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16.4变阻器
第十六章 电压 电阻
初中 物理人教版（2024）九年级全一册
1．认识滑动变阻器的结构，知道其工作原理，能正确连接滑动变阻器。
2．通过分析滑动变阻器接入电路的不同情况，总结滑动变阻器的使用方法，发展科学推理能力。
3．经历使用滑动变阻器改变电路中的电流和控制定值电阻两端电压的实验，提升实验设计和实施的能力。
4．通过分析变阻器在电路中的作用，具备保护电路的安全意识。了解变阻器等器件的应用，能关注科学技术对人类生活的影响。
学习目标
生活中你是怎样改变台灯的亮度？
想一想
原来它们都用了一个叫作电位器（变阻器）的元件。
变阻器为什么能够改变灯的亮度？
怎样改变收音机音量的大小？
电位器
电位器
新课导入
一、变阻器
1．实验：改变小灯泡的亮度
选取一根自动铅笔芯，按图连接电路。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。
铅笔芯
进行实验
课堂活动
随着夹子在铅笔芯上移动，小灯泡的亮度发生连续变化，接入电路的铅笔芯越短，电阻越小，小灯泡越亮。
　　改变接入电路的导体的长度，可以改变电阻。
一、变阻器
1．实验：改变小灯泡的亮度
实验现象
实验结论
课堂活动
一、变阻器
　　（1）能改变接入电路中电阻大小的元件叫作变阻器。实验室常用的变阻器是滑动变阻器和电阻箱。
　　2．变阻器　
课堂活动
　　①滑动变阻器的构造：
如图所示，主要有滑片、电阻线圈、接线柱（A、B、C、D）、金属杆等。
　　（2）滑动变阻器
一、变阻器
　　2．变阻器　
课堂活动
　　②工作原理：
滑动变阻器是通过改变连入电路中电阻丝的长度，来改变电阻的。如图所示，滑片移动时与线圈相接触的部位上的绝缘层已经刮掉，滑片移到不同位置时，AC或BC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。
　　（2）滑动变阻器
一、变阻器
　　2．变阻器　
课堂活动
　　③滑动变阻器的结构示意图和符号
A、B、C、D分别表示四个接线柱 ，P表示滑片
元件符号
　　（2）滑动变阻器
一、变阻器
　　2．变阻器　
结构示意图
课堂活动
　　④铭牌上各数值的物理意义
　　“50 Ω 1.5 A”表示变阻器的最大电阻是50 Ω；允许通过的最大电流是1.5 A。
铭牌
　　（2）滑动变阻器
一、变阻器
　　2．变阻器　
课堂活动
滑动变阻器共有A、B、C、D四个接线柱，如果只选其中的两个接入电路M、N两点间，可能有几种连接方法？
　　3. 探究滑动变阻器的接线方法
想一想
AB
AC
AD
BC
BD
CD
一、变阻器
课堂活动
　　（1）根据电路图，连接电路；
　　（2）把滑动变阻器的接线柱AD接入电路中的M、N两点间。闭合开关，移动滑片P，观察灯泡亮度和电流表示数的变化，并记录在表格中；
　　（3）改变滑动变阻器的接线柱。闭合开关，移动滑片P，观察灯泡亮度和电流表示数的变化，并记录在表格中。
进行实验
课堂活动
序号 接线柱 电流的路径 滑片移动 灯亮度变化 电流变化
1
2
3
4
5
6
A、D
A、B
A、C
B、C
向右
向左
不变
不变
不变
不变
向左
向右
变亮
变暗
变大
变小
向左
向右
变亮
变暗
变大
变小
C、D
向左
向右
不变
不变
不变
不变
向左
向右
变亮
变暗
变大
变小
B、D
向左
向右
变暗
变亮
变小
变大
实验数据
课堂活动
　　（1）分析实验序号1、2、3、4可以得出：
　　当滑动变阻器在下方接线柱AB与上方金属棒CD各选一个接线柱时，移动滑片可以改变连入电路中的电阻值。
　　（2）分析实验序号5与6可以得出：
　　当滑动变阻器选用了下方两个接线柱AB或上方金属棒上的两个接线柱CD时，移动滑片不能改变连入电路中的电阻值。
分析论证
课堂活动
　　（3）把接线柱C、D连入电路的分析：
　　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，移动滑片不能改变电阻。
　　（4）把接线柱A、B连入电路的分析：
　　将A、B接线柱接入电路，电流要经过全部电阻丝，此时变阻器连入电路的阻值为变阻器的最大阻值，相当于一个定值电阻，移动滑片不能改变电阻。
分析论证
课堂活动
　　（1）滑动变阻器应按照“一上一下”的方式接入电路中。
　　（2）电阻的变化情况取决于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。
　　（3）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：
总结归纳：滑动变阻器的使用方法
“近下电阻变小，远下电阻变大”
课堂活动
　　1．练习使用滑动变阻器
　　（1）观察滑动变阻器的结构，思考以下问题：
　　①为什么与滑片接触处的电阻丝的绝缘层被刮去
　　②哪两个接线柱之间的电阻是不变的
　　③哪两个接线柱之间的电阻很小
　　④移动滑片时，哪两个接线柱之间的电阻随着改变
二、滑动变阻器的使用
课堂活动
　　（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。
按图连接电路，闭合开关，观察电路是否接通。
　　1．练习使用滑动变阻器
二、滑动变阻器的使用
课堂活动
　　（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。
实验过程中你又发现了哪些新问题？
　　1．练习使用滑动变阻器
二、滑动变阻器的使用
课堂活动
　　①设计的电路如图所示。滑动变阻器与小灯泡串联。
　　②闭合开关前应将滑片放到位于阻值最大位置（右端），可以使电路中的电流最小，起到保护电路元件的作用。
　　③电路中的电流不能超过允许通过的最大电流（否则烧坏滑动变阻器）。
设计实验
课堂活动
　　①闭合开关，使滑片P位于最右端，观察电流表示数及小灯泡的亮度；
　　②将滑片由最右端移到中间，观察电流表示数及小灯泡的亮度；
　　③将滑片由中间移到最左端，观察电流表示数及小灯泡的亮度。
进行实验
课堂活动
滑片P的位置 最右端 中间 最左端
电流表示数
小灯泡的亮度
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。
　　电阻变大→电流变小→灯泡变暗；
　　电阻变小→电流变大→灯泡变亮。
最小
较大
最大
暗
最亮
较亮
实验现象
实验分析
课堂活动
当滑动变阻器与小灯泡串联时，移动滑动变阻器的滑片可以改变小灯泡的亮度。所以滑动变阻器起到控制电路中电流的作用（即限流作用）。
实验结论
课堂活动
　　（4）用滑动变阻器控制定值电阻两端的电压
　　电源、开关、电流表、电压表、定值电阻R，滑动变阻器R'、导线等。
二、滑动变阻器的使用
　　1．练习使用滑动变阻器
实验器材
课堂活动
实验电路图：
设计实验
　　（4）用滑动变阻器控制定值电阻两端的电压
　　1．练习使用滑动变阻器
二、滑动变阻器的使用
　　①闭合开关S，调节滑动变阻器的滑片，使定值电阻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R两端的电压不变。
进行实验
课堂活动
　　①当滑动变阻器连入电路中的电阻变大时，定值电阻两端的电压变小；当滑动变阻器连入电路中的电阻变小时，定值电阻两端的电压变大。
　　②换用不同的定值电阻时，定值电阻两端的电压随之改变。若保持每次接入的定值电阻两端的电压不变，则需要调节滑动变阻器的滑片；当换用阻值较大的定值电阻时，需要调大滑动变阻器连入电路中的阻值；当换用阻值较小的定值电阻时，需要调小滑动变阻器连入电路中的阻值。
实验现象
课堂活动
　　①利用滑动变阻器可以改变定值电阻两端的电压。
　　②利用滑动变阻器可控制定值电阻两端电压不变，方法是“换大调大，换小调小”。
实验结论
　　注意： 电路中的实际电流不能超过其允许通过的最大电流。
　　①滑动变阻器是怎样改变电阻的？
　　滑动变阻器是通过移动滑片P来改变接入电路中的电阻丝的长度，从而改变电阻的。
　　②要利用滑动变阻器改变电路中电流的大小，应怎样将它接入电路中？应怎样选择接线柱？
　　要改变电路中电流的大小，应该将滑动变阻器串联在电路中，连接时选择“一上一下”两个接线柱。
交流与小结
课堂活动
　　③利用滑动变阻器改变电路中电流（电压）的大小，在接通电路前，应将滑片放到什么位置上？为什么？
应将滑片P移到使滑动变阻器接入电路的阻值最大的位置，主要是为了防止接通电路时电流过大，损坏电路元件，起到保护电路的作用。
交流与小结
　　注意： 电路中的实际电流不能超过其允许通过的最大电流。
课堂活动
　　（1）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显示电阻阻值的变阻器。
　　（2）元件符号：
二、滑动变阻器的使用
　　 2．电阻箱
　　（3）结构：
　　箱面上有两个接线柱、四个旋盘。
课堂活动
　　（4）使用方法：
　　使用时，把两个接线柱接入电路，调节四个旋盘就能得到0~9999 Ω的任意整数阻值。
二、滑动变阻器的使用
　　 2．电阻箱
课堂活动
二、滑动变阻器的使用
　　 2．电阻箱
　　（5）读数方法：
3×1000 Ω+6×100 Ω+0×10 Ω+8×1 Ω＝3608 Ω
　　分别计算出四个旋盘上小三角指示的示数与面板上对应倍数的乘积，并相加，就是电阻箱接入电路中的阻值。
课堂活动
三、变阻器的应用
　　1．电位器
　　（1）在家用电器中，用于音量调节的器件也是一种变阻器，通常称为电位器。
滑动电位器
电子产品用到的电位器
机械式电位器
　　（2）电位器及其应用
　　①电位器的构造
如图是机械式电位器，主要有电阻丝和滑片组成，它通过机械式旋钮调节电阻的大小。
三、变阻器的应用
　　1．电位器
课堂活动
　　②电位器的工作原理
如图所示，若把A和B两个接线柱串联接入电路，当滑动片P顺时针旋转时，接入电路中的电阻变小，电流变大，音量变大，反之音量变小。
　　（2）电位器及其应用
三、变阻器的应用
　　1．电位器
课堂活动
　　（3）数字电位器及其应用
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、抗环境污染等重要优点，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。
数字电位器
三、变阻器的应用
　　1．电位器
课堂活动
　　（4）电位器的一些应用
调光
调速
调音控制台
电热毯调温开关
三、变阻器的应用
　　1．电位器
课堂活动
　　2．变阻器在生产和生活中的应用实例
　　（1）汽车油量表
如图所示是一种自动测定汽车油箱内的油面高低的装置，R是滑动变阻器，它的金属滑片固定在金属杆的右端，从油量表(实质是一只电流表)指针所指的刻度就可以知道油箱内油面的高低。
三、变阻器的应用
课堂活动
当油量减小时，浮标下降，滑片向上移动，R增大，油量表的示数变小。反之，当油量增加时，浮标下降，滑片向上移动，R变小，油量表的示数变大。
油量减小
　　2．变阻器在生产和生活中的应用实例
　　（1）汽车油量表
三、变阻器的应用
　　（2）公路收费站计重秤
如图所示，为公路收费站计重秤的原理图。R为滑动变阻器，车重表是由电流表改装而成，将它串联在电路中。
车越重
R变小
电流变大
车重表的示数将变大
车越轻
R变大
电流变小
车重表的示数将变小
　　2．变阻器在生产和生活中的应用实例
三、变阻器的应用
课堂活动
　　1．如图所示，为了使滑动变阻器的滑片向左移动时，灯泡变亮，则图中导线的E端应接在滑动变阻器的（　）
　　A．A接线柱上
　　B．B接线柱上
　　C．C接线柱上
　　D．D接线柱上
A
四、课堂练习
　　2．在如图所示的电路中，用滑动变阻器调节灯的亮度，若要求当滑片P向右端滑动时灯逐渐变暗，则下列接法正确的是（　）
　　A．M接C，N接B
　　B．M接A，N接B
　　C．M接C，N接D
　　D．M接A，N接D
A
四、课堂练习
　　3．如图是一种测定油箱内油量的装置，从油量表指针所指的刻度，就可以知道油箱内油量的多少。R是滑动变阻器，它的金属滑片是杠杆的一端，R0是定值电阻。关于该装置，下列说法正确的是（　）
　　A．油量减少时，电路中的电流增大
　　B．油量减少时，滑动变阻器接入电路中电阻减小
　　C．油量增加时，R0两端电压增大
　　D．油量增加时，滑动变阻器两端电压增大
C
四、课堂练习
变阻器
滑动变阻器的使用
变阻器的应用
1．电位器：_________________________；
2．应用：________________。
4．主要作用：通过调节其_____来改变电路中的电流。
3．开关闭合前，滑片应在_________处（保护电路作用）；
1．定义：能改变接入电路中_________的元件；
2．原理：靠改变接入电路中_____________改变电阻；
3．滑动变阻器元件符号：
4．滑动变阻器结构示意图：
1．要与用电器串联；
5．电阻箱元件符号：
2．要使用“_________”两个接线柱；
电阻大小
电阻线的长度
一上一下
最大阻值
电阻
机械式电位器、数字电位器
油量表、称重表等
课堂小结

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