资源简介

16.1.2 变阻器
第十六章 探究电路
沪科版2024版物理九年级全册
16.1.2 变阻器教案
一、教学目标
（一）知识与技能目标
学生能够清晰阐述变阻器的工作原理，准确说出其通过改变接入电路中电阻丝的长度来改变电阻，进而改变电路中的电流和部分电路两端的电压。
熟练掌握滑动变阻器的结构、符号，牢记其正确使用方法，包括接线规则（“一上一下” 接线）、量程选择、调节方式，能够根据实际电路需求正确连接滑动变阻器，并通过调节改变电路状态。
学会运用滑动变阻器控制电路中的电流或电压，能分析在不同电路中滑动变阻器滑片移动时，电路中电流、电压以及用电器工作状态的变化情况。
（二）过程与方法目标
通过观察滑动变阻器实物、分析其结构和工作过程，培养学生的观察能力和空间想象能力，提高学生从实物中抽象出物理模型的能力。
在探究滑动变阻器使用方法和作用的实验过程中，引导学生经历提出问题、设计实验、进行实验、分析数据、得出结论等科学探究环节，掌握科学探究的基本方法，提升学生的实验操作能力、逻辑思维能力和解决问题的能力。
通过小组合作完成实验任务和讨论交流，培养学生的团队协作精神和沟通交流能力，使学生学会在团队中分工合作，共同探索物理知识。
（三）情感态度与价值观目标
以生活中变阻器的应用实例为切入点，激发学生对物理知识的学习兴趣和探索欲望，让学生体会物理知识与实际生活的紧密联系，增强学生学习物理的自信心和成就感。
在实验操作过程中，培养学生严谨认真的科学态度和实事求是的科学精神，使学生养成遵守实验规则、爱护实验器材的良好习惯。
通过了解变阻器在现代科技中的应用，拓宽学生的知识面，培养学生关注科技发展、勇于探索创新的意识，提高学生的科学素养。
二、教学重难点
（一）教学重点
滑动变阻器的工作原理，这是理解和使用变阻器的基础。
滑动变阻器的结构、符号和正确使用方法，特别是 “一上一下” 的接线规则和调节方式，是学生必须掌握的核心技能。
运用滑动变阻器改变电路中的电流和电压，以及分析在电路中滑动变阻器滑片移动时各物理量的变化情况。
（二）教学难点
理解滑动变阻器工作过程中电阻的变化与电流、电压变化之间的关系，涉及到欧姆定律等知识，较为抽象，学生理解难度较大。
在复杂电路中正确连接滑动变阻器，并根据实际需求调节滑动变阻器，对学生综合运用知识和电路分析能力要求较高。
从微观角度解释滑动变阻器改变电阻的本质原因，帮助学生建立完整的物理认知体系。
三、教学方法
讲授法、实验探究法、演示法、讨论法、多媒体辅助教学法
四、教学过程
（一）情境导入（5 分钟）
展示一段调节台灯亮度的视频，让学生观察台灯亮度的变化。提问学生：“台灯的亮度为什么能够调节？是什么元件在起作用？” 引导学生思考能够改变电路中电流大小的元件，从而引出本节课的主题 —— 变阻器。
再展示收音机调节音量大小的操作过程，提出问题：“收音机的音量大小是如何调节的？这其中也涉及到类似的元件，它是怎样工作的呢？” 引发学生的好奇心和求知欲，顺利导入新课。
（二）新课讲授
变阻器的工作原理（8 分钟）
回顾电阻的影响因素，提问学生：“导体的电阻与哪些因素有关？” 引导学生回答出导体的材料、长度、横截面积和温度。
讲解变阻器的工作原理：变阻器就是通过改变接入电路中电阻丝的长度来改变电阻大小的装置。结合多媒体动画，展示变阻器内部电阻丝的结构和工作过程，当滑片移动时，接入电路的电阻丝长度发生变化，电阻也随之改变，根据欧姆定律，电路中的电流和部分电路两端的电压也会相应改变。通过类比水管中阀门调节水流大小，阀门开合程度类似变阻器滑片的移动，水流大小类似电路中的电流大小，帮助学生理解变阻器的工作原理。
滑动变阻器的结构与符号（7 分钟）
展示滑动变阻器实物，引导学生观察其结构，介绍滑动变阻器主要由电阻丝、滑片、金属杆、接线柱等部分组成。详细讲解各部分的作用，如电阻丝是用来改变电阻的，滑片可以在电阻丝上滑动，金属杆用于连接电路，接线柱用于将滑动变阻器接入电路。
在黑板上画出滑动变阻器的符号，讲解符号的含义，让学生在笔记本上练习绘制。强调符号中两条平行的线段表示电阻丝，箭头表示滑片，帮助学生准确记忆滑动变阻器的符号。
滑动变阻器的使用方法（20 分钟）
接线规则：通过实验演示错误接线方式（如 “同上”“同下” 接线），让学生观察电路中电流的变化情况（“同上” 接线时，滑动变阻器相当于导线，电流无明显变化；“同下” 接线时，滑动变阻器相当于定值电阻，电流也无明显变化）。然后演示正确的 “一上一下” 接线方式，让学生观察电流随着滑片移动而发生的变化，引导学生总结出滑动变阻器的接线规则。
量程选择：讲解滑动变阻器的铭牌参数，如 “20Ω 2A” 表示该滑动变阻器的最大阻值为 20Ω，允许通过的最大电流为 2A。强调在使用时要根据电路中的电流大小选择合适量程的滑动变阻器，避免电流过大损坏滑动变阻器。
调节方式：让学生分组进行实验，亲自操作滑动变阻器，观察滑片向左或向右移动时，电路中电流表示数的变化情况，以及与之串联的灯泡亮度的变化。引导学生总结出滑片移动方向与电阻、电流变化的关系，如滑片向远离下接线柱方向移动时，接入电路的电阻变大，电流变小；反之，电阻变小，电流变大。教师巡视指导，及时纠正学生在操作中存在的问题。
滑动变阻器在电路中的应用（10 分钟）
展示不同的电路图，如由电源、开关、灯泡和滑动变阻器组成的串联电路，让学生分析当滑动变阻器滑片移动时，灯泡亮度、电路中电流和灯泡两端电压的变化情况。引导学生运用欧姆定律和串联电路的特点进行分析，先确定电阻的变化，再根据电流与电阻的关系判断电流的变化，最后根据电压与电流、电阻的关系分析电压的变化。
提出实际问题，如 “在一个需要调节电压的电路中，如何连接滑动变阻器来实现电压的调节？” 组织学生进行小组讨论，设计电路方案。每个小组推选一名代表，讲解小组设计的方案，其他小组进行评价和补充，教师进行总结和点评，加深学生对滑动变阻器在电路中应用的理解。
（三）课堂小结（5 分钟）
引导学生回顾本节课所学的主要内容，包括变阻器的工作原理、滑动变阻器的结构与符号、使用方法以及在电路中的应用。请学生代表发言，总结本节课的重点知识，其他学生进行补充和完善。
教师对学生的总结进行梳理和强调，再次突出本节课的重点和难点，如滑动变阻器的工作原理和 “一上一下” 的接线规则等。同时，鼓励学生在课后继续复习巩固所学知识，多思考生活中还有哪些地方应用了变阻器。
（四）课堂练习（5 分钟）
展示一些练习题，包括选择题、填空题和作图题。例如：
选择题：滑动变阻器接入电路的正确方法是（ ）
A. 同时接上面两个接线柱
B. 同时接下面两个接线柱
C. 接任意两个接线柱
D. 一上一下接线
填空题：某滑动变阻器标有 “50Ω 1.5A” 字样，其中 “50Ω” 表示__________，“1.5A” 表示__________。
作图题：根据要求在电路图中正确连接滑动变阻器，使滑片向右移动时，电路中的电流变大。
让学生在课堂上独立完成练习题，教师巡视检查学生的答题情况，及时发现学生存在的问题。练习结束后，对学生的答案进行讲解和点评，针对学生普遍存在的错误和疑问进行详细分析和解答，帮助学生巩固所学知识，提高解题能力。
（五）布置作业（课后完成）
书面作业：布置教材课后相关习题，包括对变阻器工作原理、滑动变阻器使用方法和电路应用等知识的巩固练习，以及一些简单的计算和分析题目，帮助学生进一步理解和掌握本节课的内容。
实践作业：让学生回家后，观察家中的可调亮度的灯具、可调风速的风扇等用电器，尝试找出其中的变阻器元件（如果有的话），并思考其工作原理和调节方式，将观察和思考的结果记录下来，下节课与同学们进行交流分享。
拓展作业：查阅资料，了解变阻器在现代科技领域（如汽车电子控制系统、自动调光玻璃等）的应用，写一篇简短的科普短文，介绍其工作原理和应用优势，拓宽学生的知识面，激发学生对科学技术的探索热情。
五、教学资源
多媒体课件，包含变阻器工作原理的动画演示、滑动变阻器结构展示、电路图分析等内容的图片、动画、视频，用于辅助教学，增强教学的直观性和趣味性。
实验器材，如滑动变阻器、电源、开关、小灯泡、电流表、导线等，用于学生进行实验操作和教师进行实验演示。
科普书籍、相关网站资源，供学生课后查阅和拓展学习，丰富学生的知识储备。
六、教学反思
在教学过程中，要密切关注学生的实验操作和对知识的理解情况，及时发现学生在滑动变阻器接线、调节以及电路分析中存在的问题，如接线错误、无法正确判断滑片移动时物理量的变化等。针对这些问题，要给予详细的指导和讲解，通过反复演示和练习，帮助学生掌握正确的方法。同时，鼓励学生积极参与课堂讨论和实验探究，培养学生的创新思维和团队协作能力。通过学生的作业和实践反馈，总结教学中的不足之处，不断改进教学方法和教学内容，提高教学质量，确保学生能够熟练掌握变阻器相关知识和技能，为后续学习电学知识奠定坚实基础。
这份教案涵盖变阻器教学核心内容。若你想调整教学环节的时长分配，或是增减实验、练习的类型，都能随时和我说，我会进一步优化。
5
课堂检测
4
新知讲解
6
变式训练
7
中考考法
8
小结梳理
学习目录
1
复习引入
2
新知讲解
3
典例讲解
物理观念
1.了解滑动变阻器的基本结构和改变电阻的原理；
2.知道滑动变阻器和电阻箱的区别和特点。
科学思维
运用滑动变阻器改变接入电阻的原理，能科学推理变阻器改变电路电流和灯泡亮度的现象。
科学探究
通过探究怎样用变阻器改变灯泡的亮度，知道正确使用变阻器的方法。
科学态度与责任
通过对滑动变阻器和电阻箱的学习，培养学生探究热情和创新能力。
难点
重点
我们已经知道了电阻大小和导体的长度、横截面积、材料、温度等有关，通过改变哪个因素来改变接入电路的电阻比较容易操作?
旋转扩音器和小台灯的旋钮，观察扩音器的音量和小台灯亮度的变化现象。
判断电路中电流的改变情况，想一想如何连续地改变电流？
探究新知
知识点1
变阻器
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
可以逐渐地改变连入电路的电阻，但不能够显示连入电路的电阻值。
电阻箱
电位器
具有三个引出端、阻值可按某种变化规律调节的电阻元件。
能够准确表示连入电路的电阻值，但不能连续改变电阻值。
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。
视频展示：常用变阻器
知识点2
滑动变阻器
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。
工作原理
线圈
滑片
金属棒
瓷筒
结构图
元件符号
滑动变阻器的铭牌
铭牌上通常标有电阻值和电流值。如“20 Ω 2A”，表示该滑动变阻器可接入电路的最大电阻值是 20 Ω，允许通过的最大电流是 2A。
连接方法
串联在电路上，一上一下原则，连接前将滑片放在阻值最大处
A
B
C
D
A
B
C
D
接A、C = 接A、D
A
B
C
D
A
B
C
D
接B、C = 接B、D
点击图片播放视频
与同学讨论以下几个问题。
（1）滑动变阻器 A、B、C、D 4个接线柱，而接入电路时，如果只需接 2 个，共有几种接法？
（2）在每种接法中滑动变阻器上哪些部分有电流通过？
（3）哪几种接法能起到改变电阻的作用？哪几种接法不能？
交流与讨论
滑动变阻器在电路中的连接
{5940675A-B579-460E-94D1-54222C63F5DA}连接示意图
效果
连入电路的电阻线是 AP 段：
P 右移→AP 变长→滑动变阻器连入电路的阻值变大 。
P 左移→AP 变短→滑动变阻器连入电路的阻值变小。
滑动变阻器在电路中的连接
{5940675A-B579-460E-94D1-54222C63F5DA}连接示意图
效果
连入电路的电阻线是 BP 段:
P 右移→BP 变短→滑动变
阻器连入电路的阻值变小；
P 左移→BP 变长→滑动变
阻器连入电路的阻值变大。
滑动变阻器在电路中的连接
{5940675A-B579-460E-94D1-54222C63F5DA}连接示意图
效果
没有电阻线连入电路，阻值为零，相当于导线。
连入电路的电阻线是 AB 段，相当于定值电阻。
变阻器的作用主要是通过调节其电阻值，改变电路中的电流. 滑动变阻器一般只在实验室中应用. 有些家用电器音量调节的器件也是一种变阻器，通常称为电位器。
知识点3
滑动变阻器的应用
电位器
知识点4
电阻箱
旋钮式电阻箱
{5940675A-B579-460E-94D1-54222C63F5DA}
内容
图例
作用

电路符号
使用
读数
电阻箱是一种能够显示出接入电
路的电阻大小的变阻器
将电阻箱的两个接线柱连入电路
中，调节四个旋钮就能得到接入
电路中的阻值
调节四个旋钮能得到0 ~
9999 Ω、精确到 1 Ω 的电阻
将各旋钮对应的指示点的示数乘
面板上标记的倍数，然后加在一起
就是电阻箱连入电路中的阻值
示数：3×1000 Ω+6×100 Ω + 0×10 Ω+8×1 Ω=3608 Ω
滑动变阻器与电阻箱的异同
{5940675A-B579-460E-94D1-54222C63F5DA}
滑动变阻器
电阻箱
不同点
接线方法
调节方法
优缺点
连接“一上一下”两个接线柱
直接连接两个接线柱
滑片在电阻线上移动
调节旋钮
能够近似于连续改变连入
电路中的电阻大小
不能连续改变连入电路中
的电阻大小
不能直接读出连入电路中
的电阻大小
可直接读出连入电路中的
电阻大小
{5940675A-B579-460E-94D1-54222C63F5DA}
滑动变阻器
电阻箱
相同点
（1）都是通过改变连入电路的电阻线的长度来改变连入电路的电阻
（2）都要与被控制的电路串联
（3）都有规定的最大电阻值和允许通过的最大电流值
（4）通电前都应该把阻值调到最大
迷你实验室
一支铅笔芯的电阻大约在 10~15Ω 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。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？
1.如图所示，电阻箱的测量范围是__________Ω。 此时接入
电路中的电阻为_________Ω。
随堂检测
0～9999
4688
2.如图所示，当滑动变阻器的滑片P向左移动时，能使接入电
路中的电阻变小的接法是 ( )
C
随堂检测
3.如图所示，下列操作可以使灯泡变暗的是 ( )
A.M 连E 接线柱，闭合开关，滑动变阻器滑片向右移
B.M 连F 接线柱，闭合开关，滑动变阻器滑片向右移
C.M 连E 接线柱，闭合开关，滑动变阻器滑片向左移
D.M 连F 接线柱，闭合开关，滑动变阻器滑片向左移
A
随堂检测
4.小雨同学在学习了滑动变阻器的知识后，他试着设计了一个风力
测定仪，如图所示，其中O 是转动轴，OC 是金属杆，下面连着
一块受风板，无风时，OC 是竖直的，风越大，OC 杆偏转角度
越大， AB 是一段弧形电阻，P点是金属杆与弧形电阻相接触的
点。根据小雨设计的这个测定仪，回答下列问题 ：
随堂检测
(1)金属杆 OC 与弧形电阻组合相当于一个______________ 。
(2)测风力时是通过观察_____________判断风力大小，风力越大，
灯泡亮度越_________ 。
滑动变阻器
灯泡亮度
亮
知识点1 滑动变阻器
1. 正确认识仪器，可以帮助我们更好地探究世界。实验室中某个常用的
滑动变阻器铭牌上标有“20?Ω?2?A ”字样。下列关于这个滑动变阻器的说法
( )
?
①当通过滑动变阻器的电流为2?A时，它的 电阻为20?Ω ;
②它接入电路的最大阻值是20?Ω ;
③它是通过改变接入电路中电阻线的横截面积来改变接入电路的电阻的；
④允许通过它的最大电流为2?A 。
?
A. 只有①③正确 B. 只有①④正确
C. 只有②③正确 D. 只有②④正确
D
【点拨】滑动变阻器铭牌上标有“20?Ω???2?A ”，表示滑动变阻
器的最大电阻是20?Ω ,允许通过的最大电流是2?A ,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。
?
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知识点2 滑动变阻器的使用
2. 图中给出了四种滑动变阻器接入电路
的情形，当滑片P 向左移动时，接入电路中的电阻变大的是
( )
?
C
A. B.
C. D.
【点拨】图A、B中上边接线柱和左下接线柱接入电路中，滑
片P 向左移动，变阻器接入电路中的电阻变小；图C中上边接
线柱和右下接线柱接入电路中，滑片P 向左移动，变阻器接
入电路中的电阻变大；图D中变阻器的接线柱都接下面，滑
片移动时，变阻器接入电路中的电阻不变。故选C。
?
返回
3.如图所示，如果把A、C 两个接线柱与电路
连接，当滑片P 向左移动时，变阻器接入电
路部分的电阻值变____;如果只接入______
?
小
A、B
?
【点拨】将图中A、C两个接线柱接入电路，则AP 段电阻丝
接入电路，滑片P 向左滑动时，接入电路的电阻丝的长度变
短，电阻变小。滑动变阻器下面的A、B 两接线柱（电阻丝两
端）接入电路时，电路中相当于接入了定值电阻（滑动变阻
器的最大阻值）。
?
两个接线柱，相当于把一个定值电阻接入电路。
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4.如图所示，请将滑动变阻器接入电路，要求：滑动变阻器
的滑片向右滑动时灯泡变暗。
【解】如图所示。
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知识点3 电阻箱
5.电阻箱是一种可以调节电阻大小、能够
显示电阻阻值的变阻器，如图所示的电阻
箱的示数为_______Ω ，该电阻箱能接入
电路中的最大阻值是_______Ω 。电阻箱
的电阻值变化的特点是________________
_____。
?
3 098
9 999
电阻值不能连续变化
【点拨】由图可知，电阻箱的示数
R=3×1?000?Ω+0×100?Ω+9×10?Ω+8×1?Ω=3?098?Ω ；
?
该电阻箱能接入电路中的最大阻值
R大=9×1?000?Ω+9×100?Ω+9×10?Ω+9×1?Ω=9?999?Ω ；
?
电阻箱的电阻值不能连续变化。
返回
知识点4 变阻器的应用
6. 电位器实质是一种变阻器，如图是
电位器的结构和连入电路的示意图，
A、B、C是接线柱。当滑片向A 端旋
转时，连入电路的电阻( )
?
B
A. 变大 B. 变小
C. 不变 D. 先变大后变小
【点拨】由图可知，A、B接线柱接入电路中，则滑片到A 点
这部分电阻片接入电路中，当滑片向A 端旋转时，电阻片接
入电路中的长度变短，则连入电路的电阻变小。
?
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7. 如图是小华同学利用滑动变阻器设计的调节小灯泡亮度的
几种电路图，其中的设计能够达到目的的是( )
D
A. B. C. D.
【点拨】由电路图知，小灯泡被短路了，不发光，变阻器无
法调节小灯泡的亮度，故A不符合题意；由电路图知，小灯
泡与变阻器部分电阻并联，滑片移动只能调节变阻器这一支
路的电流，无法调节通过小灯泡的电流，灯泡的亮度不变，
故B不符合题意；
电路图中，滑动变阻器与小灯泡都被短路了，小灯泡不发光，
变阻器也不工作，无法调节灯泡的亮度，故C不符合题意；
由电路图知，小灯泡与变阻器串联在电路中，滑片移动，变
阻器接入电路的阻值发生变化，电路的总电阻也随之变化，
电路中的电流变化，灯泡的亮度变化，变阻器能调节小灯泡
的亮度，故D符合题意。
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8. （多选）如图所示，A为导线，BM、CN 为两根相同的电阻
丝。下列说法正确的是( )
?
AB
A. S和A接触，P 向右移动，灯泡变暗
B. S和B接触，P 向右移动，灯泡亮度
不变
C. S和C接触，P 向左移动，灯泡变亮
D. S和C接触，P 向右移动，灯泡变暗
?
【点拨】S和A接触，MN 电阻丝接入
电路，P向右移动，MN 的长度增大，
则电路中的电阻变大，电路中的电流
将变小，即灯泡变暗，故A正确；S
和B接触，BN电阻丝接入电路，P 向
?
右移动时，BN 的长度不变，即电路中的电阻不变，电路中的
电流不变，即灯泡亮度不变，故B正确；S和C接触，CN 电阻
丝接入电路，P无论怎样移动，CN 的长度均不变，即电路中
的电阻不变，电流不变，灯泡亮度不变，故C、D错误。
?
返回
9. 公路检查站的
“地磅”可以检测货车是否超载。如图是某种
地磅的工作原理图，滑片P 可在竖直放
?
B
A. 接线柱“1”应与“2”连接
B. 货车质量增大时，滑动变阻器接入电路的电阻减小
C. 显示器由电压表改装而成
D. 为了节约电能，电阻R0 可以去掉
?
置的电阻R 上滑动，当货车质量增大时，电表示数随之增大，由
电表改装成的显示器的示数也增大。下列说法正确的是 ( )
?
课堂小结
变阻器
滑动变阻器
应用：电位器
构造：瓷筒、线圈、滑片、金属棒、接线柱等
优、缺点：能够连续改变接入电路的电阻， 但不能显示接入电路的阻值大小
原理：通过改变接入电路中的电阻丝长度来改变电阻
接法：“一上一下”
作用：改变电路中的电流和部分电路两 端的电压；保护电路
谢谢观看！

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