资源简介

教学设计
课程基本信息
学科 物理 年级 九年级 学期 秋季
课题 第4节 变阻器
教学背景
1．教学内容分析 《变阻器》是物理九年级全一册（人教版）《第十六章　电压　电阻》第4节的内容，是上一节电阻知识的延伸。变阻器是一种重要的电学实验器材，对学生学习后续知识的影响很大，同时变阻器作为一种仪器，在生产、生活中也有重要应用。所以本节课对培养学生关注生活，运用物理知识解决实际问题的意识与能力很有价值。 本节主要内容由“认识滑动变阻器”“使用滑动变阻器”“变阻器的应用”三部分构成。通过练习使用滑动变阻器，观察不同接法对电流的影响，并进行归纳，培养学生的观察能力、分析能力和总结能力，同时也为他们在后续的实验和电路设计中选择合适的接法打下基础。通过分组实验、分工合作，培养学生的团队协作能力、沟通能力和表达能力。 2．学情分析 从知识上看，学生刚刚学习了电阻的知识，可以分析如何去改变电阻的大小；有电学实验的操作经历，已习惯了必须把线接在接线柱上；对“变阻器”的感性认识较少。 从能力上看，初三学生对动手实验兴趣浓厚，喜欢通过实物操作（如滑动变阻器滑片移动），理解抽象概念，偏好直观学习（视频、实物演示）和小组合作学习；能初步运用类比思维。但学生的空间想象能力较弱，难以在脑中构建变阻器内部电阻丝与电路连接的动态变化过程。生产生活中与“变阻器”有关的事例大多比较复杂，许多学生接触过调光台灯、音量旋钮等变阻器应用场景，但多数学生未思考其原理，还很难独立解释、解决。
教学目标
物理观念 1．知道滑动变阻器的工作原理、结构、符号、原理图及铭牌意义。 2．通过练习使用滑动变阻器，了解滑动变阻器使用方法、作用及应用。 科学思维 1．通过经历设计滑动变阻器的过程，能提出自己的见解，培养学生质疑与创新意识。 2．通过总结滑动变阻器的使用方法，培养学生归纳总结的能力。 3．通过电位器与滑动变阻器的对比分析，培养学生观察能力和迁移能力。 科学探究 经历使用滑动变阻器改变电路中的电流和控制电阻两端电压的实验，发展设计实验并进行规范实验操作的能力。 科学态度与责任 1．通过参与滑动变阻器的设计，激发学生的学习兴趣、好奇心和求知欲。 2．通过动手实践，培养严谨的科学态度与团队合作精神。 3．通过了解变阻器在日常生活中的应用实例，关注科学技术对人类生活的影响。
教学内容
教学重点 滑动变阻器的结构、工作原理；滑动变阻器的使用方法。 教学难点 滑动变阻器的使用；滑动变阻器在电路中的作用。
教学过程
教学环节 教师活动 学生活动 设计意图
新课导入 上一节课，我们已经学习了将铅笔芯接入电路中，小灯泡可以发光，下面请同学们观察实验，看看如何用铅笔芯控制灯泡的亮度。 演示实验： 提出问题：在这个实验中，引起小灯泡亮度变化的原因是什么？ 进一步提问： 用铅笔芯做实验有什么缺点呢？ 有什么办法可以解决呢？ 观察思考。 回答：铅笔芯长度变化、电阻变化、电流变化、亮度变化。 回答：铅笔芯容易断、长度变化范围小。 回答：换用电阻丝。 通过实验，激发学生的好奇心和探索欲。 通过一系列问题引导学生利用已有的知识解决问题，逐步了解变阻器的工作原理。
新知探究 环节一：认识滑动变阻器 演示实验：把一根长为1 m的电阻丝与小灯泡串联接入电路中，闭合开关，小灯泡发光，移动导线夹，增加电阻丝接入电路中的长度，观察现象并分析原因。 提出问题：要想大范围改变灯泡的亮度又能怎么办呢？ 提出问题：可是电阻丝变长，操作起来很不方便，如何改进呢？ 提示类比风筝线轴。 提出问题：那么缠绕在什么材料的物体上？ 提出问题：但是，由于电阻丝的紧密缠绕，电流会直接穿过线圈，为了避免这种情况发生，需如何改进？ 提出问题：由于绝缘外皮的存在，导线夹无法与线圈直接接触，电路就断开了。如何解决这个问题呢？ 可以把导线夹与电阻丝接触地方的绝缘皮刮掉，电阻丝彼此之间绝缘，而导线夹却可以和电阻丝直接接触，连通电路。实际上，为了减小体积，用绝缘漆替代了绝缘外皮。滑动变阻器线圈中间的一条亮线，就是绝缘漆被刮掉的部分。 提出问题：导线夹如何固定呢？ 按照大家的设计思路制作出来的这种器材叫作滑动变阻器。我们来认识一下它的结构，滑动变阻器主要由电阻丝、瓷管、接线柱、金属杆、滑片组成。电阻丝缠绕在绝缘的瓷管上，有四个接线柱，其中两个下接线柱AB固定电阻丝的两端，金属杆固定滑片P，它的两端与两个上接线柱CD连接，可以方便把滑片接入电路中。 提出问题：滑动变阻器的工作原理是什么呢？ 展示本节图“滑动变阻器”，介绍滑动变阻器原理图和符号。 展示滑动变阻器铭牌。 提出问题：在滑片的上方，有一个标有“20 Ω，2 A”的铭牌。你能说出它们所表示的物理意义吗？ 环节二：练习使用滑动变阻器 提出问题：如果想利用滑动变阻器来改变通过小灯泡的电流，滑动变阻器应如何连接到电路中呢？ 展示教科书本节图“连接滑动变阻器”，引导学生画出电路图。 提出问题：滑动变阻器有四个接线柱，只需要把其中的两个接线柱接入电路就可以使用。请同学们思考有几种接法。 布置任务：分组实验，将滑动变阻器按6种接法接入电路中，调节滑片向A端移动，观察并记录灯泡亮度变化，电流表示数变化。 以选择接线柱A和D为例分析接入电路的有效电阻及变阻器阻值变化情况并记录。 各小组完成本组完成实验表格。 通过实验结果，我们来总结一下表格，在接哪几个接线柱时，有效电阻是一样的呢？ 接线柱AD或AC接入电路时，电阻的有效部分都是AP段。 接线柱BC或BD接入电路时，电阻的有效部分都是BP段。 接线柱AB或CD接入电路时，无论怎样移动滑片P，电阻的数值都无法改变。 请同学们总结滑动变阻器的使用方法。 布置任务：分组实验，按照教科书本节图“控制定值电阻两端的电压”连接电路。 闭合开关，移动滑片，分别使电压表的示数为1 V、2 V、3 V……观察电流表的示数会怎样变化；换用不同的定值电阻，使电阻成整数倍地变化，如5 Ω、10 Ω、15 Ω……闭合开关，调节变阻器的滑片，保持每次接入的定值电阻两端电压不变。 同学们总结滑动变阻器的作用。 环节三：了解变阻器的应用 滑动变阻器一般只在实验室中使用。在平时的生活中，我们也会用到一种变阻器，通常称为电位器。如图所示为一种机械式电位器，它通过机械式旋钮调节阻值的大小。 我们也可以用一张简图表示它的内部结构，它像一个被弯成环形的滑动变阻器。 它的主要结构有电阻丝、滑片，旋钮可以让滑片绕O点转动，三个接线柱，其中A、B是电阻丝两端的接线柱，C接线柱与滑片相连。我们使用时需将其中的两个接线柱接入电路中。 请同学观察电位器内部结构，与滑动变阻器进行对比，如何将电位器接入电路中？ 演示实验。 提出问题：将电位器AC、BC接线柱分别接入小灯泡电路中，顺时针、逆时针转动滑片，小灯泡的亮度如何变化？ 提出问题：生活中还有哪些物品用到了电位器呢？ 观察现象并分析原因：灯泡变暗。当接入电路中电阻丝的长度变大时，电阻变大，通过灯泡的电流变小，所以小灯泡会变暗。 回答：让电阻丝更长一些。 回答：可以将电阻丝缠绕在一个物体上。 回答：缠绕在绝缘体。 回答：可以给线圈加绝缘外皮。 回答：将与导线夹接触的电阻丝裸露出来。 回答：架在一个架子上。可以把导线夹改进成滑片，并固定在金属杆上。 仔细观察实验器材。 回答：通过改变接入电路的电阻丝的长度，改变接入电路中电阻的大小。 观察、思考、记录。 回答：20 Ω表示这个滑动变阻器能接入电路的最大阻值为20 Ω，2 A则表示这个滑动变阻器允许通过的最大电流为2 A。 回答：滑动变阻器应该与小灯泡串联。 画电路图。更改电路图 回答：6种接法，分别可以选择接线柱A和C，A和D，B和C，B和D，A和B，C和D接入电路中。 完成实验。 展示小组实验观察结果。 各小组派一名代表将本组实验结果进行展示说明。 分组小结。 总结：滑动变阻器的使用方法。 ①应与用电器串联。 ②需要连接“一上一下”两个接线柱。 ③电路闭合前，滑动变阻器应调至最大阻值处。 完成实验。 学生总结：滑动变阻器作用。 ①保护电路。 ②改变电路中的电流大小。 ③改变或控制用电器两端电压。 观察电位器的构造。 回答：与滑动变阻器类似，应将电位器串联接入电路中，将电位器AC或BC接线柱接入电路中。 观察实验现象。分析并回答。 回答：调光台灯、音响的音量旋钮、调温电熨斗等设备。 根据实验现象，分析电阻丝长度的变化引起电路中电流的变化，影响小灯泡的亮度，从而理解滑动变阻器的原理。 通过一系列问题引导学生设计滑动变阻器，从电阻丝长度的变化到线圈缠绕、绝缘处理、滑片设计等环节，层层递进，逐步揭示滑动变阻器的全貌。帮助学生逐步构建知识框架，深入理解滑动变阻器原理，培养学生观察、分析和利用已有知识解决问题的能力。 通过练习使用滑动变阻器，观察不同接法对电流的影响，并进行归纳，培养学生的观察能力、分析能力和总结能力，同时也为他们在后续的实验和电路设计中选择合适的接法打下基础。通过分组实验，分工合作，培养学生的团队协作能力、沟通能力和表达能力。 学生能够依据实验现象，得出实验结论，体现出证据意识和推理能力。 理解电位器的作用。 学生能够依据实验现象进行分析，得出实验结论，并体现出证据意识和推理能力。 让学生了解所学的知识在生活中的应用，并加深对变阻器的理解。
拓展提升 生活中还有各种各样的变阻器，请你查阅课本资料或利用信息技术等方式进行资料整理，获得其他变阻器的相关信息，并在小组内分享。 课后完成。 了解变阻器在生活中的应用，体会物理知识的应用价值。
课堂小结 学生从知识和方法等方面进行本节课的总结。 培养学生总结归纳的能力。
板书设计
16.4 变阻器 一、滑动变阻器 1．原理：改变接入电路的电阻丝长度改变电阻。 2．符号： 二、滑动变阻器的使用 1．滑动变阻器的使用方法 ①串联 ②接线：“一上一下” ③闭合前应调至最大阻值处 2．滑动变阻器的作用 ①改变电流和电压 ②控制电流或电压不变 ③保护电路 三、变阻器应用 电位器
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