16.4 变阻器 课件-2026-2027学年人教版物理九年级全一册

第三节 变阻器 人教版初三物理 第十六章 电压 电阻 04 导入 问题 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。小灯泡的亮度是怎样变化的？为什么会这样变化？ 用铅笔芯控制小灯泡的亮度 学习内容 变阻器 03 01 02 04 滑动变阻器的使用 变阻器的应用 课堂小结 重难点内容 1、滑动变阻器的使用方法 教学重点 1、利用滑动变阻器改变电路中的电流和电压 教学难点 变阻器 01 探究—改变小灯泡的两度 【实验器材】两节干电池、一个小灯泡、一根铅笔芯。 【实验过程】 将电池、小灯泡、铅笔芯如图所示串联起来，夹子一端固定，移动另一端的夹子，观察小灯泡的亮度。 探究 【实验现象及分析】 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。 【实验结论】 改变接入电路的导体的长度，可以改变电阻。 1.变阻器 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。 探究—滑动变阻器 1.滑动变阻器结构 滑片 金属导杆 接线柱 接线柱 接线柱 接线柱 电阻线圈 探究—电阻 2.滑动变阻器的工作原理 如图所示是学生实验中常用的滑动变阻器。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。 探究 3.滑动变阻器的原理图和符号 2）元件符号如图所示。 1）原理图：A、B、C、D分别表示四个接线柱 ，P表示滑片。 原理图 元件符号 探究 3）铭牌上数值的物理意义 “20Ω”表示变阻器的最大电阻是20欧； “2A”表示允许通过的最大电流是2安。 该变阻器的阻值范围是 0～20Ω； 滑动变阻器铭牌 练习 例1．两个变阻器串联，一个标有“100Ω 2A”字样，另一个标有“50Ω 1.5A”字样，则此电路允许通过的最大电流为（　　） A．1.5A B．1.75A C．2A D．以上都可以 练习 【解析】 型号为“100Ω 2A”的变阻器，允许通过的最大电流是2A；型号为“50Ω 1.5A”的变阻器，允许通过的最大电流是1.5A；在串联电路中电流处处相等，所以电路中允许通过的最大电流为1.5A。 故选A。 练习 例2．观察图甲连接的电路，在图乙的虚线框中画出对应的电路图。 练习 【解析】由实物图可知，电源、开关、滑动变阻器、灯泡、电流表依次串联，且滑片向右移动时，滑动滑动变阻器接入电路中的阻值变大，据此作图。 滑动变阻器的使用 02 探究—滑动变阻器的接线方法 1.滑动变阻器共有ABCD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？ AB AC AD BC BD CD 总共6种接法。 B A D C 探究 2.如果将滑动变阻器A、D两个接线柱接入电路，电流将流过滑动变阻器的哪些部分? 向右（或向左）移动滑片P时，滑动变阻器接入电路的电阻将怎样改变? 电路中的电流将怎样改变？ 3.若另选两个接线柱将滑动变阻器接入电路，情况又会怎样? 电流的流向：（设电流从D接线柱流入）→金属杆DP→电阻丝PA。 当向右移动滑片P时，因为接入电路的电阻丝长度变长，所以接入电路的电阻变大，电路中的电流变小。 探究—实验 1.如图连接电路 A M S L N C D 探究 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。 接线柱 滑片移动方向 灯泡亮度变化 电流表示数变化 AD 左 变亮 变大 滑片向左移 探究 3.按下页表格中的顺序，依次把滑动变阻器的接线柱接入电路中的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，并将观察到的现象记录在表格中。 探究 4.实验记录 ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ 探究 5.实验分析 1）分析2、3、4、5号实验可以得出： 当滑动变阻器在下方接线柱AB与上方金属棒接线柱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1与6号实验可以得出： 当滑动变阻器选用了下方两个接线柱AB（此时相当于一个定值电阻）或上方金属棒上的两个接线柱CD（此时相当于一根导线）时，移动滑片不能改变连入电路中的电阻值。 探究 6.实验结论 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： “近下电阻变小，远下电阻变大”。 探究—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。 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? 探究 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。 探究—滑动变阻器改变小灯泡的亮度 1.实验设计 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）。 A R' S L 探究 2.实验过程 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。 探究 3.实验现象 滑片P的位置 最右端 中间 最左端 电流表示数 最小 较大 最大 小灯泡的亮度 暗 较亮 最亮 4.实验分析及结论 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。 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）。 探究—滑动变阻器控制定值电阻两端的电压 1.实验设计 实验电路图和实物图，如图所示 探究 2.实验过程 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1V、2V、3V等。 2）换用不同的定值电阻，使电阻成整数倍地变化，如5Ω、10Ω、15Ω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。 探究 3.实验现象 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。 探究 4.实验结论 利用滑动变阻器可以改变定值电阻两端的电压。 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”。 练习 例3.如图所示的滑动变阻器的四种接法中，当滑片P向左滑动时，电阻变大的是（     ） A． B． C． D． 练习 【解析】 A. 接A、B接线柱，接入全部电阻丝，滑片移动时接入长度不变，电阻不变，故A不符合题意； B. 接上面两个接线柱，接入金属杆，电阻为0且不变，故B不符合题意； C. 接A、C接线柱，接入AP段电阻丝，P向左滑，AP段长度变短，电阻变小，故C不符合题意； D. 接D、B接线柱，接入BP段电阻丝，P向左滑，BP段长度变长，电阻变大，故D符合题意。 故选D。 练习 例4.如图所示的电路中，用滑动变阻器调节灯的亮度，若要求滑片P向右端滑动时灯逐渐变亮，则M、N分别应接（     ） A．M接A，N接B B．M接B，N接D C．M接B，N接C D．M接C，N接D 练习 【解析】 若要使滑动变阻器在电路中起到连续改变电阻的作用，连接时要遵循“一上一下”原则，滑片位置离下接线柱越近，则滑动变阻器接入电路中的电阻越小。 滑片P向右端滑动时灯逐渐变亮，即电阻越小，所以下接线柱应连接D点，上接线柱连接A或B均可，故ACD不符合题意，B符合题意。 故选B。 变阻器的应用 03 探究—电位器 1.电位器： 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。 探究 2.电位器及应用 1）电位器构造 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。 探究 2）电位器工作原理 如图是电位器的结构示意图，电阻片R的两端分别与接线端A、C相连，滑 片P的一端通过转轴O与接线端B相连，另一端与电阻片R接触良好，并能绕 转轴O在电阻片R上滑动。 若把A和B两个接线端接入电路，则接入电路中的电阻为AP部分。当滑动片P逆时针旋转时，连入电路中的电阻变小，电流变大，音量变大；反之，当滑动片P顺时针旋转时，音量变小。 探究 3.电位器的应用 电位器可以用在其他电器上，例如，可调亮度的电灯，可调温度的电热毯、电饭锅，等等。 台灯 电热毯开关 探究—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。 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，浮标上升，滑片向下移动，R变小，油量表的示数变大。 探究—电阻箱 滑动变阻器能够改变连入电路的电阻大小，起到连续改变电流大小的作用，但不能准确知道连入电路的电阻值。如果需要知道连入电路的电阻的阻值，就要用到电阻箱。 1.电阻箱：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出电阻阻值的变阻器。 2.元件符号：在电路图中用如图所示的符号表示 探究 3.结构：如图所示，箱面上有两个接线柱、四个旋盘。 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欧的任意整数阻值。 5.读数方法：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，将得到的四个乘积相加，就是电阻箱接入电路中的阻值。 如图所示，接入电路的阻值为 1×1000Ω+8×100Ω+9×10Ω+3×1Ω＝1893Ω 练习 例5.如图甲所示的调光型台灯，通过旋动下方连接碳膜电阻的旋钮，调节灯的亮度。调节亮度的变阻器如图乙所示，要想改变灯的亮度，要和灯泡________（选填“串联”或“并联”）连接；当A、B端接入电路时，顺时针旋转滑片P，台灯的亮度将________（选填“变亮”、“变暗”或“不变”）。 练习 串联 变暗 【解析】 滑动变阻器要改变灯泡亮度，需与灯泡串联。 A、B端接入电路时，接入的是AP段电阻，顺时针旋转滑片P，接入电阻丝长度变长，电阻变大，所以电路电流变小，台灯变暗。 练习 例6.如图是某汽车油量表的简化示意图。该油量表是由____________（选填“电压表”或“电流表”）改装而成，当油箱内油量增加时，油量表的示数____________（选填“增大”或“减小”）。 练习 【解析】 油量表串联在电路中，因此油量表是由电流表改装而成。 当油箱内油量增加时，浮子上升带动滑杆下移，滑动变阻器R接入电路的阻值减小，电路总电阻减小，电流增大，故油量表的示数增大。 电流表 增大 课堂小结 04 课后习题 1.如图所示，滑动变阻器有4个接线柱，使用时只需接入其中2个，因此有多种接法，在这些接法中，不能改变电阻大小的是（ D ） A．接A和D B．接B和C C．接A和C D．接C和D 课后习题 2.(多选)如图所示，M、N为两根相同的电阻丝，下列说法正确的是（AD）    A．S和A接触，P向右移动灯泡变暗 B．S和B接触，P向右移动灯泡变暗 C．S和C接触，P向左移动灯泡变亮 D．S和C接触，P无论怎样移动灯泡亮度不变 课后习题 3.观察图甲连接的电路，在图乙的虚线框中画出对应的电路图。 感谢观看 Thank you $