第二節 變阻器

(一)教材 人教社九年義務教育初中物理第二冊

(二)教學目的

1.知道滑動變阻器的構造和原理.

2.知道滑動變阻器上所標規格的含義.會用滑動變阻器改變電路中的電流.

3.知道電阻箱的構造，會讀出電阻箱的示數.

(三)教具

1.學生實驗：學生電源一個，學生電流表一只，滑動變阻器一個，開關一個，小燈泡一只，導線若干條.

2.演示實驗：電源一個，演示電流表一只，滑動變阻器一個，小燈泡一只，開關一個，導線若干條，電阻箱一個，有四個接線柱的滑動變阻器一個.

(四)教學過程 

1.復習

提問：

(1)導線電阻的大小是由哪些因素決定的？

(2)“長導線比短導線的電阻大”，這種說法對嗎？應該怎么說？

2.引入新課

提出問題：劇場里的照明燈是怎么逐漸變暗的？（將滑動變阻器、小燈泡串聯后接入電路，閉合開關，移動滑片，做演示實驗觀察小燈泡亮度的變化.）

在不改變電源電壓的條件下，在電路中串聯了一個叫滑動變阻器的元件，移動滑片就能使小燈泡的亮度改變.這節課研究的課題就是變阻器.

3.進行新課

提出問題：滑動變阻器是根據什么原理制成的？

分析演示實驗的電路：小燈泡的亮度變亮，說明通過它的電流變大，在電源電壓不變的情況下，應當減小電路中的電阻.

提出問題：根據決定導體電阻大小的因素，可以采取哪些方法減小導體的電阻？哪種方法簡便？

（有四種方法：減小導體的長度、增大導體橫截面積，選用電阻率更小的材料制成導體，降低導體的溫度.其中用改變導體的長度來改變導體的電阻簡便可行.）

做演示實驗：將一根較長的鎳鉻合金電阻線AB、小燈泡、電源、開關和演示電流表按圖4所示電路串聯起來.其中P是金屬夾制成的觸頭，當P向左滑動時，電流表示數逐漸變大，燈逐漸變亮；P向右滑動時，電流表示數逐漸變小，燈逐漸變暗.

提問：觸頭P移動時出現的現象說明了什么？

分析：當觸頭P向左滑動時，電阻線AB接入電路部分變短，接入電路部分的電阻變小，電源電壓一定，所以電路中的電流增大，電流表示數變大，燈變亮.

用觸頭在電阻線上滑動，改變接入電路部分電阻線的長度來改變電阻，這就是一個最簡單的“變阻器”.

提出問題：怎樣改進，以方便實驗的操作？

改進方法：把電阻線繞在絕緣的瓷管上，并且瓷管上各匝線圈之間互相不接觸，使觸頭P在線圈上滑動.

出示自制教具（圖5），并用它替代圖7—4電路中的AB部分，做演示實驗.移動觸頭P，觀察電流表示數和燈泡亮度的變化情況.并請同學上來分析.（分析過程同上，略）

用自己桌上的滑動變阻器實物跟圖7—5所示的自制教具對比，弄清變阻器的構造和原理.

變阻器的構造要介紹瓷管、線圈是電阻率較大的合金線繞制而成，電阻線表面涂著絕緣漆，所以制成的線圈各匝之間相互絕緣，滑片就是自制教具中的觸頭P，為使滑片P跟電阻線接觸良好，線圈上接觸滑片的地方，絕緣漆被刮去，為了便于接線，將滑片套在金屬棒上，金屬棒右端安裝有接線柱.

注意：要強調滑片滑動時，改變的是線圈中A—P部分的長度.來達到改變接入電路中電阻的目的.

小結：一、滑動變阻器

1.原理：利用改變電路中電阻線的長度來改變電阻，從而改變電路中的電流強度.

2.構造、結構示意圖和元件符號（圖6）.

提出問題：怎樣使用滑動變阻器？利用投影幻燈片，也可以用電腦設計程序模擬電流流經變阻器的路徑.同時配合演示實驗.

接法：將變阻器串聯在電路中，要將變阻器的兩個接線柱接入電路.（常見錯誤有兩個：一是將導線接到滑片上；二是將導線接到支架上，要注意糾正.）

分析過程要有序：變阻器接入電路的是哪一段電阻線？清片向右滑動時，這段電阻線的長度怎樣改變？變阻器接入電路的電阻怎樣改變，電路中的電流怎樣改變？電流表的示數和燈的亮度怎樣變化？

學生實驗：將滑動變阻器、小燈泡、學生電流表接入電路.做下面實驗：

(1)滑片向右移動時，觀察電流表示數和燈的亮度的變化.先分析再動手實驗、觀察.

(2)移動滑片使電流表示數變大，燈的亮度變亮.先分析再做實驗.

(3)移動滑片使變阻器接入電路的電阻最大.先分析再做實驗.

觀察變阻器滑片上的銘牌，說明銘牌上的一組數值表示的含義.用投影幻燈表示出銘牌，見圖7。

3.使用：

(1)串聯在電路中.

(2)弄清滑片移動時，變阻器接入電阻線長度怎樣變化，電阻怎樣改變，電路中電流怎樣變化？

(3)使用前應將滑片放在變阻器阻值最大位置.

(4)使用前要了解銘牌.銘牌上標有變阻器的最大電阻值和變阻器允許通過的最大電流值.

提出問題：變阻器不能表示出連入電路的電阻值，能否有一種可以表示出阻值的變阻器呢？引出電阻箱.

出示掛圖，說明電阻箱的構造和讀出電阻箱示數的方法.同時展示電阻箱的實物.

用投影幻燈片練習電阻箱讀數三次.

小結：二、電阻箱

1.能表示出接入電阻值大小的變阻器.

2.讀數：各旋扭對應的指示點的示數乘以面板上標記的倍數，它們之和就是電阻箱接入電路的阻值.

練習題：

如圖8所示的電路中，滑動變阻器接入電路的是電阻線的______段，當滑片P向左移動時，連入電路的電阻變______，電路中的電流變______，電流表示數變______，燈泡變______.

發給每人一個有四個接線柱的滑動變阻器，請學生先觀察它的構造和接線柱.結合它的結構示意圖（課本上有此圖）進行討論：

(1)若將變阻器的B、C兩個接線柱接入電路，變阻器的哪段電阻線連入電路？當滑片P向右移動時，變阻器連入電路的電阻怎樣變化？做實驗驗證一下.

(2)把它連接在電路中，能有幾種正確接法？說出每種接法所用的是哪一段電阻線？

4.小結

這堂課的重點是滑動變阻器.要知道它的構造、原理和作用.會正確使用滑動變阻器，其中包括了解它的銘牌，使用前把滑片放在變阻器阻值最大的位置上，要把變阻器串聯在電路中，并能判斷滑片移動時，變阻器連入電路的電阻怎樣改變，電路中的電流怎樣變化.此外，要會讀出電阻箱的示數.

(五)說明

1.舊教材中使用的滑動變阻器有四個接線柱，連入電路的方法有四種.新教材用的是只有兩個接線柱的變阻器，連入電路的方法只有一種，跟舊教材相比，新教材的內容和要求都降低了，有利于教學.但在實驗中往往用有四個接線柱的滑動變阻器.因此，為了將知識闊展，使有條件的學生會使用有四個接線柱的變阻器，可以增加這一內容.

2.滑動變阻器的使用，關鍵是弄清變阻器連入電路中的是哪一段電阻線，常見的錯誤是把金屬棒接入部分也當成是電阻，這里應指出金屬棒電阻幾乎為零.

3.在滑動變阻器的教學中要注意培養逆向思維的能力.使學生不但知道滑片移動時，變阻器連入電路的電阻怎樣改變，電路中電流怎樣變化？反之，給出變阻器連入電路的電阻變化或電路中電流的變化情況，也應會判定變阻器的滑片怎樣移動？

4.關于電阻箱，新教材跟舊教材相比，突出了實用性，從道理上說明它的讀數方法，只要求記住怎樣讀出電阻箱的示數就可以了.