初中物理人教版（2024）九年级全册第4节 变阻器精品同步测试题

这是一份初中物理人教版（2024）九年级全册第4节 变阻器精品同步测试题，文件包含专题06《电阻和变阻器》压轴培优题型训练原卷版docx、专题06《电阻和变阻器》压轴培优题型训练解析版docx等2份试卷配套教学资源，其中试卷共57页， 欢迎下载使用。
二．电阻大小与导线长度、横截面积、材料之间的关系（共13小题）
三．探究影响电阻大小的因素（共8小题）
四．二极管（共2小题）
五．用滑动变阻器改变小灯泡的亮度（共10小题）
六．滑动变阻器的作用（共3小题）
一．电阻的概念（共2小题）
1．某物理兴趣小组学习了导体电阻的知识后，对食盐水溶液的导电性能与什么因素有关进行了探究，他们设计了如图所示的装置，将电路中的a，b两金属片分别插为甲、乙溶液中所示的位置进行探究：
（1）根据图示过程请你写出他们探究的问题是； 溶液的导电性能与溶液的浓度是否有关 。
（2）食盐水溶液的导电性能可以由 电流表示数大小 来判断。
【答案】见试题解答内容
【解答】解：（1）两杯盐水溶液的浓度不同，可得出探究的问题是：溶液的导电性能与溶液的浓度是否有关。
（2）根据电路图的电流表示数大小，判断溶液的导电性能，运用了转换法的思想。
故答案为：（1）溶液的导电性能与溶液的浓度是否有关；（2）电流表示数大小；
2．神经系统中，把神经纤维分为有髓鞘与无髓鞘两大类。现代生物学认为，髓鞘是由多层（几十到几百层不等）类脂物质﹣﹣髓质累积而成的，髓质具有很大的电阻。已知蛙有髓鞘神经，髓鞘的厚度只有2μm左右，而它在每平方厘米的面积上产生的电阻却高达1.6×105Ω。
（1）若不计髓质片层间的接触电阻，计算髓质电阻率（已知电阻定律公式为R＝ρ）。
（2）若有一圆柱体是由髓质制成的，该圆柱体的体积为32πcm3，当在其两底面上加上1000V的电压时，通过该圆柱体的电流为10πμA，求该圆柱体的圆面半径和高。
【答案】见试题解答内容
【解答】解：（1）设髓鞘的电阻率为ρ，则由R＝ρ知ρ＝＝＝8×106（Ω•m）。
（2）设该圆柱体圆面半径为r，高为h，则由R′＝①
R′＝ρ②
V体＝S′h③
S′＝πr2④
由①②④得：r＝4cm，h＝2cm。
答：（1）髓质的电阻率为：8×106Ω•m；
（2）该圆柱体的圆面半径和高分别是4cm；2cm。
二．电阻大小与导线长度、横截面积、材料之间的关系（共13小题）
3．有一根粗细均匀的电阻丝，当加2V的电压时，通过的电流为4A；当把电阻丝均匀的拉长后（粗细仍均匀），再增加2V的电压，这时电流为0.5A．电阻丝拉长后的长度变为原来的（ ）
A．2倍B．4倍C．8倍D．16倍
【答案】B
【解答】解：
电阻丝拉长前的电阻：R1＝＝＝0.5Ω，
电阻丝拉长后的电阻：R2＝＝＝8Ω，
所以，电阻丝拉长后的电阻是原来的16倍；
由电阻的影响因素（即电阻定律）可得：R＝ρ﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
电阻丝可看做圆柱体，且体积不变，则V＝LS﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②，
由①②可得R＝ρ﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣③，
由于电阻丝拉长后的电阻是原来的16倍，
则由③可知，电阻丝的长度变为原来的4倍，故B正确，ACD错误。
故选：B。
4．金属铂的电阻对温度变化很灵敏，铂丝电阻阻值与温度的关系如表中数据，请根据表中数据归纳出电阻Rt与温度t的关系：Rt＝ 1.5Ω/℃×t+20Ω 。
【答案】见试题解答内容
【解答】解：由表格数据可知，温度没降低20℃，铂丝电阻阻值减少30Ω，两者的关系是一次函数，
设Rt＝kt+b，
把120℃、200Ω和100℃、170Ω代入可得：
200Ω＝k×120℃+b，170Ω＝k×100℃+b，
联立等式可得：k＝1.5Ω/℃，b＝20Ω，
则Rt＝1.5Ω/℃×t+20Ω。
故答案为：1.5Ω/℃×t+20Ω。
5．小明设计了如图甲所示的电路图，来“探究导体电阻大小与导体长度的关系”，他在A、B间接入表中待研究的电阻丝，（忽略温度对灯丝电阻的影响）：
（1）小明选择序号为 2和4 的两根电阻丝来探究探究导体电阻大小与导体长度的关系。
（2）他正确选择后，将电阻丝分别接入AB间，闭合开关，观察灯泡的亮暗或电流表的示数来比较电阻丝电阻的大小。实验中，两次电流表指针均有偏转，但第一次的示数大于第二次的示数，说明第一次接入的电阻丝阻值 较小 （填“较大”或“较小”）；其中第二次实验中灯泡不亮（仪器及电路连接均正常），你认为原因是 第二次接入的电阻大，电路电流小，灯泡的功率过小 。
（3）小明继续用上述电源设计了图乙所示的电路图，来探究导体电阻大小还与导体长度的关系。他选择两根电阻丝分别接入R1与R2所在位置。他只要通过比较 电压表的示数 就可以判断R1与R2的阻值大小，如果R1＞R2，你所观察到的现象是 电压表V1的示数大于电压表V2的示数 。
（4）在做完第2次实验后，由于电源电压不足，小明更换了电源，在实验时小明发现电流表的示数第3次较大，于是他得出：“在材料，长度相同的情况下，横截面积越大，电阻越小。”他所得出的结论是否准确？
不能 。其原因是： 没有控制电压一定 。
（5）在1、2次实验中，我们可以探究导体的电阻与 材料 关系。
【答案】见试题解答内容
【解答】解：（1）应用控制变量法探究导体电阻大小与导体长度的关系，应该选择导体的材料和横截面积都相同，而长度不同的两根电阻丝。从表格中可知，序号2和序号4的材料、横截面积都相同，长度不同，所以应选用序号2和4；
（2）电流表第一次的示数大于第二次的示数，表明第一次的电流比第二次的大，说明第一次的电阻阻值比第二次的电阻阻值小；由于第二次电路中的电阻大，会造成电路中的电流变小，灯泡两端的电压变小，灯泡的实际功率变小，以至于灯泡不亮；
（3）电压表分别测量的是导体R1和R2两端的电压，由于R1和R2串联，所以通过它们的电流相等，根据公式U＝IR可知，导体的电阻越大，导体中两端的电压就越大，因此可以利用电压表的示数的大小来比较导体电阻的大小，这也是一种转换的方法。
如果R1＞R2，所观察到的现象是电压表V1的示数大于电压表V2的示数；
（4）影响电流大小的因素是电压和导体的电阻，通过观察电流的变化判断电阻的变化时要控制电压一定，更换电源后，导体两端的电压发生了变化，故不能通过观察电流的变化判断电阻大小变化，也就不能得出“在材料，长度相同的情况下，横截面积越大，电阻越小。”的结论；
（5）序号1和序号2的长度、横截面积相同，材料不同，运用控制变量法可以探究导体的电阻与导体材料的关系。
故答案为：（1）2和4；（2）较小；第二次接入的电阻大，电路电流小，灯泡的功率过小；（3）电压表V1的示数大于电压表V2的示数；（4）不能；没有控制电压一定；（5）材料。
6．在探究“导体的电阻跟哪些因素有关”的问题时，某老师引导学生作了如下的猜想：
猜想1：导体的电阻可能跟导体的横截面积有关；
猜想2：导体的电阻可能跟导体的长度有关；
猜想3：导体的电阻可能跟导体的材料有关。
如图所示，是他们进行实验探究的器材，演示版上固定了四条金属电阻丝，a、b、c三条长度均是1m，d的长度0.5m；a、b的横截面积相同，材料不同；a、c的材料相同，但c的横截面积大于a；a、d的材料和横截面积都相同。
（1）在探究电阻跟横截面积的关系时，可依次把M、N跟 a、c 两条线的两端连接，闭合开关，记下电流表的示数，分析比较这两根金属丝电阻的大小。
（2）依次把M、N跟a、b的两端连接，闭合开关，记下电流表示数，分析比较a、b两根金属丝电阻的大小，可探究电阻与 材料 的关系，其结论是 在长度和横截面积都相同时，材料不同的导体电阻不同 。
【答案】见试题解答内容
【解答】解：（1）要研究电阻跟横截面积的关系，必须选取材料、长度都相同的两根导线，a、c材料相同且长度相同，横截面积不同，所以应选择a、c；
（2）a、b的长度、横截面积都相同，材料不同，所以a、b可以探究电阻与材料的关系。结论是在长度和横截面积都相同时，材料不同的导体电阻不同。
故答案为：（1）a、c；（2）材料；在长度和横截面积都相同时，材料不同的导体电阻不同。
7．在做“探究﹣﹣影响电阻大小的因素”的实验时，需要在相同的电压下比较通过不同导线的电流来探究影响电阻大小的因素，下列是几种实验用导线的参数
（1）为探究电阻与材料有关，应在上表中选用导线C与 F 。
（2）若选用导线C与G，则可探究电阻与 导体的长度 的关系。
（3）若选用导线A与D则可探究得到，在材料和长度相同时，横截面积越大，电阻越 小 。
（4）实验中采用的实验方法有转换法和 控制变量法 。
【答案】见试题解答内容
【解答】解：（1）要研究电阻与导体材料有关，应选用和导线C长度、横截面积都相同，材料不同的导线，表格中只有F符合这一要求；
（2）若选用导线C与G，则两根导线的材料、横截面积相同，长度不同；根据控制变量法可知：探究的是电阻与导体的长度的关系；
（3）导线A和D，材料和长度相同，横截面积不同，研究电阻与横截面积的关系；在材料和长度相同时，横截面积越大，电阻越小；
（4）由以上分析可知，实验中用到了转换法和控制变量法。
故答案为：（1）F；（2）导体的长度；（3）小；（4）控制变量法。
8．某实验小组的同学用铅笔芯探究导体的电阻与长度的关系，如图所示是该实验的电路图。
（1）闭合开关，向右移动铅笔芯上的滑片P1，电路中的电流 不变 （选填“变大”“变小、“或”不变”）。
（2）如果滑片P1滑动到铅笔芯最右端时，电压表示数很小，应该将滑动变阻器的滑片P2向 右 移动。
（3）移动铅笔芯上面的滑片P1，记录铅笔芯AP1之间的距离和电压表的示数，数据如下：
通过数据反映出的规律和 欧姆定律 可以推出导体的电阻与导体的长度成 正 比的结论。若图示位置时电压表示数为0.9V，滑片P2向右移动一段距离，电压表示数变为1.2V，滑片P2再向右移动一段相同的距离，电压表示数为 1.8 V。
【答案】见试题解答内容
【解答】解：
（1）由图知，铅笔芯和滑动变阻器串联，电压表测滑片P1左侧部分铅笔芯的电压，因电压表在电路中相当于断路，所以可知整个铅笔芯连入电路，则向右移动滑片P1时，不能改变电路中的电阻，电源电压不变，由欧姆定律可知，电路中的电流不变；
（2）如果滑片P1滑动到铅笔芯最右端时，电压表示数很小，说明滑动变阻器分压太大，应该减小滑动变阻器两端的电压，减小滑动变阻器连入的电阻，即应该将滑动变阻器的滑片P2向右移动；
（3）由表中数据可知，电压表的示数（即铅笔芯AP1段两端的电压）随AP1长度的增大而增大，并且成倍数的增大，所以铅笔芯AP1段两端的电压与AP1的长度成正比；
电路中电流不变，由U＝IR可知，铅笔芯AP1段两端的电压与AP1的电阻成正比；
由此可以推出：导体的电阻与导体的长度成正比。
图示位置时电压表示数为0.9V，设电源电压为U、整个铅笔芯的电阻为R0、与电压表并联部分的电阻为R0左、此时滑动变阻器连入电阻为R1，
串联电路的电流处处相等，由欧姆定律可得此时电路中电流：
＝，﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
当滑片P2向右移动一段距离，设滑动变阻器连入电阻减小值为ΔR，电压表示数变为1.2V，
由欧姆定律可得此时电路中电流：
＝，﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
得：
＝＝1﹣，
化简可得：
R0+R1＝4ΔR，
代入①得：
＝，﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣③
当滑片P2再向右移动一段相同的距离，滑动变阻器连入电阻减小值为2ΔR，
设此时铅笔芯两端电压为U3，
由欧姆定律可得此时电路中电流：
＝＝＝，﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣④
得：
＝＝，
解得：U3＝1.8V。
故答案为：（1）不变；（2）右；（3）欧姆定律；正；1.8。
9．学习了电流、电压和电阻知识后，同学们发现电流与水管中的水流相似、电压与水压差相似。李明和同学们提出：导体对电流的阻碍作用可能与水管对水流的阻碍作用相似，所以影响导体电阻大小的因素，他们提出了以下猜想：
猜想一：（类比管道长短）导体电阻大小可能与导体的长度有关；
猜想二：（类比管道粗细）导体电阻的大小可能与导体的横截面积有关。
于是他们从实验室老师那儿借来了某合金材料制成的各种长度和横截面积的电阻丝，并设计了如图所示的电路。
（1）连接电路时，开关S应处于 断开 状态（选填“断开”或“闭合”），闭合开关前滑动变阻器的滑片P应置于 b （选填“a”或“b”）位置；
（2）闭合开关后，他们发现电流表无示数，但电压表示数接近电源电压，你判断他们的电路出现的故障可能是 电阻丝处断路 。
（3）电路连接正确后，他们经过认真测量，得到了下表所示的数据：
比较表中数据，要验证他们的猜想一，可选哪三组数据做比较？ 1、2、3（或4、5、6，或7、8、9） ；
比较表中数据，要验证他们的猜想二，可选哪三组数据做比较？ 1、4、7（或2、5、8，或3、6、9） ；
（4）本实验采用的研究方法是 控制变量法 ；
（5）实验结束后，细心的同学发现还有一个影响电阻的因素没有研究，这个因素是 材料 ；
【答案】见试题解答内容
【解答】解：
（1）连接电路时，开关应断开；由电路图知，闭合开关前，滑片应置于b端，此时滑动变阻器接入电路的阻值最大；
（2）电流表无示数，电路发生断路，电压表等于电源电压，则与电压表并联的电阻丝断路；
（3）根据题意，导体的材料和温度是相同的；
要探究电阻与导体长度的关系，需使横截面积相同，则需选择1、2、3（或4、5、6或7、8、9）进行比较；
要探究电阻与导体横截面积的关系，需使导体的长度相同，则需选择1、4、7（或2、5、8，或3、6、9）的数据进行比较；
（4）由（3）分析知，实验中用到了控制变量法；
（5）由于导体的电阻大小与导体的材料、长度、横截面积和温度有关，通常情况下忽略温度的影响，实验中已经探究了电阻与长度和横截面积的关系，还未探究电阻与材料的关系。
故答案为：
（1）断开；b；
（2）电阻丝处断路；
（3）1、2、3（或4、5、6，或7、8、9）；1、4、7（或2、5、8，或3、6、9）；
（4）控制变量法；
（5）材料。
10．归纳式探究﹣研究导体的电阻：
小明学习知道：导体的电阻与导体的材料、长度和横截面积有关。他想进一步研究电阻与长度和横截面积的定量关系，于是他利用镍铬合金丝进行实验，得到数据填入表格：
（1）在长度一定时，图线 b 能够正确的表示镍铬合金丝的电阻与横截面积关系。
（2）由数据推断：导体电阻与长度、横截面积的关系为：R＝k （k为常数），对于镍铬合金丝来说，k＝ 1.1×10﹣9Ω•mm （写上数值和单位）。
（3）请将空格填上。
【答案】见试题解答内容
【解答】解：
（1）由导体电阻与长度、横截面积的关系：R＝k可知，在长度L一定时，导体电阻R与横截面积S成反比，R﹣S图像是反比例函数图像，因此图线b能够正确的表示镍铬合金丝的电阻与横截面积关系；
（2）由表中第1次与第2次实验数据可知，导线长度相同，导线横截面积与导体电阻成反比；由第1次与第3次（或第2次与第4次）实验数据可知，导线横截面积相同时，导体电阻与导体的长度成正比；综合分析可知：导体电阻与导体长度成正比，与导体横截面积成反比，导体电阻与长度、横截面积的关系为：R＝k，则k＝，将第1组实验数据代入上式，可得k＝＝＝1.1×10﹣9Ω•mm。
（3）把第4组实验数据代入R＝k，可得导线电阻R＝k＝1.1×10﹣9Ω•mm×＝0.55Ω。
故答案为：（1）b；（2）；1.1×10﹣9Ω•mm；（3）0.55。
11．某物理兴趣小组的同学为探究导体电阻与导体长度和横截面积之间的定量关系，设计了如图甲所示的电路。实验时他们将所选的两种金属丝接入电路1和2的位置，通过比较电压表的示数来比较电阻丝的大小。现有几根康铜合金丝和镍铬合金丝，其规格如表所示：
（1）在探究导体电阻与导体长度之间的定量关系时，他们将编号为 A、B 两根金属丝对应接入电路1和2的位置，当发现电压表示数U1：U2＝ 1：2 时，可以初步判定：在导体的材料和横截面积相同的条件下，导体的电阻与其长度成正比。
（2）在探究过程中，如果将编号为A和C两根金属丝接入电路1和2的位置，则他们想探究的是导体电阻与 横截面积 之间的定量关系。
（3）在“交流与合作”时，有位同学提出：用如图乙所示的电路，将所选的金属丝分别接入电路M、N之间，读出电流，然后利用电流跟电阻之间的反比关系，也能探究导体电阻与导体长度和横截面积之间的定量关系。你认为他的实验方法合理吗？并说明理由。 不合理；M，N两端的电压不能保持不变 。
【答案】见试题解答内容
【解答】解：
（1）探究导体电阻与导体长度之间的定量关系，需控制导体的材料和横截面积相等，长度不同，应选择A和B；又因为A、B导体的长度之比为1：2，并且电压表分别测量A、B导体两端的电压，所以当两电压表示数之比接近电阻长度之比时即1：2，可以断定，当其它条件都不变时，导体的电阻与长度成正比；
（2）从表格数据中可得导线A、C的横截面积不同，因此用导线A、C是探究导体的电阻与导体横截面积的关系；
（3）不合理；要使通过导体的电流跟电阻成反比，则要使电压保持不变，将不同金属丝接入电路M，N之间，M，N两端的电压不能保持不变。
故答案为：（1）A、B；1：2；（2）横截面积；（3）不合理；M，N两端的电压不能保持不变。
12．在“探究导体的电阻跟哪些因素有关”的实验中：
（1）甲同学的猜想是：①电阻可能与导体的材料有关。
乙同学的猜想是：②电阻可能与导体的温度有关
丙同学的猜想是：③电阻可能与导体的横截面积有关
根据你掌握的电学知识，你认为：④电阻还与 导体的长度 有关。
（2）现有金属材料甲与金属材料乙制成的各种不同规格的金属丝，规格如下表。选用导线A和 B 进行实验，可以探究 丙 （选填“甲”“乙”或“丙”）同学的猜想。要想探究猜想：①应该选用 B、C （选下面表格中导线的字母代号）两根导线进行实验。在此实验中运用了 控制变量 方法。
【答案】见试题解答内容
【解答】解：（1）电阻是导体本身的一种性质，它的大小决定于导体的材料、长度、横截面积以及温度，所以我认为电阻还与导体的长度有关；
（2）因为A、B导线的长度和材料均相同，而横截面积不同，因此选用导线A和B进行实验，可以探究丙同学的猜想；
要探究猜想①，根据控制变量法的思路，应该控制导体的长度、横截面积、温度都不变，因此应该选择导线B和C；
因为电阻与多个因素有关，所以探究过程中，用到了控制变量法。
故答案为：
（1）导体的长度；
（2）丙；B、C；控制变量。
13．阅读短文，回答问题：
力传感器在电子秤中的应用
电子秤所使用的测力装置是力传感器，常见的一种力传感器由弹簧钢和应变片组成，其结构示意图如图甲所示，弹簧钢右端固定，在其上、下表面各贴一个相同的应变片，若在弹簧钢的自由端施加向下的作用力F，则弹簧钢发生弯曲，上应变片被拉伸，下应变片被压缩，力越大，弹簧钢的弯曲程度越大。
应变片结构如图乙所示，其中金属电阻丝的阻值对长度变化很敏感，给上、下金属电阻丝提供相等且大小不变的电流，上应变片两引线间电压为U1，下应变片两引线间电压为U2，传感器把这两个电压的差值U（U＝U1﹣U2）输出，用来反映力F的大小。
金属电阻丝的阻值随温度会发生变化，其变化情况如图丙所示。为消除气温变化对测量精度的影响，需分别在上、下应变片金属电阻丝与引线之间串联一只合适的电阻，进行温度补偿，串联合适的电阻后，使测量结果不再受温度影响。
（1）这种力传感器是将力的大小转换为 电压 （电流/电压）的装置。
（2）外力F增大时，下列说法正确的是 D 。
A．上、下应变片金属电阻丝电阻都增大
B．上、下应变片金属电阻丝电阻都减小
C．上应变片金属电阻丝电阻减小，下应变片金属电阻丝电阻增大
D．上应变片金属电阻丝电阻增大，下应变片金属电阻丝电阻减小
（3）传感器输出的电压U随外力F增大而 增大 （选填“增大”“减小”或“不变”）。
（4）进行温度补偿时，应给上金属电阻丝串联阻值随温度升高而 减小 的电阻（选填“增大”“减小”或“不变”）。
（5）如果未进行温度补偿，自由端受到相同的力F作用，该传感器下应变片两端的电压U2冬天比夏天 小 （大/小）。
【答案】见试题解答内容
【解答】解：（1）传感器把两个电压的差值输出，用来反映力F的大小，所以这种力传感器是将力的大小转换为电压的装置；
（2）外力F增大时，上应变片金属电阻丝长度变大，电阻变大，下应变片金属电阻丝长度变短，电阻变小，故选D；
（3）压力越大电子秤示数越大，也就是输出的电压越大，所以说传感器输出的电压U随外力F增大而增大。
（4）未进行温度补偿时，金属电阻丝的阻值随温度的增大而增大，所以串联的电阻应该是随着温度的升高而减小的电阻；
（5）冬天比夏天电阻增加的小，所以该传感器下应变片两端的电压U2冬天比夏天小。
故答案为：（1）电压；（3）增大；（4）减小；（5）小。
14．在温度一定的条件下，做“研究决定导体电阻大小因素”的实验，下表给出了实验中所用到的导体的情况，选择C、F两根导体进行对比，是为了研究导体电阻大小与 材料 是否有关；选择C和 G 两根导体进行对比，是为了研究导体电阻与长度的关系，并可得出初步结论 当材料和横截面积一定时，导体长度越长电阻越大 ；为了研究导体电阻与导体横截面积的关系，应该选择的两根导体是 A和D 。（填写导体的序号） 本实验用到的科学探究方法是 控制变量法 。
【答案】见试题解答内容
【解答】解：
在做“研究决定导体电阻大小因素”的实验中，从数据表格中可以获取C、F两根导线的横截面积和长度相同，它们的材料不同，故探究的是导体的电阻大小与导体材料的关系；
要研究电阻大小与长度的关系，应该选择横截面积和材料相同的导线，故应该是C和G，并能得出结论是：当材料和横截面积一定时，导体长度越长电阻越大；
要研究电阻的大小与横截面积的关系，应该选择长度和导线材料相同的导线，故应该是A、D；
本实验用到的科学探究方法是控制变量法。
故答案为：材料；G；当材料和横截面积一定时，导体长度越长电阻越大；A和D；控制变量法。
15．物理课上老师讲到导体电阻的大小 与导体横截面积有关，小邹同学想导体的电阻大小与横截面积究竟有什么关系呢，小邹用自己家8弦古筝（古筝弦为铁铬铝合金丝，长度均为1m，古筝弦的横截面积近似圆形，直径分别为0.25mm、0.30mm、0.40mm、0.45mm、0.50mm、0.55mm、0.70mm、0.90mm）自制了一个实验板，在实验板两端分别有接线柱与合金丝导通。物理实验室还为小邹提供了：符合实验要求的电源、导线、开关、电流表、电压表、滑动变阻器。请你使用上述器材，设计一个实验证明“当导体的材料、长度和温度一定时，导体电阻大小与导体横截面积成反比”，请你运用所学物理知识。
（1）画出实验电路图。
（2）写出实验步骤。
（3）画出实验数据表格。
【答案】见试题解答内容
【解答】解：
（1）使滑动变阻器与待测电阻丝串联，电压表测量待测电阻丝两端电压，电流表测量电路中的电流，开关控制整个电路；如下图所示：
（2）实验步骤：
①断开开关，根据电路图连接实物图，将滑动变阻器的滑动端调到最大，闭合开关，调节滑动变阻器，记录下此时电压表和电流表的示数，记录在表格中；
②把另一根横截面积不同的电阻丝接入电路，移动滑动变阻器的滑片，使电压表的示数不变，记录下此时电压表和电流表的示数，并填入表格内；
③再把另一根横截面积不同的电阻丝接入电路，移动滑动变阻器的滑片，使电压表的示数不变，记录下此时电压表和电流表的示数，并填入表格内。
（3）实验数据表格：
三．探究影响电阻大小的因素（共8小题）
16．在探究决定电阻大小的因素时，研究小组中甲、乙、丙三位同学作出如下猜想：
甲：导体的电阻与导体的长度有关。
乙：导体的电阻与导体的材料有关。
丙：导体的电阻与导体的横截面积有关。
实验时，各种电阻丝参数如下表，电路如图所示。
请回答以下问题：
（1）实验中应通过比较 电流 的大小来比较电阻丝电阻的大小，达到验证猜想的目的。
（2）若要验证甲同学的猜想，则应该选用 b、c 两根电阻丝（填编号）进行对比实验。
（3）选用a、b两根电阻丝进行对比实验，是为了验证 丙 同学的猜想。
【答案】见试题解答内容
【解答】解：
（1）实验中采用了转换法比较电阻大小，即通过比较电流表示数来比较导体电阻的大小；
（2）验证导体的电阻与导体的材料有关时，应控制导体的长度和横截面积不变，编号b、c的电阻丝符合；
（3）选用a、b两根电阻丝可知，两者的材料和长度相同、横截面积不同，是验证导体的电阻与导体的横截面积是否有关，即验证丙同学的猜想。
故答案为：（1）电流；（2）b、c；（3）丙。
17．在学习了电阻一节知识后，小明想探究液体导体对电流的阻碍作用。于是选用盐水并设计了如图甲所示的电路来探究液体导电性能的影响因素，其中a、b是完全相同的两个碳棒。
（1）在连接电路时开关应 断开 。
（2）若小明想探究液体导电性能和液体浓度的关系，则应该将碳棒按如图乙中 1、2 两种方式插入盐水中。若将碳棒按照图乙中2、4两种方式插入盐水中，他想要探究的问题是 液体导电性能和两个碳棒间距离的关系 。
（3）在交流时老师指出小明设计的电路中有一处不合理的地方，该不合理的地方是 电路中电流有可能超过电流表的最大量程，从而损坏电流表 。
（4）为验证实验结论是否具有普遍性，应采取的做法是 换用不同的液体进行多次实验 。
【答案】（1）断开；（2）1、2；液体导电性能和两个碳棒间距离的关系；（3）电路中电流有可能超过电流表的最大量程，从而损坏电流表；（4）换用不同的液体进行多次实验。
【解答】解：
（1）为了保护电路，连接电路时，开关必须处于断开状态。
（2）根据图乙可知，影响液体导电性能的因素可能有：液体浓度、液体体积、两个碳棒间的距离；
要想探究液体导电性能和液体浓度的关系，应控制液体体积、两个碳棒间的距离保持不变，只改变液体浓度，所以应将碳棒按如图乙中1、2两种方式插入盐水中；
若将碳棒按照图乙中2、4两种方式插入盐水中，盐水浓度和液体体积均相同，而两个碳棒间的距离不同，所以探究的是液体导电性能和两个碳棒间距离的关系。
（3）当电路中液体电阻过小时，会导致电路电流过大，有可能超过电流表量程，从而损坏电流表。
（4）为了验证结论的普遍性，需要换用不同液体进行多次实验，得出普遍规律。
故答案为：（1）断开；（2）1、2；液体导电性能和两个碳棒间距离的关系；（3）电路中电流有可能超过电流表的最大量程，从而损坏电流表；（4）换用不同的液体进行多次实验。
18．在探究影响导体电阻大小的因素时，实验室提供了4根电阻丝，其规格、材料如下表所示。
（1）按照图中所示“探究影响导体电阻大小因素”的实验电路，在A、B之间分别接上不同的导体，在 电压 一定时，通过观察 电流表示数的大小 来比较导体电阻的大小。
（2）为了研究电阻大小跟导体的横截面积有关，应该选用编号 A、C 两根电阻丝分别接入电路进行实验。
（3）分别将A和D两电阻丝接入电路A、B两点间，电流表示数不相同，由此，初步得到的结论是：当长度和横截面积相同时，导体电阻大小跟 导体的材料 有关。
【答案】见试题解答内容
【解答】解：
（1）在A、B之间分别接上不同的导体，在电压一定时，通过观察电流表的示数来比较导体电阻的大小，这种方法叫转换法；
（2）为了研究电阻大小跟导体的横截面积有关，应控制导体材料与长度相同，横截面积不同，由表中数据可知，应选编号为A、C的两根电阻丝进行实验；
（3）分别将A和D两电阻丝接入图电路中A、B两点间，电流表示数不相同，对比可知A、D两电阻丝的长度、横截面积相同，材料不同，因此可得出的结论为：导体的电阻与导体的材料有关。
故答案为：（1）电压；电流表示数的大小；（2）A、C；（3）导体的材料。
19．小丽同学为了探究“电阻丝的电阻R与长度L、横截面积S和材料的关系”，进行了如下实验操作：
（1）如图甲所示是用累积法测量电阻丝直径的示意图，取一段电阻丝紧密绕制20匝，由图可知，电阻丝的直径为 0.08 cm，从而计算出电阻丝的横截面积S。
（2）在实验中，保持电阻丝的横截面积S和材料不变，探究电阻丝的电阻R与长度L的关系，下列探究中也用到此方法的是 D 。
A.探究串、并联电路中的电流规律时，把电流比作水流
B.探究声音的传播条件时，把正在响铃的闹钟放在玻璃罩内，逐渐抽出其中的空气，听到闹钟的声音逐渐变小，由此推理真空不能传声
C.探究液体压强的影响因素时，用压强计中的U形管两侧液面的高度差反映金属探头处液体压强大小
D.探究电流与电压的关系时，保持电阻阻值不变
（3）为了探究电阻丝的电阻R与长度L的关系，实验室备有以下实验器材：
电源电压U＝1.5V，电流表A1（量程0～100mA），电流表A2（量程0～0.6A），电阻箱R0（阻值0～999.9Ω），阻值约为10Ω的电阻丝R，开关一个，导线若干。
为了提高实验的精确程度，在实验中电流表应选的是 A1 （选填“A1”或“A2”）。把电阻丝拉直后，将其两端固定在刻度尺的接线柱a和b上，在电阻丝上夹一个金属夹P，移动金属夹P的位置，就可改变接入电路中金属丝的长度L，把这些实验器材按乙图的电路连接起来。
（4）闭合开关S前，电阻箱的阻值应调整到最大值；闭合开关S后，将电阻箱调到适当位置不动，多次改变金属夹P的位置，得到多组I、L的数据。根据实验测量数据在坐标平面内，以电阻丝的长度L为横坐标、电流的倒数为纵坐标，画出对应的关系图像如图丙所示。根据实验和图像可知，横截面积S相同的同种材料的电阻丝，接入长度L越长，电流I越小，电阻R越 大 ；结合数学知识进一步分析可知，在横截面积和材料一定时，导体的电阻跟导体的长度成 正比 。
（5）根据实验结果确定长度为1cm的这种电阻丝的阻值为 0.3 Ω。
【答案】（1）0.08；（2）D；（3）A1；（4）大；正比；（5）0.3
【解答】解：（1）根据刻度尺读出电阻丝的长度为：l＝1.60cm，则电阻丝的直径为：d＝＝＝0.08cm；
（2）电阻的大小在不考虑温度的前提下，有三个决定因素：材料、长度、横截面积。因此要研究电阻的大小与每一个因素的具体关系时，要用到控制变量法，在实验中，先保持电阻丝的横截面积S和材料不变，探究电阻丝的电阻R与长度L的关系，这种方法叫做控制变量法；
A.探究串、并联电路中的电流规律时，把电流比作水流，采用的是类比法，故A错误；
B.探究声音的传播条件时，把正在响铃的闹钟放在玻璃罩内，逐渐抽出其中的空气，听到闹钟的声音逐渐变小，由此推理真空不能传声，采用的是实验推理法，故B错误；
C.探究液体压强的影响因素时，用压强计中的U形管两侧液面的高度差反映金属探头处液体压强大小，采用的是转换法，故C错误；
D.探究电流与电压的关系时，保持电阻阻值不变，采用的是控制变量法，故D正确；
（3）电路中的最大电流I＝＝＝0.15A＝150mA，所以为了提高实验的精确程度，电流表选最量程为100mA的电流表A1；
（4）根据图丙可知，图像为一条斜线，电阻的长度越长，电流的倒数越大，电流越小，在电压一定时，电阻越大；结合数学知识进一步分析可知，在横截面积和材料一定时，导体越长，电阻越大，导体的电阻跟导体的长度成正比；
（5）由图乙知，电阻丝和电阻箱是串联的，由图丙知，当电阻丝接入0cm，就是电阻丝的电阻为零时，电源电压为1.5V，电流倒数为10A﹣1，所以电流为I'＝A＝0.1A，则电阻箱的电阻为：R'＝＝＝15Ω，
当电阻丝接入10cm，就是电阻丝的电阻为R时，电源电压为1.5V，电流倒数为12A﹣1，所以电流为I''＝A，则电路总电阻为：R总＝＝＝18Ω，
所以10cm电阻丝的电阻为：R＝R总﹣R'＝18Ω﹣15Ω＝3Ω，
在横截面积和材料一定时，导体的电阻跟导体的长度成正比，所以1cm的电阻丝电阻为：R1＝＝＝0.3Ω。
故答案为：（1）0.08；（2）D；（3）A1；（4）大；正比；（5）0.3。
20．如图所示，AC、EG分别为长度和粗细都相同的锰铜丝和镍铬合金丝，B、F分别为这两段电阻丝的中点，小付同学用该装置做“决定电阻大小的因素”实验，记录数据见表：
（1）比较①和④（或②和⑤，或③和⑥）二个步骤，得出结论：导体电阻大小与 材料 有关。
（2）比较步骤①和②（或④和⑤），得出结论：当导体材料、横截面积相同时，其长度越大，电阻越 大 ；
（3）比较步骤②和③（或⑤和⑥），得出结论：当导体材料、长度相同时，其横截面积越大，电阻越 小 。
【答案】（1）材料；（2）大；（3）小。
【解答】解：
（1）根据表格内容和图片可知，①、④或②、⑤或③、⑥的长度、横截面积和温度相同，材料不同，比较可知导体电阻大小与材料有关；
（2）比较步骤①（M接A、N接C）和步骤②（M接A、N接B），通过AC和AB的电流不同，是因为导线AC和AB材料、横截面积相同，长度不同，电阻不同，由此可得：当导体的材料、横截面积同时，长度越长，电阻越大；
（3）比较步骤②（M接A、N接B）和步骤③（M接A和C、N接B），AB电阻丝和AC沿中点对折后的电阻丝材料、长度相同，横截面积不同，通过它们的电流也不同，则它们的电阻不同，由此可得：当导体的材料、长度相同时，横截面积越大，电阻越小。
故答案为：（1）材料；（2）大；（3）小。
21．在“探究影响导体电阻大小的因素”实验中，小明设计了如图电路。
（1）在连接电路时发现，还缺少一个元件，他应该在电路中再接入的元件是 开关 ；
（2）为粗略判断a、b两点间导体电阻的大小，可观察 灯泡的亮度 ；
（3）另有甲、乙两位同学分别对小明的电路作了如下的改进：甲把灯泡更换为电流表；乙在原电路中串联接入电流表。你认为 乙 同学的改进更好一些，理由是 小灯泡可以起到保护电路的作用 。
（4）现有A、B、C三根电阻丝（如表），为了探究导体电阻与材料的关系，小明应该选择电阻丝 B 和 C 。
【答案】见试题解答内容
【解答】解：
（1）由图可知，缺少电路的基本组成元件开关；
（2）电阻的大小是不便于直接观察的，所以我们将电阻的大小转化成所串联的小灯泡的亮度来观察，即在电压一定时，灯泡越亮，表明电流越大、电阻越小，即通过观察小灯泡的亮度来比较电阻丝阻值的大小；
（3）将灯泡换为电流表，a、b间的电阻决定电路中的电流，因此，当a、b间电阻过小时，电流会过大，电流表可能会被烧坏；
在原电路中串联一个电流表，小灯泡可以起到保护电路的作用，因此乙同学的方案更好。
（4）为了探究导体电阻与材料的关系，即让两根电阻丝的长度、横截面积相同，但材料不同，故选择B、C两根电阻丝。
故答案为：（1）开关；
（2）灯泡的亮度；
（3）乙；小灯泡可以起到保护电路的作用。
（4）B；C；
22．在“探究影响导体电阻大小的因素”实验中。（规格不同的导体有若干）
（1）小明设计了如图甲所示电路。为判断a、b两点间导体电阻的大小，小明应注意观察 电流表的示数变化 ，请指出该方案存在的不足： ab间电阻小时，可导致电路中电流过大烧坏电路中的元件 。
（2）小红设计了如图乙所示的电路，当她将一段导体接入a、b两点间并闭合开关后发现灯不亮，经检查电路无故障，原因可能是接入的导体电阻 太大 ，导致通过小灯泡的电流 太小 （以上两空选填“太大”或“太小”）。
【答案】见试题解答内容
【解答】解：
（1）为判断a、b两点间导体电阻的大小，应知道流过电阻的电流大小，所以应注意观察电流表的示数变化。该电路无保护电阻，当ab间电阻太小时，可导致电路中电流过大，烧坏电路中的元件；
（2）灯泡与电阻串联，电路无任何故障，但灯不亮，是因为电路中ab间电阻太大，导致通过小灯泡的电流太小，故灯不亮。
故答案为：（1）电流表的示数变化；ab间电阻小时，可导致电路中电流过大烧坏电路中的元件；（2）太大；太小。
23．小明、小红和小亮在做“探究影响导体的电阻大小因素”实验时，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、材料如表所示
（1）如图所示电路，闭合开关后，在M、N之间分别接上不同导体，通过观察相关现象来比较导体电阻大小，小明、小红和小亮对图中的电路设计提出了自己的观点：
小明认为：电流表是多余的，观察灯泡的亮度就可以判断导体电阻的大小。
小红认为：灯泡是多余的，根据电流表示数的变化就可以判断导体电阻的大小。
小亮认为：灯泡和电流表同时使用更好，因为灯泡可以保护电路，从而防止烧坏电流表。
你赞同 小亮 （选填“小明”、“小红”或“小亮”）的观点。
（2）为了验证猜想二，可依次把M、N跟 A、C （选填“A、B、C、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）依次把M、N跟电阻丝A、B的两端连接，闭合开关，电流表的示数不同，分析比较A、B两根电阻丝电阻的大小，可探究电阻跟 导体的长度 的关系，其结论是 当材料和横截面积相同时，导体越长电阻越大 。
（4）小丽在探究同样的课题时，手边只有一根电阻丝，那么，她利用这根电阻丝和上述电路，不能够完成猜想 三 （选填“一”、“二”或“三”）的实验验证。
【答案】见试题解答内容
【解答】解：
（1）在M、N之间分别接上不同的导体，则通过观察电流表示数来比较导体电阻的大小，同时灯泡可以保护电路，从而防止烧坏电流表，故小亮的观点正确；
（2）要验证猜想二：导体的电阻可能与导体的横截面积有关，应控制导体材料与长度相同而横截面积不同，由表中数据可知，应选编号为A、C的两根电阻丝进行实验。
（3）A、B两根电阻丝材料相同、横截面积相同，长度不同，可以探究导体的电阻与导体的长度的关系；
分别将A和B两电阻丝接入电路中M、N两点间，电流表示数不相同，由此，初步得到的结论是：当材料和横截面积相同时，导体越长电阻越大。
（4）要探究电阻大小与导体材料的关系时，需保证电阻丝的长度、横截面积相同，材料不同，小钢在探究同样的课题时，手边只有一根电阻丝，那么，他利用这根电阻丝和上述电路不能完成对猜想三的实验验证。
故答案为：（1）小亮；（2）A、C；（3）导体的长度；当材料和横截面积相同时，导体越长电阻越大；（4）三。
四．二极管（共2小题）
24．乌鲁木齐地铁二号线一期工程（如图1）目前正在建设，南起南门站，北至华山街站，预计到2022年开通，计划全程19.35公里。
（1）地铁的机车噪声很小，它是从防止噪声 产生 方面着手控制的，进站鸣笛声是通过 空气 传入人耳的；
（2）地铁设计成流线型车身可以减小行驶过程的 阻力 ；车厢内LED显示屏的核心元件是二极管，制作二极管的材料属于 半导体 （选填“导体”或“半导体”），二极管具有 单向导电 的性质；
（3）列车需要减速或停车时，停止给电机供电，同时将一电阻接入电机，列车失去动力后，由于 惯性 ，仍将继续前进，带动电机转动，电阻发热，此过程中，机械能最终转化成 内 能，电机实际上是 发电机 （填“发电机”或“电动机”）；
（4）列车在匀速行驶过程中，列车的动力 ＝ 阻力（填“＞”、“＜”或“＝”），列车通过全程20km桥梁的平均速度为36km/h，需要的时间为 33 min；紧急刹车时，车轮与铁轨之间的摩擦是 滑动摩擦 （填“滑动摩擦”或“滚动摩擦”），刹车时，因为列车的速度越大， 动能 越大，刹车后前进的路程越长；
（5）一节高度为3.0m，质量为36t的车厢停在水平铁轨上，铁轨宽度为1435mm，若垂直吹向车厢侧面的水平风力可等效作用在车厢的中部，则风力至少为 1.722×105 N才能把车厢吹倒。（车厢看做长方体，其重心在几何中心上）
【答案】（1）产生；空气；（2）阻力；半导体；单向导电；（3）惯性；内；发电机；（4）＝；33；滑动摩擦；动能；（5）1.722×105。
【解答】解：（1）控制噪声要从声源处防止噪声的产生，在传播过程中阻断噪声的传播，防止噪声进入人耳；高速列车噪声小是从防止噪声产生方面着手控制的；列车鸣笛发出的声音，经空气传入人耳；
（2）列车流线型车身可以减小行驶过程的阻力；车厢内LED显示屏的核心元件是二极管，制作二极管的材料属于半导体，二极管具有单向导电的性质；
（3）列车失去动力后，由于惯性继续行驶并带动电机转动，电阻发热，此过程中，机械能最终转化成内能，电机是把列车的机械能转化为电能储存起来；所以电机实际上是发电机；
（4）因为列车在匀速行驶，列车受到的动力和阻力是一对平衡力，大小相等，即列车的动力等于阻力；
根据v＝可知，列车通过桥梁需要的时间为：t＝＝≈0.56h＝33min；
紧急利车时，车轮不再滚动，而在铁轨上滑动，车轮与铁轨之同的摩擦是滑动摩擦；
刹车时，因为列车的速度越大，动能越大，刹车后前进的路程越长；
（5）车厢高度为H＝3.0m＝3000mm，重为G＝mg＝36×103kg×10N/kg＝3.6×105N，铁轨宽度为L＝1435mm，
根据杠杆的平衡条件F1L1＝F2L2可得：G＝F，
则推力F＝＝＝1.722×105N。
故答案为：（1）产生；空气；（2）阻力；半导体；单向导电；（3）惯性；内；发电机；（4）＝；33；滑动摩擦；动能；（5）1.722×105。
25．阅读以下材料，回答相关问题。
新华社斯德哥尔摩2014年10月7日电，瑞典皇家科学院宣布，将2014年诺贝尔物理学奖授予日本科学家赤崎勇、天野浩和美籍日裔科学家中村修二，以表彰他们发明蓝色发光二极管（LED），并因此带来新型的节能光源。
发光二极管（LED）是一种应用非常广泛的电子元件，可以用作电路畅通的指示灯，比如电视机或者一些充电器的电源灯；激光笔里关键的部件就是一个LED激光器；也可以用作装饰灯或者是照明用的各种光源。LED节能灯是用高亮度发光二极管作光源，LED作为一种新型的节能、环保的绿色光源产品，具有很多诱人的特性。例如：
①高效节能：一只LED节能灯1000小时仅耗几度电（普通60W白炽灯17小时约耗1度电，普通10W节能灯100小时耗1度电）；
②超长寿命：半导体二极管发光，无灯丝，无玻璃泡，不怕振动，不易破碎，使用寿命可达五万小时（普通白炽灯使用寿命仅有一千小时，普通节能灯使用寿命也只有八千小时）；
③健康：光线健康。光线中不含紫外线和红外线（普通灯光中含有紫外线和红外线）；保护视力：直流驱动，无频闪（普通灯都是交流驱动，就必然产生频闪）；
④绿色环保：不含汞和氙等有害元素，利于回收，而且不会产生电磁干扰（普通灯管中含有汞和铅等元素，节能灯中的电子镇流器会产生电磁干扰）；
⑤光效率高：发热少，90%的电能转化为可见光（普通白炽灯80%的电能转化为内能，仅有20%电能转化为光能）。
LED节能灯必将会得到推广，在节能减排的浪潮中大放光彩。
根据以上提供的材料，回答下列问题：
（1）LED节能灯工作时主要把 电 能转化为光能。
（2）功率相等的LED灯和白炽灯，在相等的时间内，电能转化为内能较多的是 白炽 灯。
（3）20W的LED节能灯工作24小时耗 0.48 度电。
（4）LED节能灯发出“健康光线”的原因是 光线中不含紫外线和紅外线，无频闪 。
【答案】见试题解答内容
【解答】解：（1）由题意可知，LED节能灯工作时主要把电能转化为光能。
（2）功率相等的LED灯和白炽灯，在相等的时间内，电能转化为内能较多的是白炽灯，LED灯主要将电能转化为光能。
（3）20W的LED节能灯工作24小时耗电为：P＝UI＝0.02KW×24h＝0.48KW•h；
（4）由材料中的介绍可以看出，LED节能灯发出“健康光线”的原因包括：光线中不含紫外线和红外线（普通灯光中含有紫外线和红外线）；保护视力，直流驱动，无频闪（普通灯都是交流驱动，就必然产生频闪）。
故答案为：（1）电；（2）白炽灯；（3）0.48；（4）光线中不含紫外线和红外线，无频闪。
五．用滑动变阻器改变小灯泡的亮度（共10小题）
26．图中，用最大阻值较小的滑动变阻器来控制6伏小灯的亮暗。要求从正常发光到完全熄灭连续变化，电源为4节干电池，应采取的接法是（ ）
A．C接M，B接N
B．A接M，B接N，D接N
C．A接Q，C接M，B接N
D．A接N，B接Q，C接M，M接N
【答案】C
【解答】解：选项的连接如下图所示：
A、C接M，B接N，当滑片移到右端时接入电路的电阻为0，此时灯泡正常发光，当滑片向左移动时灯泡两端分得的电压变小，灯泡变暗，不能使灯泡完全熄灭，故A不符合题意；
B、A接M，B接N，D接N，当滑片移到左端时接入电路的电阻为0，此时灯泡正常发光，当滑片向右移动时灯泡两端分得的电压变小，灯泡变暗，不能使灯泡完全熄灭，故B不符合题意；
C、A接Q，C接M，B接N，灯泡与滑动变阻器AP部分并联后与PB部分串联，当滑片P移至A端时灯泡被短路熄灭，当滑片从A端向B端移动时灯泡两端分得的电压变大，灯泡由熄灭变亮，当移至B端时，灯泡与滑动变阻器的最大阻值并联灯泡正常发光，故C符合题意；
D、A接N，B接Q，C接M，M接N，滑动变阻器与灯泡并联，滑片的移动（接入电路的阻值不为0时）不能改变灯泡两端的电压，即灯泡的亮暗不变；当变阻器接入电路的阻值为0时，会造成电源短路，故D不符合题意。
故选：C。
27．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。如图所示，若要使滑动变阻器的滑片P向A端滑动时，小灯泡变亮，那么可以将滑动变阻器的C接线柱与 A 接线柱接在电路的M、N两端。闭合开关前，滑片P应位于 B （选填“A”或“B”）端。
【答案】见试题解答内容
【解答】解：（1）滑动变阻器是靠改变接入电路中电阻丝的长度来改变电阻的；
（2）滑片P向A端滑动时，灯泡变亮，说明电路中电流变大；根据欧姆定律可知，在电源电压不变时，电流变大，滑动变阻器接入电路的阻值变小，所以滑动变阻器的C接线柱与A接线柱接在电路的M、N两端。
（3）闭合开关前，滑片在阻值最大处即B处。
故答案为：接入电路中电阻丝的长度；A；B。
28．作图题
（1）根据入射光线和折射光线，在图中虚线框内画出适当类型的透镜（图1）。
（2）请将滑动变阻器接入电路，要求：滑动变阻器的滑片向左滑动时灯泡变亮（图2）。
【答案】见试题解答内容
【解答】解：（1）图1中入射光线是平行的，而折射光线远离主光轴，即透镜有发散作用，所以是凹透镜；如下图所示：
（2）将滑动变阻器的上方任一接线柱与灯泡的左接线柱相连，如下图所示：
29．如图所示的实验器材，现用电流表、电压表分别测出通过灯泡的电流和灯泡两端的电压，电路中电流约为0.5A，并用滑动变阻器改变小灯泡的电流，要求滑片向右滑动时灯泡变亮。
（1）按要求连接实物图。
（2）画出相应的电路图。
（3）连接电路时开关应处于 断开 状态，变阻器的滑片应处于 左端 （填“左端”或“右端”）。
（4）当滑片P向左移动时，电流表示数变 小 ，灯泡亮度 变暗 （填“变亮”、“变暗”或“不变”）。
（5）若闭合开关，无论怎样移动滑片，灯泡都不发光，电流表示数为零，电压表的示数为3V，此时故障可能是 灯泡断路 造成的；
（6）如移动滑片P，发现两表示数均比较小且保持不变，则原因为 滑动变阻器接了下面两个接线柱 ；
（7）实验中，若发现电流表，电压表的指针均反偏，最简单的解决方法是 电源正负极互换 。
【答案】见试题解答内容
【解答】解：（1）解：电压表与灯泡并联，电流表与灯泡串联，滑动变阻器向右滑动时灯泡变亮说明滑动变阻器接入电路的电阻变小，即滑动变阻器右下端的接线柱必须接到电路中，然后把上端的任意接线柱连入电路，开关串联在电路中控制电路。如图所示：
（2）先画出电源的符合，从正极开始依次画出开关、灯泡、电流表、滑动变阻器回到负极，最后电压表并联在灯泡的两端，如下图所示：
（3）为避免接错线路，造成电流过大烧坏用电器，在连接电路时开关应处于断开状态，滑动变阻器的滑片应处于滑动变阻器的最左端；
（4）当滑片P向左移动时，接入电路的阻值变大，依据欧姆定律可知：电流表示数变小，灯泡亮度变暗；
（5）闭合开关灯不亮，但电压表示数约等电源电压说明电压表并联的部分断路，即电路故障可能是灯泡断路；
（6）在使用滑动变阻器时，只有选用一上一下两个接线柱，滑动变阻器才具有调节作用，当同时选用下面两个接线柱阻值最大且不起调节作用，就会出现电表示数较小且不变这种现象；
（7）电流表，电压表的指针均反偏说明违背了“正进负出”原则，最简单的解决方法是把电源正负极互换一下。
故答案为：（1）见上图；（2）见上图；（3）断开；左端；（4）小；变暗；（5）灯泡断路；（6）滑动变阻器接了下面两个接线柱；（7）电源正负极互换。
30．设计实验
（1）请你设计一个验证性小实验（可配图）证明“滑动变阻器可以改变用电器两端电压”。
（2）请完成下列探究实验的设计方案。
【答案】见试题解答内容
【解答】解：（1）如图所示：让一个变阻器和定值电阻组成一个串联电路，移动滑片，观察电压表示数会发生变化，所以说明滑动变阻器可以改变电阻两端的电压；
（2）在比较水和煤油的吸热能力时，通过升高的温度的大小来判定吸热能力的大小，所以器材中必须有温度计；
1．在比较水和煤油的吸热能力时，应控制水和煤油的质量相同，故应在烧杯中倒入质量的水和煤油；用一样的酒精灯分别加热20min、40min、60min，用温度计测量水和煤油的升高的温度，从而判定出吸热能力的大小。
故答案为：（1）见解析；（2）温度计；1．质量；升高的温度。
31．有如图所示的实验器材，现要测量通过小灯泡的电流和小灯泡的电压，并要使通过小灯泡的电流能用变阻器来改变。
（1）在以下空白处，设计出电路
（2）按你所设计的电路图把右边的实验装置连接成实物电路，要求：滑片左移，电流表的示数变小。
（3）连接电路时，开关应处于 断开 状态，滑动变阻器的滑片应处于 阻值最大 位置，即图中的 A 端。（填“A”或“B”）
【答案】见试题解答内容
【解答】解：（1）电压表与灯泡并联，电流表和滑动变阻器与灯泡串联，然后与开关、电源组成电路，如下图所示：
（2）根据电流流向法，从电源的正极出发依次串联开关、灯泡、电流表、滑动变阻器回到负极，最后把电压表并联在灯泡的两端，注意滑动变阻器的右下方必须接入电路中，如下图所示：
（3）为保护电路，连接电路时，开关应处于断开状态，滑动变阻器的滑片应处于最大阻值处的A端。
故答案为：（1）电路图如图所示；（2）实物电路图如图所示；（3）断开；阻值最大；A。
32．某班同学做“用滑动变阻器改变电流”的实验，电路如图所示。
（1）闭合开关前应移动滑片P，使变阻器连入电路中的电阻 最大 ，闭合开关后，要想让灯更亮些，则应将滑片P向 左 移动
（2）若实验中电流不超过0.6A，请用笔画线将实物图连接起来。
（3）开始实验后，甲同学发现无论怎样移动滑片P，灯的亮度都不发生变化，而且一直很暗，这可能是 变阻器同时接下面两个接线柱 ；乙同学发现无论怎样移动滑片，灯一直很亮，这可能是 变阻器接了上面两个接线柱 ；丙同学缓慢移动滑片P时，看到灯忽亮又忽灭，这可能是 变阻器滑片接触不良 。
【答案】见试题解答内容
【解答】解：（1）据所学知识可知，对于滑动变阻器，闭合开关前滑片应该处于最大阻值处；据电路图可知，要想让灯更亮些，即有效阻值变小，所以滑片应该向左移动；
（2）按电流流向法连接实物图：从电源的正极出发，依次串联电流表、滑动变阻器、小灯泡、开关回到电源的负极，且电流表选择小量程，如下图所示：
（3）据上面的分析可知，甲同学发现无论怎样移动滑片P，灯的亮度都不发生变化，而且一直很暗，这可能是变阻器同时接下面两个接线柱导致的；乙同学发现无论怎样移动滑片，灯一直很亮，这可能是变阻器接了上面两个接线柱导致的；丙同学缓慢移动滑片P时，看到灯忽亮又忽灭，这可能是变阻器滑片接触不良导致的。
故答案为：（1）最大；左；（2）见上面的分析；（3）变阻器同时接下面两个接线柱；变阻器接了上面两个接线柱；变阻器滑片接触不良。
33．一位同学设计了一个风力测定仪，如图所示，O是转动轴，OC是金属杆，下面连接着一块受风板。无风时OC是竖直的，风越强，OC杆偏转的角度越大。AB是一段圆弧形电阻，P点是金属杆与圆弧形电阻相接触的点，电路中接有一个小灯泡，测风力时，闭合开关S即可。通过分析可知：金属杆OC与弧形电阻AB组合在一起相当于一个 滑动变阻器 ，通过观察小灯泡的 亮度 可以粗略地知道风力的大小，在物理学中这种研究方法叫做 转换 法；电源电压一定时，风力越 小 （填“大”或“小”），灯泡越暗。
【答案】见试题解答内容
【解答】解：（1）无风时OC是竖直的，连入电路的电阻是AB段，有风时，OC杆偏转一定的角度，连入电路的电阻变为BP段，连入电路的电阻随风的大小而改变，风力测定仪相当于滑动变阻器。
（2）风越强，OC杆偏转的角度越大，BP段越小，电阻变小，电源电压不变，电路中的电流变大，灯泡越亮，所以通过灯泡的亮度判断风力的大小，这就是常用的转换法。
（3）在电源电压一定时，风力越小，电阻丝越长，所以电路的电流越小。
故答案为：滑动变阻器；亮度；转换；小。
34．同学们做“用滑动变阻器改变电流”的实验，如图所示。
（1）开始实验后，甲同学发现无论怎样移动滑片，灯的亮度都不发生变化，且一直很暗。这时，他接入电路的接线柱是 A、B ；乙同学发现无论怎样移动滑片，灯的亮度都不变，且一直很亮。这时，他接入电路的接线柱是 C、D ；丙同学缓慢向一个方向移动滑片，发现灯忽明忽暗，原因可能是 接触不良 。
（2）用笔代替导线连接电路使其完整，要求：滑片向左移动时，灯的亮度变暗。
【答案】见试题解答内容
【解答】解：
（1）开始实验后，甲同学发现无论怎样移动滑片P，灯的亮度都不发生变化，而且一直很暗，这可能是滑动变阻器连接的是下面两个接线柱；乙同学发现无论怎样移动滑片P，灯一直很亮，这可能是滑动变阻器连接的是上面两个接线柱；丙同学缓慢移动滑片P时，看到灯忽然亮又忽然不亮，这可能是接触不良。
（2）滑动变阻器滑片左移，灯泡变暗→电路中电流变小→总电阻变大→滑动变阻器电阻变大→滑片靠近下面的接线柱，所以把右下端的接线柱接入。连接如图所示：
故答案为：（1）A、B；C、D；接触不良；（2）见上图。
35．如图所示的实验器材，现用电流表、电压表分别测出通过灯泡的电流和灯泡两端的电压，电路中电流约为0.5A，并用变阻器改变小灯泡的电流，要求滑片向右滑动时灯泡变亮。
①按要求连接实物图
②画出相应的电路图
③连接电路时开在应处于 断开 状态，变阻器的滑片应处于 A 端（A或B）。
④滑片P向左移动时，电流表示数变 小 ，灯泡亮度 变暗 （填“变亮”、“变暗”或“不变”）
⑤如发现电流表、电压表的指针均反偏，最简单的解决方法是 调换电源正负极 ；如移动滑片P发现两表示数均比较小且不变，则原因为 滑动变阻器接线均接了下面两个接线柱 。
【答案】见试题解答内容
【解答】解：（1）由电路图可知，电源的电压为3V，所以电压表的量程为0～3V，且与灯泡并联；
电路中电流约为0.5A，所以电流表的量程选0～0.6A，且与灯泡串联；
滑动变阻器的右下方接线柱必须接到电路中，然后把上端的任意接线柱连入电路，最后与开关、电源组成电路，如下图所示：
（2）先画出电源的符合，从正极开始依次画出开关、灯泡、电流表、滑动变阻器回到负极，最后电压表并联在灯泡的两端，如下图所示：
（3）连接电路时开在应处于断开状态，变阻器的滑片应处于A端。
（4）滑片P向左移动时，电流表示数变小，灯泡亮度变暗
（5）如发现电流表、电压表的指针均反偏，最简单的解决方法是调换电源正负极；如移动滑片P发现两表示数均比较小且不变，则原因为滑动变阻器接线均接了下面两个接线柱。
故答案为：（1）（2）略 （3）断开、A；（4）小、变暗（5）调换电源正负极；滑动变阻器接线均接了下面两个接线柱。
六．滑动变阻器的作用（共3小题）
36．小明在学了欧姆定律后归纳了滑动变阻器在不同情况下的作用不同：
（1）滑动变阻器本身的作用：通过改变接入电路中电阻线的 长度 来改变电路中的电阻，从而来改变电路中的 电流 （选填“电流”或“电压”）；
（2）在探究电阻R不变时，研究通过它的电流与其两端电压的关系时，滑动变阻器的作用是：通过改变电路中的电流从而来改变电阻两端的 电压 ；
（3）在探究电阻两端的电压不变时，研究通过它的电流与电阻大小的关系时，滑动变阻器的作用是：通过改变电路中的电流从而来 保持用电器两端的电压不变 ；
（4）在“伏安法”测未知电阻实验中，滑动变阻器的作用是：通过改变电路中的电流从而来改变电阻两端的电压最终实现 多次测量求平均值减小误差 的目的。
【答案】见试题解答内容
【解答】解：（1）根据滑动变阻器的制成原理可知：滑动变阻器是通过改变电阻丝接入电路的长度来改变电阻的。从而达到改变电路中电流的目的。
（2）在探究电阻不变，电流与电压的关系时，为了改变电阻两端的电压，就需要通过改变滑动变阻器接入电路的阻值来实现。
（3）根据控制变量法的思路，研究导体中的电流与电阻的关系时，要保持导体两端的电压不变，而电路中换用阻值不同的电阻时，电阻两端的电压就要改变。为了保持电阻两端的电压不变，就需要改变滑动变阻器接入电路的阻值。
（4）测量导体的电阻时，通过改变滑动变阻器接入电路的阻值，从而改变了待测电阻两端的电压和通过它的电流，可以多测几组数据，通过求平均值来减小误差。
故答案为：（1）长度；电流。
（2）电压。
（3）保持用电器两端电压不变。
（4）多次测量求平均值，减小误差。
37．连接在电路中的滑动变阻器，能够起很多作用：
（1）在“探究导体中的电流与导体两端的电压的关系”时，其主要作用是改变 导体两端电压 ；若“探究导体中的电流与导体的电阻的关系”，其主要作用是保持 导体两端电压不变 ；
（2）在做“伏安法测电阻”的实验中，则滑动变阻器的主要作用是 多次测量求平均值 ，从而可以减小实验误差；
（3）上述三个实验电路中滑动变阻器所起的共同作用是 保护电路 。
【答案】见试题解答内容
【解答】解：（1）图甲是研究欧姆定律的实验，在该实验中：探究导体中的电流与导体两端的电压的关系时，滑动变阻器的作用是改变电路中的电流和电阻两端的电压；探究导体中的电流与导体的电阻的关系时，滑动变阻器的作用是保持电阻两端的电压不变；
（2）伏安法测定值电阻的阻值实验，在实验中需要通过改变滑动变阻器的阻值，多测几组数据求平均值，来减小误差；
（3）通过上面分析不难看出，不论甲、乙两个电路研究目的是什么，滑动变阻器对两个电路起的共同作用是保护电路。
故答案为：（1）导体两端电压；导体两端电压不变；
（2）多次测量求平均值；
（3）保护电路；
38．如图1所示的实验器材，现用电流表、电压表分别测出通过灯泡的电流和灯泡两端的电压，电路中电流约为0.5A，并用变阻器改变小灯泡的电流，要求滑片向右滑动时灯泡变亮。
（1）按要求连接实物图。
（2）在图2虚线框内画出相应的电路图。
（3）在闭合开关前，滑动片P应调到 左 端。
（4）滑动变阻器的作用是 保护电路，且通过改变电阻改变电路中的电流和用电器两端的电压 。
（5）当接变阻器的 最上面 两个接线柱接入电路的两种情况下，灯泡很亮，移动变阻器不起变阻作用。
【答案】见试题解答内容
【解答】解：（1）由电路图可知，电源的电压为3V，所以电压表的量程为0～3V，且与灯泡并联；
电路中电流约为0.5A，所以电流表的量程选0～0.6A，且与灯泡串联；
滑动变阻器的右下方接线柱必须接到电路中，然后把上端的任意接线柱连入电路，最后与开关、电源组成电路，如下图所示：
（2）先画出电源的符合，从正极开始依次画出开关、灯泡、电流表、滑动变阻器回到负极，最后电压表并联在灯泡的两端，如下图所示：
（3）闭合开关前，滑片应该打到最大阻值处，所以滑片应该处于最左端；
（4）此时滑动变阻器的作用是：保护电路，且通过改变电阻改变电路中的电流和用电器两端的电压；
（5）当接变阻器的最上面两个接线柱接入电路的两种情况下，灯泡很亮，移动变阻器不起变阻作用。
故答案为：（1）见上图；（2）见上图；（3）左；（4）保护电路，且通过改变电阻改变电路中的电流和用电器两端的电压；（5）最上面。温度t（℃）
120
100
80
60
40
20
电阻Rt（Ω）
200
170
140
110
80
50
序号
材料
长度
横截面积
1
锰铜合金丝
L
S
2
镍铬合金丝
L
S
3
镍铬合金丝
L
2S
4
镍铬合金丝
2L
S
导线代号
A
B
C
D
E
F
G
长度（m）
1.0
0.5
1.5
1.0
1.2
1.5
0.5
横截面积（mm2）
1.2
0.8
1.2
0.8
1.2
1.2
1.2
材料
锰铜
钨
镍铬丝
锰铜
钨
锰铜
镍铬丝
AP1/mm
0
30.0
60.0
90.0
120.0
150.0
180.0
U/V
0
0.4
0.8
1.2
1.6
2.0
2.4
物理量序号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
…
长度L/m
2.0
4.0
6.0
2.0
4.0
6.0
2.0
4.0
6.0
…
横截面S/mm2
1.0
1.0
1.0
2.0
2.0
2.0
4.0
4.0
4.0
…
电阻R/Ω
2.0
4.0
6.0
1.0
2.0
3.0
0.5
1.0
1.5
…
试验次数
长度l/m
横截面积S/mm2
电阻R/Ω
1
1
1×10﹣6
1.1
2
1
2×10﹣6
0.55
3
2
1×10﹣6
2.2
4
1.5
3×10﹣6
0.55
编号
材料
长度（m）
横截面积（mm2）
A
镍铬合金
0.3
0.5
B
镍铬合金
0.6
0.5
C
镍铬合金
0.3
1.0
D
康铜丝
0.3
0.5
E
康铜丝
0.3
1.0
F
康铜丝
0.8
0.8
金属丝代号
材 料
长度（m）
横截面积（mm2）
A
金属甲
1
0.2
B
金属甲
1
0.1
C
金属乙
1
0.1
D
金属乙
0.5
0.1
导体序号
A
B
C
D
E
F
G
长度/m
1.0
0.5
1.5
1.0
1.2
1.5
0.5
横截面积/mm2
1.2
0.8
1.2
0.8
1.2
1.2
1.2
材料
锰铜
钨
镍铬合金
锰铜
钨
锰铜
镍铬合金
实验次数
电压（V）
电流（A）
电阻（Ω）
1


2


3


编号
材料
长度/m
横截面积/mm2
a
镍铬合金丝
1.0
0.2
b
镍铬合金丝
1.0
0.1
c
镍铬合金丝
0.5
0.1
d
锰铜合金丝
0.5
0.1
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
步骤
M接
N接
电流（A）
①
A
C
0.5
②
A
B
1.0
③
A和C
B
2.0
④
E
G
0.2
⑤
E
F
0.4
⑥
E和G
F
0.8
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
锰钢合金
1.0
0.5
编号
材料
长度
（m）
横截面积（mm2）
A
镍铬合金
0.25
1.0
B
镍铬合金
0.50
1.0
C
镍铬合金
0.25
2.0
D
锰铜合金
0.25
1.0
课题
比较不同物质的吸热能力
器材
水、煤油、天平、烧杯、铁架台、酒精灯、石棉网、秒表、 温度计
实验步骤
1．在烧杯中倒入 质量 的水和煤油，用一样的酒精灯分别加热20min、40min、60min，温度计测量水和煤油的 升高的温度 。
2． 记录数据，填入表格
数据记录表格