4.5 变阻器 课件-2026-2027学年教科版物理九年级上学期

第四章　电流、电压和电阻 第 5 节 变 阻 器 学习目标 1.①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。 2. 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。 3.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。 4.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。 创设情景，引入新课 日常生活中，我们可以调节台灯的亮度，调节电风扇的风量的大小，调节电热器的热能的等级，或是调节电视音量...... 你还能举出生活中的哪一些类似的例子？ 你知道这是如何做到的呢? 探究新知一　认识变阻器 【实验】让灯泡逐渐亮起来 铅笔芯(石墨)是导体。按下图连接电路。 一根导线固定在铅笔芯最左端，然后将另一根导线接触铅笔芯右端并逐渐向左滑动，观察小灯泡的亮度。小灯泡的亮度怎 样变化？怎样才能 使灯泡按照我们的 意图更亮或更暗? 实验现象 观察到小灯泡的亮度随着夹子在铅笔芯上的移动而发生连续的变化，接入电路的笔芯越 （电阻越 ），小灯泡越 。 短 小 亮 分析论证 小灯泡亮度变化的原因是什么？ 结论： 改变连入电路中的 ，可以改变接 入电路中的______，从而可以 铅笔芯的 长度变化 电阻变化 电流变化 亮度变化 改变电路中的______。 电阻线的长度 电阻 电流 交流与合作 遇到的问题： ⑴实验过程中，电灯泡的亮度变化不明显怎么办？ ⑵如何在小范围内安置长电阻丝，且便于操控？ ⑶如何如何避免电流直接穿过线圈？ 改进方案： ⑴ 选用更长的铅笔芯（增大电阻），使电阻变化更多。 ⑵将电阻丝绕成紧密的线圈，缠绕在绝缘瓷管上。 ⑶把导线夹与电阻丝接触地方的绝缘皮刮掉，即可解决问题。 考虑出现的缺点： ⑴铅笔芯太长，操作不方便，且易则断。 ⑵电流会直接穿过线圈。 ⑶夹子只能连接导线两端，不能改变接入的电阻。 认识变阻器 1. 定义：通过改变电阻来控制电流的装置，这种装置叫作变阻器。 2.滑动变阻器（实验室常见常用的变阻器） ①工作原理 改变接入电路中电阻线的长度来改变接入电路中的电阻，从而改变电流。 ②滑动变阻器的结构 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。 金属杆 接线柱 接线柱 瓷管 电阻丝 滑片 ③实物图与结构示意图 ④元件符号 ⑤作用 b. 改变部分电路两端的电压； a. 通过改变连入电路中的电阻来改变电路中的电流； c. 还起到保护电路的作用。 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。 例1：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正确的是（　　） 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 大电流为2A。 正确的（ ） A．只有①③ B．只有①④ C．只有②③ D．只有②④ D 例2： 如图所示，是电学中常见的电路图，在A、B两点间分别接入下列选项中加点字的元件，并进行对 1题图 2题图 应实验，对滑动变阻器在此实验中的主要作用描述正确的是（　　） A．探究电流与电压的关系——保持定值电阻两端电压不变 B．探究电流与电阻的关系——调节电阻两端电压成倍数变化 C．测量定值电阻的阻值——改变电路中的电流和电阻两端的电压 D．测量小灯泡的电功率——改变小灯泡两端电压，求平均电功率 C ⑥滑动变阻器的使用 a. 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。 b. 滑动变阻器接线柱的接法。 有效接法 接入电路的接线柱 接入电路的有效电阻 向A端移动滑片P，灯泡亮度的变化 向A端移动滑片P，电阻阻值的变化 AD AP 变亮 变小 还有哪一些有效的接入方法？ 接入电路的接线柱 接入电路的有效电阻 向A端移动滑片P，灯泡亮度的变化 向A端移动滑片P，电阻阻值的变化 AC AP 变亮 变小 接入电路的接线柱 接入电路的有效电阻 向A端移动滑片P，灯泡亮度的变化 向A端移动滑片P，电阻阻值的变化 BC BP 变暗 变大 接入电路的接线柱 接入电路的有效电阻 向A端移动滑片P，灯泡亮度的变化 向A端移动滑片P，电阻阻值的变化 BD BP 变暗 变大 无效接法 接入电路的接线柱 接入电路的有效电阻 向A端移动滑片P，灯泡亮度的变化 向A端移动滑片P，电阻阻值的变化 AB AB 不变 接入电路的接线柱 接入电路的有效电阻 向A端移动滑片P，灯泡亮度的变化 向A端移动滑片P，电阻阻值的变化 CD 无 不变 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。 不变 不变 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。 有效接法 无效接法 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 c. 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的连接，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，电阻就变小，滑片向远离下接线柱的方向移动，电阻就变大，可简记为： “近下电阻变小，远下电阻变大”。 注意事项： 每一个滑动变阻器都有最大的电阻值和允许通过的最大电流值。使用时，要根据电路中的电流变化范 围，选择适当变阻器，不要使电流超过它的最大值，否则会损坏变阻器。 “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。 例3：下列关于电学仪器使用的说法中，错误的是（　　） A．在家庭电路中，电能表应安装在总开关之前 B．电压表不能直接接电源两极上 C．电流表必须串联在电路中使用 D．连接好电路，闭合开关之前，变阻器的滑片应调到阻值最大处 B 例4：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（　　） 例5：小雨同学在学习使用滑动变阻器改变灯泡亮度的实验中，连接了如图所示的电路，下列分析正确的是（　　） A．若将A、C端接进电路，向D端移动滑片P，连入电路电阻变小 B．若将B、C端连入电路中，闭合开关前，滑片P应移动到最右端 C．若将A、B端连入电路中相当于一根导线 D．若将B、D端连入电路中，闭合开关，滑片P向左移，灯泡变暗 A D 用滑动变阻器改变小电动机的转速 实验器材： 实验设计： 电源、开关、电流表、电压表、电动机，滑动变阻器R'、导线等 设计电路图，根据电路图连接实验器材，将电动机与变阻器串 联，电流表串联在电路中，电压表并联在电动机两端，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，及电动机的转动情况。 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， 观察电流表示数及电动机转速情况； ②将滑片向左滑动至最左端，观察电流表示数及转速变化。 滑片P的位置 电流表示数 电机转动情况 分 析 最右端 最左端 最小 最大 慢 快 电阻变大 电流变小 灯泡变暗 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电动机转速。滑动变阻器起到控制电路中电流的作用（即限流作用）。 3.变阻箱（实验室常用的另一款变阻器） 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。 滑动变阻器能够改变接入电路的电阻，但不能显示出接入的阻值。 ②符号： ③电阻箱的读数 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 ③变阻箱的特点 能够读出具体阻值 , 但不能连续改变接入电路中的电阻。 注意事项 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。 例6：实验室中常用的滑动变阻器是把 镍铬合金丝（选填“镍铬合金丝”或“铜丝”） 紧密地缠绕在瓷筒 上制成的。如图所 示的电阻箱读数为 _______Ω。 2230 探究新知二　多种多样的变阻器 电位器：在生活、生产和科学研究中，变阻器有广泛的应用。电车的车速变化，收录机及电视机声音的强弱等，都可依靠变阻器来完成。电器中用于调节的器件也是一种变阻器，通常称为电位器。 1. 机械式电位器 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 BC接入电路： 逆时针转动：电阻变大 顺时针转动：电阻变小 2. 数字电位器 利用数字信号控制电阻值的器件 （集成电路） 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。 3. 电位器在生产和生活中的应用 音响音量度调节 例7：如图所示，甲为亮度可调的台灯，电位器是调节其亮度的装置；乙为电位器的内部结构示意图，a、b、c是它的三个接线柱，旋钮带动滑片转动。电位器应与灯泡 （选填“串联”或“并联”）。若要逆时针旋转旋钮时灯泡变暗，则 需将 （选填“a和b”、 “a和c”或“b和c”）接线柱接入 电路。 串联 b和c 课堂小结 变阻器 多种多样的变阻器---电位器 认识变阻器 定义：能改变接入电路中电阻大小的元件叫做变阻器。 实验室常见变阻器：滑动变阻器、变阻箱 滑动变阻器 工作原理 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 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。 作用 保护电路 改变电路中的电流 控制用电器两端的电压 变阻箱 定义 读数 课堂练习 1. 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 2. 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。 C A 3408 3. 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 。 下降 变小 Lavf60.16.100 $