第四节 变阻器
教学目标
一、知识与技能
知道滑动变阻器的构造，会把滑动变阻器连入电路来改变电流。
二、过程和方法
学习利用滑动变阻器改变电流、电压。
教学重点：变阻器的原理及使用。
教学难点：根据要求正确连接与使用变阻器。
教学准备：接线板、演示用电流表、干电池组、开关、导线若干、小灯泡、长短粗细相同的铁丝及铜丝各一段、滑动变阻器、电阻箱、调光台灯。
教学过程
一、引入新课
前面实验中，铁丝和铜丝电阻不同，接入电路中，使电路中电流的大小不同。由此，同学们考虑电阻的作用是什么呢？电阻可以改变电路中的电流。不同材料的铜丝、铁丝接入电路可以改变电路中的电流，那么同一种材料的一根导线能否改变电路中的电流呢？
二、新课学习
想想做做
用刀将铅笔剖开，仔细取出铅笔芯，注意不要折断。用铅笔芯代替前面实验中铁丝（铜丝）。
铅笔芯是导体还是绝缘体？铅笔芯接入电路，电灯能发光，所以铅笔芯是导体。如果想要改变接入电路中的铅笔芯的长度，谁有办法，请来操作一下。将连接铅笔芯的导线一端打开，并使其在铅笔芯上滑动。滑动过程中同学们观察到了什么现象？灯泡的亮度发生了变化。连入电路的铅笔芯越长，灯越暗；连入电路的铅笔芯越短，灯越亮。
我们在这个过程中电源没动，是同一个电源，灯的亮、暗又说明了什么问题？灯泡的亮暗，说明通过灯泡中的电流大小不同，灯亮时电流大，灯暗时电流小。相同电压下，电流大、电阻小；电流小、电阻大。铅笔芯越长，电阻越大；铅笔芯越短，电阻越小。
如果我们换用铁丝做实验会怎样呢？（重复上述实验）铁丝越长,电阻越大；铁丝越短，电阻越小。铁丝和铅笔芯都是导体,根据实验现象能得到什么结论呢？
导体电阻的大小与导体的长度有关。在相同粗细的条件下，导体越长，电阻越大；导体越短，电阻越小。可以通过改变导体在电路中的长度来改变电阻，从而改变电路中的电流。同学们的表现太棒了，这就是变阻器的工作原理。
但是，老师有一个问题需要同学们帮助，在前面观察“几种金属导线的电阻”时，哪种金属电阻最大呢？镍铬合金。长1m，横截面积是1mm2的镍铬合金的电阻是0.1Ω。如果老师需要电阻在0～10Ω范围内变化，使用电阻最大的镍铬合金丝，需要多长?需100m。也就是说，老师要想将接入电路的电阻从0变化到10Ω，就必须进行一次百米跑，这样做可行吗？
4
将100m长的镍铬线绕成像弹簧那样的圈，就能减小长度。（教师可预先将变阻器拆开，取出绕着线圈的瓷管）请同学们看，是不是这样绕就可以呢？（得到同学们的肯定后，教师继续引导）怎样使用它呢？需要使用哪部分，就在哪个地方抽出一个头。就像刚才实验中在铅笔芯上滑动一样，用一个头在线圈上滑动就可以。（教师将滑动变阻器的金属杆及滑片再装上）是不是这样就可以了呢？（同学们肯定）利用滑片在线圈上滑动就可以改变接入电路的电阻，所以把它叫做：“滑动变阻器”。同学们面前的就是实验室常用的滑动变阻器。
板书：变阻器的构造
结构示意图：
变阻器在电路图中的符号： （先板书问题，然后由同学补充结论）电阻丝是用什么材料做的？为什么要将电阻丝绕在绝缘瓷管上？电阻丝外面为什么要涂绝缘层？教师引导同学们分析后明确：滑动变阻器是用电阻率较大的合金线制成的，这种合金线又叫电阻线。变阻器是通过改变接入电路中导体的长度来改变其电阻的。要想增大变阻范围，电阻线必须做得很长。因此要将电阻线绕在绝缘管上，并使各线圈间互不接触。
变阻器滑片上还有一个铭牌，上面写有“50Ω，1.5A”是什么意思呢？同学们讨论一下，你认为是什么意思？“50Ω”可能是说这个变阻器的变化范围是0～50Ω，它的最大电阻值就是50Ω。“1.5A”应该是说它能通过1.5A的电流。变阻器铭牌上标出的是滑动变阻器的“最大阻值”和允许通过的“最大电流”。因此在使用滑动变阻器的时候要注意以下使用规则：
（1）为了防止烧坏变阻器，通过变阻器的电流，不能超过允许的最大值。
（2）为了避免电路中电流过大，使用变阻器前应将其阻值调到最大。
演示：
1.用调光台灯的控光旋钮，改变灯的亮度。
2.用收音机控制音量的旋钮改变收音机的音量。
光亮的控制、改变，收音机音量的控制、改变就是利用变阻器来实现的。收音机控制音量的变阻器是电位器。
探究：怎样用变阻器改变灯泡的亮度？
大家想不想试试怎样用滑动变阻器来改变灯泡的亮度呢？同学们先移动滑动变阻器的滑片，看一下滑片滑过的地方有什么特别吗？滑片滑过的地方绝缘漆被刮去了。为什么呢？必须刮掉这些地方的绝缘漆，滑片到达时，变阻器才能接入电路。同学们现在可以设计电路，进行实验，在设计和实验过程中弄清下列问题。
（1）哪两个接线柱之间的电阻是不变的？
（2）移动滑片时，哪两个接线柱之间的电阻随着改变？向哪个方向移动，电阻变大？
4
（3）使灯泡和变阻器中电流大小相等，变阻器应与灯泡串联还是并联？
（4）要能控制电流的大小，应使用滑动变阻器的哪两个接线柱？
（5）要使灯泡由暗变亮，接通电路前应将滑片放到什么位置上？
学生操作，教师巡视指导。实验结束，各组进行交流，提出发现的问题。要想控制电路中电流的大小，改变小灯泡的亮度，滑动变阻器必须串联接入电路，并使用“一上、一下”两个接线柱。
要使灯由暗变亮，接通电路前就应将滑动变阻器滑片放在电阻最大的位置上。请同学将你们滑动变阻器不同的连接情况画在黑板上。引导学生仔细观察比较各组变阻器的连接情况，分析产生区别的原因，进一步弄清滑动变阻器的使用规则及方法。
滑动变阻器阻值的最大位置及滑片的移动方向，都与变阻器的连接情况有关。如图，如果使用接线柱CA或DA，电阻丝AP段被接入电路，这时电阻值最大的位置滑片P应在B端，滑片从B端向A端滑动时，电阻逐渐减小电流逐渐变大，灯泡由暗变亮。如果使用接线柱CB或DB，则电阻丝PB部分被连入电路，电阻最大值的位置就应是滑片P在A端，而要使灯由暗变亮，滑片要从A端向B端滑动。
三、小结
滑动变阻器
原理：通过改变导体在电路中的长度来改变电阻。
构造：电阻丝绕成的线圈、绝缘管、金属棒、滑片。
结构示意图：
电路图中的符号：
使用规则：
a.首先观察变阻器的铭牌，弄清变阻器的最大值和允许通过的最大电流。
b.连接时要将滑动变阻器的“一上、一下”两个接线柱串联接入所要控制的电路中。
c.闭合电路前，应将滑动变阻器滑片调到阻值最大的位置上。
四、板书设计
4
变阻器
原理：
构造：
结构示意图：
电路图中符号：
使用规则：
4
微信/支付宝扫码支付