专题16.4 变阻器(导学案)(解析版)

人教版九年级第十六章电压电阻
第4节《变阻器》导学案
【学习目标】
1.了解变阻器的构造，理解变阻器的工作原理。

2.通过实验探究怎样用滑动变阻器改变灯泡的亮度，知道正确使用变阻器的方法
3.通过实验理解滑动变阻器来改变电流、电压。

【学习重点】：滑动变阻器的原理和使用
【学习难点】：根据要求正确连接与使用变阻器
【自主预习】
1.变阻器
（1）原理：通过改变连入电路中的电阻丝的长度来改变电阻.
（2）分类：常见的变阻器有滑动变阻器、电阻箱和电位器.
2.滑动变阻器
（1）构造：滑动变阻器是用电阻丝绕在绝缘管上制成的.
（2）电路图符号：变阻器在电路图中用符号表示.
（3）某滑动变阻器的铭牌上标有“100Ω 1.5A”字样，其中“100Ω”表示滑动变阻器的最大阻值是100Ω，“1.5A”表示滑动变阻器允许通过额最大电流是1.5A。

（4）作用：改变连入电路的电阻大小，改变电路中的电流，控制部分电路两端的电压，有时还起到保护电路的作用.
（5）使用方法：
①应从电阻丝两端的两个接线柱和金属棒的两个接线柱各选一个串联在电路中；
②为了保护电路，在通电前应使滑动变阻器连入电路的阻值最大 .
【合作探究】
探究一：变阻器
实验：
1.用小刀把铅笔剖开，照右上图连接电路，金属夹导线在铅笔芯上移动，当两金属夹之间距离变远时，接入电路中的导体变长(长或短)，接入电路中的电阻变大(大或小)，通过灯泡的电流变小(大或小)，因此灯泡变暗(亮或暗)。

2.通过改变接入导体的长度，能很方便改变接入电路的电阻，从而改变电路中的电流。

探究二：滑动变阻器
1.认识滑动变阻器
（1）.观察：滑动变阻器，它有缠绕在绝缘管上的电阻线，外面涂有绝缘漆，它的两端连接在两个接线柱上。

支架上方有个比较粗．的金属杆，电阻很小，金属杆两端有接线柱。

金属杆与电阻丝通过滑片相连。

滑动变阻器是通过改变连入电路中电阻线的长度，来改变的。

变阻器在电路图中的符号。

(2).滑动变阻器上标有“20Ω，0.5A”字样，表示的意义是滑动变阻器的最大电阻值为20Ω，
滑动变阻器允许通过的最大电流为0.5A。

使用滑动变阻器时，开关闭合前要将滑动变阻器滑到阻值最大处，这样做是为了使电路中的电流不会太大，起到保护电路的作用。

2.变阻器的使用
⑴观察滑动变阻器的结构
①为什么与滑片接触处的电阻丝的绝缘层被刮去？为了把上端的接线柱通过滑片和下面的电阻线以及接线柱接入电路
②哪两个接线柱之间的电阻是不变的？下端的A 、B接线柱之间
③哪两个接线柱之间的电阻很小? 上端的C、D接线柱之间
④移动滑片时，哪两个接线柱之间的电阻随着改变？“一上一下”的接线柱之间
⑤向哪个方向移动时电阻变大？远离线段接线柱方向时
⑵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(串或并)联。

3.用滑动变阻器改变小灯泡的亮度
实物图电路图
（1）画出对应的电路图
（2）要改变连入电路中的电阻，从而控制电流大小，应采用一上一下(“两上”、“两下”或“一上一下”)两个接线柱接法，“一上”即把上面的金属棒(金属棒或电阻线)两端的任一接线柱连入电路中“一下”即把下面的电阻线(金属棒或电阻线)两端的任一接线柱连入电路中。

（3）为了保护电路，在通电前应将滑片置于远离(远离或靠近)“一下”位置，即使变阻器连入电路中的阻值最大(大或小)。

4.用滑动变阻器控制电阻两端的电压
（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。

（2）换用不同的定值电阻，使电阻成整数倍地变化（5Ω、10Ω、15Ω ），闭合开关S，调节滑片，保持定值电阻两端的电压不变。

探究三：.变阻器的应用
（1）变阻器的作用主要是通过调节其电阻值。

改变电路中的电流。

（2）有些家用电器音量调节的器件也是一种变阻器，通常称为电位器。

图16.4-1 是一种电位器的结构图。

它通过机械式旋钮调节电阻的大小。

（3）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阻值的器件(集成电路)。

与机械式电位器相比，数字电位器具有可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(图16.4-2)
【精讲点拨】
1.由影响电阻大小的因素来分析改变电阻的方法，容易理解变阻器的原理；
2. 滑动变阻器正确连入电路的方法：①一上一下；②串联使用；
3. 滑动变阻器在电路中的作用。

①改变电路中的电流和控制部分电路两端的电压；②保护电路；
4.判断滑动变阻器连入电路的电阻值变化的步骤
①根据电流通过滑动变阻器的情况，判断滑动变阻器的哪段电阻丝连入电路；
②看准滑片的移动方向，根据滑片位置的变化，判断接入电路的电阻丝长度的变化；
③根据接入电路的电阻丝长度的变化，判断接入电路中的电阻大小的变化.
【归纳整理】
【当堂练习】
1.（2019 天津市）如图是滑动变阻器的结构和连入电路的示意图。

当滑片P向左滑动时，连入电路的电阻变小的是（）
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】A．滑动变阻器的左半段接入电路，滑片左移，连入电路的电阻丝变短，电阻变小，故A符合题意。

B．滑动变阻器同时接了上面两个接线柱，相当于导线，故B不合题意。

C．滑动变阻器同时接了下面两个接线柱，相当于定值电阻，故C不合题意。

D．滑动变阻器的右半段接入电路，滑片左移，连入电路的电阻丝变长，电阻变大，故D不符合题意。

2.(2019扬州市)如图所示，电源电压保持不变，开关S 闭合后，调节滑动变阻器滑片，下列说法正确的是( )
A. 滑片向左滑动，电流表示数增大，电压表示数减小
B. 滑片向左滑动，电流表、电压表示数都增大
C. 滑片向右滑动，电流表、电压表示数都增大
D. 滑片向右滑动，电流表示数减小，电压表示数增大
【答案】B
【解析】串联电路，且电压表测量灯泡电压，则当滑片向左滑动时总电阻变小，电流变大，灯泡分得电压变大，则电流表示数变大，电压表示数变大；反之，当滑片向右滑动时，电流表示数变小，电压表示数变小。

3.（2019吉林）如图所示，开关闭合后，发现电压表的示数接近电源电压，电流表几乎无示数，如果电路中只有一处故障，则故障是（）
A.变阻器断路
B.小灯泡短路
C.电流表短路
D.小灯泡断路
【答案】A
【解析】如图所示，灯泡L与变阻器R串联，电压表测变阻器的电压，电流表测电路的总电流。

A.如果变阻器断路，那么电压表就与灯泡串联在电路里；因为电压表的内阻很大，所以它两端的电压就会很大，接近电源电压，而通过电流表的电流很小，因此电流表几乎无示数，故A符合题意；
B.如果小灯泡短路，那么电路里只有变阻器R，电压表的示数接近电源电压，电流表示数非常明显，故B 不合题意；
C.如果电流表短路，那么电流表就根本没有示数，而不是几乎没有示数，故C不合题意；
D.如果小灯泡断路，那么整个电路没有电流，电压表和电流表都没有示数，故D不合题意。

4.(2019新疆建设兵团)如图所示，开关闭合后．当滑动变阻器滑片向某一方向滑动时，观察到灯泡变暗，该过程中（）
A. 电流表示数变大，电压表示数变小
B. 电流表示数变大，电压表示数变大
C. 电流表示数变小，电压表示数变小
D. 电流表示数变小，电压表示数变大
【答案】D
【解析】由电路图可知，灯泡与滑动变阻器串联，电压表测滑动变阻器两端的电压，电流表测电路中的电流，当滑动变阻器滑片向某一方向滑动时，灯泡变暗，则灯泡的实际功率变小，因串联电路中各处的电流相等，由P= I2R可知，电路中的电流变小，即电流表的示数变小，故AB错误；由U=IR可知，灯泡两端的电压变小，因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，滑动变阻器两端的电压变大，即电压表的示数变大，故C错误、D正确。

5.（2019 铜仁市）滑动变阻器是通过改变接入电路中电阻丝的___________来改变电阻的大小，从而改变流过电路中的_____________。

【答案】(1). 长度(2). 电流
【解析】第1空．在不考虑温度变化时，影响电阻大小的因素有材料、粗细和长度，而滑动变阻器的原理就是靠改变连入电路中电阻线的长度来改变电阻大小的；
第2空．由欧姆定律知，在电压一定时，电阻改变，则电路中的电流会改变，所以改变电阻的大小，可以改变电路中的电流。

6.(2019 成都市)如图所示.电源电压不变,开关s闭合后,把滑片P向右移动.则滑动变阻器接入电路的阻值将, 电压表示数将。

(两空均选填“变大”、“变小”或“不变”)。

【答案】变大，变小
【解析】滑动变阻器组织变大，总电流减小，由欧姆定律，与之串联的定值电阻两端的电压会减小。

【课后反思】本节课学习中，你有哪些收获，还有哪些不足，有什么体会。