值固定的电阻丝连接在一起。铜塞可以插入到相邻的两个厚铜片之间,并且紧密接触。铜塞与厚铜片的电阻很小,可近似认为是0,则如图所示的情景中,该电阻箱的有效电阻为___________Ω;当铜塞全部被拔出后,该电阻箱的有效电阻为___________Ω。
【答案】 50 80
【详解】[1]当铜塞插入时,则该铜塞处的电阻丝就会短路,故由图可知,拔出的铜塞所对应的电阻是:20Ω+30Ω=50Ω,所以此时电阻箱的有效电阻是50Ω。
[2]当铜塞都拔出后,总电阻最大,它们的总电阻R=10Ω+20Ω+20Ω+30Ω=80Ω
11.如图为台灯上的“亮度”旋钮接入电路时的示意图,旋钮通过改变______来控制电流,实质是一个______(选填“定值电阻”或“变阻器”)。若要使台灯变亮,应将滑片b向______(选填“a”或“c”)端滑动。
【答案】 接入电路的电阻 变阻器 a
【详解】[1][2]台灯上的“亮度”旋钮实质就是变阻器,原理是通过调节旋钮改变接入电路中的电阻,调节电流。
[3]如图所示,若要使台灯变亮,且变阻器a、b端已经接入电路,需将变阻器接入电阻调小,电流才会变大,台灯变亮,故应将滑片b向a端滑动。
三、作图题
12.如图所示,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,电路中电流最大为0.5A,并用变阻器改变小灯泡的电流,要求滑片向左滑动时灯泡变亮,请将电路图连接完整。
【答案】
【详解】电源电压为3V,用电流表测灯的电流,因电路中电流最大为0.5A,所以,电流表选用小量程与灯串联,要求滑片向左滑动时灯泡变亮,即电流变大,电阻变小,所以,滑片以左电阻丝连入电路中与灯串联,如下所示:
13.如图所示,请在虚线框内画出实物图所对应的电路图。
【答案】
【详解】由实物图知道,两灯并联,电流表测支路电流,滑动变阻器在所在支路与其串联,开关、电源在干路上,电路图如下:
四、实验题
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的最大电流为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.探究小实验:某物理实验小组的同学听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,风吹动受风板使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.
1.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。
2.如图甲是体育课上坐位体前屈测量仪,图乙是同学们设计的模拟电路,闭合开关,当推动绝缘柄使滑动变阻器的滑块向左移动,可以利用示数增大的电表反映测量成绩。在此测试过程中下列分析正确的是( )
A.此电路设计中,用电流表示数反映测量成绩
B.绝缘柄向左推的距离越大,滑动变阻器接入电路的阻值越小,电流表示数越大
C.绝缘柄向左推的距离越大,电压表示数变小,电流表示数变小
D.该电表改装成的测量仪刻度分布不均匀
【答案】ABD
【详解】AB.由图可知,该电路为串联电路,电压表测量滑动变阻器两端的电压,电流表测量电路中的电流;绝缘柄向左推的距离越大,滑动变阻器接入电路中的电阻越小,总电阻变小,根据欧姆定律可知,电路中的电流变大,电流表示数变大,因此此电路设计中,是用电流表示数来反映测量成绩的,故AB正确;
C.滑动变阻器接入电路中的电阻变小,根据串联电路的分压规律可知,滑动变阻器分担的电压变小,电压表示数变小,由串联电路电压特点可知,R2两端的电压变大,故C错误;
D.推动距离均匀变化时,R接入电路中的电阻均匀变化,此时电路中电流为
由此可知显示仪的示数变化不均匀,故D正确。
故选ABD。
3.在“用滑动变阻器改变小灯泡的亮度”的实验中:
(1)实验室中有一铭牌上标有“20Ω 2A”字样的滑动变阻器,如图甲所示。“20Ω”指的是___________两接线柱间的电阻,“2A”指的是滑动变阻器___________电流。若要把它其中的两个接线柱连接到电路中去且起变阻作用,共有___________种接法。
(2)再提供电源、小灯泡、开关各一个,导线若干,请在图乙中用笔画线代替导线连接电路,要求闭合开关,滑动变阻器的滑片向右移时灯泡变暗。
(3)在开关闭合前,滑动变阻器的滑片应该放在最___________(填“左”或“右”)端。
(4)在图丙虚线框内画出对应的电路图。
【答案】(1) 下面 允许通过的最大 4
(2)
(3)右
(4)
【详解】(1)[1][2]标有“20Ω 2A”字样的滑动变阻器,“20Ω”指的是滑动变阻器最大电阻值,即下面两接线柱间的电阻,“2A”指的是滑动变阻器允许通过的最大电流。
[3]若要把它其中的两个接线柱连接到电路中去且起变阻作用必须“一上一下”接入接线柱,共4种接法。
(2)为了可以调节小灯泡亮度,将滑动变阻器与小灯泡串联;闭合开关,滑动变阻器的滑片向右移时灯泡变暗,即滑片向右移时,滑动变阻器阻值变大,如图:
(3)闭合开关前,滑动变阻器的滑片应该放在阻值最大处,即最右端。
(4)根据实物图连接电路图,要求滑片向右移时,滑动变阻器阻值变大,如下:
1 / 30
学科网(北京)股份有限公司
学科网(北京)股份有限公司
$
学科网(北京)股份有限公司
电阻16.2《变阻器》作业设计-2026-2027学年人教版物理九年级
目标维度
具体作业目标内容
知识目标
(基础达标)
1.熟记滑动变阻器的主要构造、电路符号、工作原理,明确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,进而改变电路中电流和电压的核心规律。
2.掌握滑动变阻器的正确接线规则,牢记“一上一下”的接线原则,知晓全部接上端、全部接下端两种错误接法的电路弊端。
3.明确滑动变阻器的铭牌参数含义,能够读懂最大阻值、允许通过的最大电流,掌握电路使用中的安全规范。
4.了解滑动变阻器在电路中的两大核心作用:保护电路、改变电路中的电流和部分电路两端电压,知晓变阻器的常见应用场景。
能力目标
(能力提升)
1.识图辨析能力:能够根据滑动变阻器的接线方式,准确判断接入电路的电阻丝段,清晰分辨滑片移动时电阻的变大、变小变化规律,杜绝接线判断误区。
2.电路分析能力:结合串、并联电路特点,分析变阻器滑片移动引发的电阻、电流、灯泡亮度的动态变化,掌握基础动态电路分析思路。
3.实操应用能力:能够根据实验需求,正确选择、连接滑动变阻器,掌握闭合开关前滑片调至最大阻值处的操作规范,理解该操作的保护电路原理。
4.对比区分能力:能够区分滑动变阻器与定值电阻的差异,了解变阻箱的特点,知晓两种变阻器的优缺点及适用场景。
素养目标
(核心渗透)
1.科学思维:通过分析滑片移动与电阻、电流的变化关系,建立动态电路模型,培养逻辑推理、动态分析的物理思维,提升电学问题的辩证分析能力。
2.科学探究:依托变阻器实验类作业,熟练掌握电学实验器材的规范操作,养成严谨的实验操作习惯,提升实验装置辨析、实验故障分析、实验规律总结的探究能力。
3.科学态度与责任:了解变阻器在调光台灯、调速风扇、实验电路中的广泛应用,体会物理器材对生活和科学实验的重要价值,强化规范操作、安全用电的科学态度。
4.分层发展:通过分层作业适配不同学情,帮助学困生掌握基础结构与接线规则,中等生熟练完成电路动态分析,优等生突破复杂动态电路综合应用问题,实现全员梯度提升。
整体达成目标
通过本次分层作业训练,使全体学生熟练掌握滑动变阻器的工作原理、接线方法和基础作用;多数学生能够准确判断滑片移动引发的电阻和电路状态变化,规范掌握实验操作要点;优等生可灵活结合串并联电路规律,解决变阻器综合动态电路问题。扎实掌握变阻器核心知识,完善电学电路体系,为后续欧姆定律、电功率动态电路计算与分析筑牢关键基础。
知识梳理
一、滑动变阻器
1.作用:改变电路中电阻,从而改变电流、部分电路两端的电压;闭合开关前可保护电路。
2.原理:改变接入电路中电阻丝的长度来改变电阻。
3.结构:金属杆、电阻丝、滑片、四个接线柱(上 2 个、下 2 个)。
二、正确接法(必考)
1.口诀:一上一下
2.接一上一下:正常变阻,唯一正确接法。
3.接两个上接线柱:接入电阻≈0,相当于导线,易短路。
4.接两个下接线柱:接入全部电阻丝,阻值最大且固定,变成定值电阻,无法变阻。
三、滑片移动 → 电阻变化判断(核心难点)
1.只看下方接线柱,上接线柱不影响
2.滑片靠近下接线柱:接入电阻丝变短 → 电阻变小
3.滑片远离下接线柱:接入电阻丝变长 → 电阻变大
4.极简口诀:近下阻小,远下阻大
四、使用规则
1.开关闭合前:滑片调到最大阻值处,保护电路。
2.串联使用:滑动变阻器必须串联在电路中。
3.电流不允许超过铭牌标注的最大电流。
五、常见铭牌解读
例:50Ω 1.5A。
50Ω:最大阻值为 50Ω;
1.5A:允许通过的最大电流为 1.5 A。
六、电阻箱
1.特点:能直接读出阻值,不能连续改变电阻;
2.读数:各旋钮数字 × 对应倍率,相加求和。
题型速练
一、变阻器基础常识(共 6 小题)
1.收音机的音量控制旋钮实际上是一个______,它通过改变接入电路中导体的______来改变通过喇叭的电流,达到改变声音大小的目的。
2.数字电位器:一种用数字信号控制___________的器件(集成电路)。这种电位器的噪声小、寿命长、抗环境污染,并可通过程序调控,常用于自动检测与控制、智能仪器仪表等重要领域。
3.在滑动变阻器的滑动头上面有一个铭牌,上面标有电阻值和电流值。某滑动变阻器的铭牌上标有“50Ω,1.5A”的字样,其中“50Ω”表示这个滑动变阻器___________是50Ω;“1.5A”表示这个滑动变阻器___________是1.5A,若通过它的电流超过了1.5A,这个滑动变阻器就可能因过热而烧毁。
4.电阻箱。电阻箱是一种能够表示出其接入电路电阻的大小的变阻器,在电路中的符号是。使用时,将它的两个接线柱连入电路,调节旋钮即可。读数时,将各旋钮对应指示点的示数______面板上标记的倍数,再将它们______,就是电阻箱接入电路的电阻值。
5.关于电阻圈的材料,应该选用________(选填“铜丝”或“镍铬合金丝”),电动汽车的“油门”装置电路元件实质是一个________(选填“定值电阻”、“滑动变阻器”或“超导体”)。
6.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 __________。
二、滑动变阻器构造、原理与接线规则(共 4 小题)
1.如图是滑动变阻器的结构和连入电路的示意图,当滑片P向左滑动时,连入电路的电阻变大的是( )
A B C D
2.如图所示,有甲、乙两个滑动变阻器,铭牌上分别标有“200Ω;0.1A”和“10Ω;0.5A”的字样。若把它们串联起来使用,则电路中允许通过的最大电流是( )
A.0.1A B.0.5A C.0.6A D.无法确定
3.连接:滑动变阻器接入电路时,应采用“___________”的接法,且要与被控制的电路___________。通常,在使用前应将滑动变阻器的电阻调节到___________。
4.构造:表面附着绝缘层的电阻线紧密地绕在瓷筒上形成一个线圈,线圈的始端和末端分别接到___________两个接线柱上。在瓷筒的上方有一根金属杆固定在支架上,金属杆的两端分别有___________两个接线柱。套在金属杆上的滑动头P可以在金属杆上滑动,它的金属滑片与金属杆、线圈接触良好。
三、变阻器接法正误与滑片移动易错辨析(共 6 小题)
1.将两个滑动变阻器按下图所示的方法连接。要使这两个滑动变阻器连入电路的电阻最大,滑片应如何放置( )
A.滑片都放在最左端
B.滑片都放在最右端
C.滑片放在最右端,滑片放在最左端
D.滑片放在最左端,滑片放在最右端
2.现有甲、乙两个滑动变阻器,已知甲滑动变阻器标有“50Ω;1.5A”字样,乙滑动变阻器标有“10Ω;2.5A”字样,两个滑动变阻器的瓷筒粗细、长度相同,制成电阻丝的材料相同。下列说法正确的是( )
A.甲滑动变阻器的电阻丝较粗
B.乙滑动变阻器的电阻丝较粗
C.两个滑动变阻器的电阻丝粗细相同
D.无法比较两个滑动变阻器电阻丝的粗细
3.下列说法中不正确的是( )
A.滑动变阻器在一定范围内可以连续改变连入电路的阻值,但不能读出阻值
B.电阻箱不可以连续地改变连入电路的阻值,但可以读出阻值
C.要使变阻器能改变通过用电器的电流,必须将它与用电器串联
D.滑动变阻器的接线柱不分正、负,因而无论怎样接入电路效果都完全一样
4.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
5.电源的电压恒定。闭合开关后,向左移动滑片能改变小灯泡亮度的电路是( )
A B C D
6.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”)。
四、滑动变阻器在电路中的应用(共 6 小题)
1.如图甲所示为滑动变阻器的结构示意图,a、b、c、d分别为四个接线柱,P为滑片,将它连入如图乙所示的电路的M、N两点之间,使P向左移动时,电路中电流增大,那么正确的连法是( )
A.a、d B.c、d C.a、b D.b、d
2.要使图甲中的小灯泡变亮,图乙中的小灯泡变暗,下列做法正确的是( )
A.将滑片向上滑动,滑片向下滑动
B.将滑片向下滑动,滑片向上滑动
C.将滑片都向上滑动
D.将滑片都向下滑动
3.现将可视化滑动变阻器A、D两接线柱接在电源两端,LED灯带的AP部分发光,如图所示。当滑片向右滑动时,变阻器接入电路的电阻将( )
A.变小 B.变大
C.不变 D.先变小后变大
4.如图所示的电路中,MB、NC是两根相同的电阻丝,A为导线,下列说法正确的是( )
A.S和A接触,当P向右移动时灯变暗 B.S和B接触,当P向右移动时灯变亮
C.S和C接触,当P向左移动时灯变亮 D.S和C接触,当P向右移动时灯变亮
5.图是电动汽车“油门”示意图,其实质是变阻器,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,通过改变接入电路中电阻圈的____________来改变电阻的大小,从而控制通过电动机电流的大小来控制汽车速度。当脚向下踩“油门”时,汽车速度加快,说明电路中的a、b接点与变阻器中____________(选填“A、B”“B、C”或“A、C”)两个触点相连。给电动汽车充电时,车内蓄电池相当于简单电路中的____________(选填“电源”或“用电器”)。
6.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。
五、滑片移动引起电表示数变化判断(共 5 小题)
1.如图所示,电源电压保持不变,R是滑动变阻器,L为小灯泡。闭合开关S,当滑动变阻器R的滑片P向右端移动时,下列说法正确的是( )
A.电压表V1示数变大,电压表V2示数变小
B.电压表V1示数变大,电流表A示数变大
C.电压表V2示数与电流表A示数的比值变大
D.电压表V1示数与电流表A示数的比值变小
2.如图所示的电路中,电源电压保持不变,当开关S闭合,滑动变阻器的滑片P向右移动时,下列分析正确的是( )
A.电流表的示数变小,电压表的示数变大
B.电流表的示数变大,电压表的示数变小
C.电流表和电压表的示数都不变
D.电流表和电压表的示数都变大
3.在图所示的电路中,电源电压保持不变,R1是滑动变阻器,R2是定值电阻。闭合开关S,两电压表示数相同。向左移动滑动变阻器滑片P,下列四项判断中正确的是( )
①两电压表示数之和变大
②两电压表示数的乘积变大
③电压表V1示数与电压表V2示数的比值变大
④电压表V1示数与电压表V2示数的差值变大
A.②③ B.③④
C.②③④ D.①②③
4.如图所示的电路中,电源电压保持不变,闭合开关S,滑动变阻器的滑片P向右移动的过程中,下列说法正确的是( )
A.电压表的示数变大
B.电流表和电流表的示数均减小
C.电流表的示数与电流表的示数之差增大
D.电压表V的示数与电流表的示数比值不变
5.小芳想用如图所示的器材,设计一个可以调节小灯泡亮度的电路。要求:滑动变阻器的滑片向左滑动时,灯泡的亮度变暗;用电流表测通过灯泡的电流,用电压表测灯泡两端的电压。
(1)请你用笔画线代替导线,连接电路_______;
(2)实验前滑片P应移动到_______(选填“A”或“B”)端;
(3)滑动变阻器铭牌上标有“20Ω 2A”字样,“20Ω”指的是_______接线柱间的电阻值,“2A”指的是_______;
(4)在实验中如果发现电流表指针反偏到头,这是因为_______;
(5)闭合开关后,发现灯不亮,电流表无示数,但电压表有示数,故障可能是_______(选填“灯泡开路”或“灯泡短路”)。
六、图像分析(共 4 小题)(难★★★)
1.小明设计了如图四个电路,可以测量人体重的电路是( )
A B C D
2.图甲所示的是某调光台灯,图乙为该调光台灯的简化电路图。在电路图的M、N两点之间接入一个滑动变阻器,使得滑片P向右移动时,灯泡的亮度变亮,则正确的接法是( )
A.A接M,B接N B.C接M,D接N
C.A接M,D接N D.B接M,C接N
3.如图所示是一种测定油箱内油量的装置示意图。其中R0为保护电阻,R1是滑动变阻器的电阻片;滑动变阻器的滑片跟滑杆连接,滑杆可以绕固定轴O转动,另一端固定着一个浮子。油箱中的油量变化时,浮子随液面升降,带动滑杆使滑动变阻器滑片向上下移动,从而改变电路中电表的示数。下列分析中合理的是( )
A.该油量表是由电压表改装而成
B.该油量表是由电流表改装而成
C.油箱中油量减少时,R1接入电路的阻值增大
D.油箱中油量减少时,R1接入电路的阻值减小
4. (1)电路图如图乙所示,电源电压恒为3V。请在图中用笔画线代表导线,连接对应的实物图(部分导线已连接),要求:滑片从C向D移动时,电流表示数变小;
(2)闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应移到______端(选填“C”或“D”)。
七、滑动变阻器综合应用题(共 6 小题)
1.在“设计制作调光灯”的实践活动中,同学们用相同的铅笔芯、曲别针、导线夹、电源(电压不变)等器材设计了如图所示的四种方案(导线夹、曲别针和铅笔芯均接触良好),当曲别针从铅笔芯的一端滑动到另一端时,小灯泡的亮度变化最大(即总电阻变化最大)的是( )
A B C D
2.小光设计了一盏能调节亮度的台灯,下列符合要求的电路图是( )
A B C D
3.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
4.机械式电位器:有些家用电器中,用于音量调节的器件也是一种变阻器,通常称为__________。电位器可以用在其他电器上,例如可调亮度的电灯,可调音量的音箱、调音台,等等。
6.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”)。
一、选择题
1.图甲、乙所示的是滑动变阻器两种接入电路的方法。当滑片P均向右移动时,滑动变阻器接入电路部分的电阻变化情形是( )
A.图甲中电阻减小,图乙中电阻增大
B.图甲中电阻增大,图乙中电阻增大
C.图甲中电阻增大,图乙中电阻减小
D.图甲中电阻减小,图乙中电阻减小
2.用如图所示的电路改变灯泡的亮度,下列有关说法错误的是( )
A.为了保护电路,连接电路时开关要断开,滑动变阻器的滑片要调到阻值最大位置
B.电路中滑动变阻器的主要作用是通过调节其电阻值,改变电路中的电流
C.闭合开关,滑动变阻器的滑片P向右移动时灯泡变亮
D.闭合开关,滑动变阻器的滑片P移至最左端时,灯泡两端的电压等于电源电压
3.如图甲是音响上音量调节装置,相当于一个滑动变阻器,其简化电路如图乙所示,使滑片P向右移动时接入电路中的电阻变大。下列连接方式中可行的是( )
A B C D
4.如图所示,将图甲滑动变阻器以某种方式接入图乙电路中,下列描述不正确的是( )
A.将E接A、F接D,当滑动变阻器的滑片P向左移动时,其接入电路中的阻值变小
B.将E接A、F接B,灯的亮度较暗,调节滑动变阻器滑片过程中灯泡的亮度会改变
C.将E接C、F接D,滑动变阻器不能起到保护电路的作用
D.将E接C、F接B,连入电路的是电阻线BP段,闭合开关前,应将滑片P置于A位置
5.如图,将甲、乙两个滑动变阻器串联在电路中,闭合开关,当它们的滑片左右移动时,下列说法正确的是( )
A.移到a端,移到c端,电路将短路
B.移到b端,移到d端,电路将短路
C.移到b端,移到d端,电流表的示数最小
D.移到b端,移到c端,电流表的示数最小
6.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
7.课余时间,小军设计了一款模拟调光台灯,其实物图如图所示,电源电压保持不变。闭合开关,当回形针向左移动时,下列说法正确的是( )
A.电流表的示数变大
B.电压表的示数变小
C.小灯泡变暗
D.为使小灯泡亮度变化更明显,可选用更细的铅笔芯
二、填空题
8.如图所示的电路图,电源电压为且保持不变。现在将M、N端分别与变阻器的a、c端相连,闭合开关,向右移动滑片P时:
(1)若电路无故障,则电压表示数______。
(2)若移动滑片P时,至少有一个电表示数不为零,故障只存在或上;请写出电压表的示数和电流表示数的变化情况以及对应的故障:________________________。
9.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”)。
10.如图所示,是插塞式电阻箱的示意图。各个厚铜片并没有直接连通,而是由阻值固定的电阻丝连接在一起。铜塞可以插入到相邻的两个厚铜片之间,并且紧密接触。铜塞与厚铜片的电阻很小,可近似认为是0,则如图所示的情景中,该电阻箱的有效电阻为___________Ω;当铜塞全部被拔出后,该电阻箱的有效电阻为___________Ω。
11.如图为台灯上的“亮度”旋钮接入电路时的示意图,旋钮通过改变______来控制电流,实质是一个______(选填“定值电阻”或“变阻器”)。若要使台灯变亮,应将滑片b向______(选填“a”或“c”)端滑动。
三、作图题
12.如图所示,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,电路中电流最大为0.5A,并用变阻器改变小灯泡的电流,要求滑片向左滑动时灯泡变亮,请将电路图连接完整。
13.如图所示,请在虚线框内画出实物图所对应的电路图。
四、实验题
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.探究小实验:某物理实验小组的同学听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_______.
1.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”)。
2.如图甲是体育课上坐位体前屈测量仪,图乙是同学们设计的模拟电路,闭合开关,当推动绝缘柄使滑动变阻器的滑块向左移动,可以利用示数增大的电表反映测量成绩。在此测试过程中下列分析正确的是( )
A.此电路设计中,用电流表示数反映测量成绩
B.绝缘柄向左推的距离越大,滑动变阻器接入电路的阻值越小,电流表示数越大
C.绝缘柄向左推的距离越大,电压表示数变小,电流表示数变小
D.该电表改装成的测量仪刻度分布不均匀
3.在“用滑动变阻器改变小灯泡的亮度”的实验中:
(1)实验室中有一铭牌上标有“20Ω 2A”字样的滑动变阻器,如图甲所示。“20Ω”指的是___________两接线柱间的电阻,“2A”指的是滑动变阻器___________电流。若要把它其中的两个接线柱连接到电路中去且起变阻作用,共有___________种接法。
(2)再提供电源、小灯泡、开关各一个,导线若干,请在图乙中用笔画线代替导线连接电路,要求闭合开关,滑动变阻器的滑片向右移时灯泡变暗。
(3)在开关闭合前,滑动变阻器的滑片应该放在最___________(填“左”或“右”)端。
(4)在图丙虚线框内画出对应的电路图。
16 / 16
学科网(北京)股份有限公司
学科网(北京)股份有限公司
$