【核心素养】双减作业本14.2变阻器(苏科2024版九年级上册)含详解

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【核心素养】双减作业本14.2变阻器(苏科2024版九年级上册)含详解

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双减作业本14.2变阻器
1.知道导体既能导电又有阻碍电流的作用
2.探究并了解影响导体电阻大小的因素,知道电阻是导体本身的属性。
3.知道电阻的单位及单位间的换算关系。
4.了解物质的导电性能,了解半导体、超导体的应用;了解科学家对材料导电性研究方面的贡献。
(巩固性作业)
1.滑动变阻器
(1)原理:通过改变接入电路中的电阻丝的 来改变接入电路中电阻的大小;
(2)电路图中的符号: ;
(3)滑动变阻器铭牌上标有“20Ω,2A”字样,表示滑动变阻器的 是20Ω, 是2A;
(4)连接:滑动变阻器接入电路时,应采用“ ”的接法,且要与被控制的电路 。通常,在使用前应将滑动变阻器的电阻调节到 。
2.滑动变阻器是通过改变接入电路中电阻丝的长度来改变电阻的。如图甲所示,当滑片向C端移动时,它接入电路的电阻值将 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。电阻箱是一种能够表示出电阻值的变阻器,如图乙中电阻箱的读数是 Ω。
3.如图所示的装置中,滑动变阻器标有“20Ω 0.5A”字样,连接情况如图所示。
(1)闭合开关前,应将滑片移动到 端(填“A”“B”)。
(2)闭合开关,当滑片向左移动时,灯会变 ,电流表的示数会变 (填“大”或“小”)。
4.要设计一盏能连续调节亮度的台灯,下列电路图符合要求的是( )
A. B. C. D.
5.下列选项中,当变阻器滑片向左移动时,变阻器连入电路中电阻值变大的是(  )
A. B.
C. D.
6.如图所示当滑动变阻器的滑片P向左移动时,接入电路的阻值变小,选择的接线柱是(  )
A.AD B.CD
C.BD D.AB
7.电位器实质是一种变阻器,如图是电位器的结构和连入电路的示意图。当滑片顺时针旋转时,连入电路的电阻(  )
A.变大 B.变小
C.不变 D.先变大后变小
8.如 图 所示,将两 个 滑动 变 阻器串联起来,将 a 端 和 b端接入电路中 ,要使两个滑动变阻器的总电阻最大,那么这两个变阻器的滑片的位置为(  )
A.P1 在最右端,P2在最右端
B.P1 在最右端,P2 在最左端
C.P1 在最左端,P2 在最右端
D.P1 在最左端,P2 在最左端
9.如图所示的甲、乙两个电路中,电源电压相等,闭合开关S,当甲图中滑动变阻器的滑片向左滑动、乙图中的滑片向右滑动时,灯泡L1和L2的亮度的变化是(  )
A.L1、L2都变暗 B.L1、L2都变亮
C.L1变亮,L2变暗 D.L1变亮,L2的亮度不变
(拓展性作业)
10.如图是滑动变阻器的结构和接入电路的示意图,当刚开始实验时,其中连接正确且滑片应该处于右边的是( )
A. B.
C. D.
11.有几位同学拿来一个滑动变阻器,看到铭牌上标有“20Ω 1A”的字样,关于这个滑动变阻器的说法中,正确的是(  )
①铭牌的含义是:连入电路中的最小值是20Ω,允许通过的最小电流是1A
②铭牌的含义是:连入电路中的最大值是20Ω,允许通过的最大电流是1A
③当滑片P向右移动时滑动变阻器的阻值变大,应该把A、C两个接线柱接入电路
④当滑片P向右移动时滑动变阻器的阻值变大,应该把B、C两个接线柱接入电路
②④ B.①③ C.②③ D.①④
12.跨学科实践中,要设计一盏能连续调节亮度的台灯,下列电路中能实现这个功能的是(  )
A.B.C. D.
13.小祝同学用旧家电拆下的电位器设计了一款风速可调的小电扇,当沿顺时针方向调节旋钮可以使风速变大,下列方案符合要求的是(  )
A. B.
C. D.
14.用滑动变阻器控制小灯泡的亮度,下面4种电路图中正确的是(  )
A.B.C. D.
15.如图是油量表的原理图,R′为定值电阻,下列关于其结构和工作原理描述错误的是(  )
A.油量表是由电流表改装而成的
B.杠杆和电阻R构成了一个滑动变阻器
C.当油量下降时,浮标上升,电阻R接入电路的电阻变小
D.当向油箱中加油时,浮标上升,电流变大,油量表示数变大
16.电动汽车的速度是由流经电动机的电流控制,电流越大,车速越大。当驾驶员踩下“油门”踏板时,接入电路的变阻器阻值发生改变,车速变大。下列模拟电路中符合要求的是(  )
A.B.C.D.
17.用滑动变阻器改变灯泡亮度的实验,小强同学连接的电路如图所示。
(1)为保护电路元件,开关闭合前,滑动变阻器的滑片应移动到 端(选填“”或“”);正确连接好电路,闭合开关后,发现小灯泡不发光,电流表有较小的示数,接下来应该进行的操作是 。
(2)闭合开关,要使灯泡的亮度变亮,应将滑片向 (选填“”或“”)端移动;滑片移至图中所示位置,发现灯泡发光、但电流表的指针偏转幅度很小,原因是电流表的量程选择 。
(3)若另一个同学在做实验时发现无论向哪边移动滑片时灯泡的亮度都不变,并且电流表的示数始终很小,则最有可能的原因是 。
(探究性作业)
18.跨学科实践:制作简易调光台灯
【项目提出】
台灯是生活中最常见的家用电器之一。生活中为了保护视力,在不同使用场景(例如书写文字和使用电脑)时,对光亮度有着不同的需求,因此很多台灯都有可调亮度的功能。同学们学习了电学知识后也想制作一个简易调光台灯。
【项目分析】
要制作一个简易调光台灯,需要完成以下任务。
(1)了解简易调光台灯的工作原理。
(2)设计一台简易调光台灯。
(3)选择元件,完成制作。
【项目实施】
(4)小李同学选择用实验室中的电阻设计了一个电路,如图甲所示,此电路中 (填“能”或“不能”)改变灯泡的亮度。
(5)小马同学选择用滑动变阻器来调节灯泡亮度,他设计的电路图如乙所示。但在实验中他发现,只移动滑动变阻器的滑片,并不能让小灯泡熄灭。于是他再次改进电路设计(如下图所示),在确保电路安全的前提下,下列能实现“利用滑动变阻器控制灯泡由亮到灭”的最佳电路是(各元件规格完全相同) 。
(6)由于滑动变阻器体积较大,他们又找来电位器来代替图乙中的滑动变阻器,电位器的结构图如丙所示,A、B、C为电位器的三个接线柱,转动旋钮可以改变接入电路的电阻,它的原理是通过改变电位器接入电路中电阻丝的 (选填“长度”或“横截面积”)从而改变接入电路中的电阻。为了顺时针旋转旋钮时电灯变亮,则应该选择 (选填“AB”、“AC”或“BC”)接线柱接入电路。
19.科普阅读题:阅读短文,回答问题。
油电混合动力汽车
如图甲所示,国产某品牌油电混合动力汽车,其工作原理如图乙所示。沿水平公路匀速行驶的过程中,燃烧燃油,发动机和驱动电机同时共同为汽车提供动力,其中的能量来自于燃油燃烧;而发动机内燃油燃烧放出的热量部分用于驱动汽车行驶和对蓄电池充电。当普通汽车刹车时动能全部用于克服与地面的摩擦力做功,而该油电混合动力汽车在关闭发动机后,动能除用于克服与地面的摩擦力做功外,其余能量全部通过驱动电机反转为发电机给蓄电池充电。
(1)如图丙中的为变阻器的三个接线柱,驾驶员踩下“油门”时,电路中变阻器阻值减小,需要满足以上需求,将旋钮变阻器接入电路分别接入 (选填“O”“E”或“F”);
(2)如图丁是该车自动测定汽车油箱内油面高度的装置原理图,油量表实质是 表改装而成的,定值电阻起到 的作用,蓄电池充电时的能量转化是 。
答案部分
核心巩固:
1.【答案】(1)长度 (2) (3) 最大电阻 允许通过的最大电流
(4) 一上一下 串联 最大
【解析】(1)根据滑动变阻器的工作原理,它是通过改变接入电路中的电阻丝的长度来改变接入电路中电阻的大小。因为导体的电阻与导体的长度有关,在材料、横截面积等其他条件不变时,长度越长,电阻越大。
(2)滑动变阻器在电路图中的符号为。
(3)[1][2]滑动变阻器铭牌上标有“20Ω,2A”字样,其中“20Ω”表示滑动变阻器的最大阻值是20Ω,即该滑动变阻器接入电路的电阻可以在0~20Ω之间变化,最大能达到20Ω;“2A”表示允许通过的最大电流是2A,即通过该滑动变阻器的电流不能超过2A,否则可能会损坏滑动变阻器。
(4)[1]滑动变阻器接入电路时,应采用“一上一下”的接法。如果都接上面两个接线柱,滑动变阻器接入电路的电阻为零;如果都接下面两个接线柱,滑动变阻器相当于一个定值电阻,都不能起到改变电阻的作用,只有采用“一上一下”的接法才能通过改变接入电路中电阻丝的长度来改变电阻。
[2]滑动变阻器要与被控制的电路串联。因为串联电路中电流处处相等,通过改变滑动变阻器的电阻可以改变整个电路的电流,从而对与之串联的用电器起到控制作用。
[3]通常,在使用前应将滑动变阻器的电阻调节到最大。这样在闭合开关时,电路中的电流最小,能起到保护电路的作用。
2.【答案】变小 2029
【解析】[1]由图可知,滑动变阻器接的A、C两接线柱,当滑片向C端移动时,电阻丝接入电路的长度变短,接入电路的电阻值变小。
[2]电阻箱的示数
3.【答案】(1)B (2) 亮 大
【解析】(1)闭合开关前,应将滑片移动到阻值最大处,故将滑片移到B端。
(2)[1][2]闭合开关后将变阻器的滑片P向左移动过程中,接入电路中的电阻变小,电路中的总电阻变小,由欧姆定律可得,电路中的电流变大,即电流表的示数变大。由U=IR可得,灯泡两端的电压变大,再根据P=UI可知,灯泡的实际功率变大,故灯泡变亮。
4.【答案】B
【解析】A.该电路中灯与滑动变阻器并联,由于并联电路各支路互不影响,所以不能调节台灯的亮度,故A不符合题意;
B.该电路中灯与滑动变阻器串联,由于串联电路各用电器相互影响,所以能通过调节滑动变阻器来调节台灯的亮度,故B符合题意;
C.该电路为灯与定值电阻串联,电路中的电流不可改变,不能调节台灯的亮度,故C不符合题意;
D.该电路中灯与定值电阻并联,由于并联电路各支路互不影响,所以不能调节台灯的亮度,故D不符合题意。
故选B。
5.【答案】C
【解析】A.由图可知,向左移动滑片时,滑动变阻器接入电路的电阻丝长度变短,滑动变阻器连入电路的阻值变小,故A不符合题意;
B.由图可知,滑动变阻器同时接下面两个接线柱,滑动变阻器接入电路的电阻为全部电阻,移动滑片,滑动变阻器接入电路的阻值不变,故B不符合题意;
C.由图可知,向左移动滑片时,滑动变阻器接入电路的电阻丝长度变长,滑动变阻器接入电路的阻值变大,故C符合题意;
D.由图可知,向左移动滑片时,滑动变阻器接入电路的电阻丝长度变短,滑动变阻器连入电路的阻值变小,故D不符合题意。
故选C。
6.【答案】A
【解析】当滑动变阻器的滑片P向左移动时,接入电路的阻值变小,说明滑片向左移动时,变阻器接入电路中的电阻丝的长度变短,则变阻器的A接线柱接入电路中,上面接线柱可以是C或者D。故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
7.【答案】B
【解析】电位器的工作原理与滑动变阻器类似,通过改变接入电路中电阻丝的长度来改变电阻。
从图中可以看到,当滑片顺时针旋转时,连入电路的电阻丝长度变短,所以连入电路的电阻变小。故B符合题意,故ACD不符合题意。
故选B。
8.【答案】C
【解析】如图,将a端和b端接入电路中,要使滑动变阻器的阻值最大,应使滑片分别远离下端接线的接线柱,使电阻丝接入长度最长,阻值最大,故P1在最左端,P2在最右端。故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
9.【答案】D
【解析】甲图为串联电路,当滑动变阻器的滑片向左滑动时,滑动变阻器连入电路的阻值减小,电路中总电阻减小,由可知,电路中电流变大,所以灯泡L1变亮。
图乙为并联电路,并联电路各支路互不影响,所以滑片向右滑动时,灯泡L2的亮度不变。
故选D。
素养提升
10.【答案】A
【解析】A.图中滑动变阻器连入电路中的电阻丝是左半部分,当滑片P处于最右边时,连入电路的电阻丝长度最长,电阻最大,故A符合题意;
B.图中连入电路的是上面的金属杆,没有电阻丝接入电路,滑动变阻器相当于导线,故B不符合题意;
C.图中滑动变阻器连入电路的是一个定值电阻(最大电阻),这种接法是不能改变电阻的,也就无法改变电流,故C不符合题意;
D.图中滑动变阻器连入电路中的电阻丝是右半部分,当滑片处于最右边时,连入电路的电阻丝长度为0,电阻为0,故D不符合题意。
故选A。
11.【答案】C
【解析】滑动变阻器铭牌上标有“20Ω 1A”,表示滑动变阻器的最大电阻是20Ω,允许通过的最大电流是1A;当滑片P向右移动时滑动变阻器的阻值变大,一定选择A接线柱,上面的接线柱任意选择,所以,选择接线柱AD或AC。
综上,②③正确,故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
12.【答案】A
【解析】A.灯泡与滑动变阻器串联在电路中,滑动变阻器滑片移动时可以改变灯泡的电流大小,调节滑动变阻器可以调节台灯的亮度,故A符合题意;
B.灯泡与定值电阻并联在电路中,并联电路的用电器工作时互不影响,灯的亮度无法改变,故B不符合题意;
C.灯泡和定值电阻串联,电路中的电流不发生改变,灯的亮度无法改变,故C不符合题意;
D.灯泡与滑动变阻器并联,并联电路互相不影响,所以滑片滑动时,灯的亮度不变,故D不符合题意。
故选A。
13.【答案】D
【解析】沿顺时针方向调节旋钮可以使风速变大,即顺时针转动时,电阻变小,电流变大;
A.将a、c接入电路,相当于定值电阻,不能改变小风扇风速,故A不符合题意;
B.将b、c接入电路,电位器与灯泡并联,两者之间互不影响,不论怎么移动电位器滑片,都无法改变风扇风速,故B不符合题意;
C.将a、b接入电路,顺时针旋转时,接入电路的电阻变大,电流变小,风扇风速变小,故C不符合题意;
D.将b、c接入电路,顺时针旋转时,接入电路的电阻变小,电流变大,风扇风速变大,故D符合题意。
故选D。
14.【答案】B
【解析】A.滑动变阻器选用了上面两个接线柱,不能改变电阻大小,灯泡的亮度不能改变,故A错误;
B.滑动变阻器使用时选用“一上一下”接线柱,还与灯泡串联,可以控制小灯泡的亮度,故B正确;
C.滑动变阻器使用时选用下面两个接线柱,不能改变电阻大小,灯泡的亮度不能改变,故C错误;
D.滑动变阻器使用时与灯泡并联了,由并联电路的特点可知滑动变阻器不能改变灯泡的亮度,故D错误。
故选B。
15.【答案】C
【解析】A.由图可知,油量表与定值电阻R′串联,所以是由电流表改装而成的,故A正确,不符合题意;
B.杠杆和电阻R构成一个滑动变阻器,杠杆相当于滑动变阻器的滑片,故B正确,不符合题意;
C.当油量下降时,浮标下降,滑片向上滑动,电阻R接入电路的电阻变大,故C错误,符合题意;
D.当向油箱中加油时,浮标上升,滑片向下滑动,则R接入电路的电阻减小,电路中的总电阻减小,由可知,电路中的电流变大,即油量表的示数变大,故D正确,不符合题意。
故选C。
16.【答案】C
【解析】AB.踏板与电动机并联,并联电路各支路互不影响,所以当驾驶员踩下“油门”踏板时,电动机所在支路的电流不变,车速不变,故AB不符合题意;
C.踏板与电动机串联,当驾驶员踩下“油门”踏板时,滑片向下移动,滑动变阻器连入电路的阻值变小,由可知,电路中电流变大,车速变大,故C符合题意;
D.踏板与电动机串联,当驾驶员踩下“油门”踏板时,滑片向下移动,滑动变阻器连入电路的阻值变大,由可知,电路中电流变小,车速变小,故D不符合题意。
故选C。
17.【答案】(1) B 见解析 (2) A 太大 (3)滑动变阻器连接了两个下接线柱
【解析】(1)[1]带有滑动变阻器的电路,闭合开关前,滑片必须移到阻值最大处。对于这个电路来说,开关闭合前,滑片应移到B端。
[2]小灯泡不发光,电流表有微小示数,说明电路中电流太小,电路中电阻太大,所以接下来的操作应该是移动滑片,使变阻器连入电路阻值变小,使电路中电流变大。
(2)[1]要使灯泡的亮度变亮,就应该使通过灯泡的电流变大,使滑动变阻器连入电路的阻值变小,应该将滑动变阻器的滑片P向A端移动。
[2]灯泡发光时电流表指针偏转幅度很小,原因是电流表的量程选择太大,应改接小量程。
(3)实验时,如果无论向哪边移动滑片,灯泡亮度都不变,并且电流表示数很小,最有可能的原因就是滑动变阻器连接了两个下接线柱,此时电路中电阻过大且保持不变,电流过小且不会改变。
自我超越:
18. 【答案】能 C 长度 AB 见解析 C D
【解析】[1]开关S连接1时,灯泡和电阻R1、R串联,开关S连接2时,电阻R短路,灯泡与电阻R1串联,开关S连接3时,电阻R1、R短路,电路中只有灯泡,三种连接方式电路的总电阻变化,电流也可以改变,所以此电路中能改变灯泡的亮度。
[2] A.可以连续调节灯泡的亮度,但是灯泡不能熄灭,故A不符合题意;
B.在移动过程中,灯泡始终被短路,灯泡不发光,滑片移动到右端时,会将电源短路,故B不符合题意;
C.灯泡与滑动变阻器的左侧部分并联,然后与滑动变阻器的右侧部分串联,且滑片移动到最左端时,灯泡被短路不发光,所以能控制灯泡由亮到灭,故C符合题意;
D.灯泡与滑动变阻器并联,根据并联电路特点可知,移动滑片时,灯泡亮度不变,故D不符合题意。
故选C。
[3]电位器的工作原理是改变了电阻丝的长度,进而改变电路中的总电阻,影响电路中的电流,从而调节小灯泡的亮度。
[4]当将电位器A和B接线柱接入电路时,此时接入电路的电阻丝为左半部分,当顺时针旋转旋钮,接入电路的电阻丝变短,阻值变小,电流变大,灯泡变亮。
19.【答案】(1)E O (2) 电流 保护电路 电能转化为化学能
【解析】(1)驾驶员踩下“油门”时,滑片向下移动,电路中变阻器阻值减小,即滑动变阻器连入电路的有效长度减小,所以应将M与E相连,O与N相连。
(2)[1]由图可知,油量表串联在电路中,所以是由电流表改装而成的。
[2]当滑片移至最下端时,滑动变阻器连入电路的阻值为0,若电路中没有定值电阻,会导致电源短路,所以定值电阻的作用是保护电路。
[3]蓄电池充电时,消耗电能,相当于用电器,将电能转化为化学能储存在电池中。
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