第4节 变阻器（同步教学课件）物理人教版2024九年级全一册

第4节变阻器九年级全一册•人教版第十六章

电压

电阻

导入新课①生活中你是怎样改变调光灯的亮度？②怎样改变收音机音量的大小？原来他们都用了一个叫作电位器（变阻器）的元件。变阻器为什么能够改变灯的亮度？电位器电位器

学习目标物理观念知道滑动变阻器的构造，理解变阻器的工作原理；知道滑动变阻器上所标规格的含义。科学思维知道正确使用滑动变阻器的方法。科学探究通过实验探究，掌握滑动变阻器的正确使用方法和接线方式。会用滑动变阻器改变电路中的电流及控制用电器两端的电压。科学态度与责任知道变阻器在生活中的应用有哪些；培养学生严谨的科学态度，激发学生的发明创造热情。教学重点知道变阻器的工作原理。教学难点按要求正确连接变阻器。

重点难点

学习内容1.变阻器2.变阻器的应用3.课堂总结4.练习与应用5.提升训练一、变阻器第4节变阻器一、变阻器1.实验：改变小灯泡的亮度（1）进行实验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。铅笔芯一、变阻器（2）实验现象与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。（3）实验结论改变接入电路的导体的长度，可以改变电阻。2.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。一、变阻器接线柱

接线柱

电阻线圈滑片

金属杆接线柱

接线柱瓷筒（1）滑动变阻器的构造如图所示，主要有滑片、电阻线圈、接线柱（A、B、C、D）、金属杆等。3.滑动变阻器一、变阻器（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。一、变阻器（3）滑动变阻器的结构示意图和符号①结构示意图：A、B、C、D分别表示四个接线柱，P表示滑片。②元件符号如图所示。（4）铭牌上各数值的物理意义“××Ω”表示变阻器的最大电阻是××欧；“×A”表示允许通过的最大的电流是×安。该变阻器的最大电阻是50欧；允许通过的最大的电流是1.5A。结构示意图符号铭牌一、变阻器

4.探究滑动变阻器的接线方法想一想：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？将你的选择填在横线上（填所选接线柱的字母）：__________________________________________ABACADBCBDCDAMSLN一、变阻器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?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?电流的流向：电阻丝AP和金属杆PD。向右移动滑片P，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。➛➛一、变阻器（2）实验与记录①按图连接电路。MNAMSLN一、变阻器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。BCPDA电流方向使用的接线柱AD灯泡亮度的变化变大滑片P的移动方向左变亮滑片向左端移动➛➛电流表示数的变化连接示意图➛➛一、变阻器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。MN一、变阻器序号接线柱电流的路径滑片移动灯亮度变化电流变化123456A、DA、BA、CB、C向右向左不变不变不变不变向左向右变亮变暗变大变小向左向右变亮变暗变大变小C、D向左向右不变不变不变不变向左向右变亮变暗变大变小B、D向左向右变暗变亮变小变大④实验记录

①分析实验序号1、2、3、4可以得出：当滑动变阻器在下方接线柱AB与上方金属棒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。（3）分析论证一、变阻器②分析实验序号5与6可以得出：当滑动变阻器选用了下方两个接线柱AB或上方金属棒上的两个接线柱CD时，移动滑片不能改变连入电路中的电阻值。一、变阻器ABCD③把接线柱C、D连入电路的分析把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.

移动滑片不能改变电阻电流方向连接示意图➛➛一、变阻器CDBA④把接线柱A、B连入电路的分析电流方向连接示意图将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。➛➛把A、B接线柱连入电路，相当于一个定值电阻。移动滑片不能改变电阻。一、变阻器视频演示——《练习使用滑动变阻器》一、变阻器

（4）探究归纳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”。滑动变阻器的使用方法一、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?5.学生实验：练习使用滑动变阻器一、变阻器（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。一、变阻器（3）用滑动变阻器改变小灯泡的亮度若要使小灯泡由暗变亮，图中滑动变阻器的滑片应向哪个方向移动?尝试移动滑片，观察电流表的示数或小灯泡的亮度变化。想一想：接通电路前应将滑片放到什么位置?在实验报告中列出选用的仪器、设计的电路、实验操作步骤及你对上面几个问题的回答。实验过程中你又发现了哪些新问题?请和同学们交流。一、变阻器【设计实验】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）。AR'SL一、变阻器【进行实验】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。一、变阻器【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【实验分析】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。电阻变大→电流变小→灯泡变暗；电阻变小→电流变大→灯泡变亮。一、变阻器【实验结论】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）。AR'SL一、变阻器（4）用滑动变阻器控制定值电阻两端的电压【设计实验】①实验器材：电源、开关、电流表、电压表、定值电阻R，滑动变阻器R'、导线等。②实验电路图与连接如图所示。AVRR'S一、变阻器【进行实验】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2V、4V、6V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。AVRR'S一、变阻器

【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。一、变阻器

【实验结论】①利用滑动变阻器可以改变定值电阻两端的电压。②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”。AVRR'S一、变阻器（5）交流与小结①滑动变阻器是怎样改变电阻的?滑动变阻器是通过移动滑片P来改变接入电路中的电阻丝的长度，从而改变电阻的。②要利用滑动变阻器改变电路中电流的大小，应怎样将它接入电路中？应怎样选择接线柱?要改变电路中电流的大小，应该将滑动变阻器串联在电路中，连接时选择“一上一下”两个接线柱。一、变阻器③利用滑动变阻器改变电路中电流（电压）的大小，在接通电路前，应将滑片放到什么位置上？为什么?应将滑片P移到使滑动变阻器接入电路的阻值最大的位置，主要是为了防止接通电路时电流过大，损坏电路元件，起到保护电路的作用。注意：

电路中的实际电流不能超过其允许通过的最大电流。一、变阻器6.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。一、变阻器（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3×1000Ω+6×100Ω+0×10Ω+8×1Ω＝3608Ω（6）插入式电阻箱插入式电阻箱有两个接线柱，接线柱之间有几段电阻丝，电阻丝的上方有能插入或拔出的铜塞。拔出铜塞时，对应的那段电阻丝就接入了电路；插入铜塞时，对应的那段电阻丝就会被短路，相当于没有接入。如图所示，接入电路的总电阻

R=1Ω+2Ω=3Ω

当四个铜塞都拔出时，接入电路的总电阻R=1Ω+2Ω+2Ω+5Ω=10Ω

当四个铜塞都插入时，接入电路的总电阻R=0Ω。一、变阻器一、变阻器【例题1】滑动变阻器的原理是通过改变连入电路中导线的______来改变电阻，从而改变电路中的电流。如图所示是滑动变阻器的结构示意图，要使滑片P向右滑动时，电阻变大，应接入的接线柱为_____两个或_____两个接线柱；若要使滑动变阻器相当于一个定值电阻，应接入______两个接线柱。A、B长度A、CA、D【解析】要使滑片P向右滑动时电阻变大，应将下接线柱A接入电路，接线柱C、D可选用一个（等效）；若要使滑动变阻器相当于一个定值电阻，应接入A、B两个接线柱。一、变阻器【例题2】如图所示，是闭合电路中，滑动变阻器的接法，下列判断正确的是（

）A．滑片向左移动，变阻器的阻值变大B．滑片向右移动，变阻器的阻值变大C．电流必须从上接线柱流进变阻器，从下接线柱流出D．电流必须从下接线柱流进变阻器，从上接线柱流出A【解析】AB．由图知，滑动变阻器下端的接线柱接在右端，则滑片向左移动时，电阻丝接入电路的长度变大，阻值变大，故A正确，B错误；CD．变阻器中电流的流向没有限定，所以电流可由上接线柱流入，由下接线柱流出，也可由下接线柱流入，上接线柱流出。故CD错误。一、变阻器【例题3】（1）如图甲所示，若要使图中阻值变大，滑片P应该_______旋转（顺时针/逆时针）；（2）如图乙电阻箱的示数是________Ω，如图丙所示的是插入式电阻箱的结构示意图，则A、B两个接线柱之间的电阻值是______

Ω，最大可以调到_____

Ω。顺时针36081022甲一、变阻器

【解析】（1）由图可知，当滑片P顺时针旋转时，接入电路中电阻丝变长，电阻变大，故若要使图中阻值变大，滑片P应该顺时针旋转。（2）如图乙电阻箱的示数是3×1000Ω+6×100Ω+0×10Ω+8Ω=3608Ω如图丙所示的是插入式电阻箱的结构示意图，则A、B两个接线柱之间的电阻值是6Ω+4Ω=10Ω最大可以调到6Ω+6Ω+4Ω+4Ω+2Ω=22Ω二、变阻器的应用第4节变阻器二、变阻器的应用1.电位器滑动电位器电子产品用到的电位器旋转式电位器（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。（2）电位器及其应用①电位器的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。②电位器的工作原理如图所示，若把A和B两个接线柱串联接入电路，当滑动片P顺时针旋转时，接入电路中的电阻变小，电流变大，音量变大，反之音量变小。二、变阻器的应用数字电位器（3）数字电位器及其应用除机械式电位器外，数字电位器被人们越来越广泛地使用。数字电位器是一种用数字信号控制电阻的器件（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、抗环境污染等重要优点，因而，已在自动检测与控制、智能仪器仪表、消费类电子产品等许多重要领域得到应用。二、变阻器的应用调光调速调音控制台（4）电位器的一些应用电位器也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。电热毯调温开关二、变阻器的应用（1）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，浮标下降，滑片向上移动，R变小，油量表的示数变大。油量减小2.变阻器在生产和生活中的应用实例二、变阻器的应用（2）公路收费站计重秤如图所示，为公路收费站计重秤的原理图。R为滑动变阻器，车重表是由电流表改装而成，将它串联在电路中。当车越重时，R连入电路中的阻值变小，则电路中的电流变大，即车重表的示数将变大；反之，当车越轻时，R连入电路中的阻值变大，则电路中的电流变小，即车重表的示数将变小，这样就可以测出汽车的重力。二、变阻器的应用【例题4】如图所示，甲为某调光台灯，乙为该调光台灯用到的电位器的结构图，A、B、C为电位器的三个接线柱，转动滑片可调节灯泡亮度。下列分析不正确的是（）A．电位器应该与调光台灯的灯泡串联B．电位器和滑动变阻器的工作原理是相同的C．若只将A、B接入电路，顺时针旋转滑片，灯泡将变暗D．若只将A、C接入电路，逆时针旋转滑片，灯泡将变亮D二、变阻器的应用【解析】A．电位器串联在电路中能改变电路中电流的大小，图中电位器应与灯泡串联，转动滑片可调节灯泡亮度，故A正确，不符合题意；B．电位器和滑动变阻器的工作原理是相同的，是通过改变连入电路中电阻线的长度来改变电阻的，故B正确，不符合题意；C．若只将A、B接入电路，滑片左边的电阻丝接入电路，即滑片顺时针转动旋钮时，电阻变大，灯泡将变暗，故C正确，不符合题意；D．若只将A、C接入电路，电位器的全部电阻丝都接入电路，不能改变电路的电流，所以不能改变灯泡的亮度，故D错误，符合题意。故选D。二、变阻器的应用三、课堂总结第4节变阻器三、课堂总结变阻器①定义：是能改变接入电路中电阻大小的元件.②原理：靠改变接入电路中电阻线的长度改变电阻.③元件符号:④结构示意图:①要与用电器串联.②要使用“一上一下”两个接线柱.③开关闭合前，滑片应在最大阻值处（保护电路作用）.④主要作用：通过调节其电阻来改变电路中的电流.⑤应用：油量表、称重表、身高测量仪等.①电位器：调节音量、调节电灯亮度、调节电风扇转速等.②电阻箱的读数.滑动变阻器的使用滑动变阻器电位器电阻箱四、练习与应用第4节变阻器【解析】导体部分有‌：金属杆CD；绕在瓷筒上的电阻线；滑片P‌。绝缘体部分有‌：瓷筒‌；4个接线柱的塑料帽；电阻线上的绝缘漆。1.图甲展示的是一个滑动变阻器，它的哪些地方是导体?哪些地方是绝缘体?四、练习与应用【解析】要使小灯泡越来越亮，变阻器的滑片应该向左移动。2.请用笔画线表示接线，连接图中的实物，使滑动变阻器能够控制小灯泡的亮度。在你连的电路中，要使小灯泡越来越亮，变阻器的滑片应该向哪个方向移动？四、练习与应用【解析】这个电路连接存在的问题是：把滑动变阻器两个下接线柱接入电路，相当于一个定值电阻。导致滑动变阻器不改变电阻，灯泡的亮度不能发生改变，且灯泡的亮度较暗。3.图是某同学按照上题要求所连的电路。这个电路能不能满足题目的要求？为什么？按这个电路进行操作时，实验现象是怎样的？四、练习与应用【解析】判断滑动变阻器接入电路中的阻值大小，取决于变阻器的“下接线柱”，当滑片向下方所用的接线柱靠近时，滑动变阻器连入电路的电阻会变小。所以当滑片P向右滑动时，连入电路的电阻变小的是甲与丙图。4.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，连入电路的电阻变小的是哪幅图？请用彩笔标出电流通过滑动变阻器的部分。甲、丙四、练习与应用【解析】接线柱2或3存在断路故障（或接触不良）；接线柱3与滑动变阻器滑片间的电阻线出现断路。5.图中电源、开关、小灯泡之间已经接好导线，留了A、B两根导线准备跟滑动变阻器连接，1、2、3、4是滑动变阻器的四个接线柱。当A和1连接、B和4连接后闭合开关，小灯泡很亮；当A和3连接、B和4连接后闭合开关，小灯泡有点暗；当A和3连接、B和2连接后闭合开关，小灯泡不发光。根据上述现象，你认为这个滑动变阻器可能哪个地方有故障?四、练习与应用6.滑动变阻器的电阻可变，但不显示此时的电阻是多少。图所示的电阻箱也是一种变阻器，不仅电阻可以变化，还可以从中读出电阻的数值。图甲是电阻箱的外形图，通过两个接线柱把它接入电路，转动四个旋钮可以改变电阻箱的电阻。例如，图乙中的电阻箱的电阻是2093Ω。（1）请你由此推断图丙和图丁中电阻箱的电阻各是多少。（2）这个电阻箱的最大电阻是多少?【解析】（1）图丙中电阻箱的电阻1000Ω+700Ω+30Ω+5Ω=1735Ω图丁中电阻箱的电阻0Ω+800Ω+0Ω+5Ω=805Ω（2）这个电阻箱的最大电阻是9000Ω+900Ω+90Ω+9Ω=9999Ω7.图是一种测定油箱内油量的装置示意图。其中滑动变阻器的滑片跟滑杆连接，滑杆可以绕固定轴O转动，滑杆的一端固定着一个浮子。油箱中的油量减少时，油面下降，浮子随液面落下，带动滑杆使滑动变阻器的滑片向上移动，从而改变电路中电流表的示数。因此，电流表上一定的示数对应着油面的一定高度，把电流表刻度盘改为相应的油量体积数，就可以直接读出油箱中的油量。请问：在这个装置中，电流表的示数越大，表示油箱中的油量越多还是越少？请说明理由。四、练习与应用【解析】由图可知：当油箱中的油面下降时，浮子下沉，带动滑杆上翘，变阻器的电阻变大，电路中的电流变小，电流表的示数变小，油箱中的油量减少。反之，当油箱中的油面上升时，浮子上浮，带动滑杆下滑，变阻器的电阻变小，电路中的电流变大，电流表的示数变大，油箱中的油量增加。四、练习与应用五、提升训练第4节变阻器【解析】滑动变阻器正确接入电路的接线方法是“一上一下”，且滑片移动时，距离下面的接线柱越近，接入电路的电阻越小，越远越大。当滑片P向右滑动时，第一个图，滑片距离下面的接线柱变远，电阻变大；第二个图，滑片距离下面的接线柱变近，电阻变小；第四个图，滑片距离下面的接线柱变远，电阻变大；第三个图导线接在了下面的接线柱上，相当于一个定值电阻。

所以当滑片P向右滑动时，连入电路的电阻变大的有2个，B符合题意。故选B。1．如图所示是滑动变阻器接入电路中的情形，当滑片P向右滑动时，连入电路的电阻变大的有（）A．1个 B．2个 C．3个 D．4个B五、提升训练【解析】（1）滑片P移到A点时，滑动变阻器的电阻丝全部接入电路中，电阻值最大，为100Ω。（2）为了保护电路，滑动变阻器接入电路中，滑片应处于阻值最大的位置，即滑片移动到A点。（3）如果将导线接到CD接线柱，只有金属杆接入电路中，则接入电路的电阻为0Ω。2．滑动变阻器上标有“100Ω

5A”的字样，如图所示：（1）滑片P移到A点时，接入电路电阻为______Ω；（2）将该滑动变阻器接入电路，则滑片P移到___点；（3）如果将导线接到CD接线柱，则接入电路的电阻为____。A1000Ω五、提升训练【解析】滑动变阻器的滑片左移，灯泡变亮，电路中电流要变大，则变阻器连入电路的电阻要变小，滑动变阻器接入电路的电阻丝变短。下面的接线柱一定接接线柱C，上面的接线柱接A或B，故C正确，ABD错误。3．如图，用变阻器控制灯泡L的亮度，若要求滑片P向左滑动时灯泡逐渐变亮，则下列接法中正确的是（）A．M接C，N接D B．M接A，N接BC．M接C，N接B D．M接A，N接DC五、提升训练4.如图所示为一种电位器的结构图，可通过转动旋钮带动滑片移动从而调节阻值的大小。下列说法正确的是（）A．若想用它来调节灯泡的亮度，应该将其与灯泡并联B．它是通过改变接入电路中电阻丝的横截面积来改变电阻大小的C．若将BC两个接线柱接入电路，顺时针转动旋钮，接入电阻变小D．若将AC两个接线柱接入电路，顺时针转