16.4 变阻器（考点解读）（解析版）

164 变阻器（考点解读）（解析版） 1、变阻器种类 （1）认识变阻器 ①定义：阻值可以变化的电阻器叫变阻器； ②分类：滑动变阻器、电阻箱（旋钮式和插块式）； （2）滑动变阻器 ①原理：通过改变连入电路中电阻线的长度来改变电阻（注意“连入电路中的”） ②构造：瓷筒、电阻线、支架、接线柱、金属杆、滑片； ③元件符号： ④结构示意图： ⑤接线规则：一上一下； ⑥铭牌的理解：例20Ω1，表示此滑动变阻器的最大阻值是20Ω，允许通过的最大电流是 1； ⑦优缺点：能连续改变接入电路的电阻大小，不能读出具体电阻值； （3）电阻箱 ①分类：旋盘式电阻箱、插塞式电阻箱 ②优缺点：能够读出具体电阻值，不能连续改变电阻； ③电阻箱的元件符号： ④电阻箱的读数： 旋钮式：用三角标志所对的数字乘以下面的倍数，然后把他们相加； 插块式：把拔掉的塞子对应的电阻线阻值相加。 2、滑动变阻器的工作原理 （1）滑动变阻器原理：通过改变连入电路中电阻线的长度来改变电阻（注意“连入电路 中的”）； （2）滑动变阻器的作用：可以改变电路中的电流，可以改变与之串联用电器两端的电压， 还可以保护电路； （3）当滑片远离下端使用的接线柱时，电阻变大；靠近下端使用的接线柱时，电阻变小； （4）滑动变阻器只要一上一下方式接入电路，上接线柱的选择是不影响电阻变化情况的， 如图，甲乙接法是等效的。 3、滑动变阻器的使用 （1）滑动变阻器的接线规则：一上一下； “一上”即把上面金属棒两端的任一接线柱连入电路中；“一下”即把下面线圈两端的任一 接线柱连入电路中； （2）滑动变阻器串联在电路中； （3）滑动变阻器阻值变小，会引起电路中电流变大，与之串联的用电器两端电压变大； （4）电路中的电流不许超过铭牌上标记的电流值； （5）滑动变阻器要与被控制电路串联； （6）闭合开关前应把滑片移至阻值最大处，即远离下端使用的接线柱。 【考点1 变阻器种类】 【典例1-1】（2022 秋•鹤壁期中）以下四幅图中，说法正确的是（ ） ．图甲：电阻箱的读数是622 B．图乙：小孩从滑梯上面匀速滑下时，动能不变，机械能减少 ．图丙：试管内的水蒸气推动塞子冲出时，水蒸气的内能增加 D．图丁：是四根高压输电线上的一个装置，利用这个装置将四根导线并联起来，相当 于增大了导线的横截面积，从而增大了导线的电阻 【答】B 【分析】（1）电阻箱的读数：旋钮对应的数字乘以倍数的和； （2）动能和物体的质量、速度有关；重力势能和物体的质量、高度有关； （3）做功和热传递都能改变内能； （4）将四根导线并列的连接在一起等效成一根导线，相对于其中的任何一根导线，横 截面积更大。 【解答】解：．由图可知，电阻箱的读数为R＝1000Ω×0+100Ω×6+10Ω×2+1Ω×2＝ 622Ω，故错误； B．小孩从滑梯上面匀速滑下时，质量不变，速度不变，动能不变，同时高度减小，故 重力势能减小，机械能减小，故B 正确； ．塞子冲出时，是试管内水蒸气的内能转化为塞子的机械能，水蒸气的内能减小，故错 误； D．利用这个装置将四根导线并联起来，相当于增大了导线的横截面积，从而减小了导 线的电阻，故D 错误。 故选：B。 【典例1-2】（2022 秋•曲靖期末）（1）如图1 所示，电阻箱的示数为 1258 Ω； （2）如图2 所示，电压表的示数为 25 V。 【答】（1）1258；（2）25。 【分析】（1）电阻箱的读数方法：用指针所对的数字乘以下面的倍数，然后把他们相 加，就可得出电阻箱的示数； （2）使用电压表读数时，先确定量程和分度值，然后根据指针位置读数。 【解答】解：（1）由图1 可知，电阻箱的示数为：1×1000Ω+2×100Ω+5×10Ω+8×1Ω＝ 1258Ω； （2）由图2 可知，电压表选择0～3V 量程，分度值是01V，此时的电压值为25V。 故答为：（1）1258；（2）25。 【变式1-1】（2021 秋•三明期末）关于图中的电阻箱，下列说法错误的是（ ） ．电阻箱是一种变阻器 B．阻值可调范围为0～10000Ω ．最小分度值为1Ω D．电阻箱读数是622Ω 【答】B 【分析】电阻箱可以改变接入电路电阻的大小；电阻箱的读数：旋钮对应的数字乘以倍 数的和。 【解答】解：电阻箱可以改变接入电路电阻的大小，其实质是一个变阻器；根据图示可 知，电阻箱的最大示数为9×1000Ω+9×100Ω+9×10Ω+9×1Ω＝9999Ω，所以阻值可调范 围为0 ～9999Ω ；电阻箱的分度值为1Ω ；此时电阻箱的读数为： 0×1000Ω+6×100Ω+2×10Ω+2×1Ω＝622Ω；故B 错误，D 正确。 故选：B。 【变式1-2】（2023•姑苏区校级开学）如图甲所示的是插入式电阻箱的结构示意图，则、B 两个接线柱之间的电阻值是 7 Ω 。如图乙欧姆表的示数是 32 Ω；如图丙电阻箱 的 示 数 19692 Ω 。 【答】7Ω；32；19692。 【分析】插入式电阻箱的原理：是利用铜塞插入或拔出改变连入电路中电阻丝的长度来 “变阻”的，即把铜塞插进去，铜塞处的电阻丝就会短路，电流不从电阻丝走了，所以 铜塞插进去的那部分电阻没有连入电路； 结合欧姆表的分度值和指针位置读数； 电阻箱的读数方法：用Δ 所对的数字乘以下面的倍数，然后把它们相加，就得出电阻箱 的示数。 【解答】解：当铜塞插入时，则该铜塞处的电阻丝就会短路，这部分电阻丝没有接入电 路；由图甲可知，、B 两个接线柱之间的电阻是5Ω+2Ω＝7Ω； 如图乙所示，30 欧到40 欧之间有5 个小格，1 个小格代表为2Ω，则欧姆表的示数是 32Ω； 由图乙可知，电阻箱的示数为：R ＝1×1000Ω+9×100Ω+6×10Ω+9×1Ω+2×01Ω ＝ 19692Ω。 故答为：7Ω；32；19692。 【考点2 滑动变阻器的工作原理】 【典例2-1】（2022 秋•陈仓区期末）一个滑动变阻器的铭牌上标有“20Ω，1”的字样，对 此铭牌意义的理解正确的是（ ） ．电阻最小值是20Ω，允许最大电流1 B．电阻最小值是20Ω，允许最小电流1 ．电阻最大值是20Ω，允许最大电流1 D．电阻最大值是20Ω，允许最小电流1 【答】 【分析】滑动变阻器的铭牌上标有“20Ω 1”的字样，其含义是滑动变阻器连入电路的最 大阻值，允许通过的最大电流。 【解答】解：铭牌上标有“20Ω 1”，含义是滑动变阻器的接入电路的电阻范围0﹣ 20Ω，电阻的最大值是20Ω，允许通过的最大电流是1。 故选：。 【典例2-2】（2022 秋•邗江区期末）旋转式变阻器（如图所示）与滑动变阻器相比，外形 不同，但原理都是通过改变接入电路的导体的 长度 来改变其接电路的电阻。若图 中旋转式变阻器的、B 两接线柱连入电路，则连入电路的弧形电阻片是 P 段（选填 “P”、“P”或“”），当转轴顺时针旋转时，它连入电路的电阻将 变大 （选填 “变大”、“变小”或“不变”）。 【答】长度；P；变大 【分析】变阻器是靠改变连入电路中的电阻丝长度来改变电阻的；接入电路中的电阻丝 的长度越长，电阻越大。 【解答】解：旋转式变阻器是靠改变连入电路中的电阻丝长度来改变电阻的；图中旋转 式变阻器的、B 两接线柱连入电路，则连入电路的弧形电阻片是P 段，当轴顺时针旋转 时，它连入电路的电阻丝的长度变大，故它连入电路的电阻将变大。 故答为：长度；P；变大。 【变式2-1】（2022 秋•衡山县期末）一个滑动变阻器铭牌上标有“50Ω 15”的字样它的意 义是（ ） ．电阻的最小值是50Ω，允许通过的最大电流是15 B．电阻的最小值是50Ω，允许通过的最小电流是15 ．电阻的最大值是50Ω，允许通过的最小电流是15 D．电阻的最大值是50Ω，允许通过的最大电流是15 【答】D 【分析】滑动变阻器铭牌上标有的电流值表示滑动变阻器允许通过的最大电流值，标有 的电阻是滑动变阻器的最大电阻值。 【解答】解：一个滑动变阻器铭牌上标有“50Ω 15”的字样，表示50Ω 表示滑动变阻器 的最大电阻是50Ω，15 表示滑动变阻器允许通过的最大电流是15。 故选：D。 【变式2-2】（2022 秋•焦作期末）滑动变阻器的电阻能改变，是由于改变了（ ） ．电阻线的长度 B．电阻线的横截面积 ．电阻线的材料 D．电阻线的密度 【答】 【分析】要解答本题需掌握：滑动变阻器的原理是靠改变连入电路中电阻线的长度。 【解答】解：滑动变阻器的电阻能改变，是由于改变了连入电路中电阻线的长度，从而 改变了电阻。 故选：。 【变式2-3】将一根镍铬合金丝均匀拉长接入电路，其电阻将 变大 ；若将这根镍铬合 金丝对折后接入电路，其电阻将 变小 。（填“变大”“变小”或“不变”）变阻 器是通过改变接入电路中电阻线的 长度 来改变电阻大小的，一只滑动变阻器的铭 牌上标有“20Ω，1”的字样，则表示这只滑动变阻器的电阻变化范围是 0 ～ 20 Ω。 【答】变大；变小；长度；0～20。 【分析】（1）导体的电阻大小与导体的长度、横截面积和材料有关；同种材料的导体 长度越大，横截面积越小，电阻越大；反之，电阻越小；据此即可确定该电阻丝的阻值 变化情况。 （2）滑动变阻器的原理是靠改变连入电路中电阻线的长度；滑动变阻器的接法是四个 接线柱，必须一上一下；滑动变阻器上所标的电阻值和电流值指允许通过的最大电流和 电阻的最大阻值。 【解答】解：导体的电阻与长度、横截面积和材料有关；当同种材料的导体长度越大， 横截面积越小，电阻越大；反之，电阻越小；将一根镍铬合金丝均匀拉长后，长度变长， 横截面积变小，故电阻将增大； 若将这根镍铬合金丝对折后，则长度变短，横截面积变大，故电阻将会变小。 变阻器是通过改变接入电路中电阻线的长度来改变电阻大小的，一只滑动变阻器的铭牌 上标有“20Ω，1”的字样，则表示这只滑动变阻器的电阻变化范围是0～20Ω。 故答为：变大；变小；长度；0～20。 【考点3 滑动变阻器的使用】 【典例3-1】（2022 秋•吉安期末）如图所示，是电学中常见的电路图，在、B 两点间分别 接入下列选项的元件，并进行对应实验，对滑动变阻器在此实验中的作用描述正确的是 （ ） ．探究电流与电阻的关系——使定值电阻两端电压成倍数变化 B．测量小灯泡的额定功率——调节小灯泡两端电压，使小灯泡在额定电压下发光 ．测量小灯泡的阻值——多次测量求平均值，减小实验误差 D．探究电流与电压的关系——改变电路中的电流，得出电压与电流的关系 【答】B 【分析】（1）根据控制变量法的思路，结合滑动变阻器的使用目的可以确定滑动变阻 器此时的作用； （2）为了保护电路，闭合开关前，滑动变阻器应处于最大阻值处，探究电流与电阻的 关系时滑动变阻器的作用一般有保护电路和保持定值电阻两端电压不变，找出普遍规律； （3）由于电阻是导体本身的一种性质，其大小与导体两端的电压和通过它的电流无关， 所以为了防止测量的偶然性，往往采取多次测量求平均值的方法来减小误差； （4）根据滑动变阻器使用目的，可以确定其在电路中的作用。 【解答】解：、探究电流与电阻的关系时滑动变阻器的作用是保护电路和保持定值电阻 两端电压不变，找出普遍规律，故错误； B、在“伏安法”测小灯泡电功率的实验中，调节小灯泡两端电压，使小灯泡在额定电 压下发光，故B 正确； 、小灯泡的电阻受温度影响较大，不可以多测几组数据，通过求平均值来减小误差，故 错误； D、探究电流与电压的关系时滑动变阻器的作用一般有保护电路和改变被测电阻两端电 压，故D 错误。 故选：B。 【典例3-2】（2023•金川区校级模拟）如图所示，电路中一根导线已经与滑动变阻器的接 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“”或“”或“D”）接线柱连接；滑动变阻器是通过 改变电阻丝的 长度 来改变电阻的大小。 【答】；长度。 【分析】滑动变阻器的原理：通过改变连入电路中电阻线的长度来改变电阻大小，从而 改变电路中的电流；滑动变阻器要采用“一上一下”的接法。 【解答】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 线应该与接线柱连接。 故答为：；长度。 【典例3-3】（2022 秋•任城区期中）如图所示的电路中，要使灯泡变暗，滑动变阻器的滑 片应向 右 移动，此时电流表的示数将 变小 （填“变大”“变小”或“不变”）。 【答】见试题解答内容 【分析】通过灯泡的电流越小，灯泡实际功率越小，灯泡越暗；要使灯泡变暗，滑动变 阻器接入电路的阻值应变大，根据电路图确定滑片的移动方向，应用欧姆定律判断电流 的变化。 【解答】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； 故答为：右；变小。 【变式3-1】（2023•锦江区校级开学）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，、b、是它的是三个接线柱，、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 （ ） ．电位器与灯泡并联 B．若只将、b 接入电路，顺时针转动旋钮时灯泡变亮 ．若只将b、接入电路，顺时针转动旋钮时灯泡变亮 D．若只将、接入电路，顺时针转动旋钮时灯泡变亮 【答】 【分析】电位器的实质是滑动变阻器，串联在电路中能改变电路中电流的大小；若将图 乙中、接入则接入了全部电阻片，不能改变电阻大小，接线时、只能选择其一接入电路， 结合图示可做出分析。 【解答】解：、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，故错误； B、若只将、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； 、若只将b、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，故正确； D、若只将、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：。 【变式3-2】（2022 秋•湟中区校级期末）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（ ） ． B． ． D． 【答】D 【分析】滑动变阻器有四个接线柱，接入电路时，选择上面一个接线柱，下面选择一个 接线柱。 【解答】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3-3】（2022 秋•天府新区期末）晓理自制了一盏可调节亮度的台灯，部分电路如图 所示，灯泡应画在图中 、 b 之间（选填“、b”或“、d”）；连好电路后闭合开关， 若要使灯泡变暗，应将滑动变阻器的滑动片向 右 移动。 【答】、b；右 【分析】（1）由题意可知，台灯的亮度可调节，所以灯泡应该与可调电阻串联在一起； （2）滑动变阻器移动滑片时，可以改变连入电路的电阻，从而改变电路的电流，影响 灯泡的亮暗程度。 【解答】解： （1）由题意可知，台灯的亮度可调节，所以灯泡应该与滑动变阻器串联，结合电路图 可知，灯泡应该接在、b 之间； （2）灯泡的亮暗取决于实际功率的大小，由P＝2R 可知，要使灯泡变暗应减小电路中 的电流，由欧姆定律可知应增大电路中的电阻，即滑片右移时增大滑动变阻器接入电路 中的电阻。 故答为：、b；右。 【变式3-4】（2022 秋•仙游县期末）如图所示，小明想利用电位器调节灯泡的亮度，逆时 针旋转旋钮（滑片）时，灯泡变亮，请你帮小明把该电位器连入电路。 【答】见解答图。 【分析】逆时针旋转滑片时，灯泡变亮，说明逆时针旋转时，电位器连入电路的电阻变 小，据此分析作答。 【解答】解：滑片逆时针旋转滑片时，灯泡变亮，原因是电流变大，电源电压不变，由 欧姆定律可知电位器连入电路的电阻变小，连入电路的电阻丝变短，应连入和b 接线柱， 如下图所示： 一、选择题。 1．（2022 秋•永安市期中）下列关于电学知识的说法中，正确的是（ ） ．金属导体中自由电子定向移动的方向就是电流方向 B．验电器的工作原理是同种电荷相互排斥 ．电路中有电源就一定会有电流流通 D．电阻箱可以读出阻值但不能调节电阻大小 【答】B 【分析】利用下列知识分析判断： （1）正电荷定向移动的方向规定为电流的方向； （2）验电器的工作原理：同种电荷相排斥； （3）电路中产生持续电流的条件有两个：一是有电源提供电压，二是电路是闭合的。 （4）滑动变阻器的原理：改变连入电路的电阻丝的长度，改变连入电路的电阻，改变 电路中的电流，它可以连续地改变电阻值，但不能读数；而电阻箱可以读出数值，但改 变的电阻值是不连续的。 【解答】解： ．导体内自由电荷定向运动才能形成电流，金属中的电流方向跟自由电子定向移动的方 向相反，故错误； B．验电器是根据同种电荷相互排斥检验物体是否带电的，故B 正确； ．电路中有电源，若电路断开，不会有电流流通，故错误； D．电阻箱能表示出连入的阻值，也能调节电阻大小，故D 错误。 故选：B。 2．（2022 秋•肃州区校级期末）如图所示，关于甲、乙、丙、丁四幅图，下列说法不正确 的 是 （ ） ．甲图中，梳子能吸引小纸片，是因为摩擦创造了电荷 B．乙图中，验电器的工作原理是：同种电荷互相排斥 ．丙图中，电流要从电流表的正接线柱流入负接线柱流出 D．丁图中，电阻箱连入电路的阻值大小是R＝4658Ω 【答】 【分析】（1）摩擦起电的实质是电荷的转移，带电体有吸引轻小物体的性质。 （2）验电器的工作原理是带电物体接触或靠近验电器金属球使验电器金属箔片带上同 种电荷相互排斥而张开角度的。 （3）电流表接入电路时要让电流从电流表的正接线柱流入，负接线柱流出。 （4）电阻箱连入电路的阻值读数方法是每个旋盘对应值乘以旋盘表示的数量级的积之 和。 【解答】解：．甲图中，梳子能吸引小纸片，是因为梳子摩擦带了电荷吸引轻小纸片； 摩擦起电的实质是电荷的转移，并不是创造了电荷。故错误； B．乙图中，验电器的工作原理是带电物体接触或靠近验电器金属球使验电器金属箔片 带上同种电荷相互排斥而张