15.1 电阻和变阻器-九年级物理全一册典中点·课时夺冠(沪科版) 试卷
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第十五章《探究电路》
15.1 电阻和变阻器
【知识梳理】
一、电阻
1.导体对电流的阻碍作用叫电阻。电阻用字母R表示。
2.电阻的国际单位是欧姆,简称欧,符号是Ω。
常用的电阻单位还有千欧(kΩ)和兆欧(MΩ)。它们之间的换算关系是:
3.影响电阻的因素:
导体电阻的大小与导体的材料、长度和横截面积都有关。在其他条件相同时,导体的长度越长,电阻越大;在其他条件相同时,导体的横截面积越小,电阻越大。导体的电阻还与导体的温度有关,对于大多数导体来说,温度越高,电阻越大。
4.实验方法总结:
控制变量法:在探究电阻与某个因素关系时,控制其他变量;
转换法:通过电流表示数大小认识导体电阻大小。
二、变阻器
(一)滑动变阻器
1.制作原理:是通过改变接入电路中的电阻丝的长度来改变电阻的。
2.正确使用方法:①应串联在电路中使用;②接线要“一上一下”;③闭合开关前应把滑片调到阻值最大端。
3.铭牌:如一个滑动变阻器标有“50Ω、2A”表示的意义是最大阻值是50Ω,允许通过的最大电流是2A。
4.作用:保护电路通过改变接入电路中的电阻来改变电路中的电流和用得起两端的电压。
5.优缺点:滑动变阻器能够连续改变连入电路中的电阻,但不能确定连入电路中的具体电阻值。
(二)电阻箱
1.原理:通过改变连入电路的电阻线的长度来改变电阻。
2.优点:能够直接读出连入电路的电阻值;
3.缺点:不能连续地改变连入电路的电阻值。
4.读数方法:旋盘下面的“△”所对应的示数乘以相应的倍数之和。
【易错点】
1.导体电阻是导体本身的一种性质,它的大小决定与导体的材料、长度和横截面积。导体电阻与导体两端的电压和通过的电流无关,与是否接入电路无关。导体两端没有电压或没有电流通过时,导体的电阻也是客观存在的。
2.电路接通前,一定要调节滑动变阻器的滑片,使连入电路的电阻最大。
【规律总结】
1.影响电阻大小的因素有导体的材料、长度、横截面积、温度等。对于同种导体来说,长度越长、横截面积越小,电阻越大。对于大多数导体来说,温度越高,电阻越大。
2.变阻器都是靠通过改变连入电路的电阻线的长度来改变电阻的。作用是保护电路或调节电路中的电流,改变用电器两端的电压。
【典例分析】
“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,其材料规格如下表所示。
编号 | 材料 | 长度/m | 横截面积/mm2 | 灯泡亮度 |
A | 锰铜合金 | 0.5 | 0.8 | 亮 |
B | 镍铬合金 | 0.5 | 0.8 | 较亮 |
C | 镍铬合金 | 0.5 | 0.4 | 较暗 |
D | 镍铬合金 | 1.0 | 0.4 | 暗 |
(1)实验中通过观察___________比较电阻丝电阻的大小;
(2)实验中采用的研究方法是___________和转换法;
(3)分别将编号为___________的电阻丝接入电路进行实验,可得出结论:导体的电阻大小与导体的材料有关;
(4)分别将编号为B、C的电阻丝接入电路进行实验,可得出结论:导体的电阻大小与导体的___________有关;
(5)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实际应用到了___________的工作原理中;
A.电压表 B.电流表 C.滑动变阻器
(6)实验过程中某小组同学更换电阻丝后发现小灯泡亮度变化不明显,可用___________代替小灯泡完成实验。
【思路小结】本题考查学生实验探究能力之实验设计能力,同时也考查了学生的科学思维。在实验设计时用到的方法主要是控制变量和转换法,探究导电性能的好坏实际就是探究导体电阻大小与导体材料的关系,因而此时需控制其他变量,接入不同材料的合金即可;通过电流表示数的大小来反映导体电阻大小,即导电性能强的合金电阻小,导电性能弱的合金电阻大。
【夺冠训练】
一、单选题
1.(2022·浙江台州·中考真题)当滑动变阻器的滑片P向右移动时,接入电路的阻值变大。选择的接线柱是( )
A.AB B.CD C.BD D.AD
2.(2022·浙江金华·八年级期末)将一根电阻为R的合金丝拉长后,其电阻( )
A.小于R B.等于R
C.大于R D.无法判断
3.(2022·河北唐山·九年级期末)关于导体的电阻,下列说法正确的是( )
A.导体电阻与导体材料、长度、横截面积、温度等因素有关
B.导体两端电压越大,导体电阻越大
C.通过导体的电流越大,导体电阻越小
D.粗导线的电阻一定比细导线的电阻小
4.(2022·山东枣庄·中考真题)小亮想探究“在温度一定的条件下,导体电阻与长度、横截面积的关系”。他已选好代号为“a”的导体,他还应选用下表中哪两个导体进行实验探究( )
导体代号 | a | b | c | d | e |
导体长度L/m | 1.5 | 0.5 | 1.0 | 1.0 | 1.5 |
导体横截面积S/ | 1.2 | 1.2 | 0.8 | 1.2 | 2.0 |
导体材料 | 镍铬 | 镍铬 | 镍铬 | 锰铜 | 镍铬 |
A.b、c B.c、e C.c、d D.b、e
5.(2022·四川内江·中考真题)如图所示是滑动变阻器的结构和连入电路的示意图,当滑片向左滑动时,连入电路的电阻变大的是( )
A. B.
C. D.
6.(2022·河北保定·九年级期末)小明想用如图所示的装置比较甲,乙、丙三根镍铬合金丝的电阻大小,其中甲、乙两根长度相同,乙、丙两根粗细相同,小明分别将三根镍铬合金丝接入M、N两点间,闭合开关,记录电流表的示数,得出如下结论,你认为正确的是( )
A.电流表的示数越大,说明接入M、N两点间的电阻越大
B.甲的电阻大于乙的电阻
C.乙的电阻大于丙的电阻
D.甲的电阻小于丙的电阻
7.(2022·湖南株洲·九年级期末)图中所示的滑动变阻器四种接法中,当滑片P向左移动时,可使电路中的电流变大的是( )
A. B.
C. D.
8.滑动变阻器的铭牌上标有“20Ω 1A”字样,下列说法正确的是( )
A.该滑动变阻器只能接入20Ω的电阻
B.该滑动变阻器电阻的变化范围是0~20Ω
C.允许通过该滑动变阻器的最小电流是1A
D.允许通过该滑动变阻器的电流只能是1A
9.(2022·上海·九年级)关于滑动变阻器的原理,下列说法正确的是( )
A.通过改变接入电路中电阻丝的长度来改变自身的电阻
B.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
C.通过改变接入电路中电阻丝的横截面积来改变自身的电阻
D.通过改变接入电路中电阻丝的横截面积来改变接入电路中的电阻
10.(2022·福建三明·九年级期末)关于图中的电阻箱,下列说法错误的是( )
A.电阻箱是一种变阻器 B.阻值可调范围为0~10000Ω
C.最小分度值为1Ω D.电阻箱读数是622Ω
二、填空题
11.(2022·湖南湖南·九年级期末)某同学在实验室做实验时,将一根铜导线剪去了一部分,则此铜导线的电阻 _____(选填“增大”、“减小”或“不变”)。
12.(2022·湖北襄阳·中考真题)如图所示,多芯线是高压输电常用的导线,它是由多根细导线并联组成。材料、长度相同的多芯线的电阻 _____(选填“大于”“小于”或“等于”)其中每一根细导线的电阻。
13.(2022·陕西西安·二模)电位器实际是滑动变阻器,如图是电位器的结构示意图。把电位器与灯串联来调节灯的亮暗,如把电位器的A、B两端接在家庭电路中,把旋钮顺时针转时,灯的亮暗变化是 ___________(选填“变亮”“不变”或“变暗”),通过电阻的电流 ___________(选填“变大”或“变小”),说明导体电阻大小与 ___________有关。
14.(2022·新疆·和硕九年级期末)滑动变阻器是靠改变______________________来改变电阻的,从而可以改变电路中的___________ ;使用滑动变阻器时,应将它与所要控制的电路_______联。
15.(2022·四川成都·二模)小明自制了一盏可调节亮度的台灯,电路如图所示,粗心的小明忘记把灯泡画上去,你认为灯泡应画在图中______之间(选填“a、b”或“c、d”);连好电路后,若要使灯泡变暗,应将滑动变阻器的滑动片向______移动。
16.(2022·甘肃定西·九年级期末)如图所示,这是一些城市出现的共享电动车。骑行时,旋动右手的“调速”把手,电动机带动后轮的转速发生改变,与这个“调速”把手联动的电路元件相当于一个________。当给电动自行车充电时,其蓄电池相当于电路中的________。
三、作图题
17.(2022·广东揭阳·九年级期末)如图甲所示是小明连接的电路,还剩下几根导线没有连接上去,请你帮助小明完成电路的连接,要求开关S闭合后,向右移动滑片P,灯L1的亮度不变,灯L2的亮度变暗。
四、实验题
18.(2022·浙江杭州·八年级期末)小明为了比较萝卜、土豆、番薯的导电能力,将它们切成大小相同的长方条,分别接在如图1电路a、b间。
(1)该实验探究目的类似课本中“研究导体电阻大小与 ______的关系”;
(2)实验设计中,小明想通过观察比较 ______来比较三者导电能力的大小;
(3)在实际操作过程中,小明发现实验现象不明显,无法达到实验目的。他通过查阅资料发现,有一种电波感应器(如图2所示),能向物体发射电波,并根据物体反射回来的电波强弱来判断物体的导电能力,物体对电波反射越弱,则导电能力越强。若向萝卜、土豆、番薯发射相同强度的电波,反射回来的电波结果如表(+号越多电波越强),则萝卜、土豆、番薯中导电能力最强的是 ______。
| 感应器接受导反射回来的电波强弱 |
萝卜 | ++++ |
土豆 | +++++++ |
番薯 | ++ |
19.(2022·江西·丰城九中八年级期末)在探究影响导体电阻大小的因素时,小茜、小亮两位同学作出了如下猜想:①导体的电阻与导体的长度有关;②导体的电阻与导体的横截面积有关;③导体的电阻与导体的材料有关。实验室提供了4根电阻丝,规格、材料如表:
编号 | 材料 | 长度/m | 横截面积/mm2 |
A | 镍铬合金 | 0.5 | 0.5 |
B | 镍铬合金 | 1.0 | 0.5 |
C | 镍铬合金 | 0.5 | 1.0 |
D | 锰铜合金 | 0.5 | 0.5 |
为了验证上述猜想,他们设计了如图所示的实验电路:
(1)按照如图所示“探究影响导体电阻大小因素”的实验电路,在M、N之间分别接上不同的导体,则通过观察______来比较导体电阻的大小;
(2)为了验证上述猜想③,应该选用编号______和______两根电阻丝进行实验;
(3)如果选用编号为A、C的两根电阻丝进行实验,是为了验证猜想______(填序号);
(4)如果选用编号为A、B的两根电阻丝进行实验,是为了验证猜想______(填序号)。分别将A和B两电阻丝接入电路中M、N两点间时,电阻丝A接入时电流表示数较大。由此,得到的结论是:______;
(5)第(2)(3)(4)的实验中,研究问题的科学方法是______。
20.小刚用如图所示的实验器材来研究调光台灯的工作原理,并连接了部分实验电路。
(1)小刚在连接实验电路之前,应该首先将开关______;
(2)请你用笔画线代替导线,帮小刚连接成完整的实验电路,并让开关闭合时滑动变阻器连入电路的电阻最大______;
(3)小刚连接完成上述实验电路,检查无误后,闭合开关。发现小灯泡不亮。小刚想:是不是电路中某处发生了断路?此时,小刚检验实验电路是否发生断路最简单的操作是:______,观察小灯泡是否发光;
(4)小强认为在电路中连入一只电流表,观察电流表是否有示数也能判断电路是否发生了断路。若按照小强的方法进行判断,电流表可以串联在这个电路中的 ______。
A.电源和开关之间 B.开关和小灯泡之间
C.小灯泡和滑动变阻器之间 D.滑动变阻器和电源之间