16.4 变阻器 教案【核心素养目标】（2022新课标）

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第十六章 电压 电阻
16.4 变阻器
教学目标：
1.物理观念：
（1）了解滑动变阻器的构造，结构简图，元件符号。理解滑动变阻器的原理及其在电路中的作用。
（2）通过探究活动能正确使用滑动变阻器。会用滑动变阻器来控制电路中灯泡的亮度。
2.科学思维：
通过思考观察实验、对比、探究等方法，学习利用滑动变阻器改变电流、电压。
3.科学探究：
在实验 练习使用变阻器中，学会用变阻器改变电路中电流、电压的方法。
4.科学态度与责任：
通过探究活动，体验探究的乐趣，使学生乐于观察、实验，培养学生团队合作与交流的能力。从而激发学生动手操作的热情。
教学重点：滑动变阻器的使用方法。
教学难点：用滑动变阻器改变电路中电流、电压的方法。
教学课时：1课时
教学用具：多媒体、变阻器、开关、电池组、灯泡、电流表、电压表、铅笔芯、鳄鱼夹、导线。
教学互动设计：
1、 创设情景，导入新课
改变台灯的亮度可通过转动开关旋钮，转动开关旋钮实际是改变接入电路的电阻。
收音机的音量可通过转动开关旋钮控制，转动开关旋钮实际是改变接入电路的电阻。
扩音机的音量调节旋钮是通过改变电路中电阻，从而改变音量的。
舞台灯光和音响可通过改变电阻来实现。
二、新课讲授，师生互动
让灯泡亮度发生变化可以有多种方法。例如，改变电池组中串联电池的节数会影响小灯泡的亮度。 你有什么办法在不改变电源两端的电压的情况下，逐渐改变小灯泡的亮度？
想想做做
选取一根自动铅笔芯，照图连接电路。使铅笔芯的一端的夹子固定，移动另一端的夹子，观察小灯泡的亮度。
小灯泡的亮度怎样变化？为什么会这样变化？
用铅笔芯控制灯泡的亮度
在实验中，随着夹子在铅笔芯上移动，小灯泡的亮度发生连续变化，接入电路中的铅笔芯的越短，电阻越小，灯泡越亮。
（1） 变阻器
当夹子左右滑动时，接入电路的有效长度就会改变，长度变了，电阻值就会变。今天我们要学的变阻器就是利用这个原理制成的。
能改变接入电路中电阻大小的元件叫做变阻器。例如，如图是学生实验室中常用的滑动变阻器。电阻丝外面涂着绝缘层，密绕在绝缘管上。
图中电阻丝上水平方向的一条白线表示这里的绝缘层已经刮掉，电阻丝可以与滑片P相连，而它的两端连在A、B两个接线柱上。滑片P通过金属杆和接线柱C、D相连，滑片移动到不同位置时，A、C（或B、C）两个接线柱间电阻丝的长度不一样，这样改变了接入电路中电阻的大小。
变阻器在电路中用符号“ ”表示。
实验 练习使用滑动变阻器
1.观察滑动变阻器的结构
为什么与滑片接触处的电阻丝绝缘层被刮去？哪两个接线柱之间的电阻是不变的？哪两个接线柱之间的电阻很小？移动滑片时，哪两个接线柱之间的电阻随着改变？向哪个方向移动变大？
（1）与滑片接触处的电阻丝绝缘层被刮去，使滑片与接触处连通。
（2）A、B两个接线柱之间的电阻是不变的。（3）C、D两个接线柱之间的电阻很小。
（4）移动滑片时，A、C（或D）两个接线柱之间的电阻随着改变，向右方向移动变大。B、C（或D）向左方向移动变大。
2.连接变阻器
要使滑动变阻器和用电器中的电流相同，滑动变阻器应该与用电器串联。
接AB两个接线柱时电阻是不变的，电阻丝AB全部接入，相当于接入定值电阻。
接CD两个接线柱时电阻很小，电阻丝AB没有接入电路，相当于接入导线。
接AD两个接线柱时，电阻丝AP接入电路，滑片P向右移动时接入电阻增大；向左移动时接入电阻减小。
3.用变阻器改变小灯泡的亮度
要使灯泡变亮，滑动变阻器的滑片应向哪个方向移动？
尝试移动滑片，观察电流表的示数的变化或小灯泡的亮度变化。
（1）如图接入电路中的电阻丝AP部分。滑动变阻器的滑片向左移动，电阻丝AP变短，电阻变小，灯泡变亮。滑动变阻器的滑片向右移动，电阻丝AP变长。电阻变大，灯泡变暗。接通电路前，滑动变阻器的滑片放到右端位置。
（2）如图接入电路中的电阻丝PB部分。滑动变阻器的滑片向左移动，电阻丝PB变长，电阻变大，灯泡变暗。滑动变阻器的滑片向右移动，电阻丝PB变短。电阻变小，灯泡变亮。接通电路前，滑动变阻器的滑片放到左端位置。
变阻器的“一上一下”两个接线柱接入电路，改变电路的电阻。（四种接法AD、AC；BD、BC）
4.用滑动变阻器控制电阻两端的电压
按图连接电路，其中R是定值电阻，R’是滑动变阻器。
（1）闭合开关S，调节滑动变阻器的滑片，使R两端的电压成整数倍地变化，如2V，4V，6V等。
闭合开关S，调节滑动变阻器的滑片，使R两端的电压成整数倍地变化，由2V变化到4V，滑片P应向左端滑动，使接入电路中的电阻线变短，接入电路中的电阻变小，电流表示数变大，电压表的示数也变大。
由6V变化到4V，滑片P应向右端滑动，使接入电路中的电阻线变长，接入电路中的电阻变大，电流表示数变小，电压表的示数也变小。
（2）换用不同的定值电阻，使电阻成整数倍数变化，如5Ω、10Ω、15Ω等。闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，保持每次接入的定值电阻两端的电压不变。
换用不同的定值电阻，将5Ω换成10Ω电阻。闭合开关，滑动变阻器的滑片应向右端调节使变阻器接入电路的阻值变大，才能保持每次接入的定值电阻两端的电压不变。
（二）变阻器的应用
变阻器通常有最大电阻和允许通过的最大电流，使用时要根据需要选择，不能使通过的电流超过最大值，否则会烧坏变阻器。通常在使用前应将电阻调节到最大。
如图所示最大电流是1.5A，最大电阻是50Ω。
在电路中，变阻器的作用主要是通过调节其电阻值，改变电路中电流。
滑动变阻器一般只在实验室中应用。有些家用电器音量调节的器件也是一种变阻器。通常称为电位器。图是一种电位器的结构图。它通过机械式旋钮调节阻值的大小。
电位器也可以用在其他电器上，例如，可调亮度的电灯，可调温度的电热毯、电饭锅，等等。
电视机、收音机上调节音量的电位器都是变阻器。应用电位器，把自制的小台灯改成亮度可连续变化的台灯。试一试吧！
除机械式电位器外，数字电位器被人们越来越广泛地使用。数字电位器是一种用数字信号控制阻值的器件（集成电路）。与机械式电位器相比，数字电位器具有可控程序控制改变阻值、耐振动、噪声小、寿命长、抗环境污染等重要优点。
数字电位器已在自动控制与检测、智能仪器仪表、消费类电子产品等许多重要领域得到应用。
三、总结反思，超越自我
1. 能改变接入电路中电阻大小的元件叫做变阻器。
变阻器元件符号：
2.变阻器的原理：改变接入电路的电阻线长度改变电阻。
3.变阻器的使用：（1）与被控制电路串联，“一上一下”改变接入电路中电阻。（2）通过变阻器的电流不能超过最大值，闭合开关前应将电阻调节到最大值。
4.变阻器的作用：改变接入电路的电阻值，改变电路中电流，控制定值电阻两端的电压。
四、板书设计，整合提升
1. 能改变接入电路中电阻大小的元件叫做变阻器。
变阻器元件符号：
2.变阻器的原理：改变接入电路的电阻线长度改变电阻。
3.变阻器的使用：（1）与被控制电路串联，“一上一下”改变接入电路中电阻。（2）通过变阻器的电流不能超过最大值，闭合开关前应将电阻调节到最大值。
4.变阻器的作用：改变接入电路的电阻值，改变电路中电流，控制定值电阻两端的电压。
五、大海扬帆，尝试远航
1. 下列说法不正确的是（ ）
A. 改变铅笔芯接入电路的长度可改变灯泡的亮度
B. 能改变接入电路中电阻大小的元件叫做变阻器
C. 变阻器的元件符号是
D. 滑动变阻器是通过改变接入电路的电阻线长度来改变电阻的
2．将下图所示的滑动变阻器连入电路，要求当滑片P向左移动时，电路中的电流增大，则滑动变阻器连入电路的接线柱应是( )
A. A和D B. B和C
C. B和D D. C和D
3．如图所示的滑动变阻器，下列说法正确的是（ ）
A.通过变阻器的电流可以大于1.5A
B.滑动变阻器的最大阻值是50Ω
C.闭合开关前滑动变阻器接入电路阻值为0Ω
D.变阻器接入电路的电阻一定是50Ω
4．如图所示的电路，下列说法正确的是（ ）
A.闭合开关前，滑片P位于a端
B.滑片P向a移动，接入电路电阻线变长
C.滑片P向a移动，接入电路的电阻变大
D.滑片P向a移动，电流表示数变大
5．如图所示的电路，将5Ω电阻R换成10Ω电阻，保持电压表示数不变，闭合开关后，下列说法正确的是（ ）
A.滑片P移至a端
B.滑片P向a端移动
C.滑片P向b端移动
D.滑片P移至b端
参考答案1.C；2.A；3.B；4.D；5.C。
六、作业：P71.T4
课外作业P71T1、T2、T3。
教学反思：
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