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变阻器
同学们上课。我们先来复习之前学习的内容。大家还记得电阻的物理意义
吗?(表示导体对电流阻碍作用的大小)那么影响电阻大小的因素有什么呢?
(材料、长度和横截面积)很好,看来大家在课下都有复习。假如我们把一个
小灯泡连入一个简单电路,大家想一想,如果想让小灯泡亮度发生变化,我们
可以怎么做呢?(可以改变电池组中串联电池的节数,改变小灯泡两端的电
压)那么你有没有办法在不改变电压的情况下,逐渐改变小灯泡的亮度呢?下
面我们就一起来学习:变阻器。
大家看,老师讲桌上有一个连有铅笔芯的简单电路,闭合开关,小灯泡就
会亮。下面我们来改变电池的数量,可以清楚观察到小灯泡的亮度不同。在刚
才我们看到,换电池组是比较麻烦的,并且小灯泡的亮度不能连续变化,那么
有没有更简便的方法使小灯泡的亮度可以连续变化呢?(对,我们可以改变接
入电路中的铅笔芯长度)下面老师使铅笔芯的一端固定,移动另一端的夹子,
使连入电路的铅笔芯长度变短,大家注意观察。(小灯泡的亮度发生连续变化,
逐渐变亮)哪位同学来解释下其中的原理呢?(接入电路的铅笔芯长度越短,
连入电路的电阻就越小,电流越大,小灯泡也就越亮)由此可见,我们可以改
变电路中的电阻来连续改变小灯泡的亮度。相较于铅笔芯,我们又一个专门能
改变接入电路中电阻大小的元件。大家看,这个元件就叫做变阻器。大家来观
察它的构造,它主要由电阻丝、绝缘管、滑片、接线柱和金属杆。涂有绝缘层
的电阻丝密绕在一个绝缘管上,然后由四个接线柱和一个滑片,电阻丝与滑片
P相连,而它的两端连在上面的两个接线柱上。滑片 P通过金属杆和下面两个
接线柱相连,当滑片滑到不同的位置,通过连接不同的接线柱就可以改变连入
电路的电阻丝长度。由此可见,变阻器的原理就是改变接入电路的电阻丝长度
从而改变电阻。
下面老师来演示一下,利用变阻器改变小灯泡的亮度。老师将小灯泡、电
流表和变阻器连入电路。在演示实验之前呢,老师来问大家一个问题,在闭合
开关之前,我们应该把电阻器的滑片滑到最大值还是最小值呢?还是说可以滑
到一个随意位置呢?(要滑到电阻的最大值处,这样可以保护电路)很好,现
在老师闭合开关,开始移动滑片的位置,大家注意观察小灯泡的亮度和电流表
的示数。(小灯泡逐渐变亮了,并且电流示数也逐渐变大)很好,那么在实验
中,老师只连接其中两个接线柱进行实验,变阻器有四个接线柱,是不是任意
连接两个都能让变阻器起到改变电阻的作用呢?现在同学们就以小组为单位进
行实验,在实验中,大家分别连接不同的两个接线柱,并且滑动滑片,看看能
不能改变小灯泡的亮度。大家自己设计表格,记录下连接到电路中的接线柱和
滑片移动的方向。给大家十分钟时间,现在开始吧。
我看大家都已经完成了实验,那通过分析表格中的数据,大家可以得到什
么结论呢?(只有连接一上一下两个接线柱才能起到改变电阻的作用)那么滑
片向哪个方向移动电阻变大或变小呢?(如果滑片P靠近下端的接线柱,电阻
变小;如果滑片远离下端的接线柱,电阻变大)很好,那么我们就通过实验探
究了变阻器的连接方式。
通过实验我们知道,变阻器可以改变电路的电阻,从而改变流过灯泡的电
流,那么灯泡两端的电压有没有改变呢?现在大家按照多媒体中展示的电路图
连接电路,将小灯泡换成一个定值电阻,在定值电阻两端并联一个电压表。闭
合开关,滑动变阻器的滑片,使灯泡两端的电压逐渐变大,观察电流表的示数变化情况是否与电压表示数变化情况相同。然后再换用不同定值电阻,使电阻
成整倍数地变化。闭合开关,调节变阻器的滑片,保持每次接入的定值电阻两
端的电压不变。观察电流表示数的变化。给大家十分钟时间,现在开始吧。
我们大家都已经完成了实验,通过实验,大家可以得出什么结论呢?(变
阻器不仅可以改变电路的电流,还能改变用电器两端的电压。)
课后思考:在日常生活中,变阻器可以应用在什么地方,举例说明。