二、变阻器（培优教学课件）物理新教材苏科版九年级上册

二、变阻器 第十四章 欧姆定律 苏科版九年级上册 导入新课 如果要使灯泡的亮度连续可调，应该怎么办？ 最简便的方法是接入可连续变化的电阻。 学习目标 物理观念 1.了解变阻器的概念。 2.理解滑动变阻器的工作原理，知道滑动变阻的接法。 3.知道电阻箱的构造和读数方法。 4.了解变阻器在生产和生活中的应用。 科学思维 能通过实验探究滑动变阻器的四种接法，分析归纳出“一上一下”的正确接法规律，并能判断“同上”和“同下”接法无效的原因。 科学探究 能通过观察、拆解滑动变阻器实物，认识其构造，并通过实验探究归纳出滑动变阻器的正确接线方法。 科学态度 与责任 通过了解变阻器在调光台灯、收音机、电子设备中的广泛应用，体会物理知识在解决实际问题中的价值，增强学习物理的兴趣。 重点难点 重点 1. 滑动变阻器的工作原理。 2. 滑动变阻器的连接方式。 3. 电阻箱的读数方法 难点 1. 滑动变阻器接入电路的电阻线有效部分的判断。 2. 电路动态分析。 3. 将实物、结构示意图、电路符号进行三图对照。 学习内容 1. 怎样改变电阻 2. 滑动变阻器 3. 课堂小结 4. 练习与应用 5. 提升训练 一、 动能 变阻器 一、怎样改变电阻 活动14.3 用铅笔芯改变电路中的电流 做一做 用小刀将铅笔剖成两半，留下附着铅笔芯的那一半，按图连接到电路中。将导线的 N 端固定在铅笔芯上，闭合开关，使 M 端在铅笔芯上左右移动，观察灯泡亮度和电流表示数的变化。 一、怎样改变电阻 议一议 1. 当 M 端向左移动时，接入电路的铅笔芯长度如何变化？电流表示数和灯泡亮度如何变化？ 2. 当 M 端向右移动时，接入电路的铅笔芯长度如何变化？电流表示数和灯泡的亮度如何变化？ 当 M 端向左移动时，接入电路的铅笔芯长度变短，电流表示数变大，灯泡变亮。 当 M 端向右移动时，接入电路的铅笔芯长度变长，电流表示数变小，灯泡变暗。 一、怎样改变电阻 议一议 3. 这个实验中，引起电流连续变化的原因是什么？ 通过上述活动可知，调节接入电路的铅笔芯长度，可以连续改变接入电路的电阻，从而达到连续改变电流大小的目的。 根据这一原理，人们发明了滑动变阻器，它可以连续改变电阻的大小。 二、滑动变阻器 变阻器 二、滑动变阻器 接线柱 滑片 电阻线 金属杆 陶瓷管 二、滑动变阻器 变阻器铭牌 铭牌上标“200Ω 1.5A”含义： “200Ω”：变阻器的最大阻值是200Ω， “1.5A”：允许通过的最大电流是1.5A。 结构示意图 电路符号 二、滑动变阻器 活动14.4 学习使用滑动变阻器 想一想 1. 滑动变阻器共有四个接线柱，如果只选择其中的两个接入电路，可能有哪几种接法？ 2. 如果将滑动变阻器的 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？为什么？ 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？ 二、滑动变阻器 做一做 1. 按图连接电路。 二、滑动变阻器 做一做 2. 按表格中的顺序，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。 序号 使用的接线柱 滑片 P 移动的方向 灯泡亮度的变化 电流表示数的变化 ① A、D ② A、C ③ B、D ④ B、C ⑤ A、B ⑥ C、D 二、滑动变阻器 做一做 Ａ Ｂ Ｃ Ｄ P 有效的接入部分 电流从A端流入，流至滑片P时沿滑片进入金属杆，最后从D端流出。向右移动滑片P，灯泡亮度变暗，电流表示数变小。 Ａ Ｂ Ｃ Ｄ P 有效的接入部分 电流从A端流入，流至滑片P时沿滑片进入金属杆，最后从C端流出。向右移动滑片P，灯泡亮度变暗，电流表示数变小。 二、滑动变阻器 做一做 电流从B端流入，流至滑片P时沿滑片进入金属杆，最后从D端流出。向右移动滑片P，灯泡亮度变亮，电流表示数变大。 Ａ Ｂ Ｃ Ｄ P 有效的接入部分 电流从B端流入，流至滑片P时沿滑片进入金属杆，最后从D端流出。向右移动滑片P，灯泡亮度变亮，电流表示数变大。 Ａ Ｂ Ｃ Ｄ P 有效的接入部分 二、滑动变阻器 Ａ Ｂ Ｃ Ｄ P 全部电阻丝接入 Ａ Ｂ Ｃ Ｄ P 电流通过整段电阻丝，移动滑片P无法改变电阻大小。向右移动滑片P，灯泡亮度不变，电流表示数不变。 电流通过金属杆，移动滑片P无法改变电阻大小。向右移动滑片P，灯泡亮度不变，电流表示数不变。（不安全接法） 二、滑动变阻器 议一议 1. 滑动变阻器是怎样改变电阻的？ 工作原理：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。 2. 要利用滑动变阻器改变电路中电流的大小，应选择哪两个接线柱接入电路？ 串联接入，上下各任选一个接线柱（简称一上一下） 二、滑动变阻器 3. 利用滑动变阻器改变电路中电流的大小，在接通电路前，应移动滑片 P，使滑动变阻器接入电路的阻值最大，为什么？ Ａ Ｂ Ｃ Ｄ Ｐ 为了防止电路中发生短路，闭合开关前滑动变阻器要调到阻值最大位置。 最右侧电阻最大 最左侧电阻最大 二、滑动变阻器 其它变阻器 常见的变阻器还有如图所示的电阻箱和电位器等 电阻箱 电位器 二、滑动变阻器 该电阻箱接入电路的阻值为多少? 4×1000Ω+1×100Ω+2×10Ω+9×1Ω =4129Ω 该电阻箱的调节范围？ 0~9999Ω 二、滑动变阻器 比较滑动变阻器与电阻箱的优缺点 滑动变阻器 电阻箱 优点 缺点 能连续地改变连入 电路中的电阻大小 不能准确知道连入 电路中电阻的值 不能连续地改变连入 电路中的电阻大小 能直接读出连入电路 中电阻的值 【例1】如图，A、B、C、D中所示的为滑动变阻器的结构和连入电路情况示意图，当滑片向左滑动时，连入电路的电阻变大的是（　　） A． B． C． D． A 二、滑动变阻器 【解析】A．滑动变阻器的左上方接线柱和右下方接线柱接入电路中，当滑片向左滑动时，电阻丝接入电路的长度变长，所以电阻变大，故A符合题意； B．滑动变阻器的两个下方接线柱接入电路中，此时滑动变阻器接入电路的电阻最大且不变，故B不符合题意； C．滑动变阻器的左下方接线柱和右上方接线柱接入电路中，当滑片向左滑动时，电阻丝接入电路的长度变短，所以电阻变小，故C不符合题意； D．滑动变阻器的两个上方接线柱接入电路中，此时滑动变阻器接入电路的电阻为零且不变，故D不符合题意。故选A。 【例2】如图所示电阻箱，此时的电阻值是（　　） A．45Ω B．54Ω C．4500Ω D．5400Ω B 二、滑动变阻器 【解析】如图，该电阻箱的电阻值54Ω，故ACD不符合题意，B符合题意。 故选B。 【例3】滑动变阻器是实验时常用的电学器材，关于图片中滑动变阻器的说法中正确的是（　　） A．此滑动变阻器允许接入电路的最大阻值50Ω B．当通过此滑动变阻器的电流为3A时，可以安全使用 C．当此滑动变阻器同时接入下方两接线柱时，相当于接入导线 D．滑动变阻器是通过改变接入导体的材料来改变阻值 A 二、滑动变阻器 【解析】A．从滑动变阻器的铭牌上可以看出，“50Ω”表示此滑动变阻器的最大阻值为50Ω，故A正确； B．从滑动变阻器的铭牌上可以看出，“1.6A”表示此滑动变阻器允许通过的最大电流为1.6A。当通过的电流为3A时，由于3A>1.6A，超过了其允许的最大电流，滑动变阻器会被烧坏，不能安全使用，故B错误； C．当此滑动变阻器同时接入下方两接线柱时，是将整个电阻丝接入电路，此时它相当于一个阻值为50Ω的定值电阻，而不是相当于接入一根导线，故C错误； D．滑动变阻器的工作原理是：在材料和横截面积一定的情况下，通过改变接入电路中电阻丝的长度来改变电阻的大小。它不是通过改变导体的材料来改变阻值的，故D错误。故选A。 三、课堂总结 变阻器 三、课堂总结 四、练习与应用 变阻器 四、练习与应用 1. 某滑动变阻器的铭牌上标有“10 Ω　2 A”字样，其中的“10 Ω”和“2 A”分别表示什么含义？ 【解析】“10 Ω”表示滑动变阻器的最大阻值为10Ω；“2 A”表示允许通过滑动变阻器的最大电流为2A。 四、练习与应用 2. 查阅电阻箱的使用说明书，了解它的使用方法。如图所示的电阻箱，此时的电阻是多少欧？该电阻箱的最大电阻是多少欧？与滑动变阻器相比，它具有什么优点和缺点？ 【解析】电阻为1258Ω；最大阻值为9999Ω；优点：能直接读出连入电路中电阻的值，缺点：不能连续地改变连入电路中的电阻大小。 四、练习与应用 3. 将下图所示的实验器材连接成电路。要求闭合开关后，当滑动变阻器的滑片 P 向 D 端移动时，灯泡 L 变暗，电流表示数减小。先画出电路图，再用笔画线表示导线，将各实验器材连接起来。 四、练习与应用 4. 如图所示是一种自动测定油箱内油量的简易装置。R2是滑动变阻器，它的金属滑片连在杠杆的一端。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量的多少。试说明它的工作原理。 【解析】油箱中油量减少时，油面下降，浮标向下移动，在杠杆作用下，滑动变阻器R2的滑片向上移动，接入电路的阻值变大，电路中电流变小，电流表改装的油量表的示数就变小，然后通过电流的大小，就可以折算出油面高度。 五、提升训练 变阻器 1.如图是一种可以改变收音机音量大小的电路元件结构示意图，A、B、C是固定的铜片，d是一段弧形电阻，e是一端连接在B上、另一端可在d上滑动的铜片。为了使滑片e顺时针转动时音量增大（通过该元件的电流增大），应该将该元件的铜片____________和铜片____________接入电路。 五、提升训练 B A 2.如图所示，是插塞式电阻箱的示意图。各个厚铜片并没有直接连通，而是由阻值固定的电阻丝连接在一起。铜塞可以插入到相邻的两个厚铜片之间，并且紧密接触。铜塞与厚铜片的电阻很小，可近似认为是0，则如图所示的情景中，该电阻箱的有效电阻为___________Ω；当铜塞全部被拔出后，该电阻箱的有效电阻为___________Ω。 五、提升训练 50 80 3.如图是滑动变阻器的示意图，如果将C、D接入电路中，实质相当于接了一个______（选填“导线”或“定值电阻”）；将B、C接入电路中，滑动变阻器连入电路的电阻丝是______段（选填“AP”或“BP”），滑片P向右滑动，接入电路的电阻将______（选填“变大”“变小”或“不变”）。 五、提升训练 导线 BP 变小 【解析】[1]由图可知，当滑动变阻器的上端C、D接入电路时，电阻部分未接入电路，实质相当于接了一根导线。 [2][3]将B、C接入电路中，滑动变阻器连入电路的电阻丝是右半段即BP段，滑片P向右滑动，接入电路的电阻丝变短，电阻变小。 4.小明做“用滑动变阻器改变电流”的实验时，连好如图所示的电路，将滑动变阻器的滑片滑到最大阻值处，闭合开关S，发现灯泡不亮。接下来，他最合理的做法是（　　） A．断开开关，更换灯泡重新实验 B．断开开关，拆掉导线重新连接电路 C．断开开关，增加电池的个数重新实验 D．观察电流表是否有示数，判断电路是否断路 五、提升训练 D 【解析】闭合开关S，发现灯泡不亮，应考虑：滑动变阻器的滑片在阻值最大处，可能会使灯泡两端电压太小，通过灯泡的电流太小，灯泡不亮。所以接下来最合理的做法是：观察电流表是否有示数，判断电路是否断路。如果电流表有示数，则表明电路没有断路，可通过移动滑片使灯泡发光。故D符合题意，ABC不符合题意。故选D。 5.将两滑动变阻器串联后接入电路，如图所示。欲使其接入电路的阻值最大，调节方法是（　　） A．P1和P2都滑到最左侧 B．P1和P2都滑到最右侧 C．P1滑到最左侧，P2滑到最右侧 D．P1滑到最右侧，P2滑到最左侧 五、提升训练 D 【解析】由图可知，R1接入电路的有效电阻为左半部分，当P1滑到最右端时R1接入电路的阻值最大，R2接入电路的有效电阻为右半部分，当P2滑到最左端时R2接入电路的阻值最大，串联电路中总电阻等于各部分电阻之和，因此欲使其接入电路的阻值最大，P1应滑到最右侧，P2应滑到最左侧，故ABC不符合题意，D符合题意。故选D。 6.如图是一种自动测定油箱内油面高度的装置，弯月形的电阻R与金属滑片P构成一个滑动变阻器，金属滑片P是杠杆的一端，下列说法正确的是（　　） A．该电路中油量表是电流表改装的 B．R0和R在电路中是并联的 C．油面升高，滑动变阻器接入电路中的电阻减小 D．电路中的电流越小，油量表指示油面的高度越大 五、提升训练 D $