人教版初中物理九年级上册教案 第16章第4节《变阻器》

变阻器参考教案
—新授课
★整体设计说明★
本课由生活中调光灯的实例引出问题，再进行实验来体会变阻器的工作原理，再设计实验探究来正确地使用滑动变阻来改变电路中的电流。这样不但充分体现的物理源于生活而用于生活的特点，而且还能很好吸引住学生的注意力，教学目标也自然能达到了。
★教材分析★
本课安排在学习《电阻》之后，内容实际上是影响电阻大小因素知识的应用，且变阻器是电学实验器材“两表一器”（电流表、电压表、滑动变阻器）中的重要组成部分，可见该内容的重要性。
★教法建议★
本课有三个内容：了解滑动变阻器的构造，理解滑动变阻器的工作原理，知道正确使用滑动变阻器的方法。很多学生对于滑动变阻器的构造只是死记硬背，如从为什么要如此设计滑动变阻器的角度来讲解，让学生知道滑动变阻器结构的合理性以及存在的缺陷；对于滑动变阻器的工作原理，不仅要复习电阻的内容，还让学生知道如何选择改变电阻大小的因素；如何正确使用滑动变阻器，对学生来说是个难点，教师可根据学校的条件，灵活设计实验，让学生在动手实践中轻松掌握。探究过程体现了教师的指导作用，学生的主导作用，培养学生在复杂情形下，通过分类的方法，使思路清晰起来，并逐步总结出规律的能力。
★学情分析★
学生对改变电阻大小的四个因素已经了解，但对实际应用中选择哪一种因素，并不清楚；还有学生对原理、规律并不容易理解，经常是一知半解，对看得见摸得着的东西，接受起来却很容易。
★学法引导★
放手让学生动手做实验，认真观察，同时深入思考，然后小组同学之间相互讨论交流，归纳总结。这样来学习，既满足了学生的好奇心，也锻炼了动手能力、沟通能力，自然也加深了对内容的理解。
★三维目标★
1．知识与技能
（1）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。
（2）会读电阻箱的数值。
2．过程和方法
（1）通过观察实验、对比等方法，学习利用滑动变阻器来改变电流、电压。
（2）能借助于滑动变阻器设计一些简单的电路。
3．情感、态度与价值观
激发学生运用所学知识解释变阻器改变电阻的原理，产生动手操作使用变阻器的欲望。
★重点难点★
重点：分析变阻器的接法和对应的电阻变化关系
难点：判断电阻的变化导致电流及电压的变化，培养学生观察实验的能力和根据实验现象发现物理规律的能力。
★课时安排★
1课时
★教学过程★
一、新课引入（约1分钟）
教师在讲台上，向学生演示调光台灯亮度的变化，引导学生观察的同时提问。
教师：这种台灯与其他的台灯有什么不同的地方？
学生：灯的亮度会改变。
教师：这种台灯能够改变亮度的原理是什么呢？
学生甲：通过灯泡的电流变了。
学生乙：灯泡两端的电压变了。
学生丙：台灯两端的电压没变，还是家庭电路的电压220V。
【设计意图】课始，通过展现现象，引发学生的思考，通过学生讨论相互启发，引出本课的主题。
二、新课讲解
1．变阻器的原理（约5分钟）
教师：灯泡亮度的变化是由通过的电流变化引起的，至于灯泡两端的电压，台灯两端的电压有没有变化，我们将会在学习完欧姆定律之后再讨论。现在请同学们思考灯泡电流的变化是由什么引起的？
学生：电流的变化是由电阻的变化引起的。
教师：请同学们回忆影响导体电阻大小的四个因素是什么？
学生：导体的材料、横截面积、长度和温度。
教师：调光台灯的电阻变化又是由这四个因素中哪个或者多个因素引起的呢？
【实验探究】学生利用桌上的器材自制调光灯，学生们展示的设计有以下3种方案：
方案一（改变导体的材料）：如图所示，在A、B间分别接入不同材料的导体电阻，长度横截面积相等的铜丝和铅笔芯，
方案二（改变横截面积）：如图所示，在A、B间改变导线横截面积，分别接入长度一样的1根笔芯与2根笔芯，观察到小灯泡的亮度发生变化。
方案三（改变长度）：如图所示，在A、B间（有鳄鱼夹）夹入一段铅笔芯，使一端在铅笔芯上自由滑动，通过改变接入电路中铅笔芯的长度来改变接入电路中的电阻，观察到小灯泡的亮度有变化，但不是很明显。
教师：在这三种方法中，哪一种方法改变灯泡的亮度是最方便的呢？
学生：改变导体的长度方法是最方便的。
教师：调光台灯，实质上是通过改变接入电路中电阻的长度，来改变电阻，从而改变台灯的亮度的。
教师：实验室所用的变阻器，就是通过改变接入电路中电阻线的长度来改变电阻的一种器件。
【设计意图】通过实验探究，不但复习上节课的内容影响电阻大小的因素，还能让学生真切体会到哪种方法改变电阻更为方便，从而真正理解滑动变阻器的原理。
2．正确使用变阻器（约16分钟）
①变阻器的结构（约4分钟）
教师：在刚才自制的调光灯的实验电路中，对于灯的亮度的改变还不够明显，如果想要更多的改变灯泡的亮度，还要更多的改变电阻的大小，就需要很长的铅笔芯，可很长的铅笔芯或电阻线操作起来会很不方便，如何解决这问题呢？
学生：将电阻线密绕成螺旋状。
教师：这方法非常妙，可导线较软，绕起来容易散乱，怎么解决这问题呢？。
学生：绕在一个杆上。一边说一边把导线绕在笔杆上。
教师：很好，导线可绕在一个杆或者支架上，那么这个支架应选导电材料还是绝缘材料？
学生：绝缘材料。
教师：众多的绝缘材料用那种较好呢？
同学：硬纸筒，圆木棒，塑料棒，硬的就行（没有同学提瓷筒）。
教师：很好，这些绝缘硬材料都可以做支架，但有个缺点，比如，线圈中通以电流较大时，因导体发热，容易出现什么不好的结果？
学生：木棒会烧起来，塑料会老化，也有可能烧起来。
学生：瓷桶，有学生想起有些保险丝装在瓷盒里。
教师：对，瓷是不会因电流过大而引起事故的绝缘材料。密绕线圈应是裸线还是带绝缘皮的？
学生：带绝缘绝缘层的，裸线会导电，导致短路。
教师：非常好，我们一般采用油漆绝缘，而不是塑料绝缘，因为塑料绝缘比油漆绝缘线圈占用的空间更大。但当导线夹在密绕的被绝缘的导线上移动时，因为有绝缘层，电路并不接通？
学生：采用部分刮漆的办法解决。
接着介绍滑片、金属棒（固定滑片）、接线柱，和展示完整的滑动变阻器。
教师：观察滑动变阻器上铭牌，并猜想其参数代表什么意思？
学生讨论后教师给出铭牌上数据的物理意义；并要求学生学会画滑动变阻器的结构简图和电路符号。把一个电位器和滑动变阻器一起展示。
教师：请同学们观察滑动变阻器与电位器结构主要区别？
比较总结滑动变阻器和电位器的相同点与不同点。
【设计意图】通过提出需求，引导学生讨论得出滑动变阻器为何如此结构，不但对滑动变阻器的结构有深刻印象，还了解了滑动变阻器的设计思想。
②正确使用滑动变阻器（约10分钟）
教师：如果滑动变阻器要改变灯泡的亮度，变阻器应该与灯泡串联还是并联？
学生：串联
教师：滑动变阻器的接线柱接入电路时只需要接入两个接线柱，那么，滑动变阻器四个接线柱之间的组合有哪些，请填写到下面表格中？并设计用滑动变阻器改变灯泡亮度的电路图，连接电路，通过实验完成下表和下面问题。（投影，学案上也有）
接入电路的接线柱
滑片向左滑
请描出接入电路部分的电阻丝
接入电路的阻值变化
灯的亮度变化
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?
?
?
（1）哪两个接线柱之间的电阻是不变的？
（2）哪两个接线柱之间的电阻很小，几乎是零？
（3）移动滑片时，哪两个接线柱之间的电阻随着变化？
（4）要使灯泡由暗变亮，接通电路前应将滑片放到什么位置上？
【实验探究】学生相互讨论设计出实验电路如下所示，接着根据各自制定的计划进行操作，尝试控制灯灯泡的亮度。同时，教师巡视指导。
【交流评价】各小组分别结合各自的实验结果相互讨论，共同归纳出：
（1）能使变阻器电阻变化的接法有4种（“一上一下”）；
（2）不能使变阻器电阻变化的接法有2种，其中“同下”电阻总是很大，而“同上”电阻总是很小。
（3）滑片越靠近下端的接线柱，接入电路的电阻越小。
（4）在连接电路闭合开关之前，应使滑动变阻器连入电路的电阻最大
③变阻器在生活中的应用（约2分钟）
播放影片，展示变阻器在生活中的各种应用，也很好的呼应了本课的引课。
【设计意图】放手学生去思考，去动手。可以先设计滑动变阻器有几种连接方式，再动手去验证；也可以先动手试试有哪几种连接方式，记录现象然后比较；也可混合着来，不用禁锢学生，只要学生最终能非常熟练地正确地使用滑动变阻器，就达到目的了。
3．电阻箱（约4分钟）
通过投影和实物展示，让学生了解插塞式电阻箱和旋盘式电阻箱的内部结构，从而能很好地掌握两种电阻箱的读数。
教师：电阻箱和滑动变阻器之间的主要区别是什么？
学生：滑动变阻器能连续的改变电阻，电阻箱不可以；电阻箱可以准确的读出接入电路电阻的大小，但滑动变阻器则不行。
【设计意图】不但让学生了解电阻箱和滑动变阻器使用上的区别，还要了解他们区别形成的原因，是其内部结构的不同，而会设计如此不同的结构，是因为人们的需求不同。渗透从生活走向物理，从物理走向社会的思想。
三、课堂小结（约2分钟）
让学生归纳这节课学到的知识。
四、典例精析（约3分钟）投影
投影
1．变阻器中的电阻丝，若只能在粗细和长度相同的铜丝、铝丝、铁丝、锰铜丝中挑选，你认为应该选（
）
A．铜丝
B．铝丝
C．铁丝
D．锰铜丝
2．如下图所示，利用滑动变阻器调节小灯泡的亮度，下列四种连接方式不正确的是（
）
两道例题，让学生快速思考回答，老师做适当点评。
五、达标测试（约8分钟）学案
让学生在规定时间内单独完成达标测试的8道题，对学生错误的题目进行讲解。
六、布置作业(约1分钟)
完成课后作业
【设计意图】通过学生自己总结和归纳，以及达标测试演练、课后作用等方式，是运用不同的手段来考核评价学生这节课所学的知识技能与思想方法的掌握情况。
★板书设计★
一、变阻器：一种可以改变电阻大小的器件
二、滑动变阻器：
1．原理：变阻器就是通过改变接入电路中电阻线的长度来改变电阻的一种器件
2．构造：电阻丝绕成的线圈、瓷筒、金属杆、滑片、接线柱、支架
3．电路图中的符号
：
4．滑动变阻器的铭牌：最大电阻值；允许通过的最大电流值。
三、探究：怎样用滑动变阻器改变灯泡的亮度
滑动变阻器的使用：
串入电路，调流控压；
一上一下，近小远大；
同上同下，没有变化；
接入电路，拨到最大。
四、电阻箱
★教学反思★
本节课用演示实验，把要研究的物理现象生动地展现在学生的面前，使其感到惊奇，产生疑问，引起思维，激发兴趣，从而顺利引入新课。为了化解本节课的难点突出重点，在教学过程中设计学生实验，让学生经历“提出问题──实验探究──交流评估”这一个性化的过程，去主动突破这一教学重难点，使学生“不仅知其然，而且知所以然”。