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物理九年级全一册 人教版2024
第4节 变阻器
第十六章 电压 电阻
学习目标
01
02
03
04
物理观念
①变阻器的基本概念、种类及其在电路中的作用、在电路中的符号，及其工作原理；②认识滑动变阻器连接方式，并会使用滑动变阻器改变电路中的电流及用电器两端的电压；③了解变阻器的相关应用。
科学思维
通过学习变阻器，培养科探究精神和创新意识。增强学生运用所学知识解决实际问题的能力，提升科学思维和工程思维素养。
科学探究
在探究活动中，体验科学探究的方法，感知优选法简化问题的应用。通过探究滑动变阻器改变灯泡亮度的实验，体验并总结改变滑动变阻器连入电路中电阻大小的方法和规律。
科学态度与责任
培养严谨的科学态度，尊重实验事实，理解变阻器在日常生活和科学技术中的应用价值，增强对物理学习的兴趣和责任感;培养使用电学仪器的技能和良好习惯，逐步形成良好合作精神。
重点难点
教学重点
教学难点
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。
理解变阻器如何调节电路中的电流，以及如何在实际电路中正确地接入和使用变阻器。
课堂导入
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
导体的电阻是导体本身的一种性质，它的大小决定于导体的材料、长度和横截面积，导体的电阻还与温度有关。
课堂导入
复习回顾
导体的电阻的大小的决定因素
根据决定电阻大小的因素，要改变导体的电阻，可以通过哪些途径呢？
改变电阻长度最为方便
探究新知
演示实验
【实验】改变小灯泡的亮度
　　选取一根自动铅笔芯（导体），按下图连接电路。 使铅笔芯一端的夹子固定，移动另一端的夹子，观察小灯泡的亮度。小灯泡的亮度怎样变化？为什么会这样变化？
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。
改变连入电路中的 _____________，可以改变接入电路中
的______，从而可以改变电路中的______。
探究新知
分析论证
小灯泡亮度变化的原因是什么？
电流
变化
电阻
变化
铅笔芯的
长度变化
亮度
变化
实验结论
电阻线的长度
电阻
电流
探究新知
交流与合作
1.在实验过程中，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。
缺点：铅笔芯太长，操作不方便，且易则断。
2.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。
缺点：电流会直接穿过线圈。
探究新知
3.如何如何避免电流直接穿过线圈？
电阻丝外面加上绝缘外
缺点：夹子只能连接导线两端，不能改变接入的电阻。
把导线夹与电阻丝接触地方的绝缘皮刮掉，即可解决问题。
解决办法
滑动变阻器
探究新知
变阻器
1. 定义：能改变接入电路中电阻大小的元件叫做变阻器。
滑动变阻器：能逐渐改变连入电路的电阻，但不能够显示连入电路的电阻值。
变阻箱：能准确表示连入电路的电阻值，但不能连续改变电阻值。
2.常见的变阻器
注意：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。
探究新知
滑动变阻器的使用
1. 认识滑动变阻器
①作用：通过改变连入电路中的电阻来改变电路中的电流和部分电路两端的电压，还起到保护电路的作用。
②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。
探究新知
③滑动变阻器的结构：
滑片
瓷管
电阻丝
接线柱
接线柱
　　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。
探究新知
④实物图与结构示意图
实物图
结构示意图
探究新知
⑤元件符号
⑥铭牌
“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。
探究新知
2. 连接滑动变阻器
①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。
M
N
A
M
S
L
N
探究新知
【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。
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。
D
探究新知
②滑动变阻器接线柱的接法。
有效接法
接入电路
的接线柱
向A端移滑片P
灯泡亮度变化
接入电路
有效电阻
向A端移滑片P
电阻阻值变化
AD
变亮
AP
变小
连接示意图


探究新知
接入电路
的接线柱
向A端移滑片P
灯泡亮度变化
接入电路
有效电阻
向A端移滑片P
电阻阻值变化
AC
变亮
AP
变小
连接示意图



探究新知
接入电路
的接线柱
向A端移滑片P
灯泡亮度变化
接入电路
有效电阻
向A端移滑片P
电阻阻值变化
BC
变暗
BP
变大
连接示意图



探究新知
接入电路
的接线柱
向A端移滑片P
灯泡亮度变化
接入电路
有效电阻
向A端移滑片P
电阻阻值变化
BD
变暗
BP
变大
连接示意图



探究新知
无效接法
接入电路
的接线柱
向A端移滑片P
灯泡亮度变化
接入电路
有效电阻
向A端移滑片P
电阻阻值变化
AB
不变
AB
不变
连接示意图

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。
探究新知
接入电路
的接线柱
向A端移滑片P
灯泡亮度变化
接入电路
有效电阻
向A端移滑片P
电阻阻值变化
CD
不变
无
不变
连接示意图

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。
探究新知
接入电路
的接线柱
向A端移滑片P
灯泡亮度变化
接入电路
有效电阻
向A端移滑片P
电阻阻值变化
AD
变亮
AP
变小
结构示意图
CD
AC
变亮
AP
变小
BC
变暗
BP
变大
BD
变暗
BP
变大
AB
不变
AB
不变
CD
不变
无
不变
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
探究新知
③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”。
探究新知
【学习任务二】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
探究新知
3. 用滑动变阻器改变小灯泡的亮度
【实验】用滑动变阻器改变通过灯泡的电流
实验设计
根据电路图，将小灯泡与变阻器串联，电流表串联在电路中，改变滑动变阻器接入电路的电阻大小，观察电流表的示数变化。
A
L
R'
S
电路图
演示实验
探究新知
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， 观察电流表示数及小灯泡的亮度；
②将滑片向左滑动至最左端，观察电流表示数及小灯泡的亮度。
探究新知
分析论证
滑片P的位置 电流表示数 小灯泡的亮度 分析
最右端 最小 暗 电阻变大→电流变小→灯泡变暗
最左端 最大 最亮 电阻变小→电流变大→灯泡变亮
结论：移动滑动变阻器的滑片，能改变电路中的电流大小和小灯泡的亮度。
滑动变阻器起到控制电路中电流的作用（即限流作用）。
探究新知
【学习任务三】用滑动变阻器改变小灯泡的亮度
如图为小明同学设计的调光灯模拟实验电路图。开关闭合前，滑动变阻器的滑片P应移到_____（选填“A”或“B”）端；使用过程中要使灯泡变亮，滑片P应向_____（选填“A”或“B”）移动；若使用中接入电路的接线柱改接A、C，则上述实验中滑动变阻器的调节规律______（选填“不变”或“改变”）。
B
A
不变
探究新知
解：（1）为了保护电路，闭合开关前，需将滑动变阻器的滑片移至阻值最大处，由图知滑片应移至B端；
（2）灯泡变亮，说明通过灯泡的电流变大，则滑动变阻器接入电路的阻值减小，由图知滑片应向A端移动。
（3）滑动变阻器有四个接线柱，都接上面接线柱时滑动变阻器被短路，都接下面接线柱时滑动变阻器相当于定值电阻。所以，变阻器接入电路时只能选择上面一个、下面一个，且关键看下面的接线柱是哪一个。
由图知，原来是接A、D接线柱，若使用中接入电路的接线柱改接A、C，下面仍接了A接线柱，即变阻器接入电路的电阻丝不变，所以滑动变阻器的调节规律不变。
故答案为：B；A；不变。点评：掌握滑动变阻器的结构、原理、作用、接线柱的接法、连入电路的方式，知道实物电路的正确连接方法，并且会根据实物图画出正确电路图，知道实物电路连接过程中的注意事项。
探究新知
4. 用滑动变阻器控制定值电阻两端的电压
【实验】用滑动变阻器改变通过灯泡两端的电压
演示实验
实验器材：电源、开关、电流表、电压表、定值电阻，滑动变阻器R'、导线等。
实验设计：根据电路图连接实验器材，将定值电阻与变阻器串联，电流表串联在电路中，电压表并联在定值电阻两端，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。
探究新知
实验过程
根据电路图连接电路，其中定值电阻的电阻是R，滑动变阻器的电阻是R' 。接通电路前应将滑片放到阻值最大值处（最右端）。
①闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，使定值电阻两端的电压成整数倍地变化，如2V、4V 、6V等。
②换用不同的定值电阻，使电阻R成整数倍地变化 ，如5Ω、10Ω、l5Ω等。闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，保持每次接入定值电阻两端的电压不变。
探究新知
分析论证
定值电阻 滑动变阻器接入电路的阻值 电流表示数 电压表示数
5Ω 大 0.4A 2V
5Ω 较小 0.8A 4V
5Ω 小 1.2A 6V
10Ω 较大 0.6A 6V
15Ω 大 0.4A 6V
定值电阻阻值一定时，滑动变阻器接入电路的阻值变大，定值电阻两端的电压变小。
定值电阻变大时，要使定值电阻两端的电压保持不变。滑动变阻器接入电路的阻值应变大，
结论：利用滑动变阻器可以改变小灯泡两端的电压。
探究新知
电阻箱
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：
实验室常用的变阻器是滑动变阻器和电阻箱。
R
探究新知
3. 分类
①旋转式电阻箱
旋转式电阻箱
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
探究新知
②插孔式电阻箱
接线柱
铜塞
电阻丝
首先确定被拔出铜塞的位置，然后把对应的电阻值相加，
得到电阻箱的接入电阻值。
读数
探究新知
当铜塞插入插孔时，对应电阻短路，阻值为0，电流不经过此电阻丝。
0
3
探究新知
3. 变阻箱的特点
变阻器通常标有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，不能使通过的电流超过最大值，否则会烧坏变阻器。通常在使用前应将电阻调节到最大。
注意事项
能够读出具体阻值，但不能连续改变接入电路中的电阻。
探究新知
【学习任务四】电阻箱
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：（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。
3408
A
探究新知
变阻器的应用
1. 电位器：电器中用于音量调节的器件也是一种变阻器，通常称为电位器。
电阻丝
滑片
接线柱
①机械式电位器
内部结构
探究新知
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：
探究新知
电位器在生活中的应用
台灯亮度调节
录音机音量度调节
音响音量度调节
探究新知
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。
利用数字电位器可调节耳机的音量。
探究新知
2. 生产和生活中的其他应用
电子体温计
光控小夜灯
汽车油量表
探究新知
【学习任务五】生活中的滑动变阻器
图甲为某可调亮度的台灯，图乙为其用于调光的电位器结构图，a、b、c是它的三个接线柱，a、c分别与弧形电阻丝的两端相连，b与金属片相连。转动旋钮，滑片在弧形电阻丝上同向滑动即可调节灯泡亮度，下列分析正确的是（　　）
A．若只将b、c接入电路，顺时针转动旋钮时灯泡变暗
B．若只将a、b接入电路，逆时针转动旋钮时灯泡变亮
C．若只将a、c接入电路，顺时针转动旋钮时灯泡变亮
D．若只将b、c接入电路，旋动旋钮时不能改变灯泡亮度
B
探究新知
解：AD．若只将b、c接入电路，滑片右边的电阻丝接入电路；顺时针转动旋钮时，电位器接入电路的电阻变小，根据欧姆定律可知，电路中电流变大，灯泡变亮，故AD错误；
B．若只将a、b接入电路，滑片左边的电阻丝接入电路，即滑片逆时针转动旋钮时，电阻变小，根据欧姆定律可知，电流变大，灯泡变亮，故B正确；
C．若只将a、c接入电路，电位器的全部电阻丝都接入电路，不能改变电路的电流，所以不能改变灯泡的亮度，故C错误。
故选：B。
探究新知
【学习任务六】变阻器的应用
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：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
课堂小结
变阻器
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。
工作原理
滑动变阻器的使用
实验室常见变阻器：滑动变阻器、变阻箱
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
改变电路中的电阻
改变电路中的电流
控制用电器两端的电压
变阻器的应用
电位器
生产和生活中的其他应用
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_________________________。
课堂练习
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。
点评：（1）掌握电阻大小的影响因素，根据影响因素能判断电阻大小变化。
（2）掌握滑动变阻器的结构、接线柱的接法、连入电路的方法、原理、作用、铭牌参数的含义等等。
其最大阻值为100Ω
允许通过它的最大电流是1A
长度
2.（2025 崇州市模拟）如图是电位器原理图，结构如图所示。若要增大喇叭音量，应_______（选填“顺时针”或“逆时针”）转动旋钮。喇叭工作一段时间后，无论如何调节滑片，喇叭音量一直很大，响度不变，电路故障可能是电位器______（选填“开路”或“短路”）。
课堂练习
解：若将A、B两个接线柱接入电路中，逆时针转动旋钮，电阻片接入电路的电阻值不变小，根据欧姆定律可知，通过的电流变大，增大喇叭音量；
喇叭工作一段时间后，无论如何调节滑片，喇叭音量一直很大，响度不变，电路故障可能是电位器短路，如开路则喇叭不响。
故答案为：逆时针；短路。
点评：此题考查学生对于滑动变阻器的理解和掌握。熟知使用方法和接线原则是解题关键。
短路
逆时针
3.（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
C
课堂练习
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。
点评：本题考查滑动变阻器的作用，注意滑动变阻器调节电流时，能够连续调节。
4. （2025 涪城区模拟）如图所示，用电池（电压为3V）、小灯泡（2.5V 0.3A）、甲、乙两根铅笔芯（做滑动变阻器，铅笔芯的长度都是17.5cm,甲的电阻为20Ω，乙的电阻为10Ω）、金属回形针、开关、导线，设计制作一个模拟的调光灯。调节效果可以从两个方面评价：一是小灯泡亮度的变化范围；二是调节精度，回形针移动一定距离时，电阻变化越小调节精度越高。则铅笔芯甲和乙相比（　　）
A．调节范围大，调节精度高
B．调节范围大，调节精度低
C．调节范围小，调节精度高
D．调节范围小，调节精度低
课堂练习
B
左
右
课堂练习
解：一是小灯泡亮度的变化范围；二是调节精度，回形针移动一定距离时，电阻变化越小调节精度越高。则铅笔芯甲和乙相比调节范围大，调节精度低，故B符合题意，ACD不符合题意。
故选：B。
点评：握滑动变阻器的结构、原理、作用、接线柱的接法、连入电路的方式，知道实物电路的正确连接方法。
左
右
布置作业
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

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