16.4 变阻器 教案 2024-2025学年物理人教版九年级上册

第4节　变阻器
◇教学目标◇
知识目标
（1）通过连续改变电流的实验，进一步加深学生对电阻在电路中作用的理解。
（2）知道常见的几种变阻器，理解滑动变阻器的工作原理，会用滑动变阻器改变电流。
（3）会阅读说明书，能按照说明书了解滑动变阻器的构造，能根据需要正确使用滑动变阻器，并能通过实验总结概括出正确的使用方法。
能力目标
（1）通过对连续改变电流仪器的自主设计，感知创新设计的一般方法。
（2）通过观察滑动变阻器的工作原理，能正确使用滑动变阻器。
素养目标
（1）通过对滑动变阻器的设计过程，体验发明创造的科学情趣。
（2）培养学生的实验技能和良好的实验习惯，在实验中形成良好的合作意识，通过提出猜想、动手操作，在探究实验中学习滑动变阻器的使用，掌握其规律，建立“实践出真知”的观念。
◇教学重难点◇
教学重点
滑动变阻器的作用、工作原理和使用方法。
教学难点
滑动变阻器在电路中是怎样改变电阻和控制电流的。
◇教学过程◇
一、新课导入
老师在课堂上演示：（1）旋转收音机音量旋钮可以改变音量，如图甲。
（2）出示调光台灯，调节台灯的旋钮，让学生观察灯泡的变化，如图乙。同学们会发现这种台灯的亮度可以随老师的调节而改变。
收音机声音的变化、灯光亮度的变化可能是由哪些因素引起的呢？
二、教学步骤
探究点1　变阻器的了解
［阅读课本］P68“想想做做”
［实验］按课本图16.4 1所示，在导线间夹入一根铅笔芯，使一端在铅笔芯上自由滑动，观察灯泡亮度的变化。
［小组讨论］是什么改变了灯泡亮度的变化呢？（教师提示：从电压、电流、电阻上思考，且灯泡亮度的变化是由通过的电流引起的）
［分析］当夹子向左移动时，接入电路中的铅笔芯的长度变小，电阻变小，灯泡的亮度变亮。
当夹子向右移动时，接入电路中的铅笔芯的长度变大，电阻变大，灯泡的亮度变暗。
［归纳提升］灯泡亮度的变化，实质上是通过改变接入电路中铅笔芯的长度来改变电阻，从而改变通过灯泡的电流来改变灯泡的亮度。
探究点2　变阻器
［阅读课本］P68~P69“变阻器”
［小组讨论］影响电阻大小的因素有材料、长度、横截面积和温度，那么变阻器是根据改变什么的原理制作的呢？
［分析］方案一（改变导体的温度）：如图所示，在a、b间分别接入金属导体电阻，如镍铬合金丝等，用酒精灯对导体加热，闭合开关，观察并记录小灯泡的亮度变化。
方案二（改变导体的材料）：如图所示，在a、b间分别接入长度、粗细相同，材料不同的导体电阻，如铜丝和镍铬合金丝，闭合开关，观察并记录小灯泡的亮度变化。
方案三（改变导体的横截面积）：如图所示，在a、b间分别接入长度相同，粗细不同的镍铬合金丝，闭合开关，观察并记录小灯泡的亮度变化。
方案四（改变导体的长度）：如图所示，在a、b间（有鳄鱼夹）夹入一段镍铬合金丝，固定一端，使另一端在镍铬合金丝上自由滑动，通过改变接入电路中镍铬合金丝的长度来改变接入电路中的电阻，闭合开关，观察并记录小灯泡的亮度变化。
［归纳提升］完成以上4组实验后，从操作难易程度来看，改变导体的长度能较方便地改变小灯泡的亮度。
得出结论：
（1）工作原理：变阻器是通过改变接入电路中电阻线的长度来改变电阻的。
（2）构造：瓷筒、电阻线、金属棒、金属滑片、4个接线柱等。
（3）电路元件符号：。
［阅读课本］P69实验“练习使用滑动变阻器”
［小组讨论］滑动变阻器上有4个接线柱，怎样把这些接线柱接入电路？共有几种接法？移动滑片时，哪两个接线柱之间的电阻随着改变？向哪个方向移动时电阻变大？
［归纳提升］正确的使用方法是上、下各接入一个接线柱（一上一下），串联在电路中，共4种接法。不能使滑动变阻器电阻变化的接法有2种，其中“同下”电阻总是最大，而“同上”电阻总是最小。下面的接线柱决定着电阻的变化，接左下接线柱时，向右滑电阻变大；接右下接线柱时，向左滑电阻变大。上面的接线柱接哪个都一样。
［小组讨论］观察滑动变阻器的铭牌：“1.5 A　20 Ω”表示什么意思？
［分析］“1.5 A”表示滑动变阻器能允许通过的最大电流，“20 Ω”表示滑动变阻器的最大阻值。
［思考］滑动变阻器的使用注意事项是什么？
［提示］（1）不允许超过滑动变阻器允许通过的最大电流。
（2）为避免电流过大，使用前将滑片放在阻值最大处。
［思考］同学们请按照课本图16.4 3所示连接电路，试着将滑动变阻器接入电路，并移动滑片来改变灯泡的亮度（注意：移动的方向变化时，接入电路的电阻如何变化？灯泡的明暗程度如何变化？）。
［归纳提升］
接入电 路的接 线柱 接入电 路的电 阻丝 滑片向A端滑动
接入电路的 电阻如何变化 灯泡亮度 如何变化 电流的大小 如何变化
A、D AP 变小 变亮 变大
A、C AP 变小 变亮 变大
B、C BP 变大 变暗 变小
B、D BP 变大 变暗 变小
A、B AB 不变 不变 不变
C、D 0 不变 不变 不变
　　［实验］按照课本图16.4 4连接电路，试着按书本的要求完成实验。
［思考］滑动变阻器接入电路中的作用是什么？
［提示］（1）通过改变电路中的电阻，逐渐改变电路中的电流和部分电路两端的电压。
（2）保护电路。
探究点3　变阻器的应用
［阅读课本］P70“变阻器的应用”
［归纳提升］电热毯、电饭锅、调光台灯、油量表……
我们把通过机械式旋钮调节阻值的大小的器件叫电位器。
优点：可连续性地改变阻值、耐震动、噪声小、寿命长、抗环境污染等。
三、板书设计
◇教学反思◇
本节课在教学过程中要充分利用想想做做这个活动作为铺垫，引导学生了解滑动变阻器的原理。再从滑动变阻器的设计，带领学生认识滑动变阻器的结构，体现新课程改革提出的“注重科学内容和科学方法”。另外，在练习使用滑动变阻器的过程中，尽可能地让学生动手进行实验，体验并归纳滑动变阻器的使用方法。
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