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4.3 滑动变阻器的作用(L2)

电压 电阻 欧姆定律 · 初三
先确认一下:这一关能不能学
先会这个
先会这个
上面这几节是它的地基 —— 没通的话,补完再回来,比硬啃快得多。
讲清楚它是什么

定义 通过改变接入电路的电阻丝长度来改变电阻,从而调节电路中电流大小或某部分电压的元件。

从哪来 建立在 3.1 串联电路(L1) 和 4.2 电流的测量(L1-L2) 之上。 * 依据 3.1:滑动变阻器必须与用电器串联才能改变总电阻,进而改变电流。 * 依据 4.2:我们需要一个能连续、平滑改变电流大小的工具,而不仅仅是开关的通断,以便观察电流表读数的变化规律。

为什么 电阻的大小与导体的长度成正比($R = \rho \frac{L}{S}$)。 滑动变阻器的核心原理是改变接入电路的电阻丝有效长度。 1. 当滑片移动时,接入电路的电阻丝长度发生变化。 2. 根据欧姆定律 $I = \frac{U}{R_{total}}$,在电源电压 $U$ 不变的情况下,总电阻 $R_{total}$ 改变,电路中的电流 $I$ 随之改变。 3. 若变阻器与定值电阻串联,根据串联分压原理,变阻器两端电压改变,定值电阻两端电压也随之改变。 因此,它既能“限流”(保护电路),又能“分压”(调节电压)。

类比法:水龙头与水管** * **适合学生
形象思维强、对抽象电路概念感到困难的学生。 * 讲解逻辑: 1. 把电流比作水流,电阻比作水管的粗细或长短。 2. 滑动变阻器就像水管上的一个“可伸缩阀门”或“可调节长度的管道段”。 3. 你转动阀门(移动滑片),相当于改变了水流通过的有效管道长度。管道越长(电阻越大),水流越难通过(电流越小);管道越短(电阻越小),水流越顺畅(电流越大)。 4. 强调:不是水流本身变了,而是“路”变了。
实验探究法:从“断”到“通”再到“变”** * **适合学生
动手能力强、喜欢通过实验验证逻辑的学生。 * 讲解逻辑: 1. 先展示一个只有开关的电路,电流只有“0”和“最大”两个状态,无法精细控制。 2. 引入滑动变阻器,让学生亲手操作:只接上面两个接线柱(短路,电阻为0);只接下面两个接线柱(定值电阻,滑片无效);一上一下接(电阻可变)。 3. 让学生观察电流表指针的连续变化,对比“开关”的突变和“变阻器”的渐变。 4. 结论:滑动变阻器是电流的“无级变速器”。
微观结构拆解法:电阻丝与金属杆** * **适合学生
逻辑严密、喜欢探究内部构造和物理本质的学生。 * 讲解逻辑: 1. 展示滑动变阻器实物,指出它由两部分组成:高电阻率的电阻丝(线圈)和低电阻率的金属杆。 2. 分析电流路径:电流从一端进入,经过部分电阻丝,通过滑片跳到金属杆,再从另一端流出。 3. 关键点:金属杆电阻几乎为0,电阻丝电阻较大。 4. 滑片的作用:它是一个“选择器”,决定电流在电阻丝的哪一点“跳”到金属杆上。 5. 结论:接入电路的电阻值 = 滑片与下端接线柱之间那段电阻丝的阻值。
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练一道
基础题
如图所示,电源电压保持不变,闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P向右移动。请判断: 1. 电压表V(测定值电阻$R_1$两端电压)的示数如何变化? 2. 电流表A的示数如何变化? *(假设变阻器接入的是左下接线柱)
变式
在“探究电流与电阻关系”的实验中,保持定值电阻两端电压为2V不变。当把5Ω的电阻换成10Ω的电阻后,为了保持电压表示数仍为2V,应将滑动变阻器的滑片向哪端移动(假设变阻器接左下接线柱)?
看解答过程
1. 判断接入部分:滑片P向右移动,若接左下接线柱,则接入电路的电阻丝长度变长,电阻 $R_{slide}$ 变大。 2. 判断总电阻:串联电路总电阻 $R_{total} = R_1 + R_{slide}$,故总电阻变大。 3. 判断电流:根据 $I = \frac{U}{R_{total}}$,电源电压 $U$ 不变,总电阻变大,故电流 $I$ 变小。即电流表A示数变小。 4. 判断电压:定值电阻 $R_1$ 两端电压 $U_1 = I \times R_1$。因 $R_1$ 不变,$I$ 变小,故 $U_1$ 变小。即电压表V示数变小。
试试手自己判
检测题
如图所示电路,电源电压恒定。闭合开关,当滑动变阻器的滑片P从a端向b端滑动时(a端为左端,b端为右端,变阻器接左下接线柱),下列判断正确的是( ) A. 电流表示数变大,电压表示数变大 B. 电流表示数变小,电压表示数变小 C. 电流表示数变大,电压表示数变小 D. 电流表示数变小,电压表示数变大 *(注:电压表测定值电阻两端电压)
看答案和判分标准
答案:B
判对标准:
1. 识别接线:能指出接的是左下接线柱,因此滑片向右(b端)移动时,接入电阻丝长度变长,电阻变大。(若判断电阻变小,判错)
2. 逻辑推导:能根据电阻变大 $\rightarrow$ 总电阻变大 $\rightarrow$ 总电流变小,得出电流表示数变小。(若电流判断错误,判错)
3. 电压推导:能根据 $U=IR$,因 $R$ 不变,$I$ 变小,得出定值电阻两端电压变小,即电压表示数变小。(若电压判断错误,判错)
4. 最终选择:正确选出B选项。
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