資源簡介

(共47張PPT)
第一節 電阻和變阻器
課時2 變阻器
主題情境
設計調光燈電路
知識線
引出變阻器
滑動變阻器的構造、工作原理、示意圖、元件符號、銘牌
任務線
設計調光元件
電位器、電阻箱
優化調光元件
設計調光燈
電路模型
換用電位器優化調光燈電路
滑動變阻器的使用、作用
1. 知道滑動變阻器的構造、了解滑動變阻器的作用，會把滑動變阻器
接入電路以改變電路的電流.
2. 知道變阻箱的讀數方法
學習目標
小唯同學在網上看到一種可以調光的臺燈，她想利用電學元件組裝一個調光小臺燈，但不知道什么電學元件可以調光，你可以幫助她設計調光元件嗎？
情境串新知
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現有若干個干電池、導線、小燈泡、電阻，請你添加其他器材設計一個能實現調光的電路.
你知道什么方法可以改變小燈泡的亮度？
①改變電路中電壓
②改變電路中電阻
思考
04
03
02
01
改變電阻絲的溫度
改變電阻絲的長度
改變電阻絲的橫截面積
改變電阻絲的材料
1.電池：不能使燈泡亮度持續變化
2.家庭電源電壓：恒定不變
——簡單易行
改變電阻有幾種方法呢？想一想哪種方法最簡單可行呢？
實 驗 1
改變電阻絲長度，觀察燈泡亮度
當電阻絲接入電路中的長度變長時，燈泡亮度______，表明電路中電流______.
變小
變暗
改變電阻絲接入電路中的______，可以改變接入電路中的電阻大小.
長度
變阻器
點擊播放視頻
一、變阻器
元件
任務1
設計調光元件
【方案評價】金屬絲不容易斷裂，且小燈泡亮度發生明顯變化，但由于金屬絲太長，使用時非常不方便.
【優化方案】
問題1：怎樣使長金屬絲更方便地接入電路
答：將金屬絲纏繞在絕緣筒上.
問題2：如何避免電流直接穿過線圈
答：在金屬絲外加絕緣皮.
任務2
優化調光元件
問題3：如何讓導線夾與金屬絲接觸并能改變阻值
問題4：如何更方便地移動導線夾
答：將導線夾與金屬絲接觸地方的絕緣皮刮掉.
答：將滑片固定在金屬桿上.
與滑片P 連通的接線柱
金屬滑片
金屬桿
線圈
瓷筒
電阻絲兩端的接線柱
滑動變阻器
1. 構造：
支架
通過改變接入電路的電阻絲的______， 來改變接入電路中電阻的大小.
2. 工作原理：
長度
3. 實物圖與結構示意圖：
4. 元件符號：
結構示意圖
P
A
B
C
D
實物圖
2 A：滑動變阻器允許通過的最大電流為2A，若通過它的電流超過了2 A，則該滑動變阻器就會因發熱而燒壞.
20 Ω：滑動變阻器的最大阻值為20 Ω(接入電路的阻值可以在0~20 Ω之間變化)；
滑動變阻器上標注“20 Ω 2 A”代表什么？
5. 銘牌：
思考
滑動變阻器如何接入電路呢？
？
①將A、C 或A、D接入電路
向A端移動滑動變阻器的滑片，電阻_____.
變小
滑片接近連入電路的下接線柱，電阻變小
1. 觀察滑動變阻器的結構
移動滑片，觀察兩個接線柱之間的電阻變化情況.
實 驗 2
練習使用滑動變阻器
任務3
設計調光燈電路模型
向A端移動滑動變阻器的滑片，電阻______.
②將B、C 或B、D接入電路
變大
滑片遠離連入電路的下接線柱，電阻變大
相當于定值電阻，電阻不變且最大
③將A、B 或C、D接入電路
相當于導線，電阻不變且最小
2. 連接滑動變阻器
滑動變阻器應與用電器____聯.
串
S
L
Rp
A
B
C
D
3. 用滑動變阻器改變小燈泡的亮度
(1)將滑動變阻器接入電路，制作調光燈電路模型，觀察小燈泡的亮度情況.
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連入電路的接線柱 圖示 滑片向左滑 接入電路的電阻絲 電阻絲變化 燈的亮度變化
A、C AP 變小 變亮
A、D B、C BP 變大 變暗
B、D A、B AB 不變 不變
C、D CD 實驗記錄表格
B
A
D
C
P
B
A
C
D
P
B
A
C
D
P
B
A
C
D
P
B
A
C
D
P
B
A
C
D
P
(2)將A、D接線柱接入電路，向左移動滑片P，觀察小燈泡亮度、電表示數的變化.
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S
L
Rp
V
A
現象分析：滑片左移，接入電路的電阻絲(AP段)長度減小，電阻變___，電路中電流變___，通過小燈泡兩端的電壓變___，小燈泡變___.
小
大
大
亮
接通電路前應將滑片放到什么位置上？為什么？
思考
將滑動變阻器連入電路的電阻值調到最大，這樣電路連通時電流最小，起到限制電流保護電路的作用.
(1)閉合開關S，調節滑動變阻器的滑片，使R兩端的電壓成整數倍地變化，如2 V、4 V、6 V等.
(2)換用不同的定值電阻， 使電阻成整數倍地變化，如5 Ω、10 Ω、15 Ω等. 閉合開關，調節變阻器的滑片，保持每次接入的定值電阻兩端的電壓不變.
4. 用滑動變阻器控制電阻兩端的電壓
A
V
S
R
Rp
滑動變阻器作用：
(1)保護電路；
(2)改變電路中的電流；
(3)改變導體兩端電壓.
滑動變阻器使用記憶口訣：
串入電路，限流分壓 (串聯接入電路，起限流分壓作用)
同上阻零，同下阻大 (同時接上端兩個接線柱，阻值為零；同時接下端兩個接線柱，阻值最大)
一上一下，作用才發 (一上一下接入時才發揮作用)
遠離下接，阻值變大 (滑片遠離下端接線柱時電阻會變大)
保護電路，調至最大 (保護電路時滑片要調到阻值最大處)
阻值變化原則：遠大近小
例1 (2023福建)滑動變阻器可以改變接入電路中電阻的大小．使用時移動滑片，改變的是滑動變阻器接入電路中電阻絲的(　　)
A. 材料
B. 橫截面積
C. 長度
D. 電流方向
C
例2 如圖所示，電路中有一個滑動變阻器.若要滑片向左移動時，燈泡變亮，連接開關的導線端M應接______，接好后在實驗前滑片P應移到_____端(均用圖中的字母表示).
A
D
電阻變小
M
活動
一支鉛筆芯的電阻大約在 10～15 Ω之間.把一支鉛筆剖去一半，取出鉛筆芯.將一根導線的裸露部分纏繞在鉛筆芯的一端，將另一小段裸導線也纏繞在鉛筆芯上，并將一導線夾夾在第二根導線上代替滑片，這樣就做成了鉛筆芯變阻器(如下圖).用自制的鉛筆芯變阻器改變電路中的電流.比比看，誰做的鉛筆芯變阻器既方便實用，又可靠美觀？
自制鉛筆芯變阻器
變阻器能夠連續改變接入電路中電阻值的大小，但不能直接讀出接入電路的電阻值.
如果想既能改變接入電路的電阻值，又能知道接入電路的阻值大小，應該怎么辦呢？
？
電阻箱也是一種變阻器，它既可以調節電阻大小，又可以顯示電阻阻值.
外觀圖
面板圖
內部結構圖
二、電阻箱
在電路圖中的符號：
如圖所示的電阻箱：
1.構造：兩個接線柱和五個旋鈕；
2.使用：將兩個接線柱連入電路，調節旋鈕就能得到0~99 999 Ω之間的電阻值；
3.讀數：將各旋鈕對應指示點的示數乘以面板上標記的倍數，再將數值相加就是電阻箱連入電路中的阻值.
則該電阻箱的示數為：
R=1×1 000 Ω+__×100 Ω+9×10 Ω+3×1 Ω=_____ Ω.
8
1 893
相比滑動變阻器，電阻箱有什么優點和缺點呢？
優點：能夠讀出具體的阻值；
缺點：不能連續改變接入電路中的電阻.
例 將如圖所示的電阻箱的兩個接線柱接入電路中，
則此時電阻箱接入電路中的電阻是______Ω. 使用
該電阻箱時，可得到的電阻范圍是__________.
2 016
0~9 999 Ω
電阻箱的示數：
R=2×1 000 Ω+0×100 Ω+1×10 Ω+6×1 Ω=2 016 Ω
電阻箱的示數：
Rmin =0 Ω
Rmax =9×1 000 Ω+9×100 Ω+9×10 Ω+9×1 Ω
= 9 999 Ω
自制調光小臺燈
滑片向左滑動：
電阻變____，小燈泡變____；
滑片向右滑動：
電阻變____，小燈泡變____.
小
亮
大
暗
滑動變阻器裝置較大，不適用于安裝在家用電器中，那么生活中我們該如何優化變阻器？
生活中大部分臺燈底座上都有一個旋鈕，這個旋鈕是一種機械電位器，可以通過旋轉旋鈕調節臺燈的亮度.
什么是電位器？
思考
任務4
換用電位器優化調光燈電路
生活中常用的變阻器一般叫做電位器，常見的有機械式電位器和數字電位器.
P
P
滑動變阻器
電位器
電位器實物圖
電位器結構圖
(1)機械式電位器：
通過機械式的旋鈕改變接入電路部分電阻線的長度來改變電阻.
原理：
中間固定，兩邊接一邊，如圖，若接A、B，頓時針旋轉旋鈕觸片時，接入電路中的阻值變小.
接線方法：
生活中，應用在可調亮度的臺燈、可調節聲音的錄音機、可調溫度的電熱毯、電飯鍋等.
應用：
資料卡
圖甲是一種機械式電位器，圖乙是其示意圖.可以通過滑片的旋轉來改變它接入電路中的電阻，達到控制電路中電流的目的.
甲乙
現有電位器、小燈泡、電源、開關各一個，導線若干，請設計一個調光燈電路，并簡單介紹電路是如何改變小燈泡亮度的.
C
A
B
原理分析：
滑片逆時針轉動：
電阻變____，小燈泡變____；
滑片順時針轉動：
電阻變____，小燈泡變____.
C
A
B
小
亮
大
暗
(2)數字電位器：一種用數字信號控制阻值的器件(集成電路).
耳機上利用數字電位器調節耳機的音量
自動檢測與控制、智能儀器儀表、消費類電子產品等許多重要領域.
優點：
可程序控制改變阻值、耐震動、噪聲小、壽命長、抗環境污染.
應用領域：
例 如圖甲所示，是一種調光臺燈電位器(滑動變阻器)的內部結構示意圖，a、b、c是它的三個接線柱．如圖乙中，電位器要達到調光的作用應與燈泡______聯，若只將b、c接入電路，閉合開關，順時針轉動旋鈕時燈泡的亮度會_______(選填“變亮”“變暗”或“不變”).
變亮
串
接入電路的電阻絲長度變短
變阻器
電阻箱
滑動
變阻器
定義：可以改變接入電路中的電阻大小的元件
原理：通過改變接入電路中的__________來改變電阻
在電路中的符號：
作用：(1)________；
(2)改變電路中的電流；
(3)調節部分電路兩端的電壓
使用
電阻絲長度
保護電路
讀數：各旋鈕對應指示點示數×____，再將數值____
倍數
課堂小結
相加
接法：一上一下
阻值變化原則：遠大近小
概念：電阻箱是一種可以_____________，
并且能夠_____________的變阻器.
調節電阻大小
顯示電阻阻值
在電路中的符號：
P
P
P
P
1. 如圖所示是滑動變阻器四種接入電路的結構示意圖．其中，當滑片P向左滑動時，使連入電路中的電阻變大的接法是(　　)
ABCD
C
不變
變大
變小
變小
隨堂練習
2. 如圖所示的電路中，閉合開關S后，要使滑動變阻器的滑片P向右移動時電流表示數減小，則M、N應與滑動變阻器上的哪兩個接線柱連接(　　)
A. M接 C、N接D
B. M接 A、N接B
C. M接 A、N接D
D. M接 C、N接B
R阻值增大
R接入電路部分：
C
3. 如圖所示的各種電路，同種元件的參數均相等，能利用滑動變阻器調節點燈從亮到熄滅的電路是(　　)
當滑片P滑到最左端時，會引起電源短路
當滑片P左右滑動時，只能改變燈泡亮度，不能使燈泡熄滅
滑片P使燈泡處于短路狀態，無論怎樣滑動滑片燈泡都不亮
當滑片P滑到最右端時，會引起燈泡短路，實現燈泡由亮到滅
D
閉合開關S，L與R并聯
閉合開關S，L與R串聯
閉合開關S，L被短路
閉合開關S，L與R混聯
4. 如圖甲所示是可調節亮度的臺燈，圖乙是其調節亮度的電位器的結構圖．轉動旋鈕時，滑片在弧形電阻絲上滑動即可調節臺燈燈泡亮度．則：
(1)電位器改變燈泡亮度的原理和____________相同；
(2)若只將a、b接入電路中，轉動旋鈕________(選填“能”或“不能”)改變燈泡亮度；
(3)請你寫出兩個使燈泡變亮的接法及相應的轉動旋鈕的情況：______________________________________；
______________________________________．
滑動變阻器
能
只將a、b接入電路中，逆時針轉動旋鈕
只將b、c接入電路中，順時針轉動旋鈕
改變電阻絲長度
轉動旋鈕，電阻絲的長度改變
5. 在如圖所示的電路中， 有三根導線尚未連接，請用筆畫線代替導線將電路連接完整. (要求：①電壓表測小燈泡兩端電壓；②電流表測通過小燈泡的電流；③閉合開關后，向左移動滑片，小燈泡變暗)
R阻值增大
電流表：串聯在被測電路中
電壓表：與被測電路并聯
滑動變阻器：一上一下

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