資源簡介

(共46張PPT)
第4節 變阻器
主題情境·設計調光燈電路
目 錄
情境串新知
2
課堂小結
3
學習目標
1
隨堂練習
4
主題情境
設計調光燈電路
知識線
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及銘牌上的參數所表示的含義，能畫出它在電路
圖中的符號，理解它的工作原理.
2. 會把滑動變阻器正確連入電路來改變電路中的電流及用電器兩端的電壓.
3. 了解變阻器在生活中的應用.
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
點擊播放視頻
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.
C
D
P
B
A
與滑片P 連通的接線柱
滑片
金屬桿
線圈
瓷筒
與電阻絲連通的接線柱
滑動變阻器
1. 構造：
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2 A，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
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.
點擊播放視頻
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.
點擊播放視頻
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
滑動變阻器的作用：
(1)保護電路；
(2)改變電路中的電流；
(3)改變導體兩端的電壓.
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)
例 (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
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
P
P
滑動變阻器
電位器
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.
電位器實物圖
電位器結構圖
二、變阻器的應用
(1)機械式電位器：通過機械式旋鈕調節阻值的大小.
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.
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？
？
電阻箱也是一種常用改變電阻的裝置，它既可以改變接入電路中的電阻，又可以讀出接入電路中的阻值大小.
外觀圖
面板圖
內部結構圖
知識拓展：電阻箱
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
變阻器
變阻器的應用
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
電路符號：
作用：(1)________；(2)改變電路中的電
流；(3)改變部分電路兩端的電壓
電位器
電阻箱
接法：_________
電阻絲長度
一上一下
保護電路
機械式電位器：通過機械式旋鈕調節阻值的大小
數字電位器：一種用數字信號控制阻值的器件
讀數：各旋鈕對應指示點示數×____，再將數值____
優點：能夠讀出具體的阻值
倍數
課堂小結
相加
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BC. 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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