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(共47张PPT)
第一节 电阻和变阻器
课时2 变阻器
主题情境
设计调光灯电路
知识线
引出变阻器
滑动变阻器的构造、工作原理、示意图、元件符号、铭牌
任务线
设计调光元件
电位器、电阻箱
优化调光元件
设计调光灯
电路模型
换用电位器优化调光灯电路
滑动变阻器的使用、作用
1. 知道滑动变阻器的构造、了解滑动变阻器的作用，会把滑动变阻器
接入电路以改变电路的电流.
2. 知道变阻箱的读数方法
学习目标
小唯同学在网上看到一种可以调光的台灯，她想利用电学元件组装一个调光小台灯，但不知道什么电学元件可以调光，你可以帮助她设计调光元件吗？
情境串新知
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现有若干个干电池、导线、小灯泡、电阻，请你添加其他器材设计一个能实现调光的电路.
你知道什么方法可以改变小灯泡的亮度？
①改变电路中电压
②改变电路中电阻
思考
04
03
02
01
改变电阻丝的温度
改变电阻丝的长度
改变电阻丝的横截面积
改变电阻丝的材料
1.电池：不能使灯泡亮度持续变化
2.家庭电源电压：恒定不变
——简单易行
改变电阻有几种方法呢？想一想哪种方法最简单可行呢？
实 验 1
改变电阻丝长度，观察灯泡亮度
当电阻丝接入电路中的长度变长时，灯泡亮度______，表明电路中电流______.
变小
变暗
改变电阻丝接入电路中的______，可以改变接入电路中的电阻大小.
长度
变阻器
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一、变阻器
元件
任务1
设计调光元件
【方案评价】金属丝不容易断裂，且小灯泡亮度发生明显变化，但由于金属丝太长，使用时非常不方便.
【优化方案】
问题1：怎样使长金属丝更方便地接入电路
答：将金属丝缠绕在绝缘筒上.
问题2：如何避免电流直接穿过线圈
答：在金属丝外加绝缘皮.
任务2
优化调光元件
问题3：如何让导线夹与金属丝接触并能改变阻值
问题4：如何更方便地移动导线夹
答：将导线夹与金属丝接触地方的绝缘皮刮掉.
答：将滑片固定在金属杆上.
与滑片P 连通的接线柱
金属滑片
金属杆
线圈
瓷筒
电阻丝两端的接线柱
滑动变阻器
1. 构造：
支架
通过改变接入电路的电阻丝的______， 来改变接入电路中电阻的大小.
2. 工作原理：
长度
3. 实物图与结构示意图：
4. 元件符号：
结构示意图
P
A
B
C
D
实物图
2 A：滑动变阻器允许通过的最大电流为2A，若通过它的电流超过了2 A，则该滑动变阻器就会因发热而烧坏.
20 Ω：滑动变阻器的最大阻值为20 Ω(接入电路的阻值可以在0~20 Ω之间变化)；
滑动变阻器上标注“20 Ω 2 A”代表什么？
5. 铭牌：
思考
滑动变阻器如何接入电路呢？
？
①将A、C 或A、D接入电路
向A端移动滑动变阻器的滑片，电阻_____.
变小
滑片接近连入电路的下接线柱，电阻变小
1. 观察滑动变阻器的结构
移动滑片，观察两个接线柱之间的电阻变化情况.
实 验 2
练习使用滑动变阻器
任务3
设计调光灯电路模型
向A端移动滑动变阻器的滑片，电阻______.
②将B、C 或B、D接入电路
变大
滑片远离连入电路的下接线柱，电阻变大
相当于定值电阻，电阻不变且最大
③将A、B 或C、D接入电路
相当于导线，电阻不变且最小
2. 连接滑动变阻器
滑动变阻器应与用电器____联.
串
S
L
Rp
A
B
C
D
3. 用滑动变阻器改变小灯泡的亮度
(1)将滑动变阻器接入电路，制作调光灯电路模型，观察小灯泡的亮度情况.
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连入电路的接线柱 图示 滑片向左滑 接入电路的电阻丝 电阻丝变化 灯的亮度变化
A、C AP 变小 变亮
A、D B、C BP 变大 变暗
B、D A、B AB 不变 不变
C、D CD 实验记录表格
B
A
D
C
P
B
A
C
D
P
B
A
C
D
P
B
A
C
D
P
B
A
C
D
P
B
A
C
D
P
(2)将A、D接线柱接入电路，向左移动滑片P，观察小灯泡亮度、电表示数的变化.
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S
L
Rp
V
A
现象分析：滑片左移，接入电路的电阻丝(AP段)长度减小，电阻变___，电路中电流变___，通过小灯泡两端的电压变___，小灯泡变___.
小
大
大
亮
接通电路前应将滑片放到什么位置上？为什么？
思考
将滑动变阻器连入电路的电阻值调到最大，这样电路连通时电流最小，起到限制电流保护电路的作用.
(1)闭合开关S，调节滑动变阻器的滑片，使R两端的电压成整数倍地变化，如2 V、4 V、6 V等.
(2)换用不同的定值电阻， 使电阻成整数倍地变化，如5 Ω、10 Ω、15 Ω等. 闭合开关，调节变阻器的滑片，保持每次接入的定值电阻两端的电压不变.
4. 用滑动变阻器控制电阻两端的电压
A
V
S
R
Rp
滑动变阻器作用：
(1)保护电路；
(2)改变电路中的电流；
(3)改变导体两端电压.
滑动变阻器使用记忆口诀：
串入电路，限流分压 (串联接入电路，起限流分压作用)
同上阻零，同下阻大 (同时接上端两个接线柱，阻值为零；同时接下端两个接线柱，阻值最大)
一上一下，作用才发 (一上一下接入时才发挥作用)
远离下接，阻值变大 (滑片远离下端接线柱时电阻会变大)
保护电路，调至最大 (保护电路时滑片要调到阻值最大处)
阻值变化原则：远大近小
例1 (2023福建)滑动变阻器可以改变接入电路中电阻的大小．使用时移动滑片，改变的是滑动变阻器接入电路中电阻丝的(　　)
A. 材料
B. 横截面积
C. 长度
D. 电流方向
C
例2 如图所示，电路中有一个滑动变阻器.若要滑片向左移动时，灯泡变亮，连接开关的导线端M应接______，接好后在实验前滑片P应移到_____端(均用图中的字母表示).
A
D
电阻变小
M
活动
一支铅笔芯的电阻大约在 10～15 Ω之间.把一支铅笔剖去一半，取出铅笔芯.将一根导线的裸露部分缠绕在铅笔芯的一端，将另一小段裸导线也缠绕在铅笔芯上，并将一导线夹夹在第二根导线上代替滑片，这样就做成了铅笔芯变阻器(如下图).用自制的铅笔芯变阻器改变电路中的电流.比比看，谁做的铅笔芯变阻器既方便实用，又可靠美观？
自制铅笔芯变阻器
变阻器能够连续改变接入电路中电阻值的大小，但不能直接读出接入电路的电阻值.
如果想既能改变接入电路的电阻值，又能知道接入电路的阻值大小，应该怎么办呢？
？
电阻箱也是一种变阻器，它既可以调节电阻大小，又可以显示电阻阻值.
外观图
面板图
内部结构图
二、电阻箱
在电路图中的符号：
如图所示的电阻箱：
1.构造：两个接线柱和五个旋钮；
2.使用：将两个接线柱连入电路，调节旋钮就能得到0~99 999 Ω之间的电阻值；
3.读数：将各旋钮对应指示点的示数乘以面板上标记的倍数，再将数值相加就是电阻箱连入电路中的阻值.
则该电阻箱的示数为：
R=1×1 000 Ω+__×100 Ω+9×10 Ω+3×1 Ω=_____ Ω.
8
1 893
相比滑动变阻器，电阻箱有什么优点和缺点呢？
优点：能够读出具体的阻值；
缺点：不能连续改变接入电路中的电阻.
例 将如图所示的电阻箱的两个接线柱接入电路中，
则此时电阻箱接入电路中的电阻是______Ω. 使用
该电阻箱时，可得到的电阻范围是__________.
2 016
0~9 999 Ω
电阻箱的示数：
R=2×1 000 Ω+0×100 Ω+1×10 Ω+6×1 Ω=2 016 Ω
电阻箱的示数：
Rmin =0 Ω
Rmax =9×1 000 Ω+9×100 Ω+9×10 Ω+9×1 Ω
= 9 999 Ω
自制调光小台灯
滑片向左滑动：
电阻变____，小灯泡变____；
滑片向右滑动：
电阻变____，小灯泡变____.
小
亮
大
暗
滑动变阻器装置较大，不适用于安装在家用电器中，那么生活中我们该如何优化变阻器？
生活中大部分台灯底座上都有一个旋钮，这个旋钮是一种机械电位器，可以通过旋转旋钮调节台灯的亮度.
什么是电位器？
思考
任务4
换用电位器优化调光灯电路
生活中常用的变阻器一般叫做电位器，常见的有机械式电位器和数字电位器.
P
P
滑动变阻器
电位器
电位器实物图
电位器结构图
(1)机械式电位器：
通过机械式的旋钮改变接入电路部分电阻线的长度来改变电阻.
原理：
中间固定，两边接一边，如图，若接A、B，顿时针旋转旋钮触片时，接入电路中的阻值变小.
接线方法：
生活中，应用在可调亮度的台灯、可调节声音的录音机、可调温度的电热毯、电饭锅等.
应用：
资料卡
图甲是一种机械式电位器，图乙是其示意图.可以通过滑片的旋转来改变它接入电路中的电阻，达到控制电路中电流的目的.
甲乙
现有电位器、小灯泡、电源、开关各一个，导线若干，请设计一个调光灯电路，并简单介绍电路是如何改变小灯泡亮度的.
C
A
B
原理分析：
滑片逆时针转动：
电阻变____，小灯泡变____；
滑片顺时针转动：
电阻变____，小灯泡变____.
C
A
B
小
亮
大
暗
(2)数字电位器：一种用数字信号控制阻值的器件(集成电路).
耳机上利用数字电位器调节耳机的音量
自动检测与控制、智能仪器仪表、消费类电子产品等许多重要领域.
优点：
可程序控制改变阻值、耐震动、噪声小、寿命长、抗环境污染.
应用领域：
例 如图甲所示，是一种调光台灯电位器(滑动变阻器)的内部结构示意图，a、b、c是它的三个接线柱．如图乙中，电位器要达到调光的作用应与灯泡______联，若只将b、c接入电路，闭合开关，顺时针转动旋钮时灯泡的亮度会_______(选填“变亮”“变暗”或“不变”).
变亮
串
接入电路的电阻丝长度变短
变阻器
电阻箱
滑动
变阻器
定义：可以改变接入电路中的电阻大小的元件
原理：通过改变接入电路中的__________来改变电阻
在电路中的符号：
作用：(1)________；
(2)改变电路中的电流；
(3)调节部分电路两端的电压
使用
电阻丝长度
保护电路
读数：各旋钮对应指示点示数×____，再将数值____
倍数
课堂小结
相加
接法：一上一下
阻值变化原则：远大近小
概念：电阻箱是一种可以_____________，
并且能够_____________的变阻器.
调节电阻大小
显示电阻阻值
在电路中的符号：
P
P
P
P
1. 如图所示是滑动变阻器四种接入电路的结构示意图．其中，当滑片P向左滑动时，使连入电路中的电阻变大的接法是(　　)
ABCD
C
不变
变大
变小
变小
随堂练习
2. 如图所示的电路中，闭合开关S后，要使滑动变阻器的滑片P向右移动时电流表示数减小，则M、N应与滑动变阻器上的哪两个接线柱连接(　　)
A. M接 C、N接D
B. M接 A、N接B
C. M接 A、N接D
D. M接 C、N接B
R阻值增大
R接入电路部分：
C
3. 如图所示的各种电路，同种元件的参数均相等，能利用滑动变阻器调节点灯从亮到熄灭的电路是(　　)
当滑片P滑到最左端时，会引起电源短路
当滑片P左右滑动时，只能改变灯泡亮度，不能使灯泡熄灭
滑片P使灯泡处于短路状态，无论怎样滑动滑片灯泡都不亮
当滑片P滑到最右端时，会引起灯泡短路，实现灯泡由亮到灭
D
闭合开关S，L与R并联
闭合开关S，L与R串联
闭合开关S，L被短路
闭合开关S，L与R混联
4. 如图甲所示是可调节亮度的台灯，图乙是其调节亮度的电位器的结构图．转动旋钮时，滑片在弧形电阻丝上滑动即可调节台灯灯泡亮度．则：
(1)电位器改变灯泡亮度的原理和____________相同；
(2)若只将a、b接入电路中，转动旋钮________(选填“能”或“不能”)改变灯泡亮度；
(3)请你写出两个使灯泡变亮的接法及相应的转动旋钮的情况：______________________________________；
______________________________________．
滑动变阻器
能
只将a、b接入电路中，逆时针转动旋钮
只将b、c接入电路中，顺时针转动旋钮
改变电阻丝长度
转动旋钮，电阻丝的长度改变
5. 在如图所示的电路中， 有三根导线尚未连接，请用笔画线代替导线将电路连接完整. (要求：①电压表测小灯泡两端电压；②电流表测通过小灯泡的电流；③闭合开关后，向左移动滑片，小灯泡变暗)
R阻值增大
电流表：串联在被测电路中
电压表：与被测电路并联
滑动变阻器：一上一下

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