第二节 变阻器

(一)教材 人教社九年义务教育初中物理第二册

(二)教学目的

　　1．知道滑动变阻器的构造和原理．

　　2．知道滑动变阻器上所标规格的含义．会用滑动变阻器改变电路中的电流．

　　3．知道电阻箱的构造，会读出电阻箱的示数．

(三)教具

　　1．学生实验：学生电源一个，学生电流表一只，滑动变阻器一个，开关一个，小灯泡一只，导线若干条．

　　2．演示实验：电源一个，演示电流表一只，滑动变阻器一个，小灯泡一只，开关一个，导线若干条，电阻箱一个，有四个接线柱的滑动变阻器一个．

(四)教学过程

　　1．复习

　　提问：

　　(1)导线电阻的大小是由哪些因素决定的？

　　(2)“长导线比短导线的电阻大”，这种说法对吗？应该怎么说？

　　2．引入新课

　　提出问题：剧场里的照明灯是怎么逐渐变暗的？（将滑动变阻器、小灯泡串联后接入电路，闭合开关，移动滑片，做演示实验观察小灯泡亮度的变化．）

　　在不改变电源电压的条件下，在电路中串联了一个叫滑动变阻器的元件，移动滑片就能使小灯泡的亮度改变．这节课研究的课题就是变阻器．

　　3．进行新课

　　提出问题：滑动变阻器是根据什么原理制成的？

　　分析演示实验的电路：小灯泡的亮度变亮，说明通过它的电流变大，在电源电压不变的情况下，应当减小电路中的电阻．

　　提出问题：根据决定导体电阻大小的因素，可以采取哪些方法减小导体的电阻？哪种方法简便？

　　（有四种方法：减小导体的长度、增大导体横截面积，选用电阻率更小的材料制成导体，降低导体的温度．其中用改变导体的长度来改变导体的电阻简便可行．）

　　做演示实验：将一根较长的镍铬合金电阻线AB、小灯泡、电源、开关和演示电流表按图4所示电路串联起来．其中P是金属夹制成的触头，当P向左滑动时，电流表示数逐渐变大，灯逐渐变亮；P向右滑动时，电流表示数逐渐变小，灯逐渐变暗．

　　提问：触头P移动时出现的现象说明了什么？

　　分析：当触头P向左滑动时，电阻线AB接入电路部分变短，接入电路部分的电阻变小，电源电压一定，所以电路中的电流增大，电流表示数变大，灯变亮．

　　用触头在电阻线上滑动，改变接入电路部分电阻线的长度来改变电阻，这就是一个最简单的“变阻器”．

　　提出问题：怎样改进，以方便实验的操作？

　　改进方法：把电阻线绕在绝缘的瓷管上，并且瓷管上各匝线圈之间互相不接触，使触头P在线圈上滑动．

　　出示自制教具（图5），并用它替代图7—4电路中的AB部分，做演示实验．移动触头P，观察电流表示数和灯泡亮度的变化情况．并请同学上来分析．（分析过程同上，略）

　　用自己桌上的滑动变阻器实物跟图7—5所示的自制教具对比，弄清变阻器的构造和原理．

　　变阻器的构造要介绍瓷管、线圈是电阻率较大的合金线绕制而成，电阻线表面涂着绝缘漆，所以制成的线圈各匝之间相互绝缘，滑片就是自制教具中的触头P，为使滑片P跟电阻线接触良好，线圈上接触滑片的地方，绝缘漆被刮去，为了便于接线，将滑片套在金属棒上，金属棒右端安装有接线柱．

　　注意：要强调滑片滑动时，改变的是线圈中A—P部分的长度．来达到改变接入电路中电阻的目的．

　　小结：一、滑动变阻器

　　1．原理：利用改变电路中电阻线的长度来改变电阻，从而改变电路中的电流强度．

　　2．构造、结构示意图和元件符号（图6）．

　　提出问题：怎样使用滑动变阻器？利用投影幻灯片，也可以用电脑设计程序模拟电流流经变阻器的路径．同时配合演示实验．

　　接法：将变阻器串联在电路中，要将变阻器的两个接线柱接入电路．（常见错误有两个：一是将导线接到滑片上；二是将导线接到支架上，要注意纠正．）

　　分析过程要有序：变阻器接入电路的是哪一段电阻线？清片向右滑动时，这段电阻线的长度怎样改变？变阻器接入电路的电阻怎样改变，电路中的电流怎样改变？电流表的示数和灯的亮度怎样变化？

　　学生实验：将滑动变阻器、小灯泡、学生电流表接入电路．做下面实验：

　　(1)滑片向右移动时，观察电流表示数和灯的亮度的变化．先分析再动手实验、观察．

　　(2)移动滑片使电流表示数变大，灯的亮度变亮．先分析再做实验．

　　(3)移动滑片使变阻器接入电路的电阻最大．先分析再做实验．

　　观察变阻器滑片上的铭牌，说明铭牌上的一组数值表示的含义．用投影幻灯表示出铭牌，见图7。

　　3．使用：

　　(1)串联在电路中．

　　(2)弄清滑片移动时，变阻器接入电阻线长度怎样变化，电阻怎样改变，电路中电流怎样变化？

　　(3)使用前应将滑片放在变阻器阻值最大位置．

　　(4)使用前要了解铭牌．铭牌上标有变阻器的最大电阻值和变阻器允许通过的最大电流值．

　　提出问题：变阻器不能表示出连入电路的电阻值，能否有一种可以表示出阻值的变阻器呢？引出电阻箱．

　　出示挂图，说明电阻箱的构造和读出电阻箱示数的方法．同时展示电阻箱的实物．

　　用投影幻灯片练习电阻箱读数三次．

　　小结：二、电阻箱

　　1．能表示出接入电阻值大小的变阻器．

　　2．读数：各旋扭对应的指示点的示数乘以面板上标记的倍数，它们之和就是电阻箱接入电路的阻值．

　　练习题：

　　如图8所示的电路中，滑动变阻器接入电路的是电阻线的______段，当滑片P向左移动时，连入电路的电阻变______，电路中的电流变______，电流表示数变______，灯泡变______．

　　发给每人一个有四个接线柱的滑动变阻器，请学生先观察它的构造和接线柱．结合它的结构示意图（课本上有此图）进行讨论：

　　(1)若将变阻器的B、C两个接线柱接入电路，变阻器的哪段电阻线连入电路？当滑片P向右移动时，变阻器连入电路的电阻怎样变化？做实验验证一下．

　　(2)把它连接在电路中，能有几种正确接法？说出每种接法所用的是哪一段电阻线？

　　4．小结

　　这堂课的重点是滑动变阻器．要知道它的构造、原理和作用．会正确使用滑动变阻器，其中包括了解它的铭牌，使用前把滑片放在变阻器阻值最大的位置上，要把变阻器串联在电路中，并能判断滑片移动时，变阻器连入电路的电阻怎样改变，电路中的电流怎样变化．此外，要会读出电阻箱的示数．

(五)说明

　　1．旧教材中使用的滑动变阻器有四个接线柱，连入电路的方法有四种．新教材用的是只有两个接线柱的变阻器，连入电路的方法只有一种，跟旧教材相比，新教材的内容和要求都降低了，有利于教学．但在实验中往往用有四个接线柱的滑动变阻器．因此，为了将知识阔展，使有条件的学生会使用有四个接线柱的变阻器，可以增加这一内容．

　　2．滑动变阻器的使用，关键是弄清变阻器连入电路中的是哪一段电阻线，常见的错误是把金属棒接入部分也当成是电阻，这里应指出金属棒电阻几乎为零．

　　3．在滑动变阻器的教学中要注意培养逆向思维的能力．使学生不但知道滑片移动时，变阻器连入电路的电阻怎样改变，电路中电流怎样变化？反之，给出变阻器连入电路的电阻变化或电路中电流的变化情况，也应会判定变阻器的滑片怎样移动？

　　4．关于电阻箱，新教材跟旧教材相比，突出了实用性，从道理上说明它的读数方法，只要求记住怎样读出电阻箱的示数就可以了．