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第十六章 电压 电阻
第 4 节 变阻器
引入新课
观察调光灯亮度变化
观察手机屏幕亮度的变化
探究新知
铅笔芯
沿铅笔芯移动导线夹,小灯泡的亮度怎样变化?你认为灯泡的亮度为什么会这样变化?
探究新知
铅笔芯
过程:铅笔芯一端的导线夹固定,沿铅笔芯移动另一个导线夹,观察小灯泡的亮度变化。
现象:随着夹子在铅笔芯上移动,小灯泡的亮度发生连续的变化,接入电路的铅笔芯越短,电阻越小,小灯泡越亮。
结论:导体电阻的大小跟导体接入电路的长度有关。
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一、变阻器
能改变接入电路中电阻大小的元件叫做变阻器。学生实验中常用的变阻器是滑动变阻器。
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二、滑动变阻器
1.构造
元件符号
A
B
C
D
P
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2.工作原理
改变接入电路中电阻线的长度来改变接入电阻,从而改变电流。
3.图示
(1)实物图:
(2)结构示意图:
P
A
B
C
D
P
A
B
C
D
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4.滑动变阻器的接法
一上一下,下方接A:滑动变阻器连入电路中的电阻丝是 AP 段,滑片向右移动,滑动变阻器连入电路中的电阻丝变长,阻值变大;滑片向左移动时,连入电路中的电阻丝变短,阻值变小。
A
B
C
D
P
A
B
C
D
P
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一上一下,下方接B:滑动变阻器连入电路中的电阻丝是 BP 段,滑片向右移动,滑动变阻器连入电路中的电阻丝变短,阻值变小;滑片向左移动时,连入电路中的电阻丝变长,阻值变大。
A
B
C
D
P
A
B
C
D
P
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同上或同下:相当于在电路中接入了一根导线或定值电阻,左右移动滑片时,不能改变连入电路电阻的大小。
A
B
C
D
P
A
B
C
D
P
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三、练习使用滑动变阻器
实验:用滑动变阻器改变小灯泡的亮度
【实验器材及设计】
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【实验过程及结论】
当移动滑动变阻器的滑片使接入电路中的电阻变大时,电路中的电流变小,小灯泡变暗;当移动滑动变阻器的滑片使接入电路中的电阻变小时,电路中的电流变大,小灯泡变亮。
【探究归纳】
与小灯泡串联的滑动变阻器起到控制电路中电流的作用,即限流作用。
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实验:用滑动变阻器控制电阻两端的电压
【实验过程】
闭合开关 S,调节滑动变阻器的滑片,使定值电阻R两端的电压发生变化。
换用不同的定值电阻,闭合开关 S,调节滑动变阻器的滑片,保持每次接入的定值电阻两端的电压不变。
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【探究归纳】
用滑动变阻器控制电阻两端的电压时,既可以改变电阻两端的电压,也可以保证电路中换用不同阻值的电阻时,电阻两端的电压不变。
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四、变阻器的应用
电阻箱是一种能显示阻值的变阻器。
旋钮式电阻箱
电阻箱内部结构
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电阻箱读数示例如下。
R=0×10 000 Ω+3×1 000 Ω+2×100 Ω+0×10 Ω+4×1 Ω+0×0.1 Ω=3204.0 Ω。
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变阻器通常标有最大电阻和允许通过的最大电流,使用时要根据需要进行选择,不能使通过的电流超过最大值,否则会烧坏变阻器。通常在使用前应将电阻调节到最大。
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电位器
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。如图所示是一种电位器的结构图。它通过机械式旋钮调节阻值的大小。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。
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利用电位器调节耳机音量
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。
归纳总结
巩固练习
1.下列关于滑动变阻器的说法中正确的是( )。
A.滑动变阻器是靠改变导体的横截面积来改变导体电阻的
B.滑动变阻器是靠改变导体的材料来改变导体电阻的
C.因为导体的电阻与导体的材料、长度、横截面积有关,所以滑动变阻器是靠改变其中任一因素来改变其中导体电阻的
D.滑动变阻器是靠改变连入电路中导体的长度来改变导体电阻的
D
巩固练习
2.下列说法中正确的是( )。
A.滑动变阻器比电阻箱更好
B.两个粗细不同的铜导线,细的电阻更大一些
C.电阻箱能够逐渐地改变连入电路的电阻
D.在连接电路、闭合开关之前,应使滑动变阻器连 入电路的电阻最大
D
巩固练习
3.如图所示是一种测定油箱内油量的装置。请问:在这个装置中,电流表示数越大,表示油箱中的油量越多还是越少?请说明理由。
表示油箱中的油量越多。当油箱中的油量增加时,油面上升,浮标随液面向上,带动滑杆使滑动变阻器向下移动,连入电路中的电阻变小,从而电流表的示数变大。
浮标
油量表