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电阻与变阻器考点分析

2008-07-11

关键词:金属丝绝缘体变阻器

周 旭

考点1 导体和绝缘体

导体是容易导电的物体,绝缘体是不容易导电的物体.导体和绝缘体是用来描述物体导电性能强弱程度的.常见的导体如金属、大地、石墨(碳棒)、酸碱盐的水溶液、人体等,常见的绝缘体如塑料、橡胶、玻璃、陶瓷和空气等.其实导体与绝缘体之间并没有绝对的界限,在潮湿、高温、高压等条件下,绝缘体可以转化为导体,例如玻璃、胶木等经高温灼烧后,可变为导体,引起漏电甚至火灾.再如,铝是导体,但铝的表面生成的氧化铝却是绝缘体.

注意:导体和绝缘体的区别仅仅在于“容易”和“不容易”导电,而决不能理解为“能”和“不能”导电.

例1 下列物体中,哪一组全是绝缘体?()

A. 干木头、棉线、橡胶B. 盐水、空气、陶瓷

C. 钨丝、水银、碳棒、潮湿的木棒 D. 玻璃、摩擦过的塑料棒、碳棒

解析导体和绝缘体的区别主要在于导电性能上的差异,但没有绝对的界限,在一定条件下可以发生转化.纯净的水是绝缘体,但日常生活中的水含有一些杂质,一般都是很好的导体,以至一些绝缘的物体(如木材)在受潮后,也会变成导体.答案为A.

考点2 电阻和影响电阻大小的因素

电阻是指导体对电流阻碍作用的大小.导体的电阻越大,表示导体对电流的阻碍作用越大.所以在电压相同的情况下选用电阻不同的导体时,电路中的电流不同.

导体的电阻大小决定于导体的长度、横截面积和材料,导体的电阻还跟温度有关,所以电阻是导体本身的一种属性.一个导体的长度、横截面积、组成材料如果确定,在一定的温度下,它的电阻是一定的,与这段导体两端是否有电压及电压大小,是否有电流及电流大小均无关.

电阻的大小是由四个因素共同决定的,所以不能单凭一个或其中几个因素来判断它的大小,如不能认为长度大的导体电阻就大,横截面积大的导体电阻一定小等.

例2 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,其他器材足够.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

解析虽然只有一根金属丝,但可以通过改变金属丝接入电路中的长短,来探究导体电阻与长度的关系;可以通过对折这根金属丝,来探究导体电阻与横截面积的关系;因为其他器材足够,肯定有酒精灯,通过酒精灯的加热可探究导体电阻与温度的关系.由于金属丝只有一根,无法改变金属丝的材料性质,所以探究导体电阻与材料的关系无法完成.选C.

考点3 滑动变阻器的原理

决定电阻大小的因素有导体的长度、横截面积、材料和温度,从实际操作来考虑,通过改变导体的长度来改变导体的电阻最简便可行,滑动变阻器就是利用一个滑动头在电阻线上移动,来改变电阻线连入电路的长度,从而改变电阻大小的.

例3 兰兰设计了一种测定风力的装置,其原理如图1所示,金属迎风板与绝缘轻弹簧的一端N相接,一起套在有一定电阻的光滑金属杆上.电路中左端导线与金属杆的M端相连,右端导线接在迎风板上,并可随迎风板在金属杆上滑动,导线与金属杆接触良好.电源两端电压不变.闭合开关,当风力增大时,小灯泡的亮度将().

A. 变暗 B. 不变 C. 变亮 D. 无法判断

解析由于风力加大,迎风板向左移动,金属杆接入电路的长度变短,电阻变小,所以灯泡变亮.选C.

考点4 滑动变阻器的使用

1. 每个变阻器都有规定的最大电阻和允许通过的最大电流,使用时要根据需要进行选择,不能使通过它的电流超过最大值,否则会烧坏变阻器.例如某滑动变阻器铭牌上标有“1 A 20 Ω”字样,表示允许通过变阻器的最大电流是1A,变阻器的最大电阻是20 Ω.

2. 使用前,应将滑动变阻器连入电路的电阻值调到最大,这样,闭合电路时电路中的电流最小,可以起到限制电流保护电路的作用.

3. 使用滑动变阻器时,要采用“一上一下”的接线方法,即上面、下面的两个接线柱中各选一个连入电路.

例4 两实验小组使用相同规格的元件,按图2电路进行同一实验(其中a、b、c、d、e为滑动变阻器上间距相等的五个位置,a、e为滑动变阻器的两个端点).电源电压U=3 V,电阻R=1 Ω,滑动变阻器的最大阻值为4 Ω.首先他们将滑动变阻器的滑片P置于a处,然后闭合开关,将滑动变阻器的滑片P分别置于b、c、d、e位置,再把相应的电流表的示数记录在表1、表2中.对比两组数据,发现电流表的示数不完全相同.经检查,发现其中一个实验组使用的滑动变阻器发生了断路.

请分析回答下列问题:

(1)滑动变阻器发生断路的是第_______实验组;断路发生在滑动变阻器_______(从ab、bc、cd、de中选择)段.

(2)表2中,滑片P在x(x是c、d之间的某一点)处时,电流表的示数可能是_______.

A. 0.70 A B. 0.85 AC. 1.20 AD. 2.00 A

解析(1)电路发生断路时,电流为零,故第一实验组的ab段发生了断路.(2)表2中,滑片P在x处时,电流的大小应界于1.00 A~1.50 A之间,参看四个选项,电流表的示数可能是1.20 A.答案为C.

练习

1. 控制收音机和录音机音量的电位器,实际是一个_______,它通过改变_______,从而改变电路中的_______,以达到控制音量的目的.

2. (1)在“探究导体的电阻跟哪些因素有关”的问题时,老师引导同学们作了如下猜想.

猜想示例:导体的电阻可能跟导体的横截面积有关.

请你独立猜想:导体的电阻可能跟_______有关;导体的电阻还可能跟_______有关.

(2)图3是他们进行实验探究时的器材,实验板上固定了四根金属导线,a、b、c三根的长度均为1 m,d的长度为0.5 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_______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的电阻大小.

②依次把M、N跟a、d的两端连接,闭合开关,记下电流表的示数,分析比较a、d两根金属丝的电阻大小,可探究电阻跟_______的关系,结论是:_______.

参考答案: 1. 滑动变阻器电阻线的长度电流 2. (1)导体的长度温度(2)① a、c②长度导体的材料和横截面积都相同时,导体的长度越长,电阻越大

责任编辑程哲

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