资源简介

第二节　　变阻器
核心素养
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，在探究实验中学习变阻器的使用，掌握其规律，建立“实践出真知”的观念。
教学设想
本节采用以科学探究为主，讲授为辅的教学模式．在实现教学目标的过程中，应遵循从感性到理性，从简单到复杂的原则，以符合初中学生的认知规律；演示实验及学生分组实验相结合；“教师主导，学生主体”，活动之前，应先请同学们讨论一下，在电路两端电压不变的情况下，该怎样去改变电路的电阻
进行讨论：从决定电阻大小的因素看，可以通过改变长度横截面积、材料、温度来改变电阻大小，但是从实际操作来考虑，改变长度简便可行，只要利用一个滑动头在电阻线上移动即可改变电阻线连入电路的长度，从而改变电阻大小．学习中应注意将实物、结构示意图、电路符号进行对照（课本图14-6)．例如：三个图中标①的部分都代表电阻线，2表示金属棒，③为金属滑片．弄清三种情况连入电路的是电阻线的哪一部分 滑动时连入电路部分的电阻线的长度怎样变 相应的电阻怎样变
滑动变阻器连入电路时的注意事项：
（1）选择合适的变阻器，每个变阻器都有规定的最大电阻和允许通过的最大电流，使用时要根据需要进行选择，不能使通过它的电流超过最大值，否则会烧坏变阻器．
（2）使用前，使滑动变阻器连入电路的电阻值调到最大．
（3）不管有几个接线柱的滑动变阻器，都采用“一上一下”的接线方法．“一上”即把上面金属棒两端的任一接线柱连入电路，“一下”即把下面线圈两端的任一接线柱连入电路中，即上面、下面的两个接线柱中各选一个连入电路．有四种接法：A、C,A、D,B、C,B、D．从图14-7中可以看出，接A、C和A、D时，都是将滑片P左边的电阻线连入电路．滑动时，相应的长度、电阻、电流的变化均等效；同理，接B、C和B、D时也等效所以归纳起来，实质就是两种接法，即左加上”和“右加上”．将“C、D”连入，相当于把变阻器短接，连入部分的电阻为零，而将“A、B”连入，则相当于定值电阻（阻值即为变阻器所标最大阻值），这种情况都失去了变阻器的作用
怎样判断变阻器滑片滑动时，电路中电阻、电流、电压的变化
（1）根据实际接法在定变阻器的哪一部分电阻线连入电路（滑片P左面部分电阻线或滑片P右面部分电阻线）
（2）滑片滑动时，连入电路中电阻线的长度怎样变 ”
（3）根据电阻与长度的关系确定电阻的变化
（4）根据电阻的定义确定电流的变化
相反，根据实验要求也可以确定怎样接线．例如：要求滑片向左滑动时，电路中电流变小，问怎样连接 分析程序：电路中的电流变小→电路中的电阻变大→连入电路的电阻线变长→下用“B”→B.C或B 、D.
滑动变阻器、电阻箱的区别：滑动变阻器滑片滑动时，电路中的电阻、电流、电压都连续变化，缺点是无法确定连入电路的阻值，适用于定性研究电路中各物理量之间的变化关系；使用电阻箱虽然只能跳跃式、间断地改变连入电路的电阻，但可以确定变阻器连入电路的电阻值，适用于定量研究电路中各物理量之间的关系
最后，介绍超导现象及其应用，渗透情感、态度与价值观的教育
教学目标
物理观念
了解滑动变阻器的构造，理解滑动变阻器的工作原理．
科学思维
能正确使用滑动变阻器．
科学探究
通过连接改变电流的实验电路，进一步加深学生对电阻在电路中作用的理解．
科学态度与责任
（1）过阻器的设计过程．体验发明创造的科学经历
（2）培养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．
教学重焦点及突破
重点
感知创新设计的一般方法，滑动变阻器的使用方法
难点
了解滑动变阻器的构造和原理；
教学突破
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．以这一简易的变阻器为雏形，引导学生对它逐步进行改进，使其能达到既实用又耐用的应用型仪器标准．在学生经历创造性设计的基础上，让学生将实验室常用的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．
在讨论中从决定电阻大小的因素改变长度横截面积、材料、温度来改变电阻大小，想到从实际操作来考虑，只要利用一个滑动头在电阻线上移动即可改变电阻线连人电路的长度，简单易行，从而改变电阻大小，进而组装滑动变阻器．了解滑动变阻器的构造和原理；在实验探究中学习变阻器的使用，从而得到以下分析程序：任意搭配两个接线柱→连入电路的电阻线长度变化→接入电路中的电阻变化→灯光的亮度变化→电路中的电流变化．
教学准备
教师准备
1．多媒体电脑、展台、自制PPT课件（登录中国国家超导重点实验室网站，查阅有关超导研究和最新进展，电阻箱、电位器及妻结构示意图、滑动变阻器工作原理课件）．
2．铜丝、长木板、电流表、小电灯、胶带纸、电源、导线、开关、旋钮式电阻箱、电位器、插孔式、滑动变阻器、小舞台模型、调光灯等．
学生准备
1．课前预习：滑动变阻器的结构有哪些 作用是什么 初步了解它的使用方法和要求。
2．干电池(带盒)两节、滑动变阻器一个、开关一个、导线若干、铅笔芯一个、夹子一个、电流表一个、小灯泡一个电阻箱一个．
教学过程
一、复习引入新课
提问：电阻表示什么 电阻的影响因素有哪些
回答：电阻表示对电流的阻碍作用，影响因素有长度、横截面积、材料温度．
出示：一个精美的小舞台模型，演示舞台上的灯光由暗变亮，再由亮变暗
提问：运用学过的知识推出在电压不变的情况下，灯泡亮暗的变化原因是什么
回答：电路中电阻发生了变化．（突出“电路中的电阻’）
猜想：在上一节电阻的学习中，同学们曾经做过这样的实验：用一根康铜丝与小电灯串联，两验中接入康铜丝的长度不等，两种情况下电灯一明-暗．如果还用这根电阻丝，将其一端接人电路，另一端通夹线钳接入电路（夹线钳可在这根电阻丝上逐渐移动，从而改变接入电路中电阻丝的长度）．猜想一下，你会看到怎样的现象呢
引入：这种表置就叫变阻器，今天我们就来学习它．
点评：通过复习提问，回忆引导学生思考，初步建立变阻器的概念．
二、活动14.3　　用铅笔芯改变电路中的电流
讲述：我们就用这些实验器材来模拟这个调光台灯．
提问：试想需要哪些器材 如何组装
引导学生回答：电源、开关、导线、变阻器、小灯泡等．组成一个串联电路．
提问：变阻器如何制作呢 回忆有哪些办法可以改变电阻呢
学生回答：改变长度、横截面积、材料、温度来改变电阻大小．
追问：这些方法中哪种简易可行呢
学生回答：改变长度．
出示：铅笔芯、夹子．
介绍：铅笔变阻器的制作过程，连接过程，补充电流表
按图14-5进行实验，并通过实验探究完成课本第92页的“议一议”的内容
学生分组实验
实验分析：当M端向左移动时，接入电路中的铅笔芯的长度变小，电阻变小，电流表的示数变大，灯的亮度变亮．
当M端向右移动时，接入电路中的铅笔芯的长度变大，电阻变大，电流表的示数变大，灯的亮度变暗
实验归纳：实验中，引起电流变化的原因是靠改变接入电路中铅笔芯的长度来改变电阻的．
提问：实验中用铅笔芯来改变电阻，有哪些缺点或不当之处 有哪些改进意见
引导学生回答：铅笔芯的电阻变化范围小；笔芯易折断；用夹子来改变电阻不方便等等．改进意见：使用电阻大的合金线；进行装置改进，收成易操作的．
顺着这一思路，出示并加以演示：一根很长的合金金属线，使学生发现操作将很不方便，也不可行，怎么办
引导学生想出：把电阻线绕在瓷筒或胶木筒上来解决这一问题（教师演示）
提问：如果不小心让瓷筒上的线圈相碰或线圈太密造成它们互相接触，发生短路，应如何解决
引导学生想出：线圈必须涂上绝缘漆
讲述：用来改变电阻不方便，我们可以把它改成一个滑片，再固定某一装置中，就移动自如了．出示滑动变阻器实物．
介绍变的种类，分旋钮式电阻箱电位器插孔式电阻箱等．
讨论：旋钮式电阻箱与滑动变阻器有哪些区别
分析、归纳：
使用4个旋钮式电阻箱时；
（1）调节该电阻箱面板上的4个旋钮，可以得到0~9999Ω范围内任何整数电阻值，比滑动变阻器好
（2）但不能连续调节，与滑动变阻器不同
（3）会读数，教师介绍读数方法
点评：通过活动14.3模拟滑动变阻器的教学，进一步引导学生分析讨论自制滑动变阻器的过程，培养学生的发明和创造能力．
三、14.4　　学习使用滑动变阻器
1．阅读课本第92贞，观察滑动变阻器的组成
（1）观变器的组成：
观察图14-6（a）中滑动变阻器的构造，对照说明书填写符号对应的名称，画出变阻器的结构示意图和电路符号，掌握实物　　结构示意图和电路符号中各部分的对应关系
①_______；②_______；③__________；④_______；⑤_________
图14-6（b）结构示意图：______图14-6（c）电路符号：_________
（2）观察铭牌上各参数的含义了解标出的电阻值、电流值是什么意思
如：“10Ω，2A”表示：接入电路中最大电阻为10Ω，允许通过最大电流为2A.
归纳出注意事项：使用前将滑动变阻器的阻值调到最大，不能使通过变阻器的电流超过最大值
2．探究变阻器的使用方法
提问：滑动变阻器共有A 、B、C、D4个接线柱，可能有哪些接法
回答：AB、CD、AC、AD、BC 、BD六种。
提问：这6种接法，在改变电路中电流的大小中，效果是否都一样 请大家任意选取变阻器上的两个接线柱，接入图14-7所示电路的M、N之间，按下表列出的内容进行实验，注意使用前将滑动变阻器的阻值调到最大，观察灯泡L的亮度和电流表示数的变化情况，填入下表中
学生进行实写下表。
序号 使用的接线柱 滑片移动方向 灯泡亮度的变化 电流表示数的变化
① A、C 向左
向右
② A、D 向左
向右
③ B、C 向左
向右
④ B、D 向左
向右
⑤ C、D 向左
向右
⑥ A、B 向左
向右
引导学生分析、归纳：
（1）要改变电路中的电流大小，滑动变阻器连接方式是什么 是串联，还是并联 有哪几种接法
是串联，有AC、AD、BC、BD4种接法；其中接AC和AD等效，BC和BD等效
（2）哪几种接法不能改变电阻及电流大小
接AB和CD不能改变电阻及电流大小，其中接CD时，变阻器接人电路部分的电阻为零；接AB进行实验时，变阻器接入电路部分的电阻为最大值．
（3）滑动变阻器的原理是什么
原理：靠改变连人电路部分的长度改变电阻．
（4）滑动变阻器的作用是什么
起保护作用，改变电路中的电沉
（5）当电路中接入变阻器后，在闭合开关前，变阻器的滑片P应调节到什么位置较好 为什么
应调到最大位置处，此时，电路中电流最小，保护了其他用电器不会因电流过大而被烧坏的危险。
点评：通过教师引导，学生动手进行实验体验滑动变阻器的使用过程，并从中归纳总结出正确的使用方法．
四、联系生产、生活实际
阅读“生活．物理．社会”后回答：
（1）什么是超导现象 什么叫超导体
（2）超导体有哪些优点
（3）我国在超导领域的国际领先优势体现在哪些应用上
学生阅读后回答
介绍超导研究、应用的历史和最新进展．
点评：通过介绍我国超导研究、应用和最新进展，增强学生的爱国精神，提升民族自豪感和使命感．
五、交流与小结
今天我们学习了什么 请同学们总结．
学生自由发言．
六、布置作业
（1）复习今天学习的内容，完成课本第94页中第1、2题．
（2）预习下一节“欧姆定律”
板书设计
第二节　　变阻器
1．原理
改变接入电路中电阻线的长度
2．变阻器分类
（1）滑动变阻器
原理：改变接入电路中电阻线的长度来改变电阻．
构造：电阻线圈、滑片等
铭牌含义：“50Ω　　1A”字样，其中50Ω表示接入电路中最大电阻为50Ω，1A表示允许通过的最大电流为1A
使用方法：一上一下分配好，二上二下不能接．
（2）电阻箱．
（3）电位器．
教学探讨与反思
教学中教师要用好活动14.3，作好活动14.4的铺垫，引导学生如何进行设计滑动变阻器，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，应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．
补充资料
电阻器的标志方法
电阻器的阻值和允许偏差的标志方法有3种．
直标法：在电阻器表面上直接标出产品的标准电阻值和允许偏差的百分数．如“51kΩ±5%”表示标称阻值是51kΩ，实际阻值不偏离此值的5%．这种方法一目了然
文字符号法：表示阻值单位的符号有：R（表示10 Ω)、K（表示10 Ω)、M（表示10 Ω)、G（表示10 Ω)、T（表示10 Ω)；表示允许偏差的符号有：B（表示±0.1%)、C（表示±0.25%)、D（表示±0.5%)、F（表示±1%)、G（表示±2%)、J（表示±5%)、K（表示±10%)、M（表示±20%)、N（表示±30%)．在表示阻值单位文字符号前面的数字表示该电阻器电阻的整数值，在此文字后面的数字表示小数点后面的阻值，末尾是允许偏差．如“5K1J”表示标称阻值5.1kΩ误差±5%，“10RK”表示标称阻值10Ω、误差±10%．这种方法由于取消了小数点，从而避免了因小数点不清而发生的误识．
色标法：用4条或5条色带来表示电阻器的阻值和允许偏差，今已少见。
导体质料的标志符号有：T（表示碳膜电阻）J（表示金属膜电阻）、Y（表示金属氧化膜电阻）、X（表示线绕电阻）
电阻器的工作电压、电流、电功率一般是直接标出的。
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