第4節(jié)變阻器

■:教學(xué)大綱

【教學(xué)目標(biāo)】

一、知識(shí)目標(biāo)

1.了解變阻器的構(gòu)造、在電路中的符號(hào)，理解變阻器的工作原理.

2.通過探究怎樣用變阻器改變燈泡的亮度，用滑動(dòng)變阻器控制定值電阻兩端

的電壓，知道正確使用變阻器的方法.

二、能力目標(biāo)

1.通過理解滑動(dòng)變阻器的設(shè)計(jì)、制作過程，了解科學(xué)發(fā)明創(chuàng)造、科技革新的

過程.

2.通過探究滑動(dòng)變阻器的使用方法，培養(yǎng)學(xué)生的概括、歸納能力.

三、素養(yǎng)目標(biāo)

激發(fā)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解釋變阻器改變電阻的原理，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力.

【教學(xué)重點(diǎn)】滑動(dòng)變阻器的原理及使用.

【教學(xué)難點(diǎn)】根據(jù)要求正確使用與連接滑動(dòng)變阻器.

【教具準(zhǔn)備】不同規(guī)格的滑動(dòng)變阻器、電池組、小燈泡、鉛筆（或鉛筆芯）、

金屬夾、導(dǎo)線若干、實(shí)物投影儀、多媒體課件等.

【教學(xué)課時(shí)】1.5課時(shí)

"J教學(xué)設(shè)計(jì)

【鞏固復(fù)習(xí)】教師引導(dǎo)學(xué)生復(fù)習(xí)上一節(jié)內(nèi)容，并講解學(xué)生所做的課后作業(yè)（教

師可針對(duì)性地挑選部分難題講解），加強(qiáng)學(xué)生對(duì)知識(shí)的鞏固.

【新課引入】

從列舉生活中需要改變音量或改變電燈泡亮度的實(shí)例（如：演示旋轉(zhuǎn)收音機(jī)

音量旋鈕可以改變音量、旋轉(zhuǎn)調(diào)光臺(tái)燈的調(diào)光旋鈕可以改變燈的亮度）入手，激

發(fā)學(xué)生強(qiáng)烈的求知欲，引入“變阻器”，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣.（實(shí)物演示）

【進(jìn)行新課】

知識(shí)點(diǎn)1變阻器

1.變阻器：能改變接入電路中電阻大小的元件.

2.滑動(dòng)變阻器

(1)探究滑動(dòng)變阻器的工作原理

師請(qǐng)大家自己動(dòng)手設(shè)計(jì)電路圖將臺(tái)上的儀器(干電池、燈泡、鉛筆芯、開

關(guān)、導(dǎo)線)連接起來，之后觀察燈泡是否會(huì)亮，有什么辦法可以改變燈泡的亮度？

學(xué)生將電路連接起來，在探討改變亮度的問題上很多學(xué)生都能夠想到改變電

壓的大小、電阻的大小，但是改變的方法有所不同，有的學(xué)生說可以改變干電池

的個(gè)數(shù)，有的學(xué)生想到改變電阻絲(鉛筆芯)的長度.

教師給予適當(dāng)?shù)囊龑?dǎo)，告訴學(xué)生實(shí)際生活中電源的電壓220V是確定的，不

能改變的，所以只能改變電阻(鉛筆芯)的長度.

學(xué)生動(dòng)手連接電路，并將連接鉛筆芯的導(dǎo)線一端固定，并使另一端滑動(dòng)，觀

察燈泡的亮度與接入的鉛筆芯的關(guān)系.

學(xué)生思考后回答：連入電路的鉛筆芯越長，燈越暗，連入電路的鉛筆芯越短,

燈越亮.

教師總結(jié)：電源的電壓不變，鉛筆芯越長，電阻大，電流??；鉛筆芯越短，

電阻小，電流大，所以通過改變鉛筆芯在電路中的長度來改變電阻，從而改變電

路的電流，這就是滑動(dòng)變阻器的原理.

板書：滑動(dòng)變阻器原理：通過改變連入電路的電阻線的長度一改變電阻一改

變電流.

(2)滑動(dòng)變阻器的結(jié)構(gòu)

師請(qǐng)同學(xué)們思考如何將一個(gè)長電阻線逐步改裝成一個(gè)滑動(dòng)變阻器？

生：這需要知道滑動(dòng)變阻器的構(gòu)造.

師同學(xué)們回答得很好，在討論滑動(dòng)變阻器的構(gòu)造之前，需要解決以下幾個(gè)

問題：

問題1：選擇何種材料的導(dǎo)線？一一銀銘合金線

為使滑動(dòng)變阻器調(diào)節(jié)的范圍更大，我們還需更長的電阻線，應(yīng)該選擇什么材

料最合適？

教師給出幾種長1m、橫截面積lmm2的金屬導(dǎo)線在20℃時(shí)的電阻值：

銅(0.017Q)、鋁(0.027Q)、鐵(0.096Q)、鎰銅(0.44Q)、銀銘合金(1.1

Q),讓學(xué)生進(jìn)行討論.最后得出結(jié)論：相同長度和橫截面積的條件下，銀銘合金

的電阻比較大，滑片移動(dòng)相同距離時(shí)，改變的電阻大.

問題2：導(dǎo)線太長怎么辦？一一繞成線圈

有同學(xué)指出解決辦法是將導(dǎo)線繞成線圈，有的同學(xué)說，平時(shí)我們見到的縫紉

機(jī)線、彈簧就是這樣的.（引導(dǎo)：導(dǎo)線較軟，線圈沒有支架，容易散亂.）

問題3：支架的材料？一一絕緣材料（瓷筒）

師選作支架的物體材料，是導(dǎo)體還是絕緣體？

生：絕緣體.

師眾多的絕緣材料，用什么材料較好呢？

生：硬紙筒，圓木棒，塑料棒（沒有同學(xué)提到瓷筒）.

師很好，這些絕緣材料都可以做支架.但同學(xué)們注意，如果用這些材料作變

阻器線圈支架的話，它也有缺點(diǎn)，比如，線圈中通過的電流較大時(shí)，因?qū)w發(fā)熱，

容易出現(xiàn)什么不好的結(jié)果？

生：會(huì)燒起來.

師同學(xué)們繼續(xù)找既能絕緣，又不會(huì)出現(xiàn)因電流過大而引發(fā)事故的絕緣材料.

師生共同討論后，最終確定用瓷筒.

問題4：線圈短路時(shí)怎么辦？一一涂油漆絕緣

師緊密纏繞的銀銘合金線線圈橫向之間會(huì)導(dǎo)電，怎么解決這個(gè)問題？

生：用塑料絕緣.

師塑料、油漆等絕緣都可以，但塑料絕緣比油漆絕緣線圈占用的空間大，

所以常用油漆絕緣.

問題5：怎樣改變鎮(zhèn)銘合金線的長度？一一滑片

教師引導(dǎo)學(xué)生回憶剛才做的實(shí)驗(yàn)，導(dǎo)線一端在鉛筆芯上自由滑動(dòng).（多媒體

演示滑動(dòng)變阻器的滑片和金屬桿）

問題6：滑片靠在絕緣油漆上，不能跟銀銘合金線接觸時(shí)怎么辦？一一將與

滑片接觸的銀銘合金線絕緣油漆刮掉.

問題7：連接導(dǎo)線夾的導(dǎo)線一金屬棒（固定滑片）

問題8：為了使之連入電路一加接線柱.

接著介紹滑動(dòng)變阻器的結(jié)構(gòu)示意圖.

板書：滑動(dòng)變阻器的結(jié)構(gòu)：電阻絲繞成的線圈、絕緣管、金屬棒、滑片.

結(jié)構(gòu)示意圖:

在電路圖中的符號(hào)：

例1如圖所示，給出了滑動(dòng)變阻器接入電路的四種方法.其中，當(dāng)滑片P向

左滑動(dòng)時(shí)，使連入電路中的電阻變大的接法是（C）

解析:

接入電路中滑片向左移時(shí)，接入電滑動(dòng)變阻器接入

的電阻絲路的電阻絲長度變化電路的阻值變化

A圖AP段變短變小

B圖AP段變短變小

文大|

C圖BP段變長

D圖AB段不變不變

答案：c

3.電阻箱

師電阻箱是一種能夠表示出阻值大小的變阻器，在電路圖中用符號(hào)7左

表示，一般有兩種電阻箱：旋鈕式和插孔式.

（1）旋鈕式:

①使用方法：將電阻箱的兩個(gè)接線柱連入電路中，調(diào)節(jié)四個(gè)旋鈕就能得到

0~9999Q之間的任意整數(shù)電阻值.

②讀數(shù)方法：將各旋鈕對(duì)應(yīng)的小三角指的數(shù)字乘以面板上標(biāo)記的倍數(shù)，然后

加在一起就是電阻箱連入電路中的阻值.如圖所示是一電阻箱的實(shí)物圖，該圖的

示數(shù)為3X1000Q+6X100Q+0X10Q+8X1Q=3608Q.

⑵插孔式:

①使用方法：插孔式電阻箱的蓋上有一排銅塊，銅塊間有插孔，孔里插有銅

塞，插孔下相鄰的兩個(gè)銅塊間有電阻線相連.當(dāng)銅塞插在孔里，就把相鄰的兩個(gè)

銅塊連在一起，電流就從銅塊上通過.當(dāng)銅塞拔出時(shí)，電流通過插孔下面的電阻

線，拔出的銅塞越多，連入電路的電阻越大.

②讀數(shù)方法：每個(gè)插孔下的電阻線的電阻值都標(biāo)在插孔旁邊.只要把未插入

銅塞的插孔旁的數(shù)值加在一起，就是接入電路的電阻值.如圖所示，將20Q和50

Q上方的銅塞拔出，其連入電路中的電阻值就是20Q+50Q=70Q.

_pnni]pnni]__Q

10070Q30。son

課堂演練

完成本課時(shí)對(duì)應(yīng)課堂練習(xí).

知識(shí)點(diǎn)2滑動(dòng)變阻器的使用

1.用滑動(dòng)變阻器改變小燈泡的亮度

師同學(xué)們現(xiàn)在可以設(shè)計(jì)電路，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，在設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)過程中弄清下列問

題：（用多媒體播放）

（1）滑動(dòng)變阻器有4個(gè)接線柱，接入電路時(shí)，如果只需接兩個(gè)，共有幾種

接法？

(2)滑動(dòng)變阻器哪兩個(gè)接線柱之間的電阻是不變的？

(3)滑動(dòng)變阻器哪兩個(gè)接線柱之間的電阻很小，幾乎為零？

(4)移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，哪兩個(gè)接線柱之間的電阻會(huì)隨之改變？向哪個(gè)

方向移動(dòng)時(shí)電阻變大？

(5)要使燈泡和變阻器中的電流大小相同，滑動(dòng)變阻器應(yīng)該與燈泡串聯(lián)還是

并聯(lián)？

(6)要能改變電路中電流的大小，應(yīng)使用滑動(dòng)變阻器的哪兩個(gè)接線柱？

(7)要使燈泡由暗變亮，接通電路前應(yīng)將滑動(dòng)變阻器滑片放到什么位置上？

實(shí)驗(yàn)探究：首先設(shè)計(jì)出實(shí)驗(yàn)電路，接著根據(jù)各自制定的計(jì)劃進(jìn)行操作.

學(xué)生操作，教師巡視指導(dǎo)各實(shí)驗(yàn)小組的實(shí)物連接.

實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，各組進(jìn)行交流，提出發(fā)現(xiàn)的問題.

師下面請(qǐng)同學(xué)們說說你們的收獲吧.

生1：把A、B或C、D兩個(gè)接線柱串聯(lián)接入電路時(shí)，燈泡的亮度都不變，說

明AB間和CD間的電阻都不變；但是接C、D時(shí)燈很亮，說明CD間電阻很小，幾

乎為零；接AB時(shí)燈很暗，說明AB間的電阻很大.

生2：要想控制電路中電流的大小，改變小燈泡的亮度，滑動(dòng)變阻器必須串

聯(lián)接入電路，并使用“一上、一下”兩個(gè)接線柱.

生3：要使燈由暗變亮，接通電路前就應(yīng)將滑動(dòng)變阻器滑片放在電阻最大的

位置上.但我發(fā)現(xiàn)有的組和我們不一樣，我們?cè)谧钭?A)端，他們?cè)谧钣?B)

端，難道最大值位置有兩個(gè)嗎？

生4：我也發(fā)現(xiàn)了使燈由暗變亮有的從左向右滑，有的從右向左滑.

師大家先別著急，我們先請(qǐng)一位同學(xué)上臺(tái)將你們滑動(dòng)變阻器不同的連接情

況畫在黑板上.

教師引導(dǎo)學(xué)生仔細(xì)觀察比較各組變阻器的連接情況，分析產(chǎn)生區(qū)別的原因，

進(jìn)一步弄清滑動(dòng)變阻器的使用規(guī)則及方法.

教師總結(jié)：滑動(dòng)變阻器阻值的最大位置及滑片的移動(dòng)方向，都與變阻器的連

接情況有關(guān).如圖，如果使用接線柱CA或DA,則電阻絲AP段被接入電路，這時(shí)

電阻值最大的位置是滑片P應(yīng)在B端,滑片從B端向A端滑動(dòng)時(shí)，電阻逐漸減小,

電流逐漸變大，燈泡由暗變亮；如果使用接線柱CB或DB,則電阻絲PB部分被

連入電路，電阻最大值的位置就應(yīng)是滑片P在A端，而要使燈由暗變亮，滑片要

從A端向B端滑動(dòng).

cC-------

A^VMAAAAAP^

板書：滑動(dòng)變阻器的正確接法：上、下各接入一個(gè)接線柱，串聯(lián)在電路中.

2.用滑動(dòng)變阻器控制定值電阻兩端的電壓

教師用多媒體展示實(shí)驗(yàn)過程：

(1)按如圖所示的電路圖連接電路，閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片使

定值電阻R兩端的電壓成整數(shù)倍的變化，如2V、4V、6V等.

(2)換用不同的定值電阻，使電阻7?成整數(shù)倍的變化，如5Q、10Q、

15Q等.閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片，保持每次接入定值電阻兩端的

電壓不變.

引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，請(qǐng)學(xué)生總結(jié)實(shí)驗(yàn)結(jié)論.

教師總結(jié)：

使用滑動(dòng)變阻器不但能改變電路中的電流大小，還能調(diào)節(jié)用電器兩端的電

3.滑動(dòng)變阻器的銘牌

師請(qǐng)同學(xué)們思考一下，滑動(dòng)變阻器滑片上還有一個(gè)銘牌，上面寫有“50Q

1.5A”是什么意思呢？

教師組織學(xué)生交流討論，并積極發(fā)言.

生1：“50Q”可能是說這個(gè)滑動(dòng)變阻器的阻值變化范圍是0~50Q,它的最

大電阻值就是500.

生2：“1.5A”應(yīng)該是說它能通過1.5A的電流.

師同學(xué)們分析的很正確.滑動(dòng)變阻器銘牌上標(biāo)出的是滑動(dòng)變阻器的“最大阻

值”和允許通過的“最大電流”.因此在使用滑動(dòng)變阻器的時(shí)候要注意以下規(guī)貝U：

板書：使用滑動(dòng)變阻器的注意事項(xiàng)：

（1）使用時(shí)要根據(jù)需要進(jìn)行選擇，不能使通過的電流超過最大值，否則會(huì)

燒壞滑動(dòng)變阻器.

（2）使用前應(yīng)將滑動(dòng)變阻器的電阻調(diào)到最大.

例2如圖是用滑動(dòng)變阻器改變小燈泡亮度的實(shí)驗(yàn)電路.

（1）為保護(hù)小燈泡不被燒壞，閉合開關(guān)S前價(jià)應(yīng)將滑動(dòng)變阻器接A.燈變亮,

電流表示數(shù)減小入電路中的電阻值調(diào)至,即把滑片P移到（選填

“A”或"B”）端.

（2）當(dāng)開關(guān)S閉合時(shí)，要使小燈泡變亮，滑動(dòng)變阻器的滑片P應(yīng)向

（選填"A”或"B”）端移動(dòng).

解析：（1）為了能更好地保護(hù)電路，在閉合開關(guān)S前，應(yīng)將滑動(dòng)變阻器的滑

片移至阻值最大處.

（2）要使小燈泡變亮，需要增大通過小燈泡的電流，則要減?。ㄟx填“增

大”或“減小”）滑動(dòng)變阻器連入電路的阻值.

答案：（1）最大B（2）A

知識(shí)點(diǎn)3變阻器的應(yīng)用

師在電路中，變阻器的作用主要是通過調(diào)節(jié)其電阻值，改變電路中的電流.

滑動(dòng)變阻器一般只在實(shí)驗(yàn)室中應(yīng)用.有些家用電器中，用于音量調(diào)節(jié)的器件也是

一種變阻器，通常稱為電位器，如教材P84圖16.4-5是一種電位器的結(jié)構(gòu)圖.

它通過機(jī)械式旋鈕調(diào)節(jié)電阻的大小.電位器也可以用在其他電器上，例如可調(diào)亮

度的電燈，可調(diào)音量的音箱、調(diào)音臺(tái)，等等.

除機(jī)械式電位器外，數(shù)字電位器的使用越來越廣泛.數(shù)字電位器是一種用數(shù)

字信號(hào)控制電阻的器件（集成電路）.與機(jī)械式電位器相比，數(shù)字電位器具有可

用程序控制改變電阻、耐震動(dòng)、噪聲小、壽命長、抗環(huán)境污染等優(yōu)點(diǎn)，因而已在

自動(dòng)檢測(cè)與控制、智能儀器儀表、消費(fèi)類電子產(chǎn)品等許多重要領(lǐng)域得到應(yīng)用（教

材P84圖16.4-6）.

下面請(qǐng)同學(xué)們?cè)谡n后通過上網(wǎng)查閱資料了解更多有關(guān)變阻器應(yīng)用的知識(shí).

課堂演練

完成本課時(shí)對(duì)應(yīng)課堂練習(xí).

【課堂延展】

滑動(dòng)變阻器和電阻箱的主要異同點(diǎn)：（多媒體展示）

不同點(diǎn)

變阻器相同點(diǎn)

使用方法電阻值使用舉例

旭工續(xù)改收音機(jī)1.都能通過

滑片在變阻值,的音1改變電阻達(dá)

滑動(dòng)

電阻絨但不能讀調(diào)節(jié)，舞到改變電路

變阻器

上滑動(dòng)出改變的臺(tái)灼'光中電流的作

阻值調(diào)節(jié)用；

不能連續(xù)電風(fēng)扇、2.都有規(guī)定

“插”??拔??改變組業(yè)飯綱的最大阻值

電阻箱銅塞或旋值，但能的幾個(gè)和允許通過

轉(zhuǎn)旋鈕讀出改變擋跳趺的最大電流

的阻值式調(diào)節(jié)T4

【教師結(jié)束語】

這節(jié)課我們學(xué)習(xí)了能改變電阻大小的裝置一一滑動(dòng)變阻器，它的原理是通過

改變接入電路中導(dǎo)體的長度來改變電阻大小的，其構(gòu)造是把較長的涂有絕緣層的

電阻絲密繞在絕緣管上，并在滑片與電阻絲接觸的地方，將絕緣層刮掉，使滑片

與電阻絲接觸良好.變阻器也有規(guī)格，我們使用時(shí)不能超出其規(guī)格使用，所以使

用前要觀察滑動(dòng)變阻器的銘牌.實(shí)際變阻器接入電路時(shí)，只需要兩個(gè)接線柱即可,

一般采用“一上一下”的方式，開關(guān)閉合