1、02 电阻及滑动变阻器解析电阻及滑动变阻器知识点1:导体和绝缘体实验:探究物质的导电能力利用下列器材:电源、导线、开关、电流表或小灯泡,检测下列物质:金属丝;塑料尺;玻璃棒;铅笔芯(碳棒);食盐水;粉笔;硬币能否导电。设计检测实验线路图,闭合开关S,分别接入上述待测物质进行实验测试,可将这些物质归为下列两类:容易导电(小灯泡发光)的物质为。不容易导电(小灯泡不发光)的物质有。1. 导体:容易导电的物质。常见的导体有:所有金属(水银)、石墨、人体、大地和食盐的水溶液等。2. 绝缘体:不容易导电的物质。常见的绝缘体有:橡胶、玻璃、塑料、瓷、干木头、油、干燥的空气、纯水等。家庭电路中的导线都是用塑料
2、、橡胶等绝缘材料做外套的原因是防止导电而使人触电。实验探究:纯水接入电路,观察到电灯不发光,说明纯水是绝缘体。当溶入食盐或其他物质时,观察到电灯发光,能够导电。玻璃通常是绝缘体,但当玻璃接入电路并烧红时,观察到电灯发光。可见烧红的玻璃变成了导体。如果导体的表面被氧化或腐蚀,会使导电能力下降,甚至不容易导电。结论:导体和绝缘体不是绝对的,当条件发生变化时,导体与绝缘体会相互转化。3. 半导体:导电能力介于导体和绝缘体之间的一类物质。常见的半导体材料有硅和锗。半导体在电子工业中有广泛的应用,“硅谷”意指电子产品基地。4. 金属导电的微观解释我们已经学过,物质由分子构成,分子由原子构成,原子由原子核
3、和绕原子核高速运动的电子构成。在这些微粒中,电子带负电,原子核带正电。金属导体内部的原子核位置相对固定,但核外的电子能自由移动,能从一个地方移动到另一个地方。而非金属中,几乎不存在能自由移动的电子。结论:可见金属导电的原因是内部存在大量自由移动的电子,绝缘体不导电的原因是内部几乎不存在自由电子。【典型例题】例1. 探究下列物质的导电性,铁制钢笔;橡皮;铅笔芯;棉衣;人体的尿液;玻璃杯;电视机外壳;干燥的空气。例2. 金属导体和绝缘体的区别在于 ( )A. 金属导体中有电子,绝缘体中没有电子B. 金属导体中的电子能自由移动,绝缘体中没有电子C. 金属导体中有自由电子,绝缘体中没有自由电子D. 金
4、属导体中没有自由电子,绝缘体中有自由电子例3. 在通常情况下,下列各物质全部属于导体的是 ( )A. 食盐水、锗、玻璃 B. 汞、碳棒、人体C. 纯水、铜、食盐 D. 铁丝、硅、大地例4. 电线芯通常是用铜丝做成的,是因为 ,容易 ;外套是用塑料橡胶做的,因为它们是 ,能够防止 。例5. 金属导体中可以自由移动的微粒是( )A. 原子 B. 原子核 C. 质子 D. 电子例6. 关于绝缘体,下列说法中正确的是 ( )A. 绝缘体在任何情况下都不能导电B. 绝缘体不易导电,是因为不存在电子C. 绝缘体不易导电,是因为不存在带电微粒D. 绝缘体不易导电,是因为不存在自由电子知识点2:电阻1、不同的
5、材料导电能力有强有弱,为了比较各种材料的导电能力的强弱,引入电阻。电阻是导体对电流的阻碍作用。电阻越大,导体对电流的阻碍作用越大,导电能力越弱。绝缘体的电阻非常大,导电能力非常弱。电阻可用字母R表示。2、单位:欧姆,简称欧,符号为。比欧大的单位还有千欧k、兆欧M。关系:1M=103k,1k=103。【典型例题】例1. 完成下列换算。5兆欧= 千欧 0.5千欧= 欧30欧 千欧= 兆欧例2. 物质甲的电阻R甲300欧,物质乙的电阻R乙3千欧,物质甲、乙的电阻大小比较正确的是 ( )A. R甲R乙 B. R甲R乙 C.R甲R乙 D. 无法比较 知识点3:影响导体电阻大小的因素实验探究过程:科学猜想
6、:1. 导体的电阻大小与导体的材料有关。2. 导体的电阻大小与导体的长度有关。3. 导体的电阻大小与导体的横截面积(粗细)有关。4. 导体的电阻大小与导体的温度有关。影响导体电阻大小的因素可能有材料、粗细、长度、温度。为了证明以上猜测的正确性,设计实验进行探究。方法:控制变量法当有几个因素同时影响一个物理量的变化时,常采用控制变量法即让某几个因素不变,研究某个因素对一个量的影响程度。实验方案1. 探究导体电阻与长度的关系。控制的不变量有材料、粗细、温度。在a、b两点间,分别接入粗细相同,长度不同的镍铬导体甲、乙(导体甲长度为1米,导体乙长度为0.5米)。闭合开关S,观察灯的亮度及电流表示数,填
7、入表格。导体灯的亮度电流表示数电阻大小甲(1米)暗小大乙(0.5米)亮大小实验结果:材料、粗细相同的导体,长度越大,电阻越大。2. 探究导体电阻与粗细的关系。控制的不变量有材料、长度、温度。在a、b两点间,分别接入长度相同,粗细不同的镍铬导体甲、乙(甲横截面积为0.5毫米2,乙横截面积为1毫米2)。闭合开关S,观察灯的亮度及电流表的示数,填入表格。导体灯的亮度电流表示数电阻大小甲(0.5毫米2)暗小大乙(1毫米2)亮大小实验结果:材料长度相同的导体,越粗,电阻越小。3. 探究导体电阻与材料的关系。控制的不变量有长度、粗细、温度。在a、b间,分别接入粗细、长度相同,但材料不同的导体甲、乙(甲是镍
8、铬导体,乙是铜导体)。闭合开关S,观察灯的亮度及电流表的示数,填入表格。导体灯的亮度电流表示数电阻大小甲(镍铬)暗小大乙(铜)亮大小实验结果:长度、粗细相同的导体,电阻大小与材料有关。综上可知:导体的电阻与导体的长度、粗细、材料有关,相同材料时,导体越长、横截面积越小,导体的电阻就越大。4. 根据实验研究表明:同样条件下,金属导体的电阻还与温度有关。温度升高,金属导体的电阻会增大;温度降低,金属导体的电阻会减小。某些材料,当温度降低到一定程度时,电阻会消失,这就是超导现象。其他条件相同,不同材料的电阻值(电阻率)是不同的。在同样条件下,银、铜材料的电阻很小,电木、橡胶材料的电阻很大。一般常用铜
9、材料来做导线,用电木、橡胶来做绝缘体。人体电阻的一般值是10002000欧。不同的人或一个人在不同的情况下的电阻值是不同的。气温高,出汗时,人体的电阻值较小;气温低,干燥时,人体的电阻值较大。如果用L表示导体的长度,S表示导体的横截面积,表示导体的电阻率,则金属导体的电阻大小可表示为公式:R=。 【典型例题】例1. 粗细相同的铜丝甲、乙,甲的长度是乙的一半,则甲、乙电阻R甲、R乙的大小关系为 ( )A. R甲=2R乙 B. 2R甲R乙 C. R甲R乙 D. 无法比较例2. 长度相同的镍铬合金甲横截面积是乙的一半,则甲、乙电阻R甲、R乙的大小关系为 ( )A. R甲2R乙 B. 2R甲=R乙 C
10、. R甲R乙 D. 无法比较例3. 镍铬合金甲、乙,已知甲、乙的长度之比是5:3,横截面积之比是2:5,则甲、乙电阻R甲、R乙之比是 ( )A. 2:3 B. 3:2 C. 25:6 D. 6:25例4. 长10米、电阻均为10欧的铜导线两根,连接成长20米的导线,接长后的导线电阻为 ( )A. 10欧 B. 20欧 C. 5欧 D. 40欧例5. 横截面积为1毫米2、电阻均为1欧的镍铬合金线两根,合并成横截面积为2毫米2的导线,合并后的导线电阻为 ( )A. 1欧 B. 2欧 C. 0.5欧 D. 4欧例6. 关于导体的电阻大小,下列说法中正确的是 ( )A. 导体的长度越大,电阻越大B.
11、导体的横截面积越小,电阻越大C. 铜导线的电阻一定比铝导线的电阻小D. 材料相同的导线,越长、越细,电阻越大例7. (1)把长10米、电阻为10欧的铜导线拉成长20米的铜导线,拉长后的铜导线电阻为( )A. 10欧 B. 20欧 C. 40欧 D. 2.5欧(2)把长10米、电阻为10欧的铜导线平分两等份后,合成一根长5米的铜导线,合并后的铜导线电阻为 ( )A. 10欧 B. 20欧 C. 40欧 D. 2.5欧例8. 有电阻均为10欧的相同导线若干根,现要求得到15欧的电阻值,则应 ( )A. 把两根接长后使用B. 把两根合并后使用C. 一根取半与另一根接长后使用D. 一根取半与另一根合并
12、后使用例9. 把一根电阻值为R的合金导线,若拉长到原来的n倍,它的电阻变为 R;若n等分后再合并在一起,它的电阻变为 R。【模拟试题】(答题时间:45分钟)11. 如图所示电路,把两个金属夹子夹在下面哪个物体的两端,闭合开关后小灯泡能发光( ) A、铁钉 B、塑料尺 C、橡皮 D、玻璃棒 12. 绝缘体不容易导电,这是因为( )A、绝缘体中没有电子 B、绝缘体中几乎没有电子C、绝缘体中存在大量的自由电荷 D、绝缘体中的电荷几乎被束缚在原子或分子的范围内,自由电荷很少13. 下列物体,能导电的是( ) A、空气 B、干燥的软木塞 C、硫酸铜溶液 D、纸张14. 导体内一定有大量的 ( )A、自由
13、电子 B、负离子 C、正离子 D、自由电荷15. 下列说法正确的是( )A、导体一定都是金属 B、金属丝外包上绝缘体就不导电了C、金属中因为有电子所以能导电 D、铅笔芯不是金属却能导电16. 电阻是导体对电流的_,当某段导体两端电压增大时,通过这段导体的电流就要增大,但此时这段导体对电流的阻碍作用_,也就是说它的电阻_(填“变大”、“变小”或“不变”) 17. 电阻是导体本身的一种_,它的大小决定于导体的_、_和_。_对电阻也有重要影响。18. 有两条粗细相同、材料相同的导线,甲导线长20厘米,乙导线长1.3米,则电阻较大的是_导线。*19. 有两条长短相同、材料相同的导线,丙导线横截面积为0
14、.4厘米2,丁导线横截面积为2毫米2,则电阻较小的是_导线.20. 一定温度下,同种材料制成的导体,长度越_,横截面积越_,电阻越大。*21. 一只能发光的电灯,正常发光时灯丝的电阻值比不发光时的灯丝的电阻值要 。(选填“大”、“小”或“相等”)*22. 将一根金属导线对折后并成一条,它的电阻将变_(选填“大”、“小”),原因是导线的_不变,_变大,_变小所致。 *23. 将一根金属导线均匀拉长后,它的电阻将变_(选填“大”、“小”)。原因是导线的_和_不变,_变大,_变小所致。24. 同种材料组成的四根导线,R1=4欧,R2=9欧,R3=11欧,R4=21欧,如果它们的长度相等,横截面积最大
15、的是 ,如果它们的横截面积相等,则电阻线的长度最长的是 。25. 当温度一定时,比较两根铜导线电阻的大小,下列说法中正确的是( )A、长导线的电阻一定大 B、粗细相同,长导线的电阻一定大C、细导线的电阻一定大 D、长度相同,粗导线的电阻一定大*26. 有关金属材料电阻的大小,下面说法中错误的是(不考虑温度)( )A、同种材料做成的长度,横截面积相同的导线,电阻相同B、导体的电阻大小与导体两端的电压和通过的电流无关C、不同的材料做成的导体,电阻可能相同D、对于同种材料,长度长,电阻大;横截面积大,电阻大27. 关于电阻的大小,下列说法中正确的是 ( )A、铜制成的导线,粗的一定比细的电阻小B、绝
16、缘体不容易导电,是因为没有电阻C、导体中没有电流时,导体就没有电阻D、电阻是导体本身的一种性质,跟电压、电流均无关28. 导体的电阻是导体本身的一种性质,下列措施能改变导体电阻大小的是( )A、增大通过导体的电流; B、增加通过导体的电量;C、增大导体两端的电压; D、将导体拉细拉长。*29. 有甲、乙、丙三根同种材料制成的导线,甲和乙导线长为1米,乙导线粗些;乙和丙导线粗细相同,丙导线长为0.5米,则三根导线的电阻由大到小排列应是:( )A、甲、乙、丙 B、丙、乙、甲 C、丙、甲、乙 D、甲、丙、乙 *30. 有一块厚薄均匀的长方体铁块,EF比AB长。如图所示,分别沿图中所示的不同方向接入电
17、路,则( )A、沿AB方向接入电路时电阻最大B、沿CD方向接入电路时电阻最大C、沿EF方向接入电路时电阻最大D、沿各个方向接入电路时的电阻一样大巩固训练:1.物理学中,电阻表示导体对_的_作用,通常用字母R表示。在国际单位制中,电阻的单位是_,简称_,符号是_,电阻的常用单位还有_、_。2.实验室中常用的小灯泡的电阻约为8,合_k。在电路图中电阻的符号是 。3.如图所示的电路中,小红把5、50的不同导体分别接在同一电路中,哪种情况灯泡较亮? 。这是因为 。4.有一些元素的导电能力介于_ 之间,比_差,比_强,常常称做_.利用_对它的性能的影响,可制成热敏电阻;利用_对它的性能的影响,可制成光敏
18、电阻.5.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,采用了 的方法。6.如图所示,开关闭合,将一铜丝触头在一铅笔芯上向右移动,可观察到的现象是:小灯泡的亮度 。由此可知:接入电路中的电阻 ,则电路中的电流 ;此实验还可以得出的结论是: 。7.若不考虑温度对电阻的影响,下列关于电阻的说法,正确的是( )A铜导线的电阻比铝导线的电阻小B短导线的电阻比长导线的电阻小C粗导线的电阻比细导线的电阻小D长度相同而粗细不同的两条铜钱,其中较粗铜线的电阻小8.以下有关电阻的观点中,你认为错误的是( )A不同的导体,电阻一般不同B导体被加热后,电阻一般会随温度升高而增大C一个导体两端的电压越大,
19、电流越大,则它的电阻就越小D导体的电阻大小决定于导体的材料、长度、横截面积和温度9.下面说法正确的是 ( )A .金属和纯水都是导体B .木头是绝缘体,它就一定不会导电C .玻璃不容易导电,但在条件改变时可以变成导体D .绝缘体不容易导电,所以绝缘体不是重要的电工材料 10.关于半导体和超导体,以下说法中正确的是( )A.石墨是半导体B.没有半导体就没有我们今天的现代化生活C.水银在高温时是超导体D.半导体和超导体还没有应用于生活11.常温下,小明拿来一根电阻丝,上面标有5字样,回答下列问题:若这根电阻丝接在3V的电压下,它的电阻是 ,接在5V的电压下,它的电阻是 ,不通电,它的电阻是 。小明
20、找来工人师傅将这根电阻丝均匀拉长一倍,它的电阻是 。小明将这根电阻丝对折后,再接入电路中,其电阻是 。若将这根电阻丝剪断一半,它的电阻是 。若小红找到的是同样材料的电阻丝,长度一样,只是横截面积是原来的2倍,小红的电阻丝的电阻是 。12.判断下列说法是否正确:短导线的电阻比长导线的电阻小( )粗导线的电阻比细导线的电阻小( )铜导线的电阻比铁导线的电阻小( )同种材料长度相等,粗导线的电阻比细导线的电阻小( )长度相同的两根导线,细的导线电阻一定大( )粗细相同的两根导线,长的导线电阻一定大( )常温下,在长度和横截面积都相同时,铝导线比铜导线的电阻大( )13.相等长度的铜丝和铁丝,它们的横
21、截面积和温度都相等,则铜丝与铁丝的电阻相比较( )A铜丝的电阻小 B铁丝的电阻小 C电阻一样大 D无法比较14.甲、乙两条同样粗细的导线,甲长20cm,乙长1.3m,比较它们电阻大小的关系,正确的是( )A甲大 B乙大 C一样大 D无法确定15.粗细相同的铜、铁两根导线,当温度相同时,它们的电阻相同,则( )A铜钱比铁线长 B铁线比铜线长 C铜铁两根导线长度相同 D无法判断16.常用的白炽灯泡的灯丝断了,若搭接上后仍能使用,则灯丝的电阻将 ( )A. 增大 B. 不变 C . 减小 D. 无法判断17.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l:导体的电
22、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。上图是他们进行实验探究的器材,演示板上固定了四条金属电阻丝,a、b、c三条长度均是l m,d的长度是05 m;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_两端连接,闭合开关,记下电流表的示数,思路分析比较这两根金属丝电阻的大小。 (2)依次把M、N跟a、d的两端连接,闭合开关,记下电流表示数,分析比较a、d两根金属丝电阻的大小,可探究电阻跟_的关系,其结论是 . (4)一般
23、说来,所有物体都有电阻。探究过程中,又有同学提出猜想4:电阻还可能跟温度有关。请用一个废灯泡的灯芯(如图所示)设计一个实验来研究这个问题,要求:说出方法;画出电路图。18在“探究影响导体电阻大小的因素”的活动中,小明发现实验器材中金属丝只有一根,其它器材足够,如果要他完成下面的一些实验探究活动,其中他不可能完成的是()A探究导体电阻与长度的关系B探究导体电阻与横截面积的关系C探究导体电阻与材料的关系D探究导体电阻与温度的关系19.小刚为探究“导体电阻大小与温度的关系”,选用不同型号的铅笔芯进行了如下实验:步骤一:将H型铅笔芯接入电路,闭合开关,测量并记录通过它的电流;步骤二:用酒精灯给铅笔芯加
24、热,每隔20s测量并记录通过它的电流; 步骤三:分别将HB型、2B型铅笔芯接入电路,重复以上实验过程。下表是记录的实验数据(1)实验中,他们是通过 的变化来判断铅笔芯电阻的改变的;(2)分析表中数据可以得出: 。20.下列物体中,用到了半导体材料的是 A智能机器狗 B白炽灯泡 C普通干电池 D滑动变阻器21.如图所示,将导体接到电路A、B之间时,导体与灯泡是 联的如果将不同的导体分别接到A、B之间,闭合开关,可通过观察、比较 来判断不同导体电阻的大小若两个导体的电阻差异不大,则可以用 表替换灯泡,作进一步的判断22.在“探究导体的电阻跟哪些因素有关”的实验中。(1)小明的猜想是:电阻可能与导体
25、的材料有关;小亮的猜想是:电阻可能与导体的温度有关;小敏的猜想是:电阻可能与导体的长度有关;根据你掌握的电学知识,你认为:电阻还与 有关。(2)如图是三位同学为上述探究活动准备的实验器材,他们已经完成了部分实物的连接。若电阻受温度的影响可以忽略,要探究猜想,应该控制 不变;要探究猜想,应该选用导线_和导线_(填导线的代号字母)进行对比实验。知识点2:滑动变阻器介绍:靠改变接入电路中的电阻丝的有效长度来改变电阻大小的装置。1. 结构:下图为滑动变阻器实物图,结构的名称:A瓷筒,B线圈,C金属杆,D接线柱,P滑动触头(滑片)。2. 滑动变阻器的结构图和电路图。 3. 原理:滑动变阻器中的线圈是用电
26、阻率较大的合金线制成。改变合金线的有效长度,就可以改变电阻大小,从而改变电流大小。4. 使用:(1)与用电器串联在电路中使用;(2)接线时接线柱应“一上一下”连接;(3)闭合开关前,滑片P应移到最大值位置。5. 实验:连接如图的电路图,把滑动变阻器的接线柱分别连接在M、N两点,闭合开关,移动滑片P,观察灯的亮度和电流表示数。 (1)当C和D接入M、N点时,亮度不变且最亮。原因:电阻为零。 (2)当A和B接入M、N点时,亮度不变且最暗。原因:电阻是最大值不变。 (3)当B和C或B和D接入M、N点时,滑片P向右移动,亮度变亮,电流表示数变大,原因:电阻变小。 (4)当A和D或A和C接入M、N点时,
27、滑片P向右移动,亮度变暗,电流表示数变小,原因:电阻变大。6. 旋钮型变阻器 应用:收音机的音量开关,电扇的变速开关,台灯的调光开关。 原理:与滑动变阻器的原理相同。【典型例题】例题1. 如图所示的滑动变阻器,其最大阻值是50欧,接线柱A和D连入电路中,若要使电阻减小,滑动触头P应向_端移动。如果P在最左端,则电阻值为_欧。如果P在最右端,则电阻值为_欧。例题2. 上图中,如果RAE=20欧,则REB=_欧,RAC=_欧,RBD=_欧。如果E是中点,则RAE=_欧,REB=_欧。例题3. 滑动变阻器是可变电阻,其改变电阻的原理是 ( ) A. 改变电阻丝的横截面积 B. 改变电阻丝连入电路的长
28、度 C. 滑片跟电阻丝发生摩擦 D. 改变接线柱中的导线连接例题4. 如图为滑动变阻器在电路中使用,连接方式共有_种,其中_种是正确的,错误的连接方式是_,_。 例题5. 上题图中,如果B和C连接,当滑片P向右移动时,移动变阻器的电阻值_。如果当滑片P向左移动电阻变大时,则应把_或_连入电路。例题6. 如图是能调节电灯亮度的电路图,要使电灯变暗,滑片P应 ( )A. 向a端移动 B. 向b端移动 C. 在b点不动 D. 在中间不动例题7. 下图中的四个图为滑动变阻器连入电路的几种情况,当滑片P向左移动时,使连入电路中的电阻变大的是 ( )例题8. 如图所示,两个滑动变阻器串联连入电路中,要使电阻中的电阻最大,则变阻器滑片应 ( )A. P1在B1,P2在B2 B. P1在A1,P2在B2 C. P1在A1,P2在A2 D.P1在B1,P2在A2例题9. 如图所示电路,在开关S闭合前,滑动变阻器的滑片P应在 端。闭合开关S,当滑片P向左移动时,滑动变阻器连入电路的电阻变 ,观察到电流表的示数变 。例题10. 如图表示一种汽车上自动测定油箱内油面高度的装置,P是滑动变阻器,它的金属滑片是杠杆的一端,从油量表(电流表改装而成)指针所指的刻度,就可以知道油箱内油面的高度。请说明它的电学工作原理。一、填空: 5、滑动变阻器的工作原理是改变导体的
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