课程基本信息
课例编号 学科 物理 年级 9年级 学期 第1学期
课题 变阻器（第二课时）
教科书 书名： 物理 九年级全一册 出版社：人教版 出版日期： 2013 年 6 月
教学人员
姓名 单位
授课教师
指导教师
教学目标
教学目标： 知识目标：会读出电阻箱的阻值，了解机械式电位器、油量表的工作原理，了解光敏电阻和热敏电阻的特点。 能力目标：通过展示电阻箱、电位器、油量表在电路中的作用实验培养学生的观察能力和表述能力。 情感目标：通过介绍电位器、汽车油量表、光敏电阻和热敏电阻在生活中的应用，让学生体会物理是有趣的、有用的。 教学重点： 会读出电阻箱的阻值，了解油量表的工作原理。 教学难点： 了解机械式电位器的工作原理。
教学过程
时间 教学环节 主要师生活动
1分钟 4分钟 2分钟 5分钟 1分钟 3分钟 1分钟 2分钟 1分钟 1分钟 引入 一、电阻箱 1.旋钮式电阻箱 2.插孔是电阻箱 3.电阻箱的特点 二、变阻器的应用 1.电位器 ①机械式电位器 ②数字电位器 2.汽车油量表 3.小夜灯 4.电子体温计 课堂小结 布置作业 结尾 【点PPT】 【问】滑动变阻器是实验室中常见的变阻器，滑片滑到某一位置时，同学们能否读出此时滑动变阻器接入电路中的阻值呢？ 【答】通过上节课的学习，我们发现不能直接读出滑动变阻器接入电路中的阻值。想改变阻值又想知道阻值大小，可以使用另一种变阻器——电阻箱。 【点PPT】介绍旋钮式电阻箱。【点PPT出板书】这是电阻箱的电路符号。实验室中常用的电阻箱有两种，一种叫做旋钮式电阻箱。 【手指屏幕说】它的外观如图所示，面板上有两个接线柱，还有一些旋钮，旋钮的下方写了乘以不同的倍数。使用时，将它的两个接线柱连入电路，调节旋钮改变阻值。 【点PPT】介绍内部结构。它的内部结构是由若干个不同阻值的定值电阻，按一定的方式连接而成。 【问】旋钮式电阻箱的阻值应怎样读出呢？ 【点PPT】【答】我们需要将各旋钮对应指示点的示数乘以面板上标记的倍数，然后相加，就是该电阻箱此时的阻值。 【点PPT】【手指屏幕说】例如此时的电阻箱，阻值为： R=1×1000Ω+3×100Ω+2×10Ω+4×1Ω=1324Ω 【点PPT】【手指屏幕说】通过实验我们看一看旋钮式电阻箱在电路中的作用，将电源、小灯泡、电流表、旋钮式电阻箱、开关用导线串联起来，闭合开关，改变电阻箱连入电路的阻值，观察电流表示数变化和小灯泡发光情况。 【播放视频】旋钮式电阻箱在电路中的作用。 【点PPT】【手指屏幕说】我们发现R变小，I变大，灯变亮；R变大，I变小，灯变暗。 介绍插孔式电阻箱。【说】还有一种电阻箱是插孔式电阻箱，它的外观如图所示，它的两端有两个接线柱，铜塞可以插到插孔中，插孔下方有一些定值电阻。使用时，将它的两个接线柱连入电路，拔出或插入铜塞就可以改变阻值。 【问】插孔式电阻箱的阻值应怎样读出呢？ 【答】把电阻箱接入电路，看清有哪几个位置的铜塞被拔出，把这些位置对应的电阻逐个相加，就得到电阻箱接入电路的阻值了。 【说】例如此时的电阻箱，将2Ω和5Ω上方的铜塞拔掉，此时读数为：R=2Ω+5Ω=7Ω 【说】通过实验我们看一看插孔式电阻箱在电路中的作用，将电源、小灯泡、电流表、开关、插孔式电阻箱用导线串联起来，闭合开关，改变电阻箱连入电路的阻值，观察电流表示数变化和小灯泡发光情况。 【播放视频】插孔式电阻箱在电路中的作用。 【说】我们发现R变小，I变大，灯变亮；R变大，I变小，灯变暗。 【问】同学们，学习了电阻箱的相关知识，你能说出电阻箱的特点吗？ 【答】同学们一定发现了电阻箱能够读出具体阻值，但不能连续改变接入电路中的电阻。 【点PPT】【手指屏幕说】滑动变阻器和电阻箱一般只在实验室中使用。在平时的生活中我们也会用到一种变阻器，通常称为电位器。如图所示为一种机械式电位器，它通过机械式旋钮调节阻值的大小。 【点PPT】【手指屏幕说】它的内部结构如图所示，我们用一张简图也可以表示其内部结构，同学们看，它像不像一个被弯成环形的滑动变阻器？它的主要结构有电阻丝、滑片，旋钮可以让滑片绕O点转动，三个接线柱，其中A、B是电阻丝两端的接线柱，C接线柱与滑片相连。使用时我们需要将其中的两个接线柱接入电路中。 【问】同学们想一想，要想改变电位器接入电路的阻值，一共有几种连接方式呢？ 【点PPT】【手指屏幕说】同学们一定有了自己的答案，看一看和你想的一样吗？可以将A、C接入电路，B、C接入电路。 【问】同学们可以猜想一下，接入不同的接线柱效果有何不同呢？ 【答】当A、C接入电路时，此时接入电路中的电阻有效部分如图所示。同学们想一想，滑片逆时针和顺时针转动时，电阻将如何变化？滑片逆时针转动时，接入电路中的电阻丝变短，电阻变小；顺时针转动时，接入电路中的电阻丝变长，电阻变大。 【说】将电源、小灯泡、电流表、电位器A、C接线柱、开关用导线串联起来，闭合开关，改变电位器连入电路的电阻，观察电流表示数变化和小灯泡发光情况。 【播放视频】电位器AC接入电路时在电路中的作用。 【点PPT出板书】逆时针转动，Rp变小，I变大，灯变亮；顺时针转动，Rp变大，I变小，灯变暗。 【问】当B、C接入电路时，会有什么不同呢？ 【答】此时接入电路中的电阻有效部分如图所示。滑片逆时针转动时，接入电路中的电阻丝变长，电阻变大；顺时针转动时，接入电路中的电阻丝变短，电阻变小。 【说】我们将电位器的B、C两个接线柱接回刚才的电路，检验我们的判断。 【点PPT出板书】逆时针转动，Rp变大，I变小，灯变暗；顺时针转动，Rp变小，I变大，灯变亮。 【说】上述两个实验，看到了机械式电位器可以调节小灯泡的亮度，在生活中，机械式电位器就可以用在可调亮度的台灯和可调音量的音箱中。 【播放视频】可调亮度台灯和可调音量的音箱 【点PPT】【说】随着科技的发展和进步，数字电位器被人们越来越广泛地使用。利用数字电位器可调节耳机音量。它是用数字信号控制阻值的器件。与机械式电位器相比，具有噪声小、寿命长等重要优点。 【说】汽车上的油量表，能够显示油箱中剩余的油量，它的制作就用到了变阻器，我们来看一个模拟实验。 【播放视频】汽车油量表 【点PPT】【说】我们看一看电路图，电源、油量表、电阻、变阻器组成了一个串联电路，滑片可以绕O点转动，左端与硬杆相连，硬杆下连浮子，浮子漂浮在油面上，会随着油量的多少上下运动。我们看一看变化的过程。 【播放视频】油面的变化情况 【点PPT】【说】我们知道导体的电阻由导体的材料、长度和横截面积决定。除此之外，不同的材料还有不同的特性。我们来看看在一些家庭中常见的小夜灯。 【播放视频】小夜灯亮度变化。 【点PPT】【说】奥秘在于它的顶端有一个光敏电阻。它在这个电路中，相当于一个开关。 【点PPT】【说】光敏电阻的特点是在光线较暗时，阻值较小，小夜灯发光，在光线较亮时，阻值较大，小夜灯不发光。 【点PPT】【说】一些材料对温度很敏感，可以用它们制成热敏电阻，通过改变电阻的温度也可以改变阻值，疫情期间我们几乎每天都要做的一件事，就是测量体温，随着科技的发展和进步，市面上出现了很多电子体温计，它读数方便，测量精度高，电子体温计中重要的元件就是热敏电阻。 【点PPT】【说】这就是热敏电阻，它的典型特点是对温度敏感，不同的温度下表现出不同的阻值。 【问】给热敏电阻加热会发生什么现象呢？将电源、小灯泡、电流表、热敏电阻、开关用导线串联起来，闭合开关，用酒精灯给热敏电阻加热，观察电流表示数变化和小灯泡发光情况。 【播放视频】热敏电阻温度变化。 同学们，今天我们学习的内容就是这些，接下来我们做一个小结。 【点PPT】【说】课堂小结： 1.今天我们学习了两种电阻箱的读数和使用； 2.电位器的连接，中间接线柱需接入电路中，它相当于环形滑动变阻器。 3.了解了汽车油量表的原理 4.学习了两个特殊电阻器，光敏电阻相当于开关，热敏电阻对温度敏感。 【点PPT】【说】今天的作业， 1.基础性作业：完成“学生资源”中的课后练习。 2.拓展性作业：除了光敏电阻和热敏电阻外，特殊电阻器还有压敏电阻，同学们可以查阅资料，试着了解一下。 今天，我们就学习到这里，同学们，再见。
1课程基本信息
课例编号 学科 物理 年级 9年级 学期 第1学期
课题 变阻器（第一课时）
教科书 书名： 物理 九年级全一册 出版社：人教版 出版日期： 2013 年 6 月
教学人员
姓名 单位
授课教师
指导教师
教学目标
教学目标： 知识目标：知道滑动变阻器的结构，会画它在电路图中的符号，理解变阻器工作原理； 能正确使用滑动变阻器，会用滑动变阻器来改变电路中灯泡亮度。 能力目标：通过观察实验、探究等方法，学习利用滑动电阻器改变电路中的电流和用电器两端电压，培养学生观察及分析、总结问题的能力。 情感目标：通过探究活动，体验探究的乐趣，使学生乐于观察、勤于动手，培养学生实事求是的科学态度。 教学重点： 滑动变阻器的结构、符号、工作原理和使用方法； 滑动变阻器的使用，会分析滑动变阻器引起电路中电流变化的原因。 教学难点： 正确使用滑动变阻器，会用滑动变阻器改变电路中电流和用电器两端电压。
教学过程
时间 教学环节 主要师生活动
2分钟 5分钟 10分钟 3分钟 2分钟 引入 滑动变阻器的 构造、 原理、 元件符号 滑动变阻器的使用 滑动变阻器的作用 课堂小结+布置作业 【PPT】这是我们生活中常见的亮度可调的台灯。 【播放视频】 【问】台灯的亮度是可以连续变化的，灯泡的亮度为什么可以发生变化呢？ 【PPT】我们把小灯泡连入电路中。 【问】改变小灯泡亮度的方法有哪些呢？ 【答】通过前面的学习，我们知道，改变电路中电池个数，可以改变电灯泡的亮度。但是不能使其亮度发生连续变化。 【问】有什么办法能让小灯泡的亮度发生连续变化吗？ 【答】上节课我们学习了，在电路中串联一根电阻丝，可以改变电路中的电流。改变电阻丝的材料、长度、横截面积，都能改变电路中的电流，从而改变灯泡的亮度。 【问】那么，哪种方法能让灯泡亮度发生连续变化呢？我们来做做看。 【PPT】我们把一根电阻丝跟小灯泡串联接入电路。改变电阻丝接入电路的长度，观察小灯泡亮度变化。我们开始实验。 【实验】闭合开关，小灯泡发光，电路中的电流从电源的正极出发，经过开关、电阻丝AB段、小灯泡、又回到电源负极，向C端移动导线夹，灯泡的亮度变暗。 【问】导线夹在移动的过程中改变的是什么呢？ 【答】改变的是接入电路中电阻丝的长度，长度变大，电阻变大，通过灯泡的电流变小，灯泡变暗。 【问】可是灯泡的亮度并没有改变的那么明显，我要想大范围改变灯泡的亮度又能怎么办呢？ 【答】让电阻丝阻值变化范围更大一些就可以了。 【问】想一想，如何使电阻丝阻值变化范围更大呢？ 【答】让这个电阻丝更长一些就可以了，可是电阻丝变长，操作起来就不是那么方便了。 【问】如何在增加电阻丝长度的前提下，不改变导线夹操控距离呢？回答这个问题之前，请同学们思考，学校操场上的环形跑道一圈只有400m。大家跑步时，最多只能跑400m吗？想过这个问题，对回答刚才的问题有帮助吗？ 【答】对，我可以让电阻丝绕圈。我们可以把电阻丝绕成紧密的线圈缠绕在物体上。 【问】那么缠绕在什么材料的物体上？ 【答】可以缠绕在绝缘体上，因此要缠绕在绝缘的瓷管上。 【问】那么又出现问题了，由于电阻丝的紧密缠绕，电流会直接穿过线圈，为了避免这种情况发生，我们需要对线圈进行怎样的改进呢？ 【答】我们可以给线圈加绝缘外皮。 【问】旧的问题解决了，新的问题又出现了。由于绝缘外皮的存在，导线夹就无法与线圈直接接触，电路就断开了。如何解决这个问题呢？ 【答】我们可以把导线夹与电阻丝接触地方的绝缘皮刮掉，放大一点，电阻丝彼此之间还是绝缘的，而导线夹却可以和电阻丝直接接触，连通电路了。实际上，为了在一个瓷管上缠绕更多的电阻丝，用绝缘漆替代了绝缘外皮。可以看到右侧线圈中间的这一条亮线，就是绝缘漆被刮掉的部分。 【问】那导线夹如何固定呢？ 【答】我们可以把导线夹改进成滑片并固定在金属杆上。 【PPT】这就是实验室中的滑动变阻器，它能改变接入电路中的电阻的大小。首先，我们来认识一下它的结构，电阻丝缠绕在绝缘的瓷管上，有四个接线柱，其中两个下接线柱AB固定电阻丝的两端，金属杆固定滑片P，它的两端与两个上接线柱CD连接，可以方便地把滑片接入到电路中。 【问】那么滑动变阻器的工作原理是什么呢？ 【答】通过改变接入电路的电阻丝的长度，改变电阻，从而改变电路中电流的大小。 【PPT】滑动变阻器作为重要的电学元件，我们来看一下它的实物图与结构示意图，与实物图相对照，有四个接线柱为ABCD，电阻丝是下面AB这一段，金属杆为CD这一段，滑片为P。它的元件符号与电阻相类似，在电阻的上面有一个向下的箭头形象地来表示滑片。 【PPT】在滑片的上方，有一个铭牌，铭牌上有两个数值：20欧，2安培。 【问】你能猜出它们所表示的物理意义吗？ 【答】没错，20欧表示这个滑动变阻器能接入电路的最大阻值为20欧，2安培则表示这个滑动变阻器允许通过的最大电流为2安培。 【PPT】接下来我们来看看如何正确使用滑动变阻器。 【问】滑动变阻器应如何连接到电路中呢？ 【答】如果想通过改变滑动变阻器的电阻，来改变通过用电器的电流，那么这个滑动变阻器就应该与用电器串联起来。我们画出电路图，根据电路图连接实物图，滑动变阻器有四个接线柱，我们只需要把其中的两个接线柱接入电路中就可以使用。 【PPT】如图，我们可以将接线柱A和D连入电路中，在结构示意图上画出连接的导线。请你试一下，还有几种连接方法，并在结构示意图上画出对应导线。 【填写表格】 【PPT】我们还可以连接接线柱AC、接线柱BC、接线柱BD、接线柱AB、和接线柱CD，我们将滑动变阻器按以上六种连接方法依次连入电路，闭合开关，缓慢移动滑片，观察灯泡亮度是否变化，滑片向A端移动时，灯泡的亮度变化是怎样的，请记录在表格中。 【实验】首先将AD接线柱接入电路中，闭合开关，移动滑片P，观察灯泡亮度及变化；将AC接线柱接入电路中，闭合开关，移动滑片P，观察灯泡亮度及变化；将BC接线柱接入电路中，闭合开关，移动滑片P，观察灯泡亮度及变化；将BD接线柱接入电路中，闭合开关，移动滑片P，观察灯泡亮度及变化；将AB接线柱接入电路中，闭合开关，移动滑片P，我们发现小灯泡几乎不发光，且无变化；最后将CD接线柱接入电路中，闭合开关，移动滑片P，小灯泡发光明亮，且无变化。 【填写表格】我们来看一下你观察到的现象，将AD或AC接线柱接入电路时，向A端移动滑片P，灯泡变亮；将BC或BD接线柱接入电路时，向A端移动滑片P，灯泡变暗；将AB接线柱接入电路时，灯泡几乎不发光，向A端移动滑片P，亮度不变；将CD接线柱接入电路时，灯泡明亮，向A端移动滑片P，亮度也不变。这是什么原因呢？接入不同的接线柱，电流流过滑动变阻器的方式有何不同呢？让我们以第一种连接方法为例，一起来分析下。 我们再来看一遍实验现象。 【实验】将AD接线柱接入电路中，闭合开关，向A端移动滑片P，观察到，灯泡变亮，这是为什么呢？ 【PPT】此时，电流从电源的正极出发，经过小灯泡、到滑动变阻器的接线柱A，按照电阻丝缠绕的方向经滑片P和金属杆到接线柱D，再经开关回到电源负极。 向A端移动滑片P时，接入电路中的电阻丝变短，接入电路中的电阻变小，从而电路中的电流变大，灯泡变亮。 【问】请在结构示意图上画出电流流向，你能找到此时接入电路的有效电阻吗？ 【答】没错，是AP这一段 可以发现，向A端移动滑片P时，有效电阻AP变短，因此，电阻将变小。 【问】分别将AC接线柱、BC接线柱、BD接线柱、AB接线柱、CD接线柱接入电路时，电流是怎样流过滑动变阻器的呢？接入电路的有效电阻是哪一段？向A端移动滑片P，电阻如何改变？请你自己动笔画一画，完成表格。 【填写表格】AC接线柱接入电路时，电流流向如图所示，接入电路的有效电阻是AP段，向A端移动滑片P时，电阻将变小。 BC接线柱接入电路时，电流流向如图所示，接入电路的有效电阻为BP段，向A端移动滑片P，电阻将变大。 BD接线柱接入电路时，电流流向如图所示，此时接入电路的有效电阻还是BP段，向A端移动滑片P，电阻还是变大的。 AB接线柱接入电路时，电流流向如图所示，此时电阻丝AB全部接入电路中，所以灯泡几乎不发光，无论怎样移动滑片P，有效电阻一直为AB，向A端移动滑片P，电阻不会发生改变。 CD接线柱接入电路时，电流流向如图所示，此时是金属杆CD全部接入电路中，而金属杆的电阻非常小，相当于一根导线，所以此时灯泡明亮，向A端移动滑片P，电阻也是不变的。如果此时的电流大于灯泡的额定电流，那么灯泡就有可能发生损坏。 【问】我们来总结一下表格，在接哪几个接线柱时，有效电阻是一样的呢？ 【答】没错，将接线柱AD或AC接入电路时，有效电阻都是AP。 因此，向A端移动滑片P，电阻将变小，可以理解为滑片接近连入电路的下接线柱，电阻变小。 将接线柱BC或BD接入电路时，有效电阻都是BP。 因此，向A端移动滑片P，电阻将变大，可以理解为滑片远离连入电路的下接线柱，电阻变大。 将接线柱AB或CD接入电路时，无论怎样移动滑片P，电阻都无法改变。 接线柱AB接入电路时，相当于将定值电阻接入电路，电阻不变且为滑动变阻器的最大阻值，而接线柱CD接入电路时，相当于导线接入电路中，电阻不变且最小，这两种连接方法都使滑动变阻器失去了改变电阻的作用。 【问】最后我们来看一下滑动变阻器在实验中的作用，滑动变阻器能否改变通过灯泡的电流呢？ 【PPT】我们来设计一下这个实验，画出电路图，根据电路图连接实物。 【实验】我们将接线柱AD接入电路中，闭合开关前，滑片P应放在哪一端呢？没错，应放在最大阻值处，也就是B端。闭合开关，此时，电流表测量通过灯泡的电流。向A端移动滑片P，观察电流表示数。可以发现，电流表的示数在逐渐变大。 【PPT】因此，滑动变阻器可以改变通过灯泡的电流。 【问】那么，滑动变阻器能否改变灯泡两端的电压呢？ 【PPT】我们画出电路图，根据电路图连接实物。 【实验】我们将接线柱AD接入电路中，闭合开关前，将滑片P放在滑动变阻器最大阻值处，也就是B端。闭合开关，此时，电压表测量灯泡两端的电压。向A端移动滑片P，观察电压表示数。可以发现，电压表的示数在逐渐变大。【PPT】因此，滑动变阻器也是可以改变灯泡两端电压的。 【PPT】同学们，今天我们学习的内容就是这些，接下来我们做一个小结，首先，我们了解了滑动变阻器的结构。原理及元件符号，之后是本节课的重点，滑动变阻器的使用方法：①要与用电器串联使用，②要连接一上一下两个接线柱，③在开关闭合前，滑片应在滑动变阻器的最大阻值处以保护电路。最后我们了解了滑动变阻器的一些作用。 【PPT】让我们来看一下今天的作业：基础性作业是完成“学生资源”中的课后练习。 拓展性作业：我们的生活中有许多用电器都用到了变阻器。如台灯、音响等。请大家尝试调节台灯改变亮暗的旋钮，音响的音量旋钮，感受变阻器对用电器的作用。 今天的课程我们就学习到这里，同学们，再见。
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