必考點11電阻與變阻器（解析版）※題型一：電阻的概念【例題1】關于材料的性質及其應用，下列說法中不正確的是（）。A．利用半導體之稱的發光二極管，具有單向導電性；B．鐵絲的電阻比銅絲的電阻小；C．銅的導電性較好，可用來制作導線；D．超導體在極低的溫度時電阻為零，是制作電阻的好材料【答案】BD。【解析】A、二極管是利用半導體材料制成的，其特性為具有單向導電性，故A正確；B、鐵絲與銅絲相比較在橫截面積和長度相同時，其電阻大，故B錯誤；C、銅的導電性較好，可以用來制作導線，故C正確；D、超導材料在很低的溫度時電阻為零，是制作導線的好材料，不能用來制作電阻，故D錯誤。故選：BD。【例題2】（2021·湖北中考真題）電阻單位是為了紀念下列哪位物理學家而命名的（）。A．瓦特B．安培C．歐姆D．焦耳【答案】C。【解析】A．功率的單位是瓦特，為了紀念物理學家瓦特而命名的，故A不符合題意；B．電流的單位是安培，為了紀念物理學家安培而命名的，故B不符合題意;C．電阻的單位是歐姆，為了紀念物理學家歐姆而命名的，故C符合題意；D．功的單位是焦耳，為了紀念物理學家焦耳而命名的，故D不符合題意。故選C。【解題技巧提煉】電阻：（1）電阻表示導體對電流的阻礙作用的大小。符號:R。（2）國際單位：歐姆。規定：如果導體兩端的電壓是1V，通過導體的電流是1A，這段導體的電阻是1Ω。常用單位：千歐、兆歐。1MΩ=106Ω，1kΩ=103Ω。（3）了解一些電阻值：手電筒的小燈泡，燈絲的電阻為幾歐到十幾歐。日常用的白熾燈，燈絲的電阻為幾百歐到幾千歐。實驗室用的銅線，電阻小于百分之幾歐。※題型二：變阻器的連接與應用【例題1】如圖是實驗電路連接完畢后，滑動變阻器接入電路的四種情形，可以閉合開關進行實驗的是()。【答案】A。【解析】閉合開關時，滑動變阻器的阻值要調到最大阻值處，圖中C、D滑動變阻器電阻為零，B圖阻值不是最大，只有A圖滑片在最大阻值處。【例題2】（2021·廣西賀州市）如圖所示，電路中一根導線已經與滑動變阻器的B接線柱連接，當滑動變阻器的滑片P向左移動時，要使滑動變阻器的電阻變小，另一根導線應與滑動變阻器的_________（選填“A”、“C”或“D”）接線柱連接，滑動變阻器是通過改變電阻絲的_________來改變電阻的大小。【答案】C；長度。【解析】[1]電路中一根導線已經與滑動變阻器的B接線柱連接，當滑動變阻器的滑片P向左移動時，要使滑動變阻器的電阻變小，用入電路的電阻為CP段，則另一根導線應與滑動變阻器的C接線柱連接。[2]滑動變阻器是通過改變電阻絲的長度來改變電阻的大小，接入電路的電阻絲越長，電阻越大。【解題技巧提煉】1.滑動變阻器使用方法：選、串、接、調。即：根據銘牌選擇合適的滑動變阻器；滑動變阻器要串聯在電路中；接法：“一上一下”；接入電路前應將電阻調到最大。2.滑動變阻器的銘牌，告訴了我們滑片放在兩端點時，變阻器連入電路的電阻；分析因變阻器滑片的變化引起的動態電路問題，關鍵搞清哪段電阻絲連入電路，再分析滑片的滑動導致變阻器的阻值如何變化。3.滑動變阻器能夠逐漸改變連入電路的電阻，但不能表示連入電路的阻值。變阻箱能表示出連入電路的阻值，但不能夠逐漸改變連入電路的電阻。※題型三：影響導體電阻大小的因素【例題1】（2021·湖北武漢市）利用如圖所示的電路探究影響導體電阻大小的因素，演示板上固定有a、b、c、d四根合金絲，長度關系為La=Lb==，橫截面積關系為Sa=Sb=Sc=，其中a、c、d均為鎳鉻合金絲，b為錳銅合金絲。將導線P、Q分別接在同一根合金絲兩端的接線柱上，下列說法正確的是（）。A．選用a和b進行實驗，可以探究導體電阻跟導體材料的關系；B．選用c和d進行實驗，可以探究導體電阻跟導體長度的關系；C．選用a和c進行實驗，可以探究導體電阻跟橫截面積的關系；D．選用b和d進行實驗，可以探究導體電阻跟導體材料的關系【答案】A。【解析】a、b、c、d四根合金絲，a、c、d均為鎳鉻合金絲，b為錳銅合金絲，長度關系為橫截面積關系為A．選用a和b進行實驗，a和b長度相同，橫截面相同，材料不同，因此根據控制變量法，可以探究導體電阻跟導體材料的關系，故A正確；B．選用c和d進行實驗，c和d長度相同，橫截面不相同，材料相同，因此根據控制變量法，可以探究導體電阻跟導體橫截面的關系，故B錯誤；C．選用a和c進行實驗，a和c長度不相同，橫截面相同，材料不同，因此根據控制變量法，可以探究導體電阻跟長度的關系，故C錯誤；D．選用b和d進行實驗，b和d長度不相同，橫截面不相同，材料不同，有多個變量，無法得出結果，故D錯誤。故選A。【例題2】（2021·甘肅蘭州市）在探究“影響導體電阻大小因素”的實驗中，保持電源電壓不變，如圖所示，在M、N兩點之間分別接入不同的電阻絲，其規格如下表所示：編號材料長度/m橫截面積/A鎳鉻合金0.50.5B鎳鉻合金1.00.5C鎳鉻合金0.51.0D錳銅合金0.50.5（1）實驗中應通過觀察_______來比較電阻的大小，這種實驗方法叫______；（2）選用編號為A、B的兩根電阻絲進行實驗，可以探究導體電阻大小與______的關系；（3）選用編號為A、C的兩根電阻絲進行實驗，可以探究導體電阻大小與______的關系；（4）為了探究導體電阻大小與導體材料的關系，應選用編號為______的兩根電阻絲進行實驗。【答案】燈泡亮度；轉換法；長度；橫截面積；AD。【解析】（1）[1][2]將不同的電阻絲接入電路，電流大小不同，燈泡亮度不同，因此實驗中是通過觀察燈泡亮度來比較電阻大小的，這種方法在物理學中稱之為轉換法。（2）[3]選用編號為A、B的兩根電阻絲進行實驗，材料和橫截面積相同，長度不同，可以探究導體電阻大小與長度的關系。（3）[4]選用編號為A、C的兩根電阻絲進行實驗，材料和長度相同，橫截面積不同，可以探究導體電阻大小與橫截面積的關系。（4）[5]為了探究導體電阻大小與導體材料的關系，保持長度和橫截面積相同，材料不同，選擇AD兩根電阻絲。【解題技巧提煉】影響導體電阻的因素影響因素：（材料、長短L、橫截面積S、溫度T）。1.實驗原理：在電壓不變的情況下，通過電流的變化來研究導體電阻的變化。（也可以用串聯在電路中小燈泡亮度的變化來研究導體電阻的變化）2.實驗方法：控制變量法。3.結論：導體的電阻是導體本身的一種性質，它的大小決定于導體的材料、長度和橫截面積，還與溫度有關。與電壓和電流的大小無關。4.結論理解：導體電阻的大小由導體本身的材料、長度、橫截面積決定。與是否接入電路、與外加電壓及通過電流大小等外界因素均無關，所以導體的電阻是導體本身的一種性質。★題型一：電阻的概念1．（2021·云南昆明市）小宇對物理現象很好奇，學習了電壓表后，他很想知道為什么同一個表盤只要連接不同的接線柱，就可以實現量程的轉換。于是，他將電學盒里的電壓表如圖甲的后蓋打開，看到了如圖乙所示的電路連接情況。小宇發現電壓表其實是由一個小量程的電流表改裝而成，“3V擋”和“15V擋”都是由同一個電流表分別與不同的電阻______聯而成，電阻越大，量程越大，這里的電阻起到了______作用。【答案】串；分壓。【解析】[1]由圖可知，接0~3伏量程時，表頭與3.8千歐電阻串聯，接0~15伏量程時，表頭（電流表）與3.8千歐、15.7千歐電阻串聯。[2]二個量程下，表頭（電流表）滿偏時，表頭的電流都達最大值，且相同，即分得電壓相同，接0~3伏量程時，由3.8千歐電阻分壓，接0~15伏量程時，由3.8千歐、15.7千歐電阻一起分壓，因此這里的電阻起分壓作用。2．（2020?呼和浩特）科學方法在物理問題的研究中，起到了重要的作用。比如，兩個定值電阻，一個5Ω，一個10Ω，粗細均勻。以下描述正確的是（）。A．如果這兩個電阻的材料相同，則5Ω的長度一定大于10Ω的長度 B．如果這兩個電阻的材料不同，則5Ω的長度一定小于10Ω的長度 C．如果這兩個電阻的材料、橫截面積相同，則5Ω的長度一定小于10Ω的長度 D．如果這兩個電阻的材料、長度相同，則5Ω的橫截面積一定小于10Ω的橫截面積【答案】C。【解析】AC、兩個電阻粗細均勻、材料相同，電阻越大，長度越長，所以10Ω的電阻較長；故A錯誤、C正確；B、兩個電阻粗細均勻，若材料不同，無法判斷兩個電阻的長度大小；故B錯誤；D、兩個電阻的材料、長度相同，橫截面積越大，電阻越小，所以10Ω的電阻較小；故D錯誤。故選：C。3．（2020?廣州）小明測量不同型號鉛筆在紙上涂劃所得線條的電阻，實驗步驟如下：（1）用鉛筆在紙上畫出兩段長為15cm的線條，在其中一段線條上重復涂劃3次，另一段6次；（2）換用不同型號鉛筆重復（1）的操作，得到多組等長等寬的線條如圖；（3）測出每段線條兩端的電阻記錄在表中。鉛筆型號線條兩端電阻（MΩ）重復涂劃次數（次）2B4B6B8B9B低高3①0.790.670.49③6②0.650.430.28④根據實驗數據，可推測電阻最小的是（）。A．① B．② C．③ D．④【答案】D。【解析】由表格數據可知，重復涂劃相同時，鉛筆的含碳量越高，電阻越小，鉛筆的含碳量相同時，重復涂劃次數越多，電阻越小，故電阻最小的是④，故D正確，ABC錯誤。故選：D。4．（2020?長沙）如圖所示的鎢絲是將一個白熾燈去除玻璃罩制成的，閉合開關S，小燈泡L發光，鎢絲不發光，向鎢絲吹氣時，小燈泡L變亮，用酒精燈給鎢絲加熱，小燈泡L逐漸變暗直至熄滅，由實驗可知（）。A．鎢絲的電阻隨溫度升高而減小；B．向鎢絲吹氣時，鎢絲電阻變小；C．給鎢絲加熱時，電路中的電流變大；D．小燈泡L發光而鎢絲不發光是因為通過鎢絲的電流小于小燈泡L的電流【答案】B。【解析】閉合開關S，小燈泡L發光，鎢絲不發光，向鎢絲吹氣時，小燈泡L變亮，說明通過小燈泡的電流變大，則鎢絲的電阻減小；用酒精燈對白熾燈的鎢絲加熱，鎢絲的溫度升高，觀察到小燈泡L的亮度明顯變暗，說明通過小燈泡L的電流變小，鎢絲的電阻增大；由于鎢絲和小燈泡串聯接入電路中，則通過它們的電流是相同的；綜上所述，ACD錯誤，B正確。故選：B。★題型二：變阻器的應用與連接1．（2019·天津）如圖是滑動變阻器的結構和連入電路的示意圖，當滑片P向左滑動時，連入電路的電阻變小的是（）。A.B.C.D.【答案】A。【解析】A、圖中滑片向左移動時，電阻絲接入部分變短，連入的阻值變小，符合題意；B、同時接入上方兩接線柱，相當于接入一導線，滑片移動，接入電阻不變，不合題意；C、同時接入下方兩接線柱，相當于接入一定值電阻，滑片移動，接入的電阻值不變，不合題意；D、滑片向左移動時，電阻絲接入部分變長，接入電路中的電阻變大，不符合題意。故選A。2．（2020?深圳）為了探究“外形相同的電磁鐵磁性的強弱跟線圈匝數的關系”，某同學設計了如圖所示的電路。要求滑動變阻器的滑片P向A端移動時，電路中的電流增大。請在圖中用筆畫線代替導線，將電路連接完整。【解析】探究“外形相同的電磁鐵磁性的強弱跟線圈匝數的關系”時，滑動變阻器與兩個電磁鐵串聯接入電路中；滑動變阻器的滑片P向A端移動時，電路中的電流增大，則滑動變阻器連入電路的電阻減小，則滑動變阻器接的是A接線柱，如圖所示：3．（2020?天水）請根據如圖所示的實物圖，畫出對應的電路圖。【解析】電流從正極出發，通過開關S和電流表A2后開始分支，一支經燈泡L1，另一支經燈泡L2、電流表A1，然后兩支匯合回到電源負極。如圖所示：★題型三：探究影響導體電阻大小的因素1.（2021·黑龍江綏化市）導體的電阻除了與導體的長度、橫截面積和溫度有關外，還與______有關。科學家發現，某些物質在很低的溫度時電阻就變成了0，這就是超導現象，超導現象最直接的應用之一是制造______。（選填“電熱絲”或“輸電線”）。【答案】材料（或導體材料）；輸電線。【解析】[1]導體的電阻是導體本身的一種性質，它的大小與導體的材料、長度和橫截面積、溫度有關。[2]超導體的電阻為零，有電流通過時不會發熱，不能做電熱絲，若用在輸電線上，可以減少由于發熱而產生的電能損耗，所以適合做輸電線。2．（2021·山西中考真題）生活中常用的合金是一種復合材料，復合材料通常是由起搭建作用的基體材料和分散于其中的增強材料兩部分組成。由于兩種材料的共同作用，使合金具有不同特性。下表提供了黃銅和青銅兩種合金的部分信息。合金基體材料增強材料特性應用黃銅銅鋅易加工儀表青銅銅錫耐磨齒輪現有兩卷粗細相同的黃銅線和青銅線，請你添加合適的器材設計一個實驗方案，比較黃銅和青銅的導電性哪個強？（1）實驗器材：______（2）實驗步驟：______（3）實驗結論：______【答案】電源、開關、導線、電流表、滑動變阻器；①按電路圖連接實物，如圖：②選取將長度相同的黃銅線與青銅線；③將黃銅線接入a、b之間，將滑動變阻器調至最大阻值處，閉合開關，調節滑動變阻器的滑片，記錄電流表的示數I1；④保持滑片P位置不變，斷開開關，將青銅線接入a、b之間，閉合開關，記錄電流表示數I2；⑤改變滑片的位置，重復③④；⑥比較I1、I2的大小；電流大的導線性能較好。【解析】[1]此題為實驗探究設計實驗，用到的方法主要是控制變量和轉換法，所用到的實驗器材有：電源、開關、導線、電流表、滑動變阻器組成電路；[2]①按電路圖連接實物，如圖：②研究材料的導電性能即要控制材料的長度相同、橫截面積相同（所給材料已滿足），根據題中給出的條件，所以應選取長度相同的黃銅線和青銅線；③同等情況下，只有材料不同，導電性能要能觀察，所以轉換成電流的大小，電流表能顯示出電流，所以應將黃銅線接入a、b之間，將滑動變阻器調至最大阻值處，閉合開關，調節滑動變阻器的滑片，記錄電流表的示數I1；④保持滑片P位置不變，斷開開關，將青銅線接入a、b之間，閉合開關，記錄電流表示數I2；⑤為了驗證結論有普遍性，應多次實驗，所以改變滑片的位置，重復③④；⑥比較I1、I2的大小；[3]若I1>I2，則黃銅導電性強；若I1<I2，則青銅導電性強；若I1=I2，則兩種材料導電性能相同，所以得到的結論是：電流大的導線性能較好。3.（2020·襄陽）某物理興趣小組在“探究導體電阻大小與導體長度的關系”實驗中，他們在如圖所示電路中的A、B兩點間接入待研究的電阻絲，電源電壓恒定。忽略電阻絲電阻隨溫度變化的影響，待用電阻絲的規格如表格所示。序號材料長度橫截面積1碳鋼合金絲LS2鎳鉻合金絲2LS3鎳鉻合金絲L2S4鎳鉻合金絲2L2S(1)他們應選擇序號為______的兩根電阻絲來研究；(2)從表中所給電阻絲的規格看，還可以用這些電阻絲來做另一個探究實驗，即探究導體電阻大小與導體______的關系，這次你應該選擇序號為______的兩根電阻絲來做實驗。【答案】(1)3、4；(2)橫截面積；(3)2、4。【解析】(1)要探究導體電阻大小與導體長度的關系，根據控制變量法的思路，應該選擇材料和橫截面積都相同的兩根電阻絲。從表格中可知，序號3和序號4的材料、橫截面積都相同，所以應選擇序號3與序號4的兩根電阻絲來研究。(2)從表中所給電阻絲的規格看，序號2、3、4的材料都相同，長度和橫截面積不完全相同，而序號2和4的材料、長度都相同，只有橫截面積不同，故可以用2、4探究電阻與橫截面積的關系。1.為維護消費者權益，某技術質量監督部門對市場上的電線產品進行抽查，發現有一個品牌電線中的銅芯直徑明顯比電線規格上標定的直徑要小，引起電阻偏大。從影響導體電阻大小的因素來分析，引起這種電線電阻不符合規格的主要原因是（）。A．電線的長度B．電線的橫截面積C．電線的材料D．電線的溫度【答案】B。【解析】當導體的材料、長度、溫度一定的時候，導體的橫截面積越小，電阻就越大。2.如圖是滑動變阻器的結構示意圖，若滑片向左移動后，電阻變大，則接入電路中的接線方式為()。A．a、bB．a、cC．b、dD．a、d【答案】C。【解析】滑片向左移動后，電阻變大，即要求連入電路的電阻絲長度變大，因此要選擇下方的b接線柱，再由“一上一下”的原則可知，C項接線方式滿足要求。3.如圖是用滑動變阻器調節燈泡亮度的幾種方案，你認為可能達到目的的方案是()。【答案】C。【解析】A圖中燈泡被短路，燈泡始終不亮；B圖中，滑動變阻器實質上與燈泡并聯，也不能改變燈泡的亮度；D圖中，滑動變阻器和燈泡都被短路。4.（2020·長沙）如圖所示的鎢絲是將一個白熾燈去除玻璃罩制成的，閉合開關S，小燈泡L發光，鎢絲不發光，向鎢線吹氣時，小燈泡L變亮，用酒精燈給鎢絲加熱，小燈泡L逐漸變暗直至熄滅，由實驗可知（）。A．鎢絲的電阻隨溫度升高而減小；B．向鎢絲吹氣時，鎢絲電阻變小；C．給鎢絲加熱時，電路中的電流變大；D．小燈泡L發光而鎢絲不發光是因為通過鎢絲的電流小于小燈泡L的電流【答案】B。【解析】閉合開關S，小燈泡L發光，鎢絲不發光，向鎢線吹氣時，小燈泡L變亮，說明通過小燈泡的電流變大，則鎢絲的電阻減小；用酒精燈對白熾燈的鎢絲加熱，鎢絲的溫度升高，觀察到小燈泡L的亮度明顯變暗，說明通過小燈泡L的電流變小，鎢絲的電阻增大；由于鎢絲和小燈泡串聯接入電路中，則通過它們的電流是相同的；綜上所述，ACD錯誤，B正確。故選：B。5．（2020?綿陽）學校實驗室有一根長略大于60cm的均勻電阻絲，小明等同學打算探究這根電阻絲不同長度的電阻與對應長度的關系。已知這根電阻絲總電阻約6Ω．他們設計了如圖甲所示電路示意圖，電源電壓3V，電阻絲拉直固定在木板上的a、b兩點，P為鱷魚夾。完成實驗，回答下列問題：（1）電流表應選用（選填序號）。A．電流表A1（0～60mA）B．電流表A2（0～0.6A）C．電流表A3（0～3.0A）（2）正確連接電路，斷開開關，鱷魚夾P夾接在電阻絲上靠近b端某位置，用刻度尺測鱷魚夾與a端間電阻絲長度L，閉合開關，讀取電流表示數I；斷開開關，將鱷魚夾P向a端移動約10cm，重復前面的操作。6次測得的電阻絲長度L和對應電流表示數I如下表所示。序號123456L/cm60.050.040.030.020.010.0I/A0.510.600.731.051.482.95算出的電阻R/Ω5.9？4.12.92.01.0（3）計算接入電路電阻絲的電阻R，并填在上表中。請補填根據第2次測量算出電阻絲的電阻R2＝Ω。（4）請在圖乙的坐標系中，制定縱橫坐標的標度，把上表中數據在坐標系中描點，然后畫出圖象。（5）根據你畫出的圖象，（選填“可以”或“不可以”）得到結論：在誤差范圍內，電阻絲的電阻與其長度成正比。【答案】（1）C；（3）5；（4）如圖；（5）可以。【解析】（1）根據實驗數據可知，當電路中接入的阻值為1Ω時，電路的電流：I最大＝＝＝3A，所以選用0～3A的電流表，故選C；（3）由I＝可得，電阻絲R2的電阻：R2＝＝＝5Ω；（4）根據表中數據描點，然后用直線將各點連接起來，如下圖所示：（5）根據圖象可知，R與L的圖象是一條直線，即R與L成正比，所以可以得出的結論為：在誤差范圍內，電阻絲的電阻與其長度成正比。故答案為：（1）C；（3）5；（4）如圖；（5）可以。6．（2020?永州）某科技興趣小組在某次科技活動中看到若干個長方體電阻（包含若干個正方體電阻）。它們的材料相同，上下表面均為正方形，外形都如圖甲所示，接入實物電路的連接方式都如圖乙所示，有電流通過時都如圖丙所示。他們想探究長方體電阻的阻值與厚度及邊長的關系，在老師的幫助下，他們測量了部分電阻的厚度h、邊長a和電阻R，并記錄在表格中（長方體電阻不受溫度影響）。次數厚度h/mm邊長a/mm電阻R/Ω1241022810321210441255812616121.25（1）請你根據實物圖在虛線方框內畫出對應的電路圖（在電路圖中長方體電阻用“”表示）：（2）該實驗主要采用的探究方法是（選填“控制變量法”或“類比法”）；（3）根據表中數據可以推知第5次的電阻R＝Ω；（4）從已測的長方體電阻中選取兩個電阻，分別為R1和R2，它們對應的厚度h之比為1：2、邊長a之比為2：3，將R1和R2并聯接在同一閉合電路中，設通過R1的電流為I1，通過R2的電流為I2，則I1：I2＝；（5）分析表中數據，科技興趣小組得到了長方體電阻阻值與其厚度及邊長的關系。同時他們也大膽推測，在本次科技活動中所看到的正方體電阻，其阻值與邊長的關系是：。【答案】（1）如圖；（2）控制變量法；（3）2.5；（4）1：2；（5）阻值與邊長成反比。【解析】（1）由圖可知，該電路為串聯電路，電流表測量電路中的電流，電壓表測量定值電阻R兩端的電壓，電路圖如圖所示：（2）電阻的大小與材料、長度、橫截面積等因素有關，探究電阻與其中一個因素的關系時，采用的是控制變量法；（3）對比3、4、5的實驗數據可知，在變長相同時，厚度越厚，電阻越小，即電阻與厚度成反比；厚度變為原來的2倍，電阻就會變為原來的一半，所以第5次的電阻為2.5Ω；（4）根據1、2和3中的數據可知，在厚度相同的情況下，變長發生變化時，電阻不變，即電阻與長方體的變長是無關的；從已測的長方體電阻中選取兩個電阻，分別為R1和R2，它們對應的厚度h之比為1：2、邊長a之比為2：3，則其電阻之比為2：1；將R1和R2并聯接在同一閉合電路中，電壓相同，根據歐姆定律I＝可知，通過的電流之比為I1：I2＝1：2；（5）對于正方體來說，當邊長變為原來的二倍時，即厚度變為原來的二倍，根據表格中的數據可知，電阻就會變為原來的一半，所以正方體的電阻的阻值與邊長成反比。故答案為：（1）如圖；（2）控制變量法；（3）2.5；（4）1：2；（5）阻值與邊長成反比。7．（2020?涼山州）如圖所示，是探究影響導體電阻大小因素的實驗裝置圖，實驗中分別把a、b、c、d四根導線接入電路，其中導線a、b、d長度相同，a、b、c粗細相同，b、d粗細不同。（1）該實驗是通過觀察電流表的示數來間接比較導線電阻的大小，這種科學研究問題的方法是法。（