电阻-变阻器-知识讲解(提高)

电阻变阻器（提高）撰稿：史会娜审稿：雒文丽【学习目标】1.了解电阻是导体本身的一种属性，电阻的大小和材料、长度、横截面积以及温度有关；2.知道电阻的单位和单位换算；3.会用控制变量法探究电阻大小的决定因素；4.了解滑动变阻器的构造、在电路中的符号，理解变阻器的工作原理；5.正确使用滑动变阻器改变电路中的电流。【要点梳理】要点一：电阻

1.定义：电阻表示导体对电流阻碍作用的大小。2.物理意义：导体对电流阻碍作用的大小。3.符号：R电路图中的符号：4.单位：欧姆，简称欧，符号是Ω。常用单位：千欧、兆欧。单位换算：1MΩ=1000KΩ，1KΩ=1000Ω。要点诠释：

1．导体虽然能够导电，但是对电流有一定的阻碍作用，电阻越大对电流的阻碍作用越大。电阻是导体本身的一种性质。2.了解一些电阻值：手电筒的小灯泡—－灯丝的电阻为几欧到十几欧。日常用的白炽灯—－灯丝的电阻为几百欧到几千欧。实验室用的1m长的铜导线—－电阻约百分之几欧。电流表的内阻为零点几欧。电压表的内阻为几千欧左右。3.半导电性能介于导体和绝缘体之间，常常称作半导体。温度、光照、杂质等外界因素对半导体的导电性能有很大的影响。4.某些物质在很低的温度时，电阻就变成了0，这就是超导现象。如果把超导现象应用于实际，会给人类带来很大的好处。要点二：影响电阻大小的因素1.实验过程：（1）电阻大小是否跟导线的长度有关：选用粗细相同、长度不同的两根镍铬合金丝，分别将它们接入电路（如下图所示）中，观察电流表的示数。比较流过长短不同的镍铬合金丝电流的大小。（2）电流的大小是否跟导线的粗细有关：选用长度相同、横截面积不同的两根镍铬合金丝，分别将它们接入电路中，观察电流的示数。比较流过粗细不同的镍铬合金丝电流的大小。（3）电流的大小是否跟导线的材料有关：选用长度、横截面积相同，材料不同的镍铬合金丝和铜丝，分别将它们接入电路中，观察电流的示数。比较流过粗细不同的镍铬合金丝电流的大小。2．实验方法：控制变量法。所以讨论“电阻的大小与哪一个因素的关系”时必须指明“相同条件”。

3．结论：导体的电阻是导体本身的一种性质，它的大小决定于导体的材料、长度和横截面积，等因素有关。要点诠释：

1、一般金属导体的电阻是随着温度的升高而增大，而有些导体电阻，如铅笔芯（石墨），其电阻是随着温度的升高而减小。在温度变化不大时，一般不考虑温度对电阻的影响。

2、结论可总结成公式，其中叫电阻率，与导体的材料有关。假如架设一条输电线路，一般选铝导线，因为在相同条件下，铝的电阻小，减小了输电线的电能损失；而且铝导线相对来说价格便宜。

3、“控制变量法”是指一个物理量同时与几个因素有关时，我们控制其中的一些因素不变，只研究期中某个因素对所研究物理量的影响，如“研究电阻与导体材料关系时”控制长度和横截面积不变，只改变材料，看电流表示数的变化，从而得出电阻与材料有关的结论。

要点三：变阻器

1．滑动变阻器：（1）电路符号：或者

（2）构造：瓷筒、线圈、滑片、金属棒、接线柱。

（3）结构示意图：

（4）变阻原理：通过改变接入电路中的电阻丝的长度来改变电阻。

（5）铭牌：某滑动变阻器标有“501.5A”字样，50Ω表示滑动变阻器的最大阻值为50Ω或变阻范围为0～50Ω。1.5A表示滑动变阻器允许通过的最大电流为1.5A。（6）作用：①通过改变电路中的电阻，逐渐改变电路中的电流和部分电路两端的电压；②保护电路。

（7）连接方式：滑动变阻器在电路中的连接方式连入电路中的部分滑片向右移动电路图电阻变化电流变化左端变大变小左端变大变小右端变小变大右端变小变大整个电阻丝（相当于定值电阻）不变不变金属杆连入（相当于导线）不变不变（8）应用：音响设备上的电位器、风扇上的调速开关，握力计、油量表等都是利用了滑动变阻器的原理。2.旋盘式电阻箱：

（1）结构：两个接线柱、旋盘。

（2）变阻原理：转动旋盘，可以得到0～9999.9之间的任意阻值。

（3）读数：各旋盘对应的指示点的示数乘以面板上标记的倍数，然后加在一起，就是接入电路的电阻。

3.插孔式电阻箱：（1）结构：铜块、铜塞，电阻丝。

（2）读数：拔出铜塞所对应的电阻丝的阻值相加，就是连入电路的电阻值。

要点诠释：1、滑动变阻器使用方法：选、串、接、调。即：根据铭牌选择合适的滑动变阻器；滑动变阻器要串联在电路中；接法：“一上一下”；接入电路前应将电阻调到最大。2、滑动变阻器的铭牌，告诉了我们滑片放在两端点时，变阻器连入电路的电阻；分析因变阻器滑片的变化引起的动态电路问题，关键搞清哪段电阻丝连入电路，再分析滑片的滑动导致变阻器的阻值如何变化。3、滑动变阻器能够逐渐改变连入电路的电阻，但不能表示连入电路的阻值。变阻箱能表示出连入电路的阻值，但不能够逐渐改变连入电路的电阻。【典型例题】类型一、电阻影响电阻大小的因素1.把甲、乙两段电阻线接在相同的电压下，甲电阻中的电流大于乙电阻中的电流，忽略温度的影响，下列判断中错误的是（）A.当它们材料、粗细都相同时，甲线长乙线短B.当它们材料、长度都相同时，甲线粗乙线细C.当它们长度、粗细都相同时，两线的材料一定不同D.甲、乙两电阻线的材料、长短、粗细不可能完全相【思路点拨】电阻是导体自身的一种特性，大小只与导体的长度、材料、横截面积和温度有关，与导体两端的电压及通过导体中的电流大小无关。【答案】A【解析】甲、乙两段电阻两端的电压相同，而且甲线中的电流大于乙线中的电流，所以导线乙对电流的阻碍作用较大即：R甲＜R乙；因为忽略温度的影响，电阻的大小只与导体的长度、材料、横截面积有关；当它们材料、粗细都相同时，长度越长的电阻越大，即甲线比乙线短，故A错误；当它们材料、长度都相同时，甲的横截面积大于乙的横截面积，故B正确；当它们长度、粗细都相同时，电阻大小一定不同；故材料一定不同，故C正确；因为它们的电阻不同，故甲、乙两电阻线的材料、长短、粗细不可能完全相同，故D正确。【总结升华】电阻是导体自身的一种特性，导体的电阻越大，对电流的阻碍作用越大；大小只与导体的长度、材料、横截面积和温度有关，与导体两端的电压及通过导体中的电流大小无关．先根据题意由欧姆定律判定甲乙两电阻的大小；再根据电阻的大小运用控制变量法逐个条件进行比较分析即可。举一反三：

【变式】铜的导电性能强于铁的导电性能，这说明在温度相同时（）A．长度相同的铜丝和铁丝，铁丝的电阻一定大B．横截面积相同的铜丝和铁丝，铁丝的电阻一定大C．长度相同的铜丝和铁丝，横截面积大的电阻一定小D．长度和横截面积都相同的钢丝和铁丝，铁丝的电阻一定大【答案】D2.光敏电阻的阻值随着光照的强弱而改变。“光强”是表示光的强弱程度的物理量，照射光越强，光强越大，光强符号用E表示，国际单位为坎德拉(cd)。实验测得光敏电阻的阻值R与光强E间的关系如图所示，由图可知()A．光敏电阻的阻值随光强的增强而变大B．光敏电阻的阻值随光强的增强而变小C．光敏电阻的阻值随光强的增强先变大后变小D．光敏电阻的阻值随光强的增强先变小后变大【答案】B【解析】图中是一个反比例图像，从图可以看出，光强越强，电阻越小，光敏电阻的阻值随光强的增强而变小。【总结升华】题目是一道信息题，能够从图中找到有用的信息。类型二、滑动变阻器的应用3.如图所示，用滑动变阻器调节灯泡亮度的几种方案，你认为可能达到目的方案是（）【答案】C【解析】灯泡被导线短路，灯泡不亮，滑动变阻器不能调节灯泡的亮度，A不符合题意；滑动变阻器接入下半段，灯泡和滑动变阻器的下半段是并联的，滑动变阻器不能改变灯泡的亮度，B不符合题意。滑动变阻器和灯泡是串联的，移动滑动变阻器的滑片，改变电路中的电阻，改变电路中的电流，改变灯泡的亮度，C符合题意；灯泡和滑动变阻器都被导线短路，灯泡不能发光，滑动变阻器更不能调节灯泡的亮度，D不符合题意。【总结升华】滑动变阻器和灯泡串联时才能改变灯泡的亮度。掌握滑动变阻器连入电路的部分，才能具体判断灯泡亮度的变化情况。举一反三：

【变式】将两只滑动变阻器按图所示的方法连接，如果把a、b两根导线接入电路里，要使这两只变阻器接入电路中的总电阻最大，应把滑片P1、P2放在（）A．P1放在最右端，P2放在最右端B．P1放在最左端，P2放在最右端C．P1放在最右端，P2放在最左端D．P1放在最左端，P2放在最左端【答案】B4.如图是一种自动测定油箱内油面高度的装置示意图，R是一种特制的滑动变阻器，它的金属滑片是杠杆的一端，从油量表（即电流表）指针所指的刻度知道油面高度，则它的工作过程是（）油面升高，R变大，油量表指针示数变小B．油面降低，R变小，油量表指针示数变大C．油面升高，R变小，油量表指针示数变大D．油面降低，R变大，油量表指针示数变大【思路点拨】油面升高，浮标上升，浮标推动指针下移，滑动变阻器R连入电路的电阻变小，电路中的电流变大，电流表的示数变大，说明油量增多。【答案】C【解析】油面升高，浮标上升，浮标推动指针下移，滑动变阻器R连入电路的电阻变小，油量表指针示数变大，所以A不符合题意；油面降低，浮标下降，浮标推动指针上移，滑动变阻器R连入电路的电阻变大，油量表指针示数变小，所以B不符合题意；油面升高，浮标上升，浮标推动指针下移，滑动变阻器R连入电路的电阻变小，油量表指针示数变大所以C符合题意；油面降低，浮标下降，浮标推动指针上移，滑动变阻器R连入电路的电阻变大，油量表指针示数变小，所以D不符合题意。【总结升华】当油面升降时，看准滑动变阻器的阻值如何变化是本题的关键。油面升高，浮标上升，浮标推动指针下移，滑动变阻器R连入电路的电阻变小，电路中的电流变大，电流表的示数变大，说明油量增多。举一反三：

【变式】如图所示为亮度可调台灯的电路示意图，其中AB是一根电阻丝，B、C作开关使用，OP是滑动片，可绕O点旋转，P端与电阻丝接触良好。(1)将图中电路画完整；(2)连好电路后，滑片OP顺时针转动时，流过灯泡L的电流变________(填“大”或“小”)，电灯变________(填“亮”或“暗”)。【答案】(1)如图所示(2)小暗【解析】可调台灯电路结构是灯泡与变阻器串联，改变变阻器接入电路的电阻，即可改变电路中的电流，从而达到改变灯泡亮度的目的。变阻器连入电路时，其滑片必须接入电路，因此可将滑片的O端与电源负极相连。若将灯泡与电阻丝B端相连，则当灯由断开状态接通瞬间(滑片P从C旋到B)，电阻丝接入电路的电阻为零，电路中电流最大，有可能烧坏灯泡。利用变阻器调节电路中电流时，变阻器接入电路的电阻必须由最大逐渐调小，使电路中电流由最小逐渐变大，这样变阻器才能对电路起保护作用。故应将灯泡与变阻器A端相连．按上述正确方法连接后，AP段电阻接在电路中，当OP绕O点顺时针转动时，AP段电阻丝变长，故连入电路的电阻变大，使流过灯泡的电阻变小，灯泡变暗。类型三、综合应用和实验探究5.学过电学知识后，物理兴趣小组的同学们对身边的有关现象产生了浓厚的探究欲望：

（1）图示是一种调节Mp3音量兼开关的调节器，小明拆开后发现它实际上是一个旋钮型。当顺时针转动旋钮触片时，Mp3的音量变大，是将接线柱BC接入电路。（2）在物理课外活动中，小刚把两种不同的金属片A、B插入橙子，制成“水果电池”，并用电压表测量水果电池的电压为0.8V，如下图所示，试在图中画出此时电压表指针的位置，金属片A是“水果电池”的极。关于水果电池，请你再提出一个值得探究的问题。【答案】（1）变阻器；BC

（2）指针如图所示：负；水果电池的电压与金属种类是否有关？

【解析】（1）滑动变阻器通过滑片的移动从而改变电阻，是由于当滑片移动以后改变了连入电路中电阻丝的长度，而电阻的大小就与导体的长度有关．电阻是导体对电流的阻碍作用，电阻越大电流就越小；电阻越小电流就越大；顺时针转动旋钮触片时，Mp3的音量变大，说明电阻变小，电流变大，是把BC接入电路；

（2）电压表选择的是0-3V量程，每一小格代表是0.1V，故0.8V应该是从左边数第八格；

由于电压表在使用时，电流应从正接线柱流入，负接线柱流出，故与负极相连的金属片A是水果电池负极．

（3）可以根据自己的经验提出：水果电池的电压与金属种类是否有关、与水果种类是否有关、与水果成熟度是否有关、与金属片插入水果深度是否有关、与极板间的距离是否有关等；【总结升华】本题是答案开放题，也用到了控制变量法。答案开放的猜想类题，可通过对日常生活、自然现象或实验观察的分析思考，用文字表述自己的合理的猜想。控制变量法：就是在研究和解决问题的过程中，对影响事物变化规律的因素和条件加以人为控制，只改变某个变量的大小，而保证其它的变量不变，最终解决所研究的问题。6.在探究“导体的电阻跟哪些因索有关”的问题时，老师引导同学们做了如下实验：

（1）猜想：导体电阻可能与导体材料、横截面积、、有关。（2）实验时，同学们用下图甲的实验装置分别把a、b、c、d四根金属丝接入电路A、B两点之问，探究情况如下表：序号材料长度（m）横截面积（mm2）灯泡亮度a铜丝11较亮b镍铬合金丝10.5最暗c铜丝10.5较暗d铜丝0.51最亮当选用两根金属丝，可探究导体电阻跟导体横截面积的关系，得到的结论是：。（3）如图乙的实验，可探究导体电阻与的关系。【答案】（1）长度；温度（2）a和c；当导体长度、材料、温度相同时，导体横截面积越小，电阻越大（3）温度【解析】影响电阻大小的因素可以猜想有：材料、长度、横截面积、温度；探究导体电阻跟导体横截面积的关系，必须控制导体的材料、长度相等，横截面积不相等，因此符合条件的有a和c两根电阻丝，比较灯泡的亮度不同，可以得出的结论是：当导体长度、材料、温度相同时，导体横截面积越小，电阻越大；在图乙的实验中，对电阻丝加热，观察灯泡亮度的变化，因此探究的是电阻与