内容正文:
第2节 物质的导电性(3)
八年级科学上册 •浙教版(2024)
第三章—电路探秘
本章引言
现代社会中电的应用无处不在,我们无法想象在没有电的世界里该如何生活。各种灯光为我们照亮黑夜,为我们创造七彩的夜晚 ;手机可以使我们与远方的亲朋好友亲切交流,家里的机器人为我们随时打开各种家用电器或设备。电是什么?电从哪里来?电的流动遵循怎样的规律?
教学目标
一
02
了解变阻器与定值电阻的区别;根据实验需求选择合适的滑动变阻器并正确使用。
01
了解变阻器的工作原理与作用;了解滑动变阻器的结构和功能。
科学观念
03
通过小实验等方式理解滑动变阻器的工作原理,学习正确使用滑动变阻器。
04
科学思维
探究实践
态度责任
激发主动进行实验探究的意识,培养严谨的科学态度和协作精神。
教学引入
二
图中是专业音响设备的调音台,利用一组可变电阻可改变各种音调的声音响度,从而改变声音的品质。
通过改变电阻也可改变收音机、电话机和电视机等的音量。
01
变阻器
变阻器
三
1.电阻器
( 1 ) 概念:生产、生活和实验研究中,经常用到的具有一定阻值的元件叫电阻器,也称为电阻。
( 2 ) 作用:控制电路中的电流大小。
( 3 ) 符号:
变阻器
三
2.变阻器
( 1 ) 概念:可以改变电阻值的电阻器。
( 2 ) 作用:改变电路中的电流大小。
( 3 ) 应用:①改变音响设备各种音调的声音响度,从而改变声音的品质;
②改变收音机、电话机和电视机等的音量;③改变电动机上的电 流,从而改变电动汽车的行车速度。
变阻器
三
根据影响电阻大小的因素分析,改变电阻大小的方法有哪些?你认为最简便的方法是什么?
根据“电阻大小与导体的长度、材料、横截面积、温度等因素有关”,我们可以通过以下方法改变电阻大小:①改变导体的长度;②改变导体的材料;③改变导体的横截面积;④改变导体的温度,等。其中,改变导体的长度最简便。
思考与讨论
02
滑动变阻器
滑动变阻器
四
改变电阻的最简单方法是改变电阻丝接入电路的有效长度。
改变镍铬合金线一端的接触点,使接入电路的有效长度发生变化。
接触点
有效长度
常用变阻器就是靠改变接入电路的电阻丝的有效长度来改变电阻大小。
镍铬合金线的长度改变幅度小。
图中电阻线连接改变电阻有什么不足?
滑动变阻器
四
实验室常用的滑动变阻器事实上是很长的漆包合金丝缠绕在陶瓷圆筒上后,用改变滑片接入点的方法来调节电阻的。
A
B
C
D
①
②
③
④
⑤
观察滑动变阻器的结构:
线圈
接线柱
滑片
金属棒
陶瓷筒
滑动变阻器
四
观察滑动变阻器铭牌,上面标着的是什么意思?
20Ω 1A
20Ω
滑动变阻器的最大最值为20Ω。
1A
允许通过滑动变阻器的最大电流为1A。
画出滑动变阻器的结构示意图和元件符号:
元件符号
结构示意图
滑动变阻器
四
探索活动
按图3.2-11 所示连接电路,左右移动滑动变阻器的滑动触头 P,观察灯泡的亮度如何变化,分析亮度变化的原因。
A B
C
P
甲 乙
A B
P
接线柱 有效长度 向左移滑片 向右移滑片
灯亮度变化 电流变化 电阻
变化 长度变化 灯亮度变化 电流
变化 电阻变化 长度变化
B、C
C
BP段
变暗
变小
变大
变长
变亮
变大
变小
变短
滑动变阻器
四
若将滑动变阻器的A、C接线柱柱接入电路,左右移动滑片,结果如何?
A B
P
C
接线柱 有效长度 向左移滑片 向右移滑片
灯亮度变化 电流变化 电阻
变化 长度变化 灯亮度变化 电流
变化 电阻变化 长度变化
A、C
AP段
变亮
变大
变小
变短
变暗
变小
变大
变长
滑动变阻器
四
若将滑动变阻器的A、B接线柱柱接入电路,左右移动滑片,结果如何?
A B
P
C
滑动变阻器的全部电阻连入电路,阻值不变且最大,电流不变且最小。
接线柱 有效长度 向左移滑片 向右移滑片
灯亮度变化 电流变化 电阻
变化 长度变化 灯亮度变化 电流
变化 电阻变化 长度变化
A、B
AB段
不变
不变
不变
不变
不变
不变
不变
不变
滑动变阻器
四
滑动变阻器的使用:
①接入电路:滑动变阻器应串联在电路中;
②保护电路:在闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片置于最大阻值处,以保护电路;
③改变电流:通过改变接入电路部分的电阻来改变电路中的电流。
滑动变阻器
四
如何正确连接滑动变阻器能改变连入电路的阻值,从而改变电流?
接线柱正确的接法:“一上一下”。
A B
P
有效电阻为BP段
A B
P
有效电阻为AP段
电阻线有电流通过那一段就是有效电阻,取决于下接线柱。
滑动变阻器
四
滑动变阻器在电路中
的连接方式 连入电路中的部分 滑片向右移动 电路图
电阻变化 电流变化
左端 变大 变小
左端 变大 变小
右端 变小 变大
右端 变小 变大
整个电阻丝
(相当于定值电阻) 不变 不变
金属杆连入
(相当于导线) 不变 不变
滑动变阻器
四
旋钮型变阻器:
(1)旋钮型变阻器是滑动变阻器的变形类型,是由滑动变阻器的直线形变成了圆弧形。
(2)原理:通过旋钮来改变接入电路的电阻长度,从而改变电路中的电流。
滑动变阻器
四
思考与讨论
如果图3.2-12所示旋钮型变阻器的A、C接线柱接入电路,要使接入电路的电阻增大,旋钮触片应向哪个方向转动?
A、C接线柱接入电路,则有效电阻为A到触片位置之间的一段,要使接入电路的电阻增大,旋钮触片应顺时针方向转动,使A与触片长度增大。
滑动变阻器
四
(3)应用:
①接线柱选择A与C:旋钮触片顺时针转动,有效电阻变大,电阻变小;旋钮触片逆时针转动,有效电阻变小,电阻变大;
②接线柱选择B与C:旋钮触片顺时针转动,有效电阻变小,电阻变大;旋钮触片逆时针转动,有效电阻变大,电阻变小。(无效连接:AB接线柱)
滑动变阻器
四
实践活动
1.利用电池、灯座、铅笔芯和导线等制作调光灯。
2.用铅笔芯作为电阻,设计一个可变电阻使灯泡亮度发生变化的电路。
滑动变阻器
四
3.写出实验设计方案与操作步骤。
用铅笔芯作为电阻,通过改变铅笔芯接入电路的长度,改变电阻大小从而改变电路中的电流,可改变灯泡的亮度。
按电路图连接电路,连接电路时将带鳄鱼夹的导线固定在铅笔芯的两端,闭合开关,观察小灯泡的亮度;从右向左慢慢移动铅笔芯右端的鳄鱼夹,观察到小灯泡的亮度逐渐变亮。
滑动变阻器
四
科学·技术·社会·环境
敏感电阻
敏感电阻是指电阻值会因温度、光照、压力等环境因素的变化而变化的电阻器。其种类分别有热敏电阻、光敏电阻(如图3.2-14)、气敏电阻、力敏电阻等。
滑动变阻器
四
敏感电阻在人们的生产和生活中有着广泛的应用。例如,光敏电阻器在光照下,其阻值会迅速减小,因此可用于光的测量、光的控制和光电转换(将光的变化转换为电的变化)。力敏电阻是一种能将机械力转换为电信号的特殊元件,它的电阻值会随外加力的大小改变而改变,常用于各种张力计、转矩计、加速度计及各种压力传感器中。电子秤中就有力敏电阻,它能把压力转换成电信号后显示在显示屏上。
03
随堂练习
随堂练习
五
1.如图2所示,是闭合电路中,滑动变阻器的接法,下列判断正确的是( )
A.滑片向左移动,变阻器的阻值变大
B.滑片向右移动,变阻器的阻值变大
C.电流必须从上接线柱流进变阻器,从下接线柱流出
D.电流必须从下接线柱流进变阻器,从上接线柱流出
A
随堂练习
五
2.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( )
A. 变大 B. 变小 C. 不变 D. 先变大后变小
B
随堂练习
五
3.一个滑动变阻器铭牌上标有“20Ω 1A”的字样,它的意思是指变阻器的( )
A、电阻最小值是20Ω,允许通过的最大电流是1A
B、电阻最小值是20Ω,允许通过的最小电流是1A
C、电阻最大值是20Ω,允许通过的最小电流是1A
D、电阻变化范围是0~20Ω,允许通过的最大电流是1A
D
随堂练习
五
4.如图所示的电路中,M、 N是两个接线柱,准备连接滑动变阻器。
(1)当A接M、D接 N时,滑片向右移,电流表示数将 。
(2)当A接M、C接 N时,滑片向左移,电流表示数将 。
(3)当A接M、B接 N时,滑片向右移,电流表示数将 。
(4)当B接M、D接 N时,滑片向左移,电流表示数将 。
减小
增大
不变
减小
随堂练习
五
5.如果这个变阻器的最大阻值为50Ω,现用两根导线分别连接变阻器的C、A接线柱,然后接入电路。当先后把滑片P向右或向左移动时,变阻器接入电路部分的电阻将分别发生怎样的改变?如果先后把滑片P移到电阻丝的B端和A端,对接入电路部分的电阻分别等于多大?
随堂练习
五
【答案】由图可知,将变阻器的A、C两接线柱接入电路(即滑片右侧的电阻丝接入电路),当滑片P向右移动时,变阻器接入电路中电阻丝的长度变长,其接入电路的电阻变大;当滑片P向左移动时,变阻器接入电路中电阻丝的长度变短,其接入电路的电阻变小。当滑片位于A端时,接入电路中电阻丝的长度为0,此时变阻器接入电路的阻值最小为0Ω;当滑片位于B端时,接入电路中电阻丝的长度最长,此时变阻器接入电路的阻值最大为50Ω。
课堂小结
六
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