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(共36张PPT)
第十六章
电压、电阻
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第4节
变阻器
选取一根自动铅笔芯，按图16.4-1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。
小灯泡的亮度是怎样变化的 为什么会这样变化
图16.4-1 用铅笔芯控制小灯泡的亮度
图16.4-1 用铅笔芯控制小灯泡的亮度
在上面的实验中，随着夹子在铅笔芯上移动，小灯泡的亮度会发生变化。接入电路中的铅笔芯越短，电阻越小，小灯泡越亮。
变阻器
能改变接入电路中电阻大小的元件叫作变阻器。
例如，图16.4-2是学生实验中常用的滑动变阻器。
甲 实物图
乙 原理图
图16.4-2 滑动变阻器
滑动变阻器的结构
电阻丝外面涂着绝缘层，密绕在绝缘管上。图中电阻丝上水平方向的一条白线表示这里的绝缘层已经刮掉，电阻丝可以与滑片 P 相连，而电阻丝的两端连在 A、B 两个接线柱上，滑片 P 通过金属杆和接线柱 C、D 相连。
滑片移动到不同位置时，A、C (或者B、C)两个接线柱间电阻丝的长度不一样，这样就可以改变接入电路中电阻的大小。
滑动变阻器在电路图中用符号 表示。
铭牌上各数值的物理意义 (如图所示)
滑动变阻器的使用
练习使用滑动变阻器
1. 观察滑动变阻器的结构
观察时，请思考以下问题。
为什么与滑片接触处的电阻丝的绝缘层被刮去
实 验
哪两个接线柱之间的电阻是不变的
哪两个接线柱之间的电阻很小
移动滑片时，哪两个接线柱之间的电阻随着改变
2. 连接滑动变阻器
要使滑动变阻器和用电器中的电流相同，滑动变阻器应该与用电器串联按图16.4-3 连接电路，闭合开关，观察电路是否接通。
图 16.4-3 连接滑动变阻器
3.用滑动变阻器改变小灯泡的亮度
若要使小灯泡由暗变亮，图16.4-3中滑动变阻器的滑片应向哪个方向移动 尝试移动滑片，观察电流表的示数或小灯泡的亮度变化。想一想：接通电路前应将滑片放到什么位置
在实验报告中列出选用的仪器、设计的电路、实验操作步骤及你对上面几个问题的回答。实验过程中你又发现了哪些新问题 请和同学们交流。
4.用滑动变阻器控制定值电阻两端的电压
按图16.4-4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′。
图16.4-4 控制定值电阻两端的电压
(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、15 Ω 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。
图16.4-4 控制定值电阻两端的电压
滑动变阻器上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，否则会烧坏滑动变阻器。通常，在使用前应将滑动变阻器的电阻调节到最大。
在电路中，滑动变阻器的主要作用是通过调节其电阻来改变电路中的电流。
变阻器的应用
滑动变阻器一般只在实验室中应用。有些家用电器中，用于音量调节的器件也是一种变阻器，通常称为电位器。
图16.4-5 一种电位器的结构
图16.4-5是一种电位器的结构图。它通过机械式旋钮调节电阻的大小。电位器也可以用在其他电器上例如可调亮度的电灯，可调音量的音箱、调音台，等等。
除机械式电位器外，数字电位器的使用越来越广泛。数字电位器是一种用数字信号控制电阻的器件(集成电路)。与机械式电位器相比，数字电位器具有可用程序控制改变电阻、耐震动、噪声小、寿命长、抗环境污染等优点，因而已在自动检测与控制、智能仪器仪表、消费类电子产品等许多重要领域得到应用(图16.4-6)。
图16.4-6 利用数字电位器调节耳机音量
图 16.4-2甲展示的是一个滑动变阻器，它的哪些地方是导体 哪些地方是绝缘体
图 16.4-2 甲中的滑动变阻器，其导体部分有：金属杆 (C、D接线柱连接的部分)电阻丝 (A、B接线柱连接的部分)滑片 P；
绝缘体部分有：瓷筒 (支撑电阻丝，使电阻丝与外界绝缘)、金属杆与电阻丝之间的绝缘材料 (防止金属杆与电阻丝直接导通)
请用笔画线表示导线，连接图16.4-7 中的实物，使滑动变阻器能够控制小灯泡的亮度。在你连接的电路中，要使小灯泡越来越亮，滑动变阻器的滑片应该向哪个方向移动
图 16.4-7
当滑片向左移动时，灯泡会越来越亮。
图16.4-8 是某同学按照上题要求所连的电路。这个电路能不能满足题目的要求 为什么 按照这个电路进行操作时，实验现象是怎样的
图 16.4-8
不能满足题目的要求。此电路将滑动变阻器下面两个接线柱接入电路，导致移动滑片时滑动变阻器电阻不变，灯泡的亮度不能发生改变，且灯泡的亮度较暗。
图 6.4-9是滑动变阻器连入电路的示意图。当滑片 P 向右滑动时，连入电路的电阻变小的是哪幅图 请用彩笔标出电流通过滑动变阻器的部分。
图 16.4-9
甲图和丙图
图16.4-10中电源、开关、小灯泡之间已经接好导线，留了A、B 两根导线准备跟滑动变阻器连接，1、2、3、4 是滑动变阻器的四个接线柱。当 A 和1连接、B 和4连接后闭合开关，小灯泡很亮；
图 16.4-10
当 A 和3连接、B 和4连接后闭合开关，小灯泡有点暗；当 A 和3连接、B 和2连接后闭合开关，小灯泡不发光。根据上述现象，你认为这个滑动变阻器可能哪个地方有故障
图 16.4-10
这个滑动变阻器可能在 2 接线柱附近出现了断路故障。
滑动变阻器的电阻可变，但不显示此时的电阻是多少。如图16.4-11所示的电阻箱也是一种变阻器，不仅电阻可以变化，还可以从中读出电阻的数值。图甲是电阻箱的外形图，通过两个接线柱把它接入电路，转动四个旋钮可以改变电阻箱的电阻。例如，图乙中的电阻箱的电阻是 2 093 Ω。
甲
乙
丙
丁
图 16.4-11
(1) 请你由此推断图丙和图丁中电阻箱的电阻各是多少。
(2) 这个电阻箱的最大电阻是多少
甲
乙
丙
丁
图 16.4-11
图丙：1735 Ω，图丁：805 Ω
9 999 Ω
图16.4-12 是一种测量油箱内油量的装置示意图。其中滑动变阻器的滑片跟滑杆连接，滑杆可以绕固定轴 O 转动，滑杆的一端固定着一个浮子。油箱中的油量减少时，油面下降，浮子随油面落下，带动滑杆使滑动变阻器的滑片向上移动，从而改变电路中电流表的示数。
图 16.4-12
因此，电流表上一定的示数对应着油面的一定高度。如果把电流表刻度盘上的数值改为相应的油量体积数，就可以直接读出油箱中的油量。请问：在这个装置中，电流表的示数越大，表示油箱中的油量越多还是越少 请说明理由。
图 16.4-12
越多
图 16.4-12
理由：由题图可知：当油箱中的油面下降时，浮子下沉，带动滑杆上翘，滑动变阻器接入电路的电阻变大，电路中的电流变小，电流表的示数变小，表示油箱中的油量减少反之，当油箱中的油面上升时，浮子上浮，带动滑杆下滑滑动变阻器接入电路的电阻变小，电路中的电流变大，电流表的示数变大，表示油箱中的油量增加。
1. 如图所示是学生实验中常用的滑动变阻器。要改变其接入电路中的电阻大小，若一根导线接在 C 接线柱上，另一根导线应接在___________接线柱上。按你的接法，当滑片 P 向右滑动时，滑动变阻器连入电路中的电阻将 ____________ (选填“变大”“变小”或“不变”)，实验
前滑片 P 应移到___________端 (用图中
的字母表示)。
A
变大
B
2. 某班同学做“用滑动变阻器改变电流”的实验，电路如图所示。
(1) 连接实物时，开关应当 _______，滑片 P 应移动到最 _______ (选填“左”或“右”) 端。
断开
左
(2) 开始实验后，甲同学发现无论
怎样移动滑片 P，灯的亮度都
不发生变化，而且一直很暗，
这可能是 __________________
_________________；乙同学发现无论怎样移动滑片 P，灯一直很亮，这可能是___________________________________；丙同学缓慢移动滑片 P 时，看到灯忽然亮又忽然不亮，这可能是_____________________。
滑动变阻器连接的是下面两个接线柱
滑动变阻器连接的是上面两个接线柱
滑片处接触不良
3. (甘肃天水期末)如图所示为某台灯用于调节亮度的电位器结构图，A、B、C 是它的三个接线柱，A、C 分别与弧形电阻片的两端相连，B 与金属滑片 P 相连，转动旋钮，滑片在弧形电阻片上同向滑动即可调节灯泡亮度，下列分析正确的是 ( )
A. 电位器与灯泡并联
B. 若只将 A、B接入电路，顺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，顺时针转动旋钮时灯泡变亮

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