第4节 变阻器
方式一 【情景导入】
多媒体播放视频：用铅笔芯制作调光灯。(详见光盘内容)
图16－4－1
导入语：用铅笔芯制作调光灯的实验原理是什么呢？让我们从探究开始，学习这节课的内容：可以变化的电阻——变阻器。
方式二 【情景导入】
多媒体播放图片或视频：生活中的变阻器。
图16－4－2
导入语：灯的亮度、风扇的转动速度、收音机的音量都是可以控制的，它们内部都有什么控制元件呢？本节课我们就来学习：可以变化的电阻——变阻器。
详见光盘内容
1．滑动变阻器阻值变化的快速判断方法
在判断滑动变阻器连入电路的电阻大小的变化情况时，首先明确变阻器的下面接入电路的是哪个接线柱，然后以这个接线柱为“参考点”，若滑片P远离该点，则其连入电路的电阻变大，若滑片P靠近该点，则其连入电路的电阻变小。
2．实验改进：用铅笔芯制作调光灯
[实验目的] (1)理解滑动变阻器的工作原理。
(2)知道通过改变电阻，可以改变电路中的电流。
(3)知道同一灯泡的亮度与通过它的电流大小有关。
[实验原理] 电阻大小与导体的材料、长度和横截面积等因素有关，要使电路中的电流发生改变，可以改变接入电路的电阻。改变电阻的方式包括改变导体的材料、长度和横截面积等。
[实验器材] 电池组、开关、导线若干、不同规格的铅笔芯(分别选择2B、HB、2H等不同标号的铅笔芯，某一标号的铅笔芯有粗细不同的规格)、电流表等。
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图16－4－3
[实验步骤] (1)连接实物如图16－4－3所示，夹子M、N间可以接入不同规格的铅笔芯。
(2)在M、N间接入2B铅笔芯，使M、N之间的距离为2 cm，闭合开关，观察灯泡的亮度，记录电路中电流表的示数。
(3)逐渐增大M、N间的距离，直到距离增大到5 cm，观察灯泡的亮度及电流表的示数变化。
(4)改变M、N间接入的铅笔芯，把HB铅笔芯接在M、N间，也接入5 cm长，闭合开关，观察灯泡的亮度及电流表的示数。
(5)把2H铅笔芯接入M、N间5 cm长，闭合开关，观察灯泡的亮度，记录电流表的示数。
(6)把较粗的2B铅笔芯接入M、N间，接入5 cm长，观察灯泡的亮度，记录电流表的示数。
(7)对比不同型号的铅笔芯的电阻大小，思考在实际改变电阻时，改变哪个最简便。
[注意] 实验中不同型号的铅笔芯，相同长度的电阻也不一定相等，但电阻大小相差较小，如果直接根据灯泡的亮度来判断电流的变化不准确，所以电流表是必须的。
[考点小说] 滑动变阻器是初中物理电学部分基本实验器材之一，在很多实验中都起到保护电路、调节电压和电流的重要作用。滑动变阻器的工作原理、使用方法是中考必然涉及的内容之一，但因难度很小，所以独立考查的题目很少，一般都会结合具体的串、并联电路的分析来进行考查。
滑动变阻器的作用及使用
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例1 [广东中考] 如图16－4－4所示，两个滑动变阻器串联连入电路中，要使连入电路中的电阻最大，则滑动变阻器的滑片应( )
图16－4－4
A．P1在B1，P2在B2 B．P1在A1，P2在B2
C．P1在A1，P2在A2 D．P1在B1，P2在A2
[答案] B
例2 [河南中考] 如图16－4－5所示，能用滑动变阻器调节小灯泡由亮到灭的是( )
图16－4－5
[答案] A
为什么电子秤能显示出物重和价格
电子秤是怎样称出货物质量、计算出货物价格的呢？要迅速显示出货物质量，它首先要将质量准确地转换成相应的电压量，然后将电压的大小在显示器上用数字显示出来。电子秤中的四大部分：应变传感器、电压放大器、模数转换器和数字显示器，就具备这两种本领。
电子秤上使用的应变传感器是一种用镍金属丝制作的压力变阻器，它的电阻会“随压而变”，受到重物压挤时，电阻会变小。这种现象在物理学上称为“压阻效应”。
当重物压挂在变阻片上时，变阻片内的电阻迅速改变，并从应变电路上输出相应的电压，
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物体质量越大，输出的电压越高；物体质量越小，输出的电压越低，这种电压称作“模拟电压”。经过电压放大器放大和模数转换器转换，最后形成相应的数字量值，送进液晶数字显示器，迅速显示出被称物体的质量，并与事先输入的单价相运算，得出相应的价格。
拓展材料--------为什么电子秤能马上显示出物重和价格
电子秤是怎样称出物重、计算出货物价格呢？要迅速显示出物重，它首先要将被物重准确地转换成相应的电压量，然后将电压的大小在显示器上用数字显示出来。电子秤中的四大部分：应变传感器、电压放大器、模数转换器和数字显示器，就具备这两种本领。
电子秤上使用的应变传感器，是一种用镍金属丝做的压力变阻器，片内的电阻会“随压而变”，受到重物压挤时，电阻会变小。这种现象在物理学上称“压阻效应”。
当重物压挂在变阻片上时，变阻片内的电阻迅速改变，并从应变电路上输出相应的电压，物体越重，输出的电压越高；物体越轻，输出的电压越低，这种电压称作“模拟电压”。经过电压放大器放大和模数转换器转换，最后形成相应的数字量值，送进液晶数字显示器，迅速显示出被称物体的重量，并与事先输入的单价相运算，得出相应的价格。
1. 日常生活中，变阻器有着广泛的应用，下列各组应用中，不属于滑动变阻器的是（ ）
A．调台灯亮度的装置 B．调收音机音量大小的电位器
C．调收音机频道的装置 D．调节电动车速度的装置
2. 电阻箱也是一种变阻器，如图所示为一电阻箱结构示意图，下面关于此电阻箱接入电路电阻值大小的说法正确的是（ ）
A．只拔出铜塞a、b，接入的电路电阻为7 Ω
B．只拔出铜塞c、d，接入的电路电阻为7 Ω
C．要使接入电路的电阻为7 Ω，只有拔出铜塞c、d才行
D．将铜塞a、b、c、d全拔出，接入电路的电阻最小
3. 如图所示，用小刀把铅笔剖开，剥出铅笔芯，将铜线绑在它的一端．照图连接电路，使另一根铜线在铅笔芯上移动，观察灯泡的亮度变化．通过这个实验，我们可以得出的结论是（ ）
A．导体越长，它的电阻越大 B．导体越短，它的电阻越大
C．导体横截面积越大，它的电阻越大 D．导体的温度越高，它的电阻越大
4. 如图所示的电位器实质是一种________，它是靠改变连入电路的电阻线的________来改变电阻值的．
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5. 如图所示，电动自行车是一种非常方便快捷的交通工具．电动车的轮胎用橡胶材料做成，主要是利用了橡胶材料具有良好的________（填一种物质的属性）；旋转右手的“调速”把手，发现电动机带动后轮的转速会发生改变，与这个“调速”把手联动的电路元件实质是一个________．
【科技前沿】
在公安中学开展“STS”教育的科技活动中，小明同学用一泡沫塑料块、两节干电池、两个相同的小电动机（带自制的螺旋桨）、一根铅笔芯、一只开关、铜导线等，成功地制作了一艘可调速的电动船，并在学校获奖．如图所示是他绘制的该电动船的简易实物图．
【拓宽延伸】
根据小明的这一科技制作，请你回答：
（1）铅笔芯和铜环在该电路中起到什么作用？
（2）根据电动船的实物图，画出它的电路图．
16.4 变阻器
1.C
解析：调台灯亮度的装置、调收音机音量大小的电位器、调节电动车速度的装置都是通过改变接入电路电阻的大小，使电路中电流发生改变的；调收音机频道的装置是通过改变电磁波波段的接受信号的，故C选项与滑动变阻器无关．故选C．
2.B
解析：只拔出铜塞a、b，即a、b两铜塞所对应的电阻丝接入电路，故接入电路的电阻为
3 Ω，故A选项错误；只拔出铜塞c、d，即c、d两铜塞所对应的电阻丝接入电路，接入电路的电阻为7 Ω，故B选项正确；要使接入电路电阻为7 Ω，拔出铜塞c、d或拔出铜塞a、b、d都可以，故C选项错误；将铜塞a、b、c、d全拔出，接入电路的电阻最大，即为10 Ω，故D选项错误．故选B．
3.A
解析：铜线在铅笔芯上移动时，通过灯泡的亮度变化推知电流的变化，因为电压不变，可由电流变化推知电阻的变化．在实验中，当铜线向右滑动时，灯泡变暗，说明电流变小，电阻变大了．同时我们看到铅笔芯接入电路的长度变长了，可见电阻变大是由于长度变长引起的．所以可得出结论：导体越长，它的电阻越大．故A正确，B错误．在这个实验中导体的横截面积没有变，故C错误．在这个实验中铅笔芯的温度没有明显变化，故D错误．故选A．
4. 滑动变阻器 长度
解析：电位器是由一个电阻体和一个滑动系统组成的，基本上就是一个滑动变阻器，当滑片滑动时，连入电路的电阻线长度发生改变，从而改变电阻值．
5. 弹性 滑动变阻器
解析：（1）电动车的轮胎用橡胶材料做成，主要是利用了橡胶材料具有良好的弹性；（2）“调速”把手相当于我们学过的滑动变阻器，它是利用改变电阻的大小来改变电路中电流大小的．
【科技前沿】（1）铅笔芯和铜环相当于滑动变阻器，可调节电动机两端的电压及通过的电流，从而改变其转速． （2）如图所示
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思维点睛：（1）铅笔芯为电阻丝，因此铅笔芯和铜环共同组成滑动变阻器；（2）两个电动机并列连接，滑动变阻器串联在干路中，开关控制整个电路，用各元件符号表示串联电路即可．
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