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第十六章
电压
电阻
16.4变阻器
【学习目标】
1.掌握变阻器的构造、在电路中的符号;
2.理解变阻器的工作原理和作用;
3.掌握正确使用滑动变阻器的方法;
4.能根据需要正确连接滑动变阻器来改变电路中的电流及用电器两端的电压。
【课前预习】
1.把甲、乙两段电阻线两端加上相同的电压,甲线中的电流大于乙线中的电流,忽略温度的影响,下列判断中错误的是
A.当它们材料、粗细都相同时,甲线长乙线短
B.当它们材料、长度都相同时,甲线粗乙线细
C.当它们长度、粗细都相同时,两线的材料一定不同
D.甲、乙两电阻线的材料、长短、粗细不可能完全相同
2.下列说法正确的是
A.电源是电能转化为其它形式能的装置
B.决定电阻大小的因素是导体长度和横截面积,实验研究方法是控制变量法
C.在火线和零线同时安装保险丝,不一定有保险作用
D.只要不接触高压带电体就一定不会触电
3.下列关于电流、电压、电阻的关系说法正确的是
A.电压是形成电流的原因
B.电路两端有电压,电路中一定有电流
C.导体的电阻一定时,导体两端电压与导体中的电流成正比
D.导体的电阻与导体中的电流成正比,与导体两端的电压成反比
4.以下是某同学作出的一些估测数据,明显不符合事实的是( )
A.家用电冰箱工作时的电流约1A
B.家庭电路的电压为220V
C.一名普通中学生上一层楼需做的功大约为1500
J
D.初中物理实验中使用的一段铜导线电阻约为100Ω
5.在用滑动变阻器改变灯泡亮度的实验中,对于连接实验电路的注意事项,不必要的一点是
A.连入变阻器时,应使滑片位于变阻器值最大的位置
B.开关、电流表应接在靠近电源电流流出的一端
【课前预习】答案
1.A
2.C
3.A
4.D
5.B
决定因素:导体的材料、长度、
横截面积、温度。
复习:决定电阻大小的因素有哪些?
【学习探究】
实验:用铅笔芯使电路中的电流连续的变化
器材:电源,电流表,灯泡,学生自
己准备的铅笔芯,导线
实验:用铅笔芯使电路中的电流连续的变化
能改变接入电路中电阻大小的元件叫做变阻器。实验室常见的的是滑动变阻器。滑动变阻器是通过改变接入电路中电阻丝的
来改变接入电路中电阻的大小。
绝缘管
金属滑片P
A
表面涂有绝缘层的电阻丝
金属杆
B
D
C
接线柱
滑动变阻器的原理与结构
长度
认识滑动变阻器的铭牌
“2A”
表示允许通过
的最大电流是2安。
“20Ω”表示滑动变阻器的最大电阻为20欧。
思考
1.为什么与滑片接触处的电阻丝的绝缘漆被刮去?
2.滑动变阻器有几个接线柱,接在电路中,可能有几种接法?
3.要用滑动变阻器改变灯泡亮度,它与灯泡串联还是并联?
由于电阻线表面涂着绝缘漆,为了滑片与电阻线紧密接触,要把接触滑片的地方的绝缘漆刮掉。
金属杆
滑片
电阻线
白瓷筒
观察与思考:
2、哪两个接线柱之间的电阻是不变的?哪两个接线柱之间的电阻很小?移动滑片,哪两个接线柱之间的电阻随着改变?向哪个方向移动时电阻变大?
接入电路的接线柱
有效电阻丝长度
滑片向A端滑动时
电阻
电流
灯泡亮度
AP
BP
BP
AP
CD
AB
变小
变大
变大
变小
不变
不变
变大
变小
变小
变大
不变
不变
变亮
变暗
变暗
变亮
不变
不变
用滑动变阻器改变小灯泡的亮度(1)
实验一
当滑片向A端移动时,连入电路的电阻丝变
,连入电路的电阻变
,电路中的电流变
,灯泡变
。
短
小
大
亮
7.5V
当滑片向A端移动时,电路中的电流变小,灯泡两端的电压变
。移动滑片使灯泡两端的电压分别为1V、2V、3V,对应的电流分别为
A、
A、
A。
用滑动变阻器改变小灯泡的亮度(2)
实验二
小
用滑动变阻器控制电阻两端的电压
实验三
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,调节滑动变阻器的滑片,保持每次接入的定值电阻两端的电压3V不变。记录对应的三次电流表的示数为
A
、
A、
A
。
电位器
变阻器的应用
如图甲为调光台灯中使用的电位器示意图,OP为金属旋片,C、D、E为三个接线柱,C、E分别连在碳膜两端,D通过导体连OP.图乙是台灯的其余部分电路,红色导线将甲、乙两图连在一起,怎样转动旋钮改变灯泡亮度?
揭秘调光台灯
甲
乙
1.滑动变阻器使用口诀:
电学元件变阻器,串联接入要牢记;
电路开关闭合前,P放阻器最大边;
一上一下连接线,连入电阻看下面,
远离大,靠近小,如此使用错不了。
2.口诀理解:
(1)一般情况下,变阻器应串联在电路中。
(2)电路中开关闭合前,滑动变阻器应接入最大阻值,
即离下接线柱最远端。
归纳总结:
(3)滑动变阻器应连入一个上接线柱和一个下接线柱,此时其连入电路中的电阻是下接线柱与滑片之间的电路。
(4)当滑动变阻器的滑片靠近下接线柱时,其连入电路中的电阻变小;当滑动变阻器的滑片远离下接线柱时,其连入电路中的电阻变大。
3.
滑动变阻器的铭牌上标有最大电阻和允许通过的最大电流。滑动变阻器使用时,电路中的电流不能超过其允许通过的最大电流。
变阻器的应用
能表示出阻值的变阻器。
旋钮式电阻箱
内部结构
电阻箱读数
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。
电位器
利用电位器调节耳机音量
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、抗环境污染等优点。
课堂小结
【课后练习】
1.下列关于电阻的说法正确的是
A.滑动变阻器是通过改变连入电路中电阻线的横截面积的大小来改变电阻的
B.长度和横截面积均相同的铜导线和保险丝,在同一温度下,它们的电阻不同
C.一切导体的电阻都随着温度的升高而增大
D.当导体中电流为零时,导体的电阻也为零
2.一根锰铜线的电阻为R,要使这根连人电路的导线电阻变小,可采用的方法是(
)
A.减小导线两端的电压
B.增大导线中的电流
C.将导线对折后连入电路
D.将导线拉长后连入电路
3.有两个定值电阻分别标有“2A、10”和“1A、5”字样,若把它们串联起来使用,则电路中允许通过的最大电流强度是
A.1A
B.2A
C.3A
D.不能确定
4.如图所示的电路中,电源电压恒定,R1为定值电阻.闭合开关S,滑动变阻器R2的滑片P由b端移到a端的过程中,下列说法正确的是( )
A.电压表和电流表的示数都变大
B.电压表和电流表的示数都变小
C.电压表的示数变大,电流表的示数变小
D.电压表的示数变小,电流表的示数变大
5.关于滑动变阻器在不同实验中的作用,下列说法不正确的是
A.在“探究电流与电压的关系”实验中的主要作用是:改变灯泡两端的电压
B.在“探究电流与电阻的关系”的实验中的主要作用是:保持电阻两端的电压不变
C.在“测定定值电阻的阻值”的实验中主要作用是:多次测量取平均值减小实验误差
D.在“测定小灯泡发光时的电功率”的实验中主要作用是:测量小灯泡在不同发光情况下的电功率,进而多次测量取平均值减小实验误差
【课后练习】答案
1.B
2.C
3.A
4.A
5.D
6.D
7.C
8.A
9.A
10.AC
11.10
变小
变大
12.
13.滑动变阻器
串联一个电流表
14.长度;电阻;电流
15.不变
短路