14.2 变阻器（举一反三·讲义）物理新教材苏科版九年级上册

14.2 变阻器 目录 模块一 知识框架 1 模块二 知识精讲 1 【知识点1 滑动变阻器的认识】 2 【知识点2 滑动变阻器的使用】 4 【知识点3 滑动变阻器改变灯泡亮度】 7 【知识点4 电阻箱和电位器】 9 模块三 课后作业 11 模块一 知识框架 模块二 知识精讲 情景导入 【问题情境】生活中你是怎样改变调光灯的亮度？怎样改变收音机音量的大小？变阻器为什么能够改变灯的亮度？ 知识归纳 【知识点1 滑动变阻器的认识】 1.变阻器：能改变接入电路中电阻大小的元件叫做变阻器。学生实验中常用的变阻器有两种，一种是滑动变阻器，另一个是电阻箱。 2.滑动变阻器 （1）原理：通过改变接入电路中的电阻丝的长度来改变电路中电阻的大小。 （2）作用：①调节滑动变阻器的滑片可以逐渐改变接入电路的电阻值，从而改变电路中的电流和用电器两端的电压；②滑动变阻器还能起到保护电路的作用。 （3）构造：滑动变阻器的构造如图所示： 接线柱A、B之间时滑动变阻器的电阻丝；接线柱C、D之间是金属杆，电阻为零；P是金属滑片，与金属杆和电阻丝相连（电阻丝的表面涂有绝缘漆，但与滑片接触的地方绝缘漆被刮掉），滑片本身看作电阻为零。滑片移动到不同位置时，接入电路的A、C（D）或B、C（D）两个接线柱间电阻丝的长度不一样，这样就改变了接入电路中电阻的大小。 注意：滑动变阻器只是通过改变接入电路中的电阻丝的长度来改变接入电路的电阻大小，而电阻丝自身的总长度并没有发生变化，即电阻丝的总电阻没有变化。 （4）结构示意图和电路图中的符号 甲 结构示意图 乙 电路图中的符号 （5）铭牌上各数值的物理意义 20Ω：表示此滑动变阻器的最大阻值为20Ω。使用此滑动变阻器时，接入电路中的阻值可以在0-20Ω之间变化 1.5A：表示此滑动变阻器允许通过的最大电流为1.5A 【例1】关于如图所示滑动变阻器的部分组件的导电性能，下列说法正确的是（　　） A．滑片是导体，金属杆是半导体 B．与滑片接触的电阻丝是导体，瓷管是绝缘体 C．接线柱与导线连接的部位是绝缘体 D．滑片是导体，与滑片接触的电阻丝是绝缘体 【变式1-1】下列关于滑动变阻器的说法正确的是（　　） A．滑动变阻器是靠改变导体的横截面积来改变电阻的 B．滑动变阻器是靠改变导体的材料来改变电阻的 C．滑动变阻器是靠改变连入电路中导体的长度来改变电阻的 D．因为电阻与导体的材料、长度、横截面积有关，所以滑动变阻器是靠改变任一因素来改变电阻的 【变式1-2】滑动变阻器是通过改变连入电路中电阻线的　 　来改变连入电路中的电阻的。滑动变阻器上标有“0～50Ω，2A”字样，0～50Ω表示　 　，2A表示　 　。 【知识点2 滑动变阻器的使用】 1、滑动变阻器的连接方法 ①接入A、D或A、C接线柱 实物图 滑动变阻器的接法 对应电路图 接入电路中电阻丝是AP段。左移，AP段变短，接入电阻变小；右移，AP段变长，接入电阻变大 接入电路中电阻丝是AP段。左移，AP段变短，接入电阻变小；右移，AP段变长，接入电阻变大 ②接入B、D或B、C接线柱 实物图 滑动变阻器的接法 对应电路图 接入电路中电阻丝是BP段。左移，BP段变长，接入电阻变大；右移，BP段变短，接入电阻变小 接入电路中电阻丝是BP段。左移，BP段变长，接入电阻变大；右移，BP段变短，接入电阻变小 ③接入A、B或C、D接线柱 实物图 滑动变阻器的接法 对应电路图 所有电阻丝都接入了电路，相对于接入了一定值电阻，移动划片不能改变接入电路电阻大小 金属杆被接入电路，没有电阻丝接入电路 归纳总结： 将滑动变阻器接入电路时，应采用两个接线柱“一上一下”的接法，不能同时使用上面两个接线柱（此时滑动变阻器接入电路的电阻为零），也不能同时使用下面两个接线柱（此时滑动变阻器接入的电阻值最大且不变），否则就起不到改变电路电阻的作用。 特别提醒： （1）电路中的电流不能超过滑动变阻器允许通过的最大电流； （2）只要选定滑动变阻器的下端接线柱，上端两个接线柱中任何一个接入电路，接法是等效的； （3）为了保护电路，在闭合开关前滑动变阻器的滑片应置于最大阻值处。 【例2】如图所示，滑动变阻器连入电路的示意图中，当滑片P向右滑动时，连入电路的电阻变小的是（　　） A． B． C． D． 【变式2-1】如图所示，要使滑动变阻器的滑片P向左滑动时，电流表的示数增大，M、N与滑动变阻器的接线柱的连接方法是（　　） A．M接C，N接A B．N接B，M接A C．N接D，M接B或C D．M接B，N接C或D 【变式2-2】如图所示是滑动变阻器使用的连接方法，如果滑片P都向左移动时，变阻器电阻值改变的情况分别是：甲： ；乙： ；丙： ；丁： 。（均选填“变大”“变小”或“不变”）。 【知识点3 滑动变阻器改变灯泡亮度】 1.实验：用滑动变阻器改变小灯泡的亮度 实验器材 电池组或学生电源一个、小灯泡一个、电流表、滑动变阻器、开关各一个，导线若干 实验电路图 进行实验 （1）按电路图连接实物图，在连接过程中开关应处于断开状态，电路连接完毕，在闭合开关前检查变阻器划片P是否处在阻值最大处； （2）从阻值位置最大处，向B端移动变阻器划片P，观察小灯泡亮度，并观察电流表读数； （3）向相反方向移动划片P，观察小灯泡亮度，并观察电流表读数。 实验现象 （1）滑动变阻器的滑片向B端移动时，电流表示数变大，小灯泡逐渐变亮；滑动变阻器的滑片从B端向A端移动时，电流表示数变小，小灯泡逐渐变暗； （2）滑动变阻器在实验中起到改变电路中电流的作用。 实验结论 （1）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； （2）当滑动变阻器的滑片使接入电路电阻变大（变小）时，电流中电流变小（变大），小灯泡变暗（变亮）； （3）滑动变阻器在电路中起到改变电路中电流大小的作用。 特别提醒： （1）在实验中，只有连入的接线柱为“一上一下”时，滑动变阻器才能改变小灯泡的亮度； （2）开关闭合前，滑动变阻器的滑片P应处于阻值最大处，这样当短路其他元件连线错误造成短路时，滑动变阻器可起到保护电路的目的； （3）在实验中，需要反复调节滑动变阻器的阻值，当调节滑动变阻器使其阻值为零时，串联在电路中的小灯泡可起到保护电路作用。 特别提醒： （1）在实验中，只有连入的接线柱为“一上一下”时，滑动变阻器才能改变小灯泡的亮度； （2）开关闭合前，滑动变阻器的滑片P应处于阻值最大处，这样当短路其他元件连线错误造成短路时，滑动变阻器可起到保护电路的目的； （3）在实验中，需要反复调节滑动变阻器的阻值，当调节滑动变阻器使其阻值为零时，串联在电路中的小灯泡可起到保护电路作用。 【例3】如图所示的电路中，要使灯泡变暗，滑动变阻器的滑片应向　 　移动，此时电流表的示数将 　 　 （填“变大”“变小”或“不变”）。 【变式3-1】用滑动变阻器改变小灯泡亮度的实验装置如图所示，下列有关说法正确的是（　　） A．电阻丝最好是用铜制成的导体，缠绕电阻丝的圆筒最好是绝缘体 B．闭合开关前，应该将滑动变阻器的滑片置于最左端 C．闭合开关后，当滑动变阻器的滑片向右滑动时，小灯泡的亮度由亮变暗 D．滑动变阻器的铭牌上标有“20Ω　2A”的字样，其中“2A”是指使用滑动变阻器时的电流 【变式3-2】在如图所示的电路中，由滑动变阻器控制灯泡的亮暗，要求滑片P向右移动时，灯泡的亮度增大，则滑动变阻器接入电路的方式是（　　） A．A接M点，B接N点 B．C接M点，B接N点 C．B接M点，D接N点 D．C接M点，D接N点 【知识点4 电阻箱和电位器】 1、电阻箱：滑动变阻器能够改变接入电路的电阻值大小，但不能准确知道接入电路的电阻阻值。如果需要知道接入电路的电阻阻值，就要用到电阻箱。电阻箱是一种可以调节电阻大小并且能够显示出电阻值的变阻器，电阻箱有两种：旋钮式电阻箱和插入式电阻箱。在电路中都用符号“”表示。 （1）旋钮式电阻箱 ①使用方法：将电阻箱的两个接线柱接入电路中，调节六个旋钮，就能得到0—99999.9Ω之间的电阻值。 ②读数方法：将各旋钮对应的小三角对准的数字乘以面板上标记的倍数，然后将数值加在一起就是电阻箱接入电路中的电阻值。如图乙所示是某电阻箱接入电路后的示意图，该电阻箱的示数：0×100000Ω+0×10000Ω+4×1000Ω+6×100Ω+8×10Ω+8×1Ω=4688Ω。 甲 乙 2.机械式电位器：如图所示，是机械式电位器的一种。其电阻丝呈圆弧形，滑片可以在电阻丝上转动。其接线方法是“中间固定，两边接一边”。当接中间和左端接线柱时，接入电路的电阻丝为左侧部分，如果顺时针转动滑片，则电位器接入电路的阻值变大。可连续调节亮度的台灯、可连续调节声音大小的耳机等都是使用了这种电位器。 【例4】如图所示，电阻箱的示数为 。 【变式4-1】在收音机等用电器中，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。使用电位器时，下列说法正确的是（   ）。 A. 只把B和C接入电路，无法改变通过电位器的电流； B. 只把A和B接入电路，无法改变通过电位器的电流； C. 将A和B接入电路时，当滑片逆时针旋转时，电位器接入电路的电阻变大； D. 将B和C接入电路时，当滑片顺时针旋转时，电位器接入电路的电阻变小 【变式4-2】如图甲为某可调节亮度台灯，图乙为其用于调光的电位器结构图，a、b、c是它的是三个接线柱，a、c分别与弧形电阻丝的两端相连，b与金属滑片相连，转动旋钮，滑片在弧形电阻丝上滑动即可调节灯泡亮度，下列分析正确的是（　　） A．电位器与灯泡并联 B．若只将a、b接入电路，顺时针转动旋钮时灯泡变亮 C．若只将b、c接入电路，顺时针转动旋钮时灯泡变亮 D．若只将a、c接入电路，顺时针转动旋钮时灯泡变亮 模块三 课后作业 一、单选题 1．如图所示是我们实验室经常用到的滑动变阻器。该滑动变阻器实现变阻是通过改变连入电路中电阻丝的（      ） A．粗细 B．温度 C．长度 D．材料 2．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. 要使滑动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 3．下图是滑动变阻器的结构和连入电路的示意图，当滑片P向右滑动时，连入电路的电阻变小的是（　　） A． B． C． D． 4．如图所示电路，在a、b两点间接一滑动变阻器，闭合开关后灯泡能发光。现要使滑动变阻器的滑片P向右滑动的过程中，灯泡亮度变暗，则图所示的接法中正确的是（　　）。 A． B． C． D． 5．小祝同学用旧家电拆下的电位器设计了一款风速可调的小电扇，当沿顺时针方向调节旋钮可以使风速变大，下列方案符合要求的是（　　） A． B． C． D． 6．如图所示，用电池（电压为3 V）、小灯泡（2.5 V  0.3 A）、甲、乙两根铅笔芯（做滑动变阻器，铅笔芯的长度都是17.5 cm，甲的电阻为20 Ω，乙的电阻为10 Ω）、金属回形针、开关、导线，设计制作一个模拟的调光灯。调节效果可以从两个方面评价：一是小灯泡亮度的变化范围；二是调节精度，回形针移动一定距离时，电阻变化越小调节精度越高。则铅笔芯甲和乙相比（    ） A．调节范围大，调节精度高 B．调节范围大，调节精度低 C．调节范围小，调节精度高 D．调节范围小，调节精度低 二、填空题 7．图中电阻箱的示数为 。 8．变阻器 (1)变阻器的种类 ①通过改变 的装置，叫作变阻器。 ② 变阻器和电阻箱是常见的两种变阻器。 (2)滑动变阻器 ①工作原理：通过改变 来改变连入电路中的电阻值。 ②电路元件符号： 。 ③滑动变阻器铭牌上标有“20Ω  2A”，表示滑动变阻器能够接入电路的最大电阻是 Ω，滑动变阻器允许通过的最大电流是 A。 9．如图所示，电路中一根导线已经与滑动变阻器的A接线柱连接，当滑动变阻器的滑片P向左移动时，要使滑动变阻器的电阻变小，另一根导线应与滑动变阻器的　 　（选填“A”或“C”或“D”）接线柱连接；滑动变阻器是通过改变电阻丝的　 　 来改变电阻的大小。 10．如图所示是一种自动测定汽车油箱内油面高度的装置。R0为定值电阻，R是滑动变阻器，它的金属滑片连在杠杆的一端。从油量表（用电流表改装）指针所指的刻度就可知道油箱内油面高低，当油面下降时，滑动变阻器连入电路的阻值将_____，电流表的示数将_____（以上两空均选填“变大”“变小”或“不变”）。 11．如图所示，闭合开关前，滑片P应移动到最 （选填“右”或“左”）端。闭合开关后，当滑片向右移动时，电流表的示数将 （选填“变大”“变小”或“不变”），灯泡的亮度将 （选填“变亮”“变暗”或“不变”）。 12．如图是由电流表改装而成的体重计装置，其中R2是下端带绝缘体AB的滑动变阻器，R是电路保护电阻。当人站在测试台上时，杠杆带动滑片移到___________（选填“AB间”或“BC间”）位置，接通电路，电流表（体重计）有一定的示数。当体重增大时，滑片P向___________滑，使连入电路的电阻（PC部分）变___________，所以电路中的电流变大，体重显示表的示数变大。 三、画图题 13．请将下列元件连成电路，使电流表能测量小灯泡的电流，滑动变阻器的滑片向右移动的过程中灯变亮。 14．在图电路中，有两根导线尚未连接，请用笔线代替导线连接。要求：（1） 定值电阻与滑动变阻器并联；（2） 闭合开关后，电流表测量滑动变阻器的支路电流，且向右移动变阻器的滑片P时，电流表示数变小。 四、实验题 15．某实验小组利用滑动变阻器改变小灯泡的亮度： （1）要求滑动变阻器向左移动时能使灯L亮度变暗。请用笔划线代替导线将实物连接完整 ( ) （2）滑动变阻器上标有“20Ω 2A”的字样，2A指的是 。 （3）开关闭合前，滑动变阻器的滑片P应滑到 （填A或B）端。 （4）开始实验后，甲同学发现无论如何移动滑片P，灯的亮度都不发生变化，而且一直很亮，这可能是 ，乙同学发现移动滑片P时，灯忽亮忽熄，这可能是 。 16．在“滑动变阻器改变电路中的电流”的实验中。 请根据图甲电路图连接好图乙实物电路闭合开关前，滑片P移动到最右端。 闭合开关S，若发现小灯泡不亮。则接下来的操作，在以下步骤中最合理的是_________。 A.断开开关S，更换灯泡重新实验 B.断开开关S，增加电池节数重新实验 C.调节滑动变阻器，观察小灯泡是否发光 D.观察电流表示数是否为零，判断电路是否开路 实验中，当滑片P向左移动，滑动变阻器连入电路的电阻变__________，电流表的示数变__________。 第 14 页 共 14 页 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 14.2 变阻器 目录 模块一 知识框架 1 模块二 知识精讲 1 【知识点1 滑动变阻器的认识】 2 【知识点2 滑动变阻器的使用】 4 【知识点3 滑动变阻器改变灯泡亮度】 7 【知识点4 电阻箱和电位器】 9 模块三 课后作业 11 模块一 知识框架 模块二 知识精讲 情景导入 【问题情境】生活中你是怎样改变调光灯的亮度？怎样改变收音机音量的大小？变阻器为什么能够改变灯的亮度？ 知识归纳 【知识点1 滑动变阻器的认识】 1.变阻器：能改变接入电路中电阻大小的元件叫做变阻器。学生实验中常用的变阻器有两种，一种是滑动变阻器，另一个是电阻箱。 2.滑动变阻器 （1）原理：通过改变接入电路中的电阻丝的长度来改变电路中电阻的大小。 （2）作用：①调节滑动变阻器的滑片可以逐渐改变接入电路的电阻值，从而改变电路中的电流和用电器两端的电压；②滑动变阻器还能起到保护电路的作用。 （3）构造：滑动变阻器的构造如图所示： 接线柱A、B之间时滑动变阻器的电阻丝；接线柱C、D之间是金属杆，电阻为零；P是金属滑片，与金属杆和电阻丝相连（电阻丝的表面涂有绝缘漆，但与滑片接触的地方绝缘漆被刮掉），滑片本身看作电阻为零。滑片移动到不同位置时，接入电路的A、C（D）或B、C（D）两个接线柱间电阻丝的长度不一样，这样就改变了接入电路中电阻的大小。 注意：滑动变阻器只是通过改变接入电路中的电阻丝的长度来改变接入电路的电阻大小，而电阻丝自身的总长度并没有发生变化，即电阻丝的总电阻没有变化。 （4）结构示意图和电路图中的符号 甲 结构示意图 乙 电路图中的符号 （5）铭牌上各数值的物理意义 20Ω：表示此滑动变阻器的最大阻值为20Ω。使用此滑动变阻器时，接入电路中的阻值可以在0-20Ω之间变化 1.5A：表示此滑动变阻器允许通过的最大电流为1.5A 【例1】关于如图所示滑动变阻器的部分组件的导电性能，下列说法正确的是（　　） A．滑片是导体，金属杆是半导体 B．与滑片接触的电阻丝是导体，瓷管是绝缘体 C．接线柱与导线连接的部位是绝缘体 D．滑片是导体，与滑片接触的电阻丝是绝缘体 【答案】B 【详解】A．滑片在滑动变阻器中起到改变电阻的作用，它必须能够导电，以便与电阻丝形成通路。同样，金属杆作为滑片的移动轨道，也必须是导体。故A错误； B．电阻丝是滑动变阻器中产生电阻的主要部分，它必须是导体，以便电流能够通过。瓷管则用于支撑和固定电阻丝，同时防止电流通过瓷管本身，因此瓷管是绝缘体，故B正确； C．接线柱是滑动变阻器与外部电路连接的部分，它必须能够导电，以便将电流引入或引出滑动变阻器。因此，接线柱与导线连接的部位是导体，而不是绝缘体，故C错误； D．由于滑片需要改变电阻丝接入电路的长度，从而改变电阻值，因此滑片必须与电阻丝保持导电接触。所以，与滑片接触的电阻丝是导体，而不是绝缘体，故D错误。 故选B。 【变式1-1】下列关于滑动变阻器的说法正确的是（　　） A．滑动变阻器是靠改变导体的横截面积来改变电阻的 B．滑动变阻器是靠改变导体的材料来改变电阻的 C．滑动变阻器是靠改变连入电路中导体的长度来改变电阻的 D．因为电阻与导体的材料、长度、横截面积有关，所以滑动变阻器是靠改变任一因素来改变电阻的 【答案】C 【详解】滑动变阻器的电阻丝的材料、横截面积、温度都不变，改变电阻大小的方法是改变连入电路中导体的长度。 故选C。 【变式1-2】滑动变阻器是通过改变连入电路中电阻线的　 　来改变连入电路中的电阻的。滑动变阻器上标有“0～50Ω，2A”字样，0～50Ω表示　 　，2A表示　 　。 【答案】长度；最大阻值是50Ω；滑动变阻器允许通过的最大电流值是2A。 【详解】解：滑动变阻器是通过改变接入电路中电阻线的长度来改变电阻的。它上面标的电阻是滑动变阻器的最大阻值，电流是变阻器的允许通过的最大电流值。 故答案为：长度；最大阻值是50Ω；滑动变阻器允许通过的最大电流值是2A。 【知识点2 滑动变阻器的使用】 1、滑动变阻器的连接方法 ①接入A、D或A、C接线柱 实物图 滑动变阻器的接法 对应电路图 接入电路中电阻丝是AP段。左移，AP段变短，接入电阻变小；右移，AP段变长，接入电阻变大 接入电路中电阻丝是AP段。左移，AP段变短，接入电阻变小；右移，AP段变长，接入电阻变大 ②接入B、D或B、C接线柱 实物图 滑动变阻器的接法 对应电路图 接入电路中电阻丝是BP段。左移，BP段变长，接入电阻变大；右移，BP段变短，接入电阻变小 接入电路中电阻丝是BP段。左移，BP段变长，接入电阻变大；右移，BP段变短，接入电阻变小 ③接入A、B或C、D接线柱 实物图 滑动变阻器的接法 对应电路图 所有电阻丝都接入了电路，相对于接入了一定值电阻，移动划片不能改变接入电路电阻大小 金属杆被接入电路，没有电阻丝接入电路 归纳总结： 将滑动变阻器接入电路时，应采用两个接线柱“一上一下”的接法，不能同时使用上面两个接线柱（此时滑动变阻器接入电路的电阻为零），也不能同时使用下面两个接线柱（此时滑动变阻器接入的电阻值最大且不变），否则就起不到改变电路电阻的作用。 特别提醒： （1）电路中的电流不能超过滑动变阻器允许通过的最大电流； （2）只要选定滑动变阻器的下端接线柱，上端两个接线柱中任何一个接入电路，接法是等效的； （3）为了保护电路，在闭合开关前滑动变阻器的滑片应置于最大阻值处。 【例2】如图所示，滑动变阻器连入电路的示意图中，当滑片P向右滑动时，连入电路的电阻变小的是（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】解：（1）滑动变阻器都接上面的接线柱，滑动变阻器被短路。滑动变阻器都接下面接线柱，滑动变阻器相当于定值电阻。 （2）选择上面一个接线柱，下面选择一个接线柱。滑动变阻器接入的部分取决于下面的接线柱。 （3）当滑片P向右滑动时，连入电路的电阻变大，电阻变长，应该接入左半段。下面的接线柱一定接左接线柱，上面的接线柱任意接入。 故选：D。 【变式2-1】如图所示，要使滑动变阻器的滑片P向左滑动时，电流表的示数增大，M、N与滑动变阻器的接线柱的连接方法是（　　） A．M接C，N接A B．N接B，M接A C．N接D，M接B或C D．M接B，N接C或D 【答案】A 【详解】A．M接C，N接A时，有效部分是左半段，滑片P向左滑动时，接入电阻变小，电流表示数增大，故A符合题意； B．N接B，M接A，相当于定值电阻，不能改变电流的大小，故B不符合题意； C．N接D，M接B时，有效部分是右半段，滑片P向左滑动时，接入电阻变大，电流表示数减小；若M接C，则相当于导线，不能改变电流的大小，故C不符合题意； D．M接B，N接C或D时，有效部分是右半段，滑片P向左滑动时，接入电阻变大，电流表示数减小，故D不符合题意。 故选A。 【变式2-2】如图所示是滑动变阻器使用的连接方法，如果滑片P都向左移动时，变阻器电阻值改变的情况分别是：甲： ；乙： ；丙： ；丁： 。（均选填“变大”“变小”或“不变”）。 【答案】变小 不变 不变 变大 【详解】[1]图甲滑动变阻器接入电路的有效部分是从电阻丝左端到滑片之间的电阻丝，滑片左移时，接入的电阻丝长度变短，阻值变小。 [2][3]图乙、丙滑动变阻器分别接了电阻丝两端、金属杆两端，不管滑片怎么移动，均不会影响变阻器接入电路的有效阻值。 [4]图丁中，滑片左移，滑动变阻器接入电路的电阻丝变长，阻值变大。 【知识点3 滑动变阻器改变灯泡亮度】 1.实验：用滑动变阻器改变小灯泡的亮度 实验器材 电池组或学生电源一个、小灯泡一个、电流表、滑动变阻器、开关各一个，导线若干 实验电路图 进行实验 （1）按电路图连接实物图，在连接过程中开关应处于断开状态，电路连接完毕，在闭合开关前检查变阻器划片P是否处在阻值最大处； （2）从阻值位置最大处，向B端移动变阻器划片P，观察小灯泡亮度，并观察电流表读数； （3）向相反方向移动划片P，观察小灯泡亮度，并观察电流表读数。 实验现象 （1）滑动变阻器的滑片向B端移动时，电流表示数变大，小灯泡逐渐变亮；滑动变阻器的滑片从B端向A端移动时，电流表示数变小，小灯泡逐渐变暗； （2）滑动变阻器在实验中起到改变电路中电流的作用。 实验结论 （1）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； （2）当滑动变阻器的滑片使接入电路电阻变大（变小）时，电流中电流变小（变大），小灯泡变暗（变亮）； （3）滑动变阻器在电路中起到改变电路中电流大小的作用。 特别提醒： （1）在实验中，只有连入的接线柱为“一上一下”时，滑动变阻器才能改变小灯泡的亮度； （2）开关闭合前，滑动变阻器的滑片P应处于阻值最大处，这样当短路其他元件连线错误造成短路时，滑动变阻器可起到保护电路的目的； （3）在实验中，需要反复调节滑动变阻器的阻值，当调节滑动变阻器使其阻值为零时，串联在电路中的小灯泡可起到保护电路作用。 特别提醒： （1）在实验中，只有连入的接线柱为“一上一下”时，滑动变阻器才能改变小灯泡的亮度； （2）开关闭合前，滑动变阻器的滑片P应处于阻值最大处，这样当短路其他元件连线错误造成短路时，滑动变阻器可起到保护电路的目的； （3）在实验中，需要反复调节滑动变阻器的阻值，当调节滑动变阻器使其阻值为零时，串联在电路中的小灯泡可起到保护电路作用。 【例3】如图所示的电路中，要使灯泡变暗，滑动变阻器的滑片应向　 　移动，此时电流表的示数将 　 　 （填“变大”“变小”或“不变”）。 【答案】右；变小。 【详解】解：由电路图可知，向右移动滑片，滑动变阻器接入电路的阻值变大，电路总电阻变大，电源电压不变，由欧姆定律可知，电路电流变小，电流表示数变小，灯泡实际功率变小，灯泡变暗； 故答案为：右；变小。 【变式3-1】用滑动变阻器改变小灯泡亮度的实验装置如图所示，下列有关说法正确的是（　　） A．电阻丝最好是用铜制成的导体，缠绕电阻丝的圆筒最好是绝缘体 B．闭合开关前，应该将滑动变阻器的滑片置于最左端 C．闭合开关后，当滑动变阻器的滑片向右滑动时，小灯泡的亮度由亮变暗 D．滑动变阻器的铭牌上标有“20Ω　2A”的字样，其中“2A”是指使用滑动变阻器时的电流 【答案】C 【详解】A．电阻丝是导体，但要有一定的电阻，这样才能对电路起到调节作用，而铜丝的电阻非常小，不适合做电阻丝；缠绕电阻丝的圆筒要求不能导电，是绝缘体，故A错误； B．闭合开关前，为了保护电路，滑动变阻器阻值应调至最大，故图中滑片应置于最右端，故B错误； C．闭合开关后，当滑片向右滑动时，滑动变阻器接入电路的电阻变大，总电阻变大，根据欧姆定律可知，电路中的电流变小，小灯泡的亮度变暗，故C正确； D．滑动变阻器上的铭牌标有“20Ω 2A”，其中的2A是指滑动变阻器允许通过的最大电流，故D错误。 故选C。 【变式3-2】在如图所示的电路中，由滑动变阻器控制灯泡的亮暗，要求滑片P向右移动时，灯泡的亮度增大，则滑动变阻器接入电路的方式是（　　） A．A接M点，B接N点 B．C接M点，B接N点 C．B接M点，D接N点 D．C接M点，D接N点 【答案】C 【详解】解：滑片P向右移动时，灯泡的亮度增大，说明电路中的电流变大，根据欧姆定律可知，滑动变阻器接入电路的电阻会减小，说以应该解AD或BD接线柱，故C正确。 故选：C。 【知识点4 电阻箱和电位器】 1、电阻箱：滑动变阻器能够改变接入电路的电阻值大小，但不能准确知道接入电路的电阻阻值。如果需要知道接入电路的电阻阻值，就要用到电阻箱。电阻箱是一种可以调节电阻大小并且能够显示出电阻值的变阻器，电阻箱有两种：旋钮式电阻箱和插入式电阻箱。在电路中都用符号“”表示。 （1）旋钮式电阻箱 ①使用方法：将电阻箱的两个接线柱接入电路中，调节六个旋钮，就能得到0—99999.9Ω之间的电阻值。 ②读数方法：将各旋钮对应的小三角对准的数字乘以面板上标记的倍数，然后将数值加在一起就是电阻箱接入电路中的电阻值。如图乙所示是某电阻箱接入电路后的示意图，该电阻箱的示数：0×100000Ω+0×10000Ω+4×1000Ω+6×100Ω+8×10Ω+8×1Ω=4688Ω。 甲 乙 2.机械式电位器：如图所示，是机械式电位器的一种。其电阻丝呈圆弧形，滑片可以在电阻丝上转动。其接线方法是“中间固定，两边接一边”。当接中间和左端接线柱时，接入电路的电阻丝为左侧部分，如果顺时针转动滑片，则电位器接入电路的阻值变大。可连续调节亮度的台灯、可连续调节声音大小的耳机等都是使用了这种电位器。 【例4】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 【变式4-1】在收音机等用电器中，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。使用电位器时，下列说法正确的是（   ）。 A. 只把B和C接入电路，无法改变通过电位器的电流； B. 只把A和B接入电路，无法改变通过电位器的电流； C. 将A和B接入电路时，当滑片逆时针旋转时，电位器接入电路的电阻变大； D. 将B和C接入电路时，当滑片顺时针旋转时，电位器接入电路的电阻变小 【答案】 D 【详解】AD．只把B和C接入电路，滑片下方电阻丝接入电路，当滑片顺时针旋动时，B、C间电阻丝的长度变短，电位器接入电路电阻变小，可以改变通过电位器的电流，A不符合题意、D符合题意； BC．只把A和B接入电路，滑片上方和左方电阻丝接入电路，当滑片逆时针旋转时，A、B间电阻丝的长度变短，电位器接入电路电阻变小，可以改变通过电位器的电流，BC不符合题意。 故答案为：D。 【变式4-2】如图甲为某可调节亮度台灯，图乙为其用于调光的电位器结构图，a、b、c是它的是三个接线柱，a、c分别与弧形电阻丝的两端相连，b与金属滑片相连，转动旋钮，滑片在弧形电阻丝上滑动即可调节灯泡亮度，下列分析正确的是（　　） A．电位器与灯泡并联 B．若只将a、b接入电路，顺时针转动旋钮时灯泡变亮 C．若只将b、c接入电路，顺时针转动旋钮时灯泡变亮 D．若只将a、c接入电路，顺时针转动旋钮时灯泡变亮 【答案】C 【详解】解：A、电位器串联在电路中能改变电路中电流的大小，所以图中电位器应与灯泡串联，故A错误； B、若只将a、b接入电路，滑片左边的电阻丝接入电路，即滑片顺时针转动旋钮时，电阻变大，灯泡变暗，故B错误； C、若只将b、c接入电路，滑片右边的电阻丝接入电路；顺时针转动旋钮时，电位器接入电路的电阻变小，电路中电流变大，灯泡变亮，故C正确； D、若只将a、c接入电路，电位器的全部电阻丝都接入电路，不能改变电路的电流，所以不能改变灯泡的亮度，故D错误。 故选：C。 模块三 课后作业 一、单选题 1．如图所示是我们实验室经常用到的滑动变阻器。该滑动变阻器实现变阻是通过改变连入电路中电阻丝的（      ） A．粗细 B．温度 C．长度 D．材料 【答案】C 【详解】移动滑动变阻器滑片时，不能改变接入电阻丝的材料、横截面积以及温度，只能改变接入电路电阻丝的长度，来改变接入电路的电阻，故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 2．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. 要使滑动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】 电阻箱能表示出连入的阻值，但不能连续地改变连入电路的电阻；变阻器能连续地改变接入电路中的阻值，但不能读数；使用滑动变阻器时，要“一上一下”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． 3．下图是滑动变阻器的结构和连入电路的示意图，当滑片P向右滑动时，连入电路的电阻变小的是（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】解： A、滑片向右移动时，电阻丝接入部分的长度增大，接入电路中的电阻变大，故A不合题意； B、同时接入上方两接线柱，相当于接入一导线，滑片移动时，接入的电阻不变，故B不合题意； C、同时接入下方两接线柱，相当于接入一定值电阻，滑片移动时，接入的电阻不变，故C不合题意； D、滑片向右移动时，电阻丝接入部分的长度减小，接入电路中的电阻变小，故D符合题意。 故选：D。 4．如图所示电路，在a、b两点间接一滑动变阻器，闭合开关后灯泡能发光。现要使滑动变阻器的滑片P向右滑动的过程中，灯泡亮度变暗，则图所示的接法中正确的是（　　）。 A． B． C． D． 【答案】B 【详解】A．如图，滑动变阻器左上、右下接线柱接入电路，滑动变阻器的滑片P向右滑动的过程中，接入电路的电阻变小，电路中电流变大，灯泡亮度变亮，故A不符合题意； B．如图，滑动变阻器右上、左下接线柱接入电路，滑动变阻器的滑片P向右滑动的过程中，接入电路的电阻变大，电路中电流变小，灯泡亮度变暗，故B符合题意； C．如图，滑动变阻器上方两接线柱接入电路，相当于接入一根导线，滑动变阻器的滑片P向右滑动的过程中，接入电路的电阻不变，电路中电流不变，灯泡亮度不变，故C不符合题意； D．图，滑动变阻器上方两接线柱接入电路，相当于接入一个定值电阻，滑动变阻器的滑片P向右滑动的过程中，接入电路的电阻不变，电路中电流不变，灯泡亮度不变，故D不符合题意。 故选B。 5．小祝同学用旧家电拆下的电位器设计了一款风速可调的小电扇，当沿顺时针方向调节旋钮可以使风速变大，下列方案符合要求的是（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】沿顺时针方向调节旋钮可以使风速变大，即顺时针转动时，电阻变小，电流变大； A．将a、c接入电路，相当于定值电阻，不能改变小风扇风速，故A不符合题意； B．将b、c接入电路，电位器与灯泡并联，两者之间互不影响，不论怎么移动电位器滑片，都无法改变风扇风速，故B不符合题意； C．将a、b接入电路，顺时针旋转时，接入电路的电阻变大，电流变小，风扇风速变小，故C不符合题意； D．将b、c接入电路，顺时针旋转时，接入电路的电阻变小，电流变大，风扇风速变大，故D符合题意。 故选D。 6．如图所示，用电池（电压为3 V）、小灯泡（2.5 V  0.3 A）、甲、乙两根铅笔芯（做滑动变阻器，铅笔芯的长度都是17.5 cm，甲的电阻为20 Ω，乙的电阻为10 Ω）、金属回形针、开关、导线，设计制作一个模拟的调光灯。调节效果可以从两个方面评价：一是小灯泡亮度的变化范围；二是调节精度，回形针移动一定距离时，电阻变化越小调节精度越高。则铅笔芯甲和乙相比（    ） A．调节范围大，调节精度高 B．调节范围大，调节精度低 C．调节范围小，调节精度高 D．调节范围小，调节精度低 【答案】B 【详解】甲、乙两根铅笔芯的长度都是17.5cm，甲的电阻为20Ω，乙的电阻为10Ω，甲的电阻比乙的电阻大，因此甲电阻串联在电路中电阻阻值变化范围大，对应小灯泡亮度的变化范围大；回形针移动一定距离时，电阻变化越小调节精度越高，故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 二、填空题 7．图中电阻箱的示数为 。 【答案】2035 【详解】图中电阻箱的示数为 8．变阻器 (1)变阻器的种类 ①通过改变 的装置，叫作变阻器。 ② 变阻器和电阻箱是常见的两种变阻器。 (2)滑动变阻器 ①工作原理：通过改变 来改变连入电路中的电阻值。 ②电路元件符号： 。 ③滑动变阻器铭牌上标有“20Ω  2A”，表示滑动变阻器能够接入电路的最大电阻是 Ω，滑动变阻器允许通过的最大电流是 A。 【答案】(1)电阻来控制电流 滑动 (2)接入电路中电阻丝的长度 20 2 【详解】（1）[1]通过改变接入电路中电阻大小的装置，叫作变阻器。 [2]滑动变阻器和电阻箱是常见的两种变阻器。 （2）[1]工作原理：通过改变接入电路中电阻丝的长度来改变连入电路中的电阻值。因为电阻丝的电阻与长度有关，在材料、横截面积和温度一定时，导体的长度越长，电阻越大。 [2]滑动变阻器在电路图中的元件符号是 [3][4]滑动变阻器铭牌上标有“20Ω   2A”，其中“20Ω”表示滑动变阻器能够接入电路的最大电阻是 20Ω，“2A”表示滑动变阻器允许通过的最大电流是2A。 9．如图所示，电路中一根导线已经与滑动变阻器的A接线柱连接，当滑动变阻器的滑片P向左移动时，要使滑动变阻器的电阻变小，另一根导线应与滑动变阻器的　 　（选填“A”或“C”或“D”）接线柱连接；滑动变阻器是通过改变电阻丝的　 　 来改变电阻的大小。 【答案】C；长度。 【详解】解：滑动变阻器是通过改变连入电路中电阻线的长度来改变电阻的大小； 电路中一根导线已经与滑动变阻器的A接线柱连接，当滑动变阻器的滑片P向左移动时，要使滑动变阻器的电阻变小，则变阻器接入电路中电阻线的长度要变短，所以另一根导线应该与C接线柱连接。 故答案为：C；长度。 10．如图所示是一种自动测定汽车油箱内油面高度的装置。R0为定值电阻，R是滑动变阻器，它的金属滑片连在杠杆的一端。从油量表（用电流表改装）指针所指的刻度就可知道油箱内油面高低，当油面下降时，滑动变阻器连入电路的阻值将_____，电流表的示数将_____（以上两空均选填“变大”“变小”或“不变”）。 【答案】变大；变小。 【详解】[1][2]由图知，R0和滑动变阻器R串联，电流表测电路中电流，当油箱中油面下降时，滑片向上滑动，变阻器连入电路的长度变大，阻值变大，电路中总电阻变大，电源电压一定，由欧姆定律可知电路中电流变小。 11．如图所示，闭合开关前，滑片P应移动到最 （选填“右”或“左”）端。闭合开关后，当滑片向右移动时，电流表的示数将 （选填“变大”“变小”或“不变”），灯泡的亮度将 （选填“变亮”“变暗”或“不变”）。 【答案】左 变大 变亮 【详解】[1]闭合开关前，为保护电路，滑动变阻器的滑片应移到阻值最大处。由图可知，滑动变阻器的滑片P在最左端时，接入电路的电阻丝最长，阻值最大。因此，滑片P应移动到最左端。 [2]闭合开关后，滑动变阻器与灯泡串联，电流表测电路中的电流。当滑片向右移动时，滑动变阻器接入电路的电阻丝变短，电阻变小，电路中的电流变大，即电流表示数变大。 [3]当滑片向右移动时，通过小灯泡的电流变大，灯泡的亮度将变亮。 12．如图是由电流表改装而成的体重计装置，其中R2是下端带绝缘体AB的滑动变阻器，R是电路保护电阻。当人站在测试台上时，杠杆带动滑片移到___________（选填“AB间”或“BC间”）位置，接通电路，电流表（体重计）有一定的示数。当体重增大时，滑片P向___________滑，使连入电路的电阻（PC部分）变___________，所以电路中的电流变大，体重显示表的示数变大。 【答案】BC间；上；小。 【详解】[1]当人没有站在测试台上时，滑片P在电阻R2的AB间，位于绝缘部分，使电路切断；当人站在测试台上时，杠杆带动滑片移到BC间接通电路，电流表（体重计）有一定的示数。 [2][3]当体重逐渐增加时，在杠杆的作用下滑片上移，接入电路的电阻丝长度变短，连入电路的电阻变小，知电路中的电流变大，体重显示表的示数变大。 三、画图题 13．请将下列元件连成电路，使电流表能测量小灯泡的电流，滑动变阻器的滑片向右移动的过程中灯变亮。 【答案】 【详解】要求滑动变阻器滑片向右移动时，灯泡变亮，说明变阻器接入电路的电阻变小，则变阻器的右下接线柱应连入电路中，且变阻器采用“一上一下”的接法；该电路中电源电压较低，且有滑动变阻器保护电路，故电流表可选用小量程与灯串联，实物连接如下图所示： 14．在图电路中，有两根导线尚未连接，请用笔线代替导线连接。要求：（1） 定值电阻与滑动变阻器并联；（2） 闭合开关后，电流表测量滑动变阻器的支路电流，且向右移动变阻器的滑片P时，电流表示数变小。 【答案】 【详解】定值电阻与滑动变阻器并联，则定值电阻与滑动变阻器首首相连，尾尾相连；闭合开关后，电流表测量滑动变阻器的支路电流，则电流表串联在滑动变阻器所在支路；向右移动变阻器的滑片P时，电流表示数变小，可知变阻器连入电路的电阻变大，因此变阻器滑片以左电阻丝连入电路中，如图所示： 四、实验题 15．某实验小组利用滑动变阻器改变小灯泡的亮度： （1）要求滑动变阻器向左移动时能使灯L亮度变暗。请用笔划线代替导线将实物连接完整 ( ) （2）滑动变阻器上标有“20Ω 2A”的字样，2A指的是 。 （3）开关闭合前，滑动变阻器的滑片P应滑到 （填A或B）端。 （4）开始实验后，甲同学发现无论如何移动滑片P，灯的亮度都不发生变化，而且一直很亮，这可能是 ，乙同学发现移动滑片P时，灯忽亮忽熄，这可能是 。 【答案】 允许通过的最大电流 A 同时连接了滑动变阻器上面两个接线柱 滑片接触不良 【详解】(1)[1]滑动变阻器改变小灯泡的亮度，所以滑动变阻器应“一上一下”连接，并与灯泡串联，滑动变阻器向左移动，使灯L亮度变暗，说明电路中电流变小，电阻变大，所以应将滑片右侧电阻丝接入电路中，由此连接实物并画出电路图，如图所示： 。 (2)[2]滑动变阻器上标有“20Ω 2A”的字样，2A指的是允许通过的最大电流； (3)[3]为了保护电路，开关闭合前，滑动变阻器的滑动片P应滑到阻值最大处，即A端； (4)[4][5]甲同学发现无论怎样移动滑片P，灯的亮度都不发生变化，说明滑动变阻器都接上面或都接下面两个接线柱，灯泡的亮度比较亮，说明电路中电流较大，电阻较小，这可能是同时连接了滑动变阻器上面两个接线柱；乙同学缓慢移动滑片P时，看到灯忽亮忽熄，这可能是滑片接触不良造成的。 16．在“滑动变阻器改变电路中的电流”的实验中。 请根据图甲电路图连接好图乙实物电路闭合开关前，滑片P移动到最右端。 闭合开关S，若发现小灯泡不亮。则接下来的操作，在以下步骤中最合理的是_________。 A.断开开关S，更换灯泡重新实验 B.断开开关S，增加电池节数重新实验 C.调节滑动变阻器，观察小灯泡是否发光 D.观察电流表示数是否为零，判断电路是否开路 实验中，当滑片P向左移动，滑动变阻器连入电路的电阻变__________，电流表的示数变__________。 【答案】如图所示 ； ；小 ；大。 【详解】根据电路图，按照电流的流向，依次进行连接，滑动变阻器一上一下连接。 该电路为串联电路，闭合开关，灯泡不亮时，应先观察电流表是否有示数：如果无示数，说明电路出现开路现象，然后检测出开路的位置，并进行处理；如果电流表有较小的示数，则是电路中电阻较大造成的，可移动滑片观察灯泡是否发光，故C、D正确，A、B错误。 实验中，当滑片P向左移动，滑动变阻器连入电路的电阻变小，根据欧姆定律可知，电流表的示数变大。 第 17 页 共 21 页 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $