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初中物理沪科版(2024)九年级全册(2024)第十六章 探究电路第一节 电阻和变阻器课文配套课件ppt
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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。铁也是导体,既多又便宜,为什么很少用它来做导线呢?铜、铝和铁都是导体,但它们的导电性能不同。我们通过研究不同材料的导电性来回答这个问题。
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?原来他们都用了一个叫做电位器(变阻器)的元件。变阻器为什么能够改变灯的亮度?
知道电阻,了解变阻器的结构和作用,能运用电阻知识解决一些相关问题;能用控制变量法探究影响电阻大小的因素。
1. 电阻2. 电阻的大小与哪些因素有关3. 变阻器4. 课堂总结 5. 作业6. 综合提升训练
1. 探究导体对电流的阻碍作用(1)实验过程将电池、电流表、小灯泡、开关和一小段细铁丝如图所示串联起来,观察电流表的示数和小灯泡的亮度。把细铁丝换成其他导体,例如铅笔芯,电流表的示数和小灯泡的亮度是否发生变化?
(2)实验现象把细铁丝换成其他导体,例如铅笔芯,电流表的示数和小灯泡的亮度都会发生变化,电流表的示数变小,小灯泡变暗。
在上面的实验中,电池提供的电压是相同的。当电路中接入不同的导体时,电流表的示数通常不同。为什么会有这种差别呢?(3)实验分析导体虽然容易导电,但对电流也有一定的阻碍作用。在相同的电压下,通过铁丝的电流比较大,表明铁丝对电流的阻碍作用比较小;通过铅笔芯的电流比较小,表明铅笔芯对电流的阻碍作用比较大。
(4)实验结论导体在导电的同时,对电流产生阻碍作用。不同导体对电流的阻碍作用不同,在物理学中,用电阻来表示导体的这种性质。
2. 电阻(1)概念:把导体对电流的阻碍作用叫电阻。用字母R表示。不同的导体,电阻一般不同。(2)单位 ①国际单位是欧姆,简称欧,符号Ω.②常用单位有千欧(kΩ)、兆欧(MΩ). ③换算关系:1 kΩ = 103 Ω 1MΩ =103 kΩ.(3)电阻器收音机、电视机等用电器的电路中连接着许多具有一定阻值的元件——电阻器,用来调节电路中的电流和电压。电路图中的符号是: 。
(4)对电阻的理解 可从“阻碍作用”和“性质”两个角度来分析。①导体的电阻越大,表示导体对电流的阻碍作用越大。在相同的电压下,导体对电流的阻碍作用(电阻)越大,电路中的电流越小。而绝缘体之所以起绝缘作用,就是由于其电阻很大。②导体的电阻是导体本身的一种性质,由自身情况决定。不管这个导体是否连入电路,是否有电流通过,也不管它两端的电压是否改变,导体对电流的阻碍作用(电阻)总是存在的。无电流通过时,这种阻碍作用仅仅是没有体现出来而已。
(5)常见的一些电阻器
(6)一些电阻的大小实验用的1m长的铜导线,电阻约百分之几欧,通常可以略去不计;小灯泡正常发光时灯丝电阻为几欧到十几欧;日常用的电暖器和电烤箱的电阻约为几十欧;白炽灯(60W)正常发光时的电阻为800Ω左右。
【例题1】导体对电流的阻碍作用叫电阻,电阻的大小与导体两端电压和通过导体的电流 _______(选填“有关”或“无关”),物理学中用科学家 ________的名字作为电阻的单位,以纪念他对物理学的贡献。在电路中,要经常用到具有一定电阻值的元件——电阻器,也叫做___________,简称电阻,电路图中用_______ 表示。
【解析】电阻的大小与导体两端电压和通过导体的电流无关,只与导体的材料、长度、横截面积有关。电阻的单位是欧姆,他提出了欧姆定律。电阻器即定值电阻,阻值大小一定。电路图中用 表示。
【例题2】关于导体的电阻,下列说法正确的是( )A.导体的电阻由其两端的电压和通过导体的电流共同决定 B.导体通电时有电阻,不通电时没有电阻C.导体的电阻越大,表明导体的导电能力越强D.导体电阻越小,对电流的阻碍作用越小
【解析】AB.电阻是导体本身的一种性质,与导体两端的电压和通过的电流无关,导体通电时有电阻,不通电时也有电阻,故AB错误;C.导体的电阻越大,表明导体的导电能力越差,故C错误;D.电阻是指导体对电流的阻碍作用,导体电阻越小,对电流的阻碍作用越小,故D正确。 故选D。
二、电阻的大小与哪些因素有关
二、电阻的大小与哪些因素有关
电流通过不同材料制成的导体时,受到的阻碍作用是不一样的。那么,导体的电阻大小与哪些因素有关呢?1. 实验探究:影响电阻大小的因素【提出问题】电阻的大小与哪些因素有关?【猜想与假设】我们从生活经验中知道,输电线越长,耗电量越大;高压输电线很粗,而实验室中做电学实验用的导线却很细;导线一般使用铜、铝制成。据此我们可以猜想,导体的电阻可能跟导体的长度、粗细(横截面积)和材料有关。
【实验器材】电源、装有不同规格电阻丝的演示板、电流表、开关。a、b、c 是三根用同一种材料制成的导体,a、b 长度相同但粗细(横截面积)不同,a、c 粗细相同而长度不同;导题 d 与导线 c 的长度、粗细都相同,但材料不同。
【设计实验】(1)研究方法:控制变量法与转换法有多个因素影响电阻的大小,采用控制变量的方法进行研究,通过观察电流表的示数来判断导体电阻的大小。
①研究电阻与横截面积的关系,控制导体的长度和材料相同,横截面积不同。选用a、b两根导体。②研究电阻与长度的关系,控制导体的材料和横截面积相同,长度不同 。选用a、c两根导体。③研究电阻与材料的关系,控制导体的长度和横截面积相同,材料不同 。选用c、d两根导体。
【进行实验】(1)选用材料相同、长度相同,横截面积不同的两根电阻丝a和b,分别将它们接入电路,观察电流表的示数,记入表格中。
(2)选用材料相同、横截面积相同,长度不同的两根电阻丝a和c,分别将它们接入电路,观察电流表的示数,记入表格中。(3)选用长度和横截面积相同、材料不同的电阻丝d和c,分别将它们接入电路,观察电流表的示数,记入表格中。
(1)分析实验1:材料和长度相同,横截面积不同的两根电阻丝a和b,通过b的电流大,说明b电阻丝的电阻小。(2)分析实验2:材料和横截面积都相同,长度不同的两根电阻丝a和c,通过a的电流小,说明a电阻丝的电阻大。(3)分析实验3:长度和横截面积相同,材料不同的两根电阻丝c和d,通过c的电流小,说明c电阻丝的电阻大。
【实验结论】 大量实验表明:
横截面积相同的同种材料的导体,长度越长,电阻越大;长度相同的同种材料的导体,横截面积越小,电阻越大;长度和横截面积都相同的不同材料的导体,其电阻一般不同。
演示实验——《探究影响导体电阻大小的因素》
2. 不同材料的导电性能 (1)长为1m、横截面积为1mm2的不同材料的金属丝在20℃时的电阻值。
想一想:通常情况下为什么用铜、铝来做导线?不用铁?【分析】铜的导电性能优于铁。对于长度、横截面积相同的铁丝和铜丝,铁丝的电阻是铜丝的近6倍,所以一般不用铁制作导线。如果用铁做导线,将有大量的电能损耗在导线上。
(2)导体的电阻还与其温度有关白炽灯不工作时(灯泡处于常温)的电阻为几十欧,而白炽灯正常发光时,其电阻就有几百、几千欧。在初中物理的学习中,通常不考虑温度对电阻的影响。
【例题3】在探究影响导体电阻大小的因素中,小明猜想导体电阻大小可能与下列因素有关:A.导体的材料 B.导体的长度 C.导体的横截面积为验证上述猜想,他用如图所示的器材进行实验,①②④横截面积相同,③横截面积最大。(1)该实验中,通过观察____________(选填“电流表示数”或“灯泡亮度”)来反应电阻的大小,这种物理研究方法是_______;A.转换法 B.控制变量法 C.等效潜代法
【解析】实验中通过电流表示数的大小来反映电阻的大小,采用的是转换法。故选A。
(2)选用①②两根导体分别接入电路进行实验,可验证猜想______(选填猜想因素选项“A”“B”或“C”);(3)选用①④两根导体分别接入图中M、N两点间,闭合开关电流表的示数不同,可知在导体的长度和横截面积相同时,导体电阻大小跟导体的_______有关;
【解析】(2)选用①②两根导体,材料、横截面积相同,长度不同,可验证导体电阻与长度的关系,即验证猜想B。(3)选用①④两根导体,长度、横截面积相同,材料不同,探究的是电阻大小与材料的关系;电流表的示数不同,可知在导体的长度和横截面积相同时,导体电阻大小跟导体的材料有关。
图是生活中常见材料在导电性能方面的排序。电阻较小的材料导电性能较强,电阻较大的材料导电性能较弱。1. 导体与绝缘体:人们常把容易导电的材料叫做导体,不容易导电的材料叫做绝缘体。2. 半导体:有些材料的导电性能介于导体和绝缘体之间,叫做半导体。
导体、绝缘体、半导体和超导体
3. 超导体20世纪初,科学家们还发现,有些材料在很低的温度时,电阻就变成了0,这就是超导现象。发生超导现象的物体叫做超导体。
(1)超导现象的发展历程金属和合金出现超导现象的临界温度低于-250.15°C。1986年,瑞士科学家在铜氧化物材料中发现35K(-238.15 °C)左右的超导现象。1987年,中国科学家赵忠贤和华裔美国籍科学家朱经武的团队各自独立发现临界温度超过90K(-183.15 °C)的钇-钡-铜-氧系材料。
2008年,中国科学家将铁基超导体的临界温度提高到40K以上,直至55K的最高纪录,实现了高温超导研究领域的第二次突破。在高温超导研究领域,我国科学家作出了突破性的贡献。科学家还在不断探索,寻找具有更高临界温度的超导材料。
(2)超导技术的应用超导技术已实际应用,如用于核磁共振成像、高能加速器、磁约束核聚变装置等的超导磁体,检测微弱电磁信号的超导量子干涉仪和移动通信基站的超导滤波器等。超导技术还应用于有色金属加工、污水处理、超导磁悬浮列车、超导量子计算等方面,未来将进一步造福人类。
【例题4】2023年1月31日,中国第一条量子芯片生产线通过央视新闻客户端首次向公众亮相。量子计算机被看做是未来技术的制高点,这足以证明我国拥有的弯道超车实力。芯片是指含有集成电路的硅片,制造硅片的主要材料是( )A.半导体材料 B.超导体材料C.绝缘材料 D.磁性材料
【解析】常见的半导体材料有:硅、锗、砷、镓等。芯片的核心部件是其中的电子芯片,是半导体材料硅制成的。故选A。
1. 变阻器 (1)问题探究:生活、学习中我们经常用到台灯,如果感觉台灯发出的光太亮时,我们可以调节台灯旋钮使灯光变暗,为什么调节旋钮可以使灯光变暗呢?探究分析:①灯光变暗→连续改变电流 →连续改变电阻。②改变导体电阻的方法有:材料、横截面积和长度。但是改变材料和横截面积不方便,所以是通过改变连入电路中的长度改变电阻的。(2)变阻器:能够改变电阻的器件叫做变阻器。
(1)滑动变阻器的构造 如图,主要有滑片、电阻线圈、接线柱(A、B、C、D)、金属杆等。
(2)原理:滑动变阻器的外面涂有绝缘层的电阻丝密绕在绝缘瓷筒上,电阻丝与金属杆上滑片P接触处的绝缘层已刮掉。滑片P通过金属杆和接线柱C、D相连,当滑片P移动到不同位置时,A与C两个接线柱间电阻丝的长度会不一样;同样地,A与D、B与C、B与D两个接线柱间电阻丝的长度也会不一样。这样,当滑动变阻器接入电路后,通过滑片P来控制两个接线柱间电阻丝的长度,就可以改变接人电路中电阻的大小。
(3)作用:调节滑动变阻器的滑片P,可以逐渐改变电路中的阻值,从而逐渐改变电路中的电流和部分电路两端的电压,另外还可以起到保护电路的作用(防止电路元件被烧坏)。(4)结构示意图和符号:如图所示,A、B、C、D分别表示四个接线柱 ,P表示滑片。元件符号如图所示。(5)铭牌上各数值的物理意义 “××Ω”表示变阻器的最大电阻是××欧;“×A”表示允许通过的最大的电流是×A。
结构示意图 符号
3. 探究滑动变阻器的接法
想一想: ① 滑动变阻器共有ABCD四个接线柱,如果只选其中的两个接入电路M、N两点间,可能有几种连接方法?将你的选择填在横线上(填所选接线柱的字母):__________________________________________
②如果将滑动变阻器A、D两个接线柱接入电路,电流将流过滑动变阻器的哪些部分?向右(或向左)移动滑片P时,滑动变阻器接入电路的电阻将怎样改变?为什么?电路中的电流将怎样改变?③若另选两个接线柱将滑动变阻器接入电路,情况又会怎样?
电流的流向:电阻丝AP和金属杆PD。向右移动滑片P,因为接入电路的电阻丝长度变长,所以接入电路的电阻变大,电路中的电流变小。
②把滑动变阻器的接线柱AD接入电路中的M、N两点间。闭合开关,移动滑片P,观察灯泡亮度和电流表示数的变化,并记录在表格中。
③按下页表格中的顺序,依次把滑动变阻器的接线柱接入电路中的M、N两点间。闭合开关,移动滑片P,观察灯泡亮度和电流表示数的变化,并将观察到的现象记录在表格中。
①分析实验序号1、2、3、4可以得出:当滑动变阻器在下方接线柱AB与上方金属棒CD各选一个接线柱时,移动滑片可以改变连入电路中的电阻值。
②分析实验序号5与6可以得出:当滑动变阻器选用了下方两个接线柱AB或上方金属棒上的两个接线柱CD时,移动滑片不能改变连入电路中的电阻值。
③把接线柱C、D连入电路的分析
把C、D接线柱连入电路,相当于一条导线,连入电路的阻值为0.
移动滑片不能改变电阻
④把接线柱A、B连入电路的分析
将A、B接线柱接入电路时,电流要经过全部电阻线,此时变阻器连入电路的电阻值为变阻器的最大阻值且不能改变。
把A、B接线柱连入电路,相当于一个定值电阻。移动滑片不能改变电阻。
①滑动变阻器应按照“一上一下”的方式接入电路中。②电阻的变化情况取决于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”。
滑动变阻器的使用方法
视频演示——《把接线柱AB(或CD)连入电路》
视频演示——《练习使用滑动变阻器 》
(1)观察滑动变阻器的结构观察时,请思考以下问题。①为什么与滑片接触处的电阻丝的绝缘层被刮去?②哪两个接线柱之间的电阻是不变的?③哪两个接线柱之间的电阻很小?④移动滑片时,哪两个接线柱之间的电阻随着改变?
4. 实验:练习使用滑动变阻器
(2)连接滑动变阻器要使滑动变阻器和用电器中的电流相同,滑动变阻器应该与用电器串联。按图连接电路,闭合开关,观察电路是否接通。
(3)用滑动变阻器改变小灯泡的亮度若要使小灯泡由暗变亮,图中滑动变阻器的滑片应向哪个方向移动?尝试移动滑片,观察电流表的示数或小灯泡的亮度变化。想一想:接通电路前应将滑片放到什么位置?
在实验报告中列出选用的仪器、设计的电路、实验操作步骤及你对上面几个问题的回答。实验过程中你又发现了哪些新问题?请和同学们交流。
【设计实验】①设计的电路如图所示。滑动变阻器与小灯泡串联。②闭合开关前应将滑片放到位于阻值最大位置(右端),可以使电路中的电流最小,起到保护电路元件的作用。③电路中的电流不能超过允许通过的最大电流(否则烧坏滑动变阻器)。
【进行实验】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。
【实验分析】移动滑动变阻器的滑片能改变电路中的电流大小和小灯泡的亮度。电阻变大→电流变小→灯泡变暗;电阻变小→电流变大→灯泡变亮。
【实验结论】当滑动变阻器与小灯泡串联时,移动滑动变阻器的滑片可以改变小灯泡的亮度。所以滑动变阻器起到控制电路中电流的作用(即限流作用)。
视频演示——《用滑动变阻器改变小灯泡的电流》
滑动变阻器能够改变连入电路的电阻大小,起到连续改变电流大小的作用,但不能准确知道连入电路的电阻值。如果需要知道连入电路的电阻的阻值,就要用到电阻箱。
(1)电阻箱: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)元件符号:在电路图中用如图所示的符号表示。
(3)结构:如图所示,箱面上有两个接线柱、四个旋盘。(4)使用方法:使用时,把两个接线柱接入电路,调节四个旋盘就能得到0~9999欧的任意整数阻值。(5)读数方法:分别计算出四个旋盘上小三角指示的示数与面板上对应倍数的乘积,将得到的四个乘积相加,就是电阻箱接入电路中的阻值。如图所示,接入电路的阻值为3×1000Ω+6×100Ω+0×10Ω+8×1Ω=3608Ω
(6)插入式电阻箱插入式电阻箱有两个接线柱,接线柱之间有几段电阻丝,电阻丝的上方有能插入或拔出的铜塞。拔出铜塞时,对应的那段电阻丝就接入了电路;插入铜塞时,对应的那段电阻丝就会被短路,相当于没有接入。
如图所示,接入电路的总电阻 R=1Ω+2Ω=3Ω 当四个铜塞都拔出时,接入电路的总电阻 R=1Ω+2Ω+2Ω+5Ω=10Ω 当四个铜塞都插入时,接入电路的总电阻 R=0Ω。
【例题5】滑动变阻器的原理是通过改变连入电路中导线的______来改变电阻,从而改变电路中的电流。如图所示是滑动变阻器的结构示意图,要使滑片P向右滑动时,电阻变大,应接入的接线柱为_____两个或_____两个接线柱;若要使滑动变阻器相当于一个定值电阻,应接入______两个接线柱。
【解析】要使滑片P向右滑动时电阻变大,应将下接线柱A接入电路,接线柱C、D可选用一个(等效);若要使滑动变阻器相当于一个定值电阻,应接入A、B两个接线柱。
【例题6】如图所示,是闭合电路中,滑动变阻器的接法,下列判断正确的是( )
A.滑片向左移动,变阻器的阻值变大B.滑片向右移动,变阻器的阻值变大C.电流必须从上接线柱流进变阻器,从下接线柱流出D.电流必须从下接线柱流进变阻器,从上接线柱流出
【解析】AB.由图知,滑动变阻器下端的接线柱接在右端,则滑片向左移动时,电阻丝接入电路的长度变大,阻值变大,故A正确,B错误;CD.变阻器中电流的流向没有限定,所以电流可由上接线柱流入,由下接线柱流出,也可由下接线柱流入,上接线柱流出。故CD错误。
【例题7】(1)如图甲所示,若要使图中阻值变大,滑片P应该_______旋转(顺时针/逆时针);(2)如图乙电阻箱的示数是________Ω,如图丙所示的是插入式电阻箱的结构示意图,则A、B两个接线柱之间的电阻值是______ Ω,最大可以调到_____ Ω。
【解析】(1)由图可知,当滑片P顺时针旋转时,接入电路中电阻丝变长,电阻变大,故若要使图中阻值变大,滑片P应该顺时针旋转。(2)如图乙电阻箱的示数是3×1000Ω+6×100Ω+0×10Ω+8Ω=3608Ω如图丙所示的是插入式电阻箱的结构示意图,则A、B两个接线柱之间的电阻值是6Ω+4Ω=10Ω最大可以调到6Ω+6Ω+4Ω+4Ω+2Ω=22Ω
1. 了解调光台灯的工作原理
自制调光小台灯要用到电位器,如图是机械式电位器,主要有电阻丝和滑片组成,它通过机械式旋钮调节电阻的大小。若把电位器的A和B两个接线柱串联接入电路,当滑动片P顺时针旋转时,接入电路中的电阻变小,电流变大,灯泡变亮,反之灯泡变暗。
2. 器材:台灯支架、照明灯、电位器、电烙铁、黏胶等材料自制一个调光小台灯。3. 调节:给制作好的小台灯接通电源,调节电位器,观察其亮度变化,体会变阻器在电路中的调节作用。
①概念:表示导体对电流的阻碍作用,常用字母R表示.②单位:国际单位:欧姆(Ω). 常用单位:kΩ、MΩ 1kΩ=103Ω 1MΩ=103kΩ③电阻器的符号:导体的电阻与导体的长度、横截面积、材料有关.在材料、长度相同时,导体的横截面积越大,电阻越小.在材料、横截面积相同时,导体越长,电阻越大.在长度、横截面积相同时,导体的材料不同,电阻不同.①定义:能够改变电阻的器件叫作变阻器.②原理:靠改变接入电路中电阻线的长度改变电阻.③结构示意图与元件符号:④要使用“一上一下”两个接线柱.
1.在温度一定的条件下,采用控制变量法做“探究影响导体电阻大小的因素”实验,表给出了实验中所用导体的情况。
选择 C、F 两导体进行对比,是为了探究导体电阻大小与 _________ 是否有关;选择C 和 _____(填写导体的代号)导体进行对比,是为了探究导体电阻与其长度的关系;为了研究导体电阻与其横截面积的关系,应选择的两导体是 _____(填写导体代号)。
【解析】C、F两导体的长度和横截面积相同,而材料不同,根据控制变量法可知,这是为了探究导体电阻大小与材料是否有关;要探究导体电阻大小与其长度的关系,需要控制材料和横截面积相同,改变导体的长度,所以应选择C和G两导体;要探究导体电阻大小与横截面积的关系,应选择材料和长度相同、横截面积不同的导体,故应选择A和D两导体。
【解析】在导体的长度和材料相同时,横截面积越小,电流越小,阻值越大;横截面积越大,阻值越小,所以我国城乡许多地区进行了输电线路的改造,将原来细的铜质输电线换成较粗的铜质输电线,这样减小了输电线的电阻。
2. 我国城乡许多地区实施了输电线改造工程,将原来细的铜质输电线换成较粗的铜质输电线,这样做______(选填“增大”或“减小”)了输电线的电阻。
【解析】灯丝的电阻变大。因为灯丝用久了,会由于升华而变细,在灯丝材料、长度不变的情况下,灯丝变细(横截面积变小),则电阻变大。
3. 白炽灯灯泡的灯丝用久了,灯丝的电阻是变大还是变小?为什么?
【解析】滑动变阻器的正确接法是“一上一下”选择接线柱。当滑片远离下面接线柱时,滑动变阻器连入电路中的电阻丝的长度变大,接入电路的阻值变大。将接线柱A、D接入电路时,滑片P向右移动,接入电路的电阻丝长度变大,接入电路的阻值变大。若将接线柱B、C接入电路,滑片P向右移动时,接入电路的阻值变小。
4. 图是四个接线柱的滑动变阻器的结构示意图,将接线柱A、D接入电路时,滑片P向右移动,接入电路的电阻丝长度和接入电路的阻值如何变化?若将接线柱B、C接入电路,滑片P向右移动时,接入电路的阻值又将怎样变化?
【解析】在闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应该置于图中的b端。因为此时滑动变阻器连入电路中的电阻丝的长度最大,电阻最大,电路中电流最小,所以滑动变阻器可以保护电路中的元件(小灯泡、电流表、电压表等)。
5. 在如图所示的电路中,为了电路安全,在闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应该置于图中的哪端?为什么?
【解析】要使灯泡暗些,导线夹应向B端移动;要使灯泡亮些,导线夹应向A端移动。原因:要使灯泡变暗,应使电路中的电流变小,电路中的电阻应变大,接入电路中的镍铬合金线应变长,故导线夹应向B端移动;要使灯泡变亮,应使电路中的电流变大,电路中的电阻应变小,接入电路中的镍铬合金线应变短,故导线夹应向A端移动。
6. 在如图所示的电路中,R是用铅笔芯做成的一种变阻器。闭合开关后,要使灯泡暗些,导线夹应向哪端移动?要使灯泡亮些,导线夹应向哪端移动?为什么?
【解析】因为滑动变阻器需要控制两只灯泡的亮度,所以它应串联在干路上。根据电流的流向,电流从电源的正极流出,先连接滑动变阻器后分成两支,要求L1、L2并联,则分别连接两灯,然后在开关处汇合后回到电源负极,实物电路连接如图所示。
7. 图给出了几种电路元件,请在图上用笔画线表示导线把电路元件连接起来,要求 L1 与 L2 并联,开关接在干路上,并且用滑动变阻器控制两个灯泡的亮度。
1. 在电路中,变阻器有什么作用?答:(1)改变接入电路中电阻的大小,从而达到改变电路中电流和用电器两端的电压的作用。(2)保护电路。
2. 要想改变电路中的电流和某一用电器两端的电压,应接入什么器材?如何接入电路?答:将变阻器串联接入电路中。
【解析】导体的电阻是导体自身的一种性质,只与导体的长度、材料、横截面积等因素有关,与通过导体的电流及其两端的电压无关,导体的长度越短,电阻越小,导体的横截面积越小,电阻越大,故ABD不符合题意,C符合题意。
1.有一根电阻丝,若要使该电阻丝的阻值变小,可以采取的方法是( )A.减小电阻丝两端的电压 B.增大通过电阻丝的电流C.减小电阻丝长度 D.减小电阻丝横截面积
【解析】对于AB和BC是由同种材料制成的长度相同的两段导体,由于AB段的横截面积小,BC段的横截面积大,故AB段的电阻大于BC段的电阻;且此两段电阻串联,根据串联电路中电流处处相等的关系可知,这两段导体中的电流是相等的。故ABD不符合题意,C符合题意。
2. 如图所示,AB和BC是由同种材料制成的长度相同、横截面积不同的两段导体,将它们串联后连入电路中。比较通过它们的电流的大小,有( )A.AB段电阻大,电流小B.BC段电阻大,电流大C.AB段电阻大,电流与BC段相等D.BC段电阻大,电流与AB段相等
【解析】滑动变阻器正确接入电路的接线方法是“一上一下”,且滑片移动时,距离下面的接线柱越近,接入电路的电阻越小,反之,越远越大。当滑片P向右滑动时,第一个图,滑片距离下面的接线柱变远,电阻变大;第二个图,滑片距离下面的接线柱变近,电阻变小;第四个图,滑片距离下面的接线柱变远,电阻变大;第三个图导线接在了下面的接线柱上,相当于一个定值电阻。 所以当滑片P向右滑动时,连入电路的电阻变大的有2个,B符合题意。
3. 如图所示是滑动变阻器接入电路中的情形,当滑片P向右滑动时,连入电路的电阻变大的有( )A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
【解析】(1)电阻箱示数为R=2×1000Ω+ 0×100Ω+ 1×10Ω+ 8×1Ω= 2018Ω(2)由图示知,铜塞插下时,对应的电阻短路。铜塞拨出时,对应电阻串联连接。实验时需要12欧的电阻,按电阻箱上的数据2Ω+4Ω+6Ω=12Ω 3Ω+4Ω+5Ω=12Ω所以拨出相应的铜塞即可,有两种方法:拨出1、3、5或2、3、4号铜塞。
4. (1)如图甲所示旋盘式电阻箱的阻值是__________;(2)实验时,小明想用插入式电阻箱获得12Ω电阻,可以将图中电阻箱上的__________号铜塞同时拔去(填序号)。
1、3、5或2、3、4
【解析】由题知,滑动变阻器的滑片向D端移动时,灯L2的亮度逐渐变暗,灯L1的亮度不变,即两灯互不影响,所以两灯是并联的,且滑动变阻器的左接线柱与L2串联;电流表测L1的电流,所以电流表应与L1串联,实物连接如图所示。
5. 请用笔画线代替导线将如图所示的实物图补充完整。要求:电流表只测L1的电流,滑动变阻器的滑片向D端移动时,灯L2的亮度逐渐变暗,灯L1的亮度不变。
6.小明做“探究影响导体电阻大小的因素”实验,做出了如下猜想:猜想一:导体的电阻可能与导体的长度有关;猜想二:导体的电阻可能与导体的横截面积有关;猜想三:导体的电阻可能与导体的材料有关。实验室提供了4根电阻丝,其规格、材料如下表所示:(1)如图电路,实验前最好在导线a、b间连接________(选填“导线”或“电阻”),在M、N之间分别接上不同导体,闭合开关,通过观察________来比较导体电阻大小;
(2)为了验证猜想一,可依次把M、N跟______(选填“A”、“B”、“C”或“D”)的两端相连,闭合开关,记下电流表的示数,分析比较这两根电阻丝电阻的大小;(3)小明在做“探究影响导体电阻大小的因素”实验时,发现实验器材中电阻丝只有一根,其他器材足够,不能完成的实验探究是____。A.导体电阻与长度的关系B.导体电阻与材料的关系C.导体电阻与横截面积的关系
猜想一:导体的电阻可能与导体的长度有关;
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