苏科版九年级物理 14.2变阻器 教案 表格式

变 阻 器
一、教学目标
1、知识与技能
知道滑动变阻器的构造及工作原理。
画出滑动变阻器的结构示意图，能分析滑片移动时引起电路中电流的变化。
正确使用变阻器，并能根据电流变化的要求连接和调节滑动变阻器。
了解变阻器在实际生活中的应用。
过程与方法
通过连续改变电流的实验，进一步加深理解电阻在电路中的作用
通过对连续改变电流仪器的自主创造设计，感知创造设计的一般方法。
情感、态度与价值观
通过对变阻器的设计过程，体验发明创造的科学情趣。
培养使用电学器材的技能和良好习惯，在实验中形成良好的合作精神。
二、设计思路
让学生利用铅笔芯使电路中的电流发生连续变化，使学生初步认识实验中所使用的铅笔芯实质上就是一个简易的变阻器。以这一简易变阻器为雏形，引导学生对它进行逐步改进设计，使其能达到既实用，又耐用的应用型仪器标准。在学生经历创造设计的基础上，让学生取出变阻器，与自行设计的变阻器进行比较，认识其各部分构造，并通过实验理解变阻器的工作原理。
三、教学资源
教师演示器材：康铜丝、长木板、电流表、小灯泡、电源、导线、开关、电阻箱、电位器及其结构示意图、滑动变阻器工作原理课件
学生探究器材：电源、削制好的铅笔芯、开关、电流表、灯泡、变阻器
四、教学重点难点
重点：变阻器的工作原理
难点：正确分析电路图中滑动变阻器滑片移动方向与引起电路中电流变化之间的对应关系
五、教学过程
教师活动 学生活动
新课导入 师：在上一节课的学习中，同学们曾经做过这样的实验：用一根康铜丝与小灯泡串联，两次实验接入的长度不等，两种情况下灯泡一明一暗。如果还给你这根电阻丝，其接入电路的一端用夹线钳夹住，另一端在这跟电阻丝上逐渐移动，且使得两夹线钳之间所夹电阻丝的长度变大，猜想一下，你会看到怎样的现象呢？
二、讲授新课
1、学生实验：用铅笔芯使电路中的电流发生连续变化
教师介绍实验器材，并提醒学生要让夹线钳与铅笔芯要充分接触，同时又可以顺利移动。
提问：通过刚才的实验，你观察到了什么现象？你能否对电路中的电流逐渐变小进行推理解释？
师：在本实验中，通过改变接入电路中铅笔芯的长度来改变了接入电路中的电阻，从而改变了电流，因此像这里的铅笔芯就可以看成是一个简易的变阻器。但这样的变阻器是有一些不足之处的，同学们能否对这样一个变阻器的雏形通过你们的创造性的改进设计，制造出我们所需要的既实用又耐用的实验仪器呢？
2、引导学生进行改进设计，通过改进设计的过程，能逐渐建立对变阻器的构造及工作原理的感性认识，充分激发学生的创造欲望。
提问：我们今后要经常利用变阻器来进行实验，如果每次都拿这样的铅笔来充当变阻器，你觉得可能会存在哪些不足？
教师将学生讨论结果可以归纳为：主要存在的不足有铅笔芯太脆，容易折断；铅笔芯容易磨损，因此不实用也不耐用。
提问：要克服以上不足，你能否根据前面学习所接触到的电阻丝，选择一种不易断不易磨损的类型？
教师进行实验演示，引导学生进行深入设计：
教师取出一根与铅笔芯等长的康铜丝，替代刚才的铅笔芯进行实验，让学生进行观察，并说出与刚才实验效果的不同。
提问：你认为老师刚才实验中的这根金属丝是否起到了变阻器的作用？你觉得这根金属丝与铅笔芯在电阻发生变化时引起电流变化的效果上有什么不同？
讨论与思考：同学们都能发现，夹线钳移动相同的距离，使用康铜丝引起电流的变化较小，为了能使电路中的电流变化范围较大，你可以从哪些角度来思考？
学生讨论并回答，教师汇总。
师：主要有以下方法，选择导电性相对于康铜丝更弱的金属丝，或是选择更长的康铜丝，或者横截面积更小的康铜丝。在上述方法中，更换材料往往引起电阻的变化非常大，可以适用于需要大范围改变电阻的电路，们今后的实验所需要的变阻器一般仅仅在几欧到几十欧之间变化。因此，我们再从长度和横截面积上可以做进一步改进设计。
提问：你认为是增加长度和减小横截面积这两种思路，哪一种更好？为什么？
学生思考并回答，教师作出解释。
师：横截面积过小金属丝容易折断，因此，增加康铜丝长度来设计变阻器是最佳选择。
教师继续实验演示，引导学生进行深入设计：
教师取出一根安装在木板上长1m的康铜丝，替换学生实验中的铅笔芯，逐渐增加接入电路中电阻丝的长度，观察电流和灯泡亮度的变化，与原学生实验进行对比。
提问：用更长的金属丝是否已经解决了电流变化范围较小的问题？你觉得如果用这样的变阻器作为同学今后实验用的变阻器，是否有不方便的地方？
提问：同学们很容易看出，这个变阻器太长了，不方便实验操作。你能想到怎样的办法来解决此问题呢？
师：在生活中，人们对于很长的线总是将它们绕起来，方便取放。因此，我们在这里也可以借用这样的思维方法，来设计制作变阻器。
提问：我们可以将金属丝缠绕在一个圆柱体上，请同学们先从材料的角度思考，能否选用金属圆柱体？用实心圆柱体好还是空心圆柱体好？
教师演示，第一次将金属丝较为分散地丝缠绕在瓷筒上，第二次较密地（但一圈与另一圈不接触）缠绕在瓷筒上，让学生比较这两种缠绕哪种效率更高？然后将此器材替代铅笔芯演示实验，让学生观察。
师：许多同学肯定会想到，让线圈绕得更紧密一些不是更好吗？下面我们将电阻丝紧密缠绕在一起，继续实验研究。
教师演示，让学生观察，对比与前面实验现象的不同。
提问：请同学们仔细观察，小组相互讨论，思考产生这一现象的原因在哪里？
师：在刚才的实验中，一圈与另一圈电阻丝直接相连在一起，电阻大大变小，引起的电流变化变小。如果仍然让金属丝紧密缠绕，又不能让一圈与另一圈之间直接导通，如何让两圈金属丝之间不直接导通呢？
学生讨论并回答。
教师取出一根等长的，事先喷过绝缘漆的康铜丝，然后替代进行实验，让学生观察与前面实验的不同。
师：同学们通过观察发现，电路中没有电流通过，为什么此时电路中没有电流呢？原来夹线钳无法接触到电阻丝形成通路。为了使夹线钳接触到内部的电阻丝，我们必须去除掉需要让夹线钳接触部位的绝缘漆。
教师用砂皮纸擦除掉外围的绝缘漆，然后进行实验。
师：至此，一个实用耐用的变阻器就设计出来了，那么实验室的变阻器是什么样的呢？请同学们取出实验桌内的滑动变阻器，观察其构造，了解变阻器铭牌含义。
教师讲解变阻器构造，作变阻器符号，认识变阻器结构示意图。
学生实验，研究变阻器的工作原理
指导学生阅读实验步骤，并进行实验，做好实验记录。
学生实验汇报，教师进行实验小结：
滑动变阻器的工作原理：通过改变接入电路中电阻丝的长度来改变电阻，从而改变电流
滑动变阻器的连接：当连接上面两个接线柱时，滑动变阻器上面的金属棒接入电路，相当于导线；当连接下面两个接线柱时，滑动变阻器的电阻丝全部接入电路中，变阻器相当于一个定值电阻；要使滑动变阻器阻值发生变化，正确的连接方法是：一上一下。
讨论：滑动变阻器与用电器串联在电路中可以改变电路中的电流大小，在接通电路前，应将金属滑片放在怎样的位置有利于保护电路？
介绍其他形式的变阻器
电位器
展示实物及其结构示意图，分析其工作原理。
电阻箱
展现内部结构图认识变阻箱原理及其读数方法
5、阅读超导现象及其应用
三、课堂小结
多媒体课件演示变阻器工作原理，正确分析电路图中滑动变阻器接入电路中的那段电阻，正确分析滑片移动时引起电路中电流的变化，根据电流变化的需要正确调节滑动变阻器的滑片。
5、作业布置www2、3
猜想。
实验。
讨论，思考并回答提问。
将教师演示实验与自己刚刚做过的实验现象进行对比，发现新的问题。
从改变电路中电阻的角度思考使电路中电流变化范围更大的方法。
思考并优选方法。
继续将教师演示实验与自己刚刚做过的实验现象进行对比，研究是否已经解决刚才的问题，努力发现新的不足。
思考解决此问题的方法。
围绕老师提出的问题积极思考，并进行创造性设计。
观察实验，思考电流变化不同产生的原因。小组讨论并回答提问。
学生观察发现新的问题。
学生实验探究并记录。
实验汇报。
学生讨论与思考。