资源简介

(共46张PPT)
第4节 变阻器
主题情境·设计调光灯电路
目 录
情境串新知
2
课堂小结
3
学习目标
1
随堂练习
4
主题情境
设计调光灯电路
知识线
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及铭牌上的参数所表示的含义，能画出它在电路
图中的符号，理解它的工作原理.
2. 会把滑动变阻器正确连入电路来改变电路中的电流及用电器两端的电压.
3. 了解变阻器在生活中的应用.
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
点击播放视频
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
点击播放视频
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.
C
D
P
B
A
与滑片P 连通的接线柱
滑片
金属杆
线圈
瓷筒
与电阻丝连通的接线柱
滑动变阻器
1. 构造：
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2 A，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
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.
点击播放视频
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.
点击播放视频
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
滑动变阻器的作用：
(1)保护电路；
(2)改变电路中的电流；
(3)改变导体两端的电压.
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)
例 (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
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
P
P
滑动变阻器
电位器
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.
电位器实物图
电位器结构图
二、变阻器的应用
(1)机械式电位器：通过机械式旋钮调节阻值的大小.
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.
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？
？
电阻箱也是一种常用改变电阻的装置，它既可以改变接入电路中的电阻，又可以读出接入电路中的阻值大小.
外观图
面板图
内部结构图
知识拓展：电阻箱
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
变阻器
变阻器的应用
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
电路符号：
作用：(1)________；(2)改变电路中的电
流；(3)改变部分电路两端的电压
电位器
电阻箱
接法：_________
电阻丝长度
一上一下
保护电路
机械式电位器：通过机械式旋钮调节阻值的大小
数字电位器：一种用数字信号控制阻值的器件
读数：各旋钮对应指示点示数×____，再将数值____
优点：能够读出具体的阻值
倍数
课堂小结
相加
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BC. 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

展开更多......

收起↑