16.4变阻器—人教版九年级物理全一册教学设计

《变阻器》教学设计
课题内容：第十六章
第4节
《变阻器》
使用教材：人教版
授课对象：九年级
课时安排：1课时
教学内容分析
《变阻器》是人教版九年级第十六章第四节的内容，主要由“变阻器”和“变阻器的应用”两部分构成，变阻器是初中物理电学实验器材的重要组成部分。学生通过电阻的学习，对导体的这一特性已经有所认识，对电阻大小由哪些因素决定，已经进行了探究，但对于具体应用还有一定的困难，变阻器是电阻在实际电路中的一种应用。本节安排在“电流”“电压”和“电阻”之后学习，符合学习由易到难、由简到繁的规律；又是学习《欧姆定律》的基础，有着承上启下的作用，直接影响到后面“影响电流大小的因素”“伏安法测电阻”和“伏安法测量电功率”的学习。变阻器的部件比较多，接线柱多，在使用过程中又是动态变化的，所以应注重培养学生对知识应用能力的培养，从而使学生认识到物理来源于生活，也能提高他们的学习兴趣。
学情分析
学生已经学习了电学的三个重要物理量“电流”、“电压”和“电阻”，对电学内容虽有了一些简单的了解，可以分析如何去改变电阻的大小；有电学实验的操作经历；但学生的基础不够扎实，学生对“变阻器”的感性认识比较少，特别是动手操作实验的能力欠缺。
初中学生具有强烈的好奇心和求知欲，愿意探究未知问题。生产生活中与“变阻器”有关的事例大多比较复杂，学生还很难独立解释、解决。本节教材的重点内容是滑动变阻器的原理和使用，这也是学生学习的难点。
教学目标
知识与技能
（1）学生了解滑动变阻器的构造，并能说出各构造的名称，辨认其结构简图，学生能画出它的元件符号，以及举例说明滑动变阻器的铭牌上各数字的含义；
（2）学生对常见的可变电阻分类，解释变阻器的工作原理，说明滑动变阻器的作用，比较滑动变阻器和变阻箱的优缺点，说出变阻器在生活中的应用；
（3）学生通过小组探究活动，在教师的引导下归纳总结出正确使用变阻器的方法，能正确的把变阻器接入电路，会使用滑动变阻器来控制电路中灯泡的亮度，运用滑动变阻器控制电阻两端的电压；
过程和方法
（1）学生通过思考观察实验、对比、探究等方法，学习利用滑动变阻器改变电流、电压的方法；
（2）学生在小组探究活动中，通过提出问题、设计实验方案、完成实验等活动步骤，体验科学探究的方法。
情感态度
与价值观
学生通过小组探究活动，体验实验探究的乐趣，使学生乐于观察、实验，培养学生团队合作与讨论的能力、积极动手进行试验或观察实验的能力；激发学生运用所学知识解释变阻器原理的冲动，产生动手操作使用变阻器的欲望。
教学重难点
重点
探究滑动变阻器的工作原理及其使用方法。
难点
能根据要求正确连接并使用滑动变阻器，能够正确判断变阻器接入电路中的阻值如何变化。
教学方法
变阻器的教学属于实验仪器的教学。采用演示实验及学生分组实验相结合的方法。教师边演示、边导控，学生边观察、边思考，并通过创设问题情境、学生自主探究的方法，让学生在亲自实验操作中体验并习得滑动变阻器的工作原理、使用方法，最大限度地调动学生积极参与教学活动。充分体现“教师主导，学生主体”的教学原则，充分体现“少教多学”的教学原则
学生对实验仪器的认识过程是:先了解仪器构造，再学习仪器的使用方法。因此教学上力求通过对变阻器的原理、构造、这一难点的突破,来顺利开展其使用方法这一重点的教学。设计滑动变阻器的教学，可以培养学生的创造思维，教材又提供了这样的机会,通过实验与多媒体相结合的手段,引导学生完成这个教学,让他们初步体会到“创新”.的喜悦，加深他们对物理这门学科的感情。
教学资源
多媒体课件、视频、铅笔芯、金属电阻丝、干电池、电流表小灯泡、滑动变阻器（20Ω、2A）、开关、导线若干
教学流程设计
教学环节
教师活动
学生活动
设计意图
引入新课
播放灯光秀视频
教师：这灯光秀是不是非常酷炫好看呢，要如魔术师办般操纵这些好像有生命的光，就需要用到一种非常重要的电学原件——变阻器。
接下来，我们就来一起学习
第4节《变阻器》
观看视频
引起学生的注意，引入变阻器
新课教学
提问：先来看看这幅图，沿铅笔芯向左移动导线夹，小电灯泡的亮度怎样变化，你认为小灯泡为什么会这样变化？
教师演示
到底是不是这样呢？我们来做个实验验证一下。
保持左边的导线夹不动，移动右边的导线夹：
（1）导线夹向左移动
（2）导线夹向右移动
所以实验结果和我们猜想的是一样的，那理由应该也是正确的。
思考回答
学生：小灯泡会变亮，因为向左移动，接入电路的铅笔芯变短了，电阻会变小，电流就会变大，所以小灯泡会变亮。
通过观察试验来思考并回答问题
学生：导线夹向左移动时，变亮；导线夹向右移动，变暗
利用“铅笔芯能够改变灯泡亮度”的实验，建立滑动变阻器的概念，让学生初步了解滑动变阻器可以改变接入电路中的电阻。
一、变阻器
1、变阻器及其工作原理
往左移动时，铅笔芯越来越短，电阻越来越小，灯泡越来越亮，那我们看这根铅笔芯和导线夹是不是可以改变电阻，所以我们给它起个名字叫：变阻器。
能改变接入电路中电阻大小的元件叫做变阻器。从刚刚我们的实验可以知道变阻器的工作原理是：……
2、变阻器的分类
用“铅笔芯变阻器”调节灯泡亮度时方便吗？它又有哪些缺点？请同学们发挥你们的聪明才智，帮老师改进一下。
展示金属电阻丝的同时并提问“如何能使灯泡的亮度变化更明显一些？”
如果电阻线太长，使用起来方便吗？应该如何改进？
将电阻丝缠绕起来后，相邻的两圈电阻丝之间容易发生短路现象，怎么办？这样子的变阻器叫滑动变阻器，是我们今天要重点学习的内容，滑动变阻器是变阻器的一种，还有一种是电阻箱。
通过改变连入电路的电阻丝的长度改变电阻，从而改变电流
通过观察试验来思考并回答问题
不方便，铅笔芯容易断；长度太短，亮度变化不明显。
增加电阻丝长度。
不方便，将电阻丝绕在一个绝缘筒上。
在电阻丝外面加上绝缘层。
开放性的问题培养学生的发散思维能力，通过对自制变阻器的改进培养学生的发现问题和解决问题的能力
二、滑动变阻器
1、工作原理
从变阻器的原理中，我们可以知道滑动变阻器的原理是：……
2、滑动变阻器构造
观察滑动变阻器，思考以下问题：
（1）几部分组成，每部分是由什么材料做的？
（2）它铭牌上标志有什么？
（3）有几个接线往？
电阻丝上有一条横线的颜色不一样，这部分是没有绝缘漆的。这样左右滑动滑片时就可以使电流经过一圈一圈的电阻丝
提问：滑动变阻器的铭牌上标有“20Ω?2A”字样，其中“20Ω”是指什么呢？
“2A”呢？
“20Ω”是指该变阻器的最大阻值为20Ω；“2A”是指允许通过的最大电流为2A。
回忆回答
改变接入电路中电阻线的长度来改变接入电阻，从而改变电流。
观察回答
六部分（瓷筒、电阻线、金属杆、滑片、四个接线柱、支架）
有数字：20Ω2A
4个接线柱
思考、猜测
认识滑动变阻器
3、作用
所以从这些我们可以知道滑动变阻器的作用是：通过改变电路中的电阻，改变电路中的电流和电压；对电路起保护作用。
4．图示
根据它的结构特征，我们可以画出滑动变阻器的简笔画——结构示意图：
画电路图时，它还有专门的元件符号：
学生观察滑动变阻器示意图的简化过程。
加深理解记忆
5、使用
有几种连线方式呢？接入电路的电阻丝是哪一段？移动滑片电阻又会怎样变化呢？
接AC时，接入电路的电阻是AP段，滑片向左移动时，电阻变小，变大；滑片向右移动时，电阻变大。
接AB时，接入电路的电阻是AB段，滑片向右移动时，电阻不变；滑片向左移动时，电阻不变。而且此时电路中电阻最大。滑动变阻器相当于一个定值电阻；
接CD时，滑片向右移动时，电阻不变；滑片向左移动时，电阻不变。此时电流直接流过CD，电路中电阻最小。
讲解注意事项
小结
（1）连通电路前应将滑片位于阻值最大的位置
（2）应串联在电路中
（3）接入两个接线柱：要“一上一下”。
关键选好下接线柱，
若选A，则AP接入电路；若选B，则BP接入电路
选好下接线柱后，上接线柱接C、D可以任意
６种，思考、讨论、回答
接AD时，接入电路的电阻还是AP段，滑片向左移动时，电阻变小；滑片向右移动时，电阻变大
接BC时，接入电路的电阻是BP段，滑片向右移动时，电阻变小；，滑片向左移动时，电阻变大
接BD时，接入电路的电阻仍是BP段，滑片向右移动时，电阻变小；滑片向左移动时，电阻变大。
让学生知道用滑动变阻器能改变和怎样改变电路中的电阻，进而体会变阻器的工作原理。
总结出滑动变阻器的使用方法，培养学生实事求是的科学态度，提高学生操作能力和分析问题的能力。
小组合作：实验
用滑动变阻器改变小灯泡的亮度
让学生设计实验电路图。并让学生分析：①滑动变阻器与被控制的用电器如何连接？②使用前应将滑片放在哪里？若要使小灯泡由暗变亮，滑动变阻器的滑片应向哪个方向移动?
实验后让学生思考讨论：①能否用滑动变阻器改变灯泡的亮度？②电流表示数越大，灯泡亮度如何变化？③滑动变阻器的使用方法？
思考、画图、接线、实验
结合图设计电路图。学生分析并回答：①滑动变阻器与被控制的用电器如何连接？（串联）②使用前应将滑片放在哪里？（阻值最大处）
按实验步骤进行实验，做好实验记录和分析后，回答有关问题。
采用小组交流合作的方式自主探究滑动变阻器的使用方法，培养学生的合作互助能力和团队意识。
三、电阻箱
内部结构
读数
电阻箱的电阻大小=第1个旋钮的读数x1000+第2个旋钮的读数x100+第3个旋钮的读数x10+第4个旋钮的读数
掌握电阻箱的读数方法
四、滑动变阻器的应用
生活中，不论是收音机的音量变化，还是电视机的亮度变化、剧场中，相当于滑动变阻器的元件，叫电位器。
介绍电位器的结构
如图所示，是一种自动测定油箱油面高度的装置。R2是滑动变阻器，它的金属片连在杠杆的一端。其工作原理是：当油箱内油面下降时，浮标随之一起下降，金属滑片P向上滑，变阻器R2连入电路中的电阻变_____，电路中电流变_____，油量表（由电流表改装而成）示数变_____,表示油量变阻器教学设计减少；反之…….
学生观察了解生活中用到变阻器的一些地方。
学生认真思考，回答问题。
学以致用，让所学知识贴近生活，走近社会。
深化拓展
如图所示，当滑动变阻器向右移动时，小灯泡的发光情况是变_____
。
变亮
电阻器接的是BC，接入电路的电阻是BP段，滑片向右移动时，电阻变小，灯泡变亮。
巩固训练
课堂小结
滑动变阻器的变阻原理：
滑动变阻器的作用：
滑动变阻器的使用方法：
滑动变阻器的应用：
通过改变接入电路中的电阻线的长度来改变电阻,从而改变电路中的电流。
（a）通过改变电路中的电阻,改变电路中的电流和电压；
（b）对电路起保护作用。
选、串、接、调.
电位器
课后作业
1.请用笔画线表示接线，连接图16.4-7的电路，使滑动变阻器能够控制灯泡的亮度。在你连的电路中，要使灯泡越来越亮，变阻器的滑片应该向哪个方向移动?
2.图16.4-8是一位同学按照上题要图16.4-7求所连的电路。这个电路能不能满足题目的要求?为什么?按这个图进行操作时，实验现象是怎样的?
3.图16.4-9是滑动变阻器的结构和连入电路的示意图。当滑片P向右滑动时，连入电路的电阻变小的是哪个?
教学评价
分值分值描述4.0能说出变阻器各构造的名称，以及各组成部分的作用，能理解并举例说明滑动变阻器的铭牌上各数字的含义，可以熟练的画出其结构简图和它的元件符号；
知道可变电阻分类原理，可以快速的对生活中常见的可变电阻分类；能解释变阻器的工作原理，说明滑动变阻器的作用，比较滑动变阻器和变阻箱的优缺点，举例说出滑动变阻器和变阻箱在实际生活中的应用；
通过小组实验探究活动，可以独自归纳总结出正确使用变阻器的方法，能正确熟练的把变阻器接入电路，会使用滑动变阻器来控制电路中灯泡的亮度，能利用所学知识独立完成“运用滑动变阻器控制电阻两端的电压”的实验3.0能说出变阻器各构造的名称，以及各组成部分的作用，能理解并举例说明滑动变阻器的铭牌上各数字的含义，能画出其结构简图和它的元件符号；
对常见的可变电阻分类，解释变阻器的工作原理，说明滑动变阻器的作用，比较滑动变阻器和变阻箱的优缺点，说出变阻器在生活中的应用；
通过小组探究活动，能在教师的引导下归纳总结出正确使用变阻器的方法，可以正确的把变阻器接入电路，会使用滑动变阻器来控制电路中灯泡的亮度。
2.0能说出变阻器各构造的名称，能说出滑动变阻器的铭牌上各数字的含义，能画出其结构简图和它的元件符号
会比较滑动变阻器和变阻箱的优缺点，会解释变阻器的工作原理
在教师的讲授下，能记住正确使用变阻器的方法，能根据电路图把变阻器正确的接入电路。1.0可以说出变阻器各构造的名称，会辨认其结构简图和它的元件符号，能对常见的可变电阻分类；
可以说出滑动变阻器优缺点，能在指导下把变阻器正确的接入电路。0.0不能变阻器各构造的名称，无法说明滑动变阻器的铭牌上各数字的含义；辨认不出它的结构简图，无法画出它的元件符号，不能对常见的可变电阻分类；
不能解释变阻器的工作原理及作用，不知道滑动变阻器和变阻箱的优缺点，不能举例变阻器在生活中的应用；
不会总结正确使用变阻器的方法，不能正确的把变阻器接入电路，不会使用滑动变阻器来控制电路中灯泡的亮度以及运用滑动变阻器控制电阻两端的电压。
板书设计
教学反思
在这节课中，充分利用了多媒体辅助教学的手段，引导学生探究、分析、归纳、练习，整节课内容较紧凑、师生互动氛围浓，学生探究欲望强，但也存在一些不足之处，现就这节课的构思、教法及不足反思如下：
在教学过程中我发现对于一种仪器要讲清楚它的构造、原理、作用并不
难，关键是怎样使学生在较短的时间里由认识到使用？我认为必须要让学生积极参与探究这样才能加深学生的记忆。为了能让学生积极参与学习，课前我播放灯光秀视频，激发学生学习兴趣。为了验证猜想小组合作用所给的器材验证自己的猜想，体现了物理是以实验为基础的学科。同时强化学生对新的教学元件的认识。随后将滑动变阻器的使用及原理抛给学生，让学生设计实验。在电路比较完全的情况下，发动学生，让他们自己总结经验。不足之处：在分析学生的实验结果时，应该多展示几组数据，让学生自己分析总结。