第5节 变阻器（教学课件）物理教科版2024九年级上册

第5节 变阻器九年级物理上册 •教科版2024年第三章　电流、电压和电阻理解和掌握变阻器的工作原理，包括变阻器的结构、原理以及如何通过改变电阻值来调节电路中的电流（滑动变阻器）。教学重点日常生活中，我们可以你调节台灯的亮度，或是调节电视音量......你知道这是如何做到的呢?【实验】让灯泡逐渐亮起来　　铅笔芯(石墨)是导体。按下图连接电路。 一根导线固定在铅笔芯最左端，然后将另一根导线接触铅笔芯右端并逐渐向左滑动，观察小灯泡的亮度。小灯泡的亮度怎样变化？怎样才能使灯泡按照我们的意图更亮或更暗?实验现象小灯泡的亮度随着夹子在铅笔芯上移动发生连续的变化，接入电路的笔芯越短（电阻越小），小灯泡越亮。分析论证小灯泡亮度变化的原因是什么？亮度变化电流变化电阻变化铅笔芯的长度变化交流与合作遇到的问题改进方案缺点实验过程中，电灯泡的亮度变化不明显怎么办？选用更长的铅笔芯（增大电阻），使电阻变化更多。铅笔芯太长，操作不方便，且易则断。如何在小范围内安置长电阻丝，且便于操控？将电阻丝绕成紧密的线圈，缠绕在绝缘瓷管上。电流会直接穿过线圈。如何如何避免电流直接穿过线圈？把导线夹与电阻丝接触地方的绝缘皮刮掉，即可解决问题。夹子只能连接导线两端，不能改变接入的电阻。认识变阻器1. 定义：通过改变电阻来控制电流的装置，这种装置叫作变阻器。2.滑动变阻器（实验室常见的变阻器）①工作原理改变接入电路中电阻线的长度来改变接入电阻，从而改变电流。【学习任务一】滑动变阻器的原理如图所示，实验室中某个常用的滑动变阻器铭牌上标有“20Ω 2A”字样。下列关于这个滑动变阻器的说法中（　　）①当滑动变阻器通过2A的电流时，它的电阻为20Ω；②它接入电路的最大阻值是20Ω；③它是通过改变其接入电路中电阻线的横截面积来改变接入电路电阻的；④允许通过它的最大电流为2A。A．只有①③正确B．只有①④正确C．只有②③正确D．只有②④正确解：滑动变阻器铭牌上标有“20Ω 2A”表示滑动变阻器的最大电阻是20Ω，允许通过的最大电流是2A，故①错误；②④正确；滑动变阻器通过改变其接入电路中电阻线的长度来改变接入电路电阻的，故③错误。故选：D。D②滑动变阻器的结构　　实验室里的滑动变阻器：电阻丝外部涂有绝缘层，绕在瓷筒上，它的两端连在A、B接线柱上，滑片P通过金属杆与C、D接线柱相连。电阻丝与滑片的接触部分的绝缘层已被刮去，二者能良好接触。③实物图与结构示意图④元件符号⑤作用a. 通过改变连入电路中的电阻来改变电路中的电流；b. 改变部分电路两端的电压；c. 还起到保护电路的作用。滑动变阻器和电阻箱在接入电路中时，闭合开关之前，都应调节到最大阻值。【学习任务二】滑动变阻器的作用如图所示，是电学中常见的电路图，在A、B两点间分别接入下列选项中加点字的元件，并进行对应实验，对滑动变阻器在此实验中的主要作用描述正确的是（　　）A．探究电流与电压的关系——保持定值电阻两端电压不变B．探究电流与电阻的关系——调节电阻两端电压成倍数变化C．测量定值电阻的阻值——改变电路中的电流和电阻两端的电压D．测量小灯泡的电功率——改变小灯泡两端电压，求平均电功率解：A、探究电流与电压的关系时滑动变阻器的作用有保护电路和改变电路电流或改变被测电阻两端电压，故A错误；B、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B错误；C、测量导体的电阻时，通过改变滑动变阻器接入电路的阻值，从而改变了待测电阻两端的电压和通过它的电流，可以多测几组数据，通过求平均值来减小误差，故C正确；D、在“伏安法”测小灯泡电功率的实验中，滑动变阻器的作用是：通过改变小灯泡两端的实际电压与通过小灯泡的电流，可比较小灯泡亮度与灯泡的实际功率之间的关系，不需要测量平均功率，故D错误。故选：C。C⑥滑动变阻器的使用a. 要使滑动变阻器和用电器中的电流相同，滑动变阻器应与用电器串联。按图连接电路，闭合开关 ， 观察电路是否接通。b. 滑动变阻器接线柱的接法。有效接法无效接法A、B接线柱接入电路时，电流要经过全部电阻线，此时变阻器连入电路的电阻值为变阻器的最大阻值且不能改变，相当于一个定值电阻。 把C、D接线柱连入电路，相当于一条导线，连入电路的阻值为0。 滑片接近连入电路的下接线柱，电阻变小。滑片远离连入电路的下接线柱，电阻变大。有效接法无效接法c. 总结归纳 · 滑动变阻器应按照“一上一下”的方式，与用电器串联接入电路中。· 关键是确定滑动变阻器的下端接线柱，上端两个接线柱中任何一个连入电路，接法是等效的。· 滑片向靠近下接线柱的方向移动，电阻变小，滑片向远离下接线柱的方向移动，电阻变大，可简记为：“近下电阻变小，远下电阻变大”。注意事项　　每一个滑动变阻器都有最大的电阻值和允许通过的最大电流值。使用时，要根据电路中的电流变化范围，选择适当变阻器，不要使电流超过它的最大值，否则会损坏变阻器。“20Ω”表示变阻器的最大电阻是20欧；“2A”表示允许通过的最大的电流是2A。【学习任务三】滑动变阻器的使用下列关于电学仪器使用的说法中，错误的是（　　）A．在家庭电路中，电能表应安装在总开关之前B．电压表不能直接接在电源两极上C．电流表必须串联在电路中使用D．在连接好电路，闭合开关之前，变阻器的滑片应调到阻值最大处解：A、安装家庭电路以前，先安装电能表，再安装总开关，电能表是用来测量电路消耗电能的仪表，故A正确。B、电压表可以直接接在电源两极上，故B错误；C、电流表必须串联在被测量的电路中使用，故C正确；D、闭合开关前，滑动变阻器接入电路的电阻要达到最大，流过的电流不至于过大而烧坏用电器，起到保护电路的作用，故D正确。故选：B。B【变式训练一】滑动变阻器的两种等效接法如图是滑动变阻器的结构和连入电路的示意图，当滑片P向右滑动时，连入电路的电阻变大的是（　　）解：A、滑片向右移动时，滑动变阻器接入电路的电阻丝变长，滑动变阻器连入电路的电阻变大，故A正确；B、滑动变阻器同时接上面两个接线柱，滑动变阻器相当于导线，移动滑片，滑动变阻器接入电路的阻值不变，故B错误；C、滑动变阻器同时接下面两个接线柱，滑动变阻器被连接成定值电阻，移动滑片，滑动变阻器接入电路的阻值不变，故C错误；D、向右移动滑片时，滑动变阻器接入电路的电阻丝变短，接入电路的滑动变阻器阻值变小，故D错误；故选：A。A【变式训练二】闭合开关前滑动变阻器置于阻值最大处小雨同学在学习使用滑动变阻器改变灯泡亮度的实验中，连接了如图所示的电路，下列分析正确的是（　　）A．若将A、C端接进电路，向D端移动滑片P，连入电路电阻变小B．若将B、C端连入电路中，闭合开关前，滑片P应移动到最右端C．若将A、B端连入电路中相当于一根导线D．若将B、D端连入电路中，闭合开关，滑片P向左移，灯泡变暗解：A、若将A、C端接进电路，向D端移动滑片P，滑动变阻器接入电路的电阻变大，故A错误；B、若将B、C端连入电路中，闭合开关前，滑动变阻器应处于阻值最大的位置，故滑片P应移动到最左端，故B错误；C、若将A、B端连入电路中，滑动变阻器以最大阻值接入电路，相当于一个定值电阻，故C错误；D、若将B、D端连入电路中，闭合开关滑片P向左移，滑动变阻器接入电路的电阻变大，总电阻变大，根据欧姆定律可知，通过灯泡的电流变小，灯泡变暗，故D正确。故选：D。D【实验】用滑动变阻器改变小电动机的转速实验器材：电源、开关、电流表、电压表、电动机，滑动变阻器R'、导线等。实验设计：设计电路图，根据电路图连接实验器材，将电动机与变阻器串联，电流表串联在电路中，电压表并联在电动机两端，改变滑动变阻器接入电路的电阻大小，观察电流表和电压表的示数变化，及电动机的转动情况。M实验过程①根据电路图连接好电路，接通电路前应将滑片放到阻值最大值处（最右端），闭合开关， 观察电流表示数及电动机转速情况；②将滑片向左滑动至最左端，观察电流表示数及转速变化。结论：移动滑动变阻器的滑片，能改变电路中的电流大小和电动机转速。滑动变阻器起到控制电路中电流的作用（即限流作用）。3.变阻箱（实验室常用的另一款变阻器）① 定义：电阻箱由若干个不同阻值的定值电阻，按一定的方式连接而成。是一种可以调节电阻大小并且能够表示出电阻阻值的变阻器。②符号：滑动变阻器能够改变接入电路的电阻，但不能显示出接入的阻值。③电阻箱的读数将各旋钮对应指示点的示数乘以面板上标记的倍数，然后相加。R=3×1000Ω　＋6×100Ω　＋0×10Ω　＋8×1Ω　=3608Ω能够读出具体阻值 , 但不能连续改变接入电路中的电阻。③变阻箱的特点【学习任务三】电阻箱的读数实验室中常用的滑动变阻器是把 镍铬合金丝（选填“镍铬合金丝”或“铜丝”）紧密地缠绕在瓷筒上制成的。如图所示的电阻箱读数为_______Ω。解：实验室中常用的滑动变阻器是把镍铬合金丝紧密地缠绕在瓷筒上制成的。如图所示的电阻箱读数为2×1000Ω+2×100Ω+3×10Ω+0×1Ω=2230Ω。故答案为：镍铬合金丝；2230。2230多种多样的变阻器电位器：在生活、生产和科学研究中，变阻器有广泛的应用。电车的车速变化，收录机及电视机声音的强弱等，都可依靠变阻器来完成。电器中用于调节的器件也是一种变阻器，通常称为电位器。1. 机械式电位器工作原理：通过机械式旋钮调节阻值的大小。AC接入电路：逆时针转动：电阻变小顺时针转动：电阻变大逆时针转动：电阻变大顺时针转动：电阻变小BC接入电路：利用数字信号控制电阻值的器件（集成电路）2. 数字电位器与机械式电位器相比，数字电位器具有可程序控制改变阻值、耐震动、噪声小、寿命长、抗环境污染等优点。2. 电位器在生产和生活中的应用【学习任务三】电位器如图所示，甲为亮度可调的台灯，电位器是调节其亮度的装置；乙为电位器的内部结构示意图，a、b、c是它的三个接线柱，旋钮带动滑片转动。电位器应与灯泡______（选填“串联”或“并联”）。若要逆时针旋转旋钮时灯泡变暗，则需将______（选填“a和b”、“a和c”或“b和c”）接线柱接入电路。解：滑动变阻器应与控制用电器串联；当移动滑动变阻器的滑片使接入电路中的电阻变大时，电路中的电流变小，小灯泡变暗；而当移动滑动变阻器的滑片使接入电路中的电阻变小时，电路中的电流变大，小灯泡变亮。故电位器应与灯泡串联。若要逆时针旋转旋钮时灯泡变暗，则接入电路的电阻变大，因此需将b和c接线柱接入电路。b和c串联变阻器认识变阻器定义：能改变接入电路中电阻大小的元件叫做变阻器。实验室常见变阻器：滑动变阻器、变阻箱多种多样的变阻器滑动变阻器工作原理改变接入电路中电阻丝的长度来改变接入的电阻，从而改变电流作用连接方式滑动变阻器应按照“一上一下”的方式，与用电器串联接入电路中。保护电路改变电路中的电流控制用电器两端的电压变阻箱定义读数电位器1. （2016秋•沙湾区校级期中）滑动变阻器是通过改变导体的_____来改变电阻，从而改变电路中的电流。某滑动变阻器上标有“100Ω 1A”的字样，其中100Ω表示___________________，1A表示_________________________。【解析】解：（1）滑动变阻器是通过改变导体的长度来改变电阻，从而改变电路中的电流。（2）滑动变阻器上标有“100Ω 1A”的字样，其中100Ω表示其最大阻值为100，1A表示允许通过它的最大电流是1A。故答案为：长度； 其最大阻值为100Ω；允许通过它的最大电流是1A。其最大阻值为100Ω允许通过它的最大电流是1A长度2.（2013秋•兴庆区校级月考）下列家用电器中，没有使用滑动变阻器的是（　　）A．收音机上调节音量大小的旋钮B．台灯上调节灯光亮暗的旋钮C．电风扇上的换挡开关D．老式计算机上调节显示器亮暗的旋钮【解析】解：A、收音机上调节音量大小的旋钮就是利用滑动变阻器改变电路中的电流来控制音量的，故A使用了滑动变阻器；B、台灯上调节灯光亮暗的旋钮就是滑动变阻器改变电路中的电流来调节灯光的明暗的，故B使用了滑动变阻器；C、电风扇上的换挡开关不能够连续改变电路中的电流，故C没有使用滑动变阻器；D、老式计算机上调节显示器亮暗的旋钮是利用滑动变阻器改变电路中的电流来调节显示器亮暗的，故D使用了滑动变阻器。故选：C。C3. （2023秋•金牛区期末）如图所示，当乙图中滑动变阻器的滑动触头P向右滑动时，要使甲图电路中小灯泡亮度变暗，可用接线头M与接线柱C相连，接线头N与接线柱____相连；图丙中电阻箱电阻的大小为______Ω。【解析】解：（1）当乙图中滑动变阻器的滑动触头P向右滑动时，要使甲图电路中小灯泡亮度变暗，说明此时滑动变阻器接入电路的电阻增大，可用M、N与A、C（或A、D）相接，这样可起到对电路的调节作用，由此可知当用接线头M与接线柱C相连，接线头N与接线柱A相连。（2）图丙中电阻箱左上角旋钮对准的数字为3，右上角旋钮对准的数字为4，左下角旋钮对准的数字为0，右下角旋钮对准的数字为8，因此电阻箱的读数=3×1000Ω+4×100Ω+0×10Ω+8×1Ω=3408Ω。故答案为：A；3408。3408A4. （2020秋•西湖区月考）如图是一种自动测定油箱内油面高度的装置，R'是滑动变阻器，它的金属杆是杠杆的一端，从油量表（由电流表改装而成）指针所指的刻度，就可以知道油箱内油面的高度，当滑动变阻器的金属杆上移时，油箱内油面______，电路中的电流______。【解析】解：R与R′串联，电流表测电路中的电流，当滑动变阻器的金属杆上移时，杠杆逆时针转动，油箱内油面下降，变阻器连入电路的电阻变大，根据电阻的串联，总电阻变大，由欧姆定律，电路中的电流变小。故答案为：下降；变小。下降变小1.基础性作业：完成课件中的课堂练习。2.拓展性作业：我们的生活中有许多用电器都用到了变阻器。如台灯、音响等。请大家尝试调节台灯改变亮暗的旋钮，音响的音量旋钮，感受变阻器对用电器的作用。谢谢聆听谢谢聆听