资源简介

第4节　变阻器
（人教版《物理》九年级全一册 第十六章第4节 教学设计）
课题 第4节　变阻器 课型 新授课
课时 1课时 教材版本 人教版《物理》九年级全一册
教学方法 实验探究法、演示法、讲练结合法 学科 物理
年级 九年级 教学用具 小灯泡、电池组、滑动变阻器、电流表、电压表、导线若干、铅笔芯、金属夹、亮度可调台灯、电位器等
教材分析 变阻器是初中电学重要的实验器材，直接影响“伏安法测电阻”“伏安法测电功率”等后续学习。本节在电流、电压、电阻之后安排，符合由易到难的认知规律，由“变阻器”与“变阻器的应用”两部分组成。重点是通过实验认识变阻器的工作原理，难点是按要求正确连接变阻器。教学中以改变灯泡亮度切入，引出通过改变电阻来改变电流的思路，再让学生在动手接线中体会正确接法，故本节适合在实验室进行。
学情分析 学生已具备电流、电压、电阻等电学基础，对电路基本组成有一定认识；但变阻器构造较复杂、接线方式多样，原理与应用对学生仍具挑战。九年级学生正从形象思维向抽象思维过渡，需借助直观实验与生活实例加深理解；实验操作上易出现接线不规范，需加强示范与指导。
核心素养目标 物理观念：知道滑动变阻器的构造，理解其工作原理；知道铭牌上规格（如20Ω 1A）的含义。 科学思维：掌握正确使用滑动变阻器的方法，能分析“一上一下”接法与滑片移动对电阻的影响。 科学探究：通过实验探究掌握滑动变阻器的接线方式，会用其改变电路中的电流与控制用电器电压。 科学态度与责任：了解变阻器在生活中的应用，养成严谨实验态度，激发发明创造热情。
教学重点 知道变阻器的工作原理。
教学难点 按要求正确连接变阻器。
教学过程 【环节一：情境导入（3~4分钟）】 【教师活动】提问：生活中你是怎样改变调光灯亮度的？怎样改变收音机音量大小？它们都用了叫电位器（变阻器）的元件。变阻器为什么能改变灯泡的亮度？ 铅笔芯变阻演示实验 【学生活动】联系调光灯、收音机音量等生活经验，思考变阻器改变亮度的原因，进入新课。 【设计意图】从生活情境切入，引出“变阻器能改变亮度”的疑问，激发探究欲。 【过渡语】先用铅笔芯做一个变阻的小实验，看看改变电阻是怎样影响电流的。 【环节二：认识变阻器与滑动变阻器（9~10分钟）】 【教师活动】演示：取一段自动铅笔芯，一端夹子固定，移动另一端夹子，观察小灯泡亮度。 现象与分析：夹子沿铅笔芯移动，小灯泡亮度连续变化；接入的铅笔芯越短，电阻越小，灯越亮。 结论：改变接入电路中导体的长度，就可以改变电阻。能改变接入电路中电阻大小的元件叫变阻器；实验室常用的是滑动变阻器和电阻箱。 滑动变阻器构造：主要由滑片、电阻线圈、接线柱（A、B、C、D）、金属杆等组成。电阻丝缠绕在绝缘管上，两端连到两个接线柱；金属杆电阻很小，杆两端有接线柱，金属杆与电阻丝通过滑片相连。 滑动变阻器实物构造 原理：滑动变阻器通过改变连入电路中电阻线的长度来改变电阻。滑片移到不同位置，AC或BC两接线柱间电阻丝长度不同，接入电阻随之改变。 滑动变阻器结构示意图 滑动变阻器电路符号 铭牌含义：如“20Ω 1A”，其中“20Ω”表示最大电阻为20欧，“1A”表示允许通过的最大电流为1安。 各种电位器与变阻器 【变阻器原理】滑动变阻器靠改变接入电路中电阻线的长度来改变电阻，符号见上图。 【学生活动】观察铅笔芯演示，认识变阻器与滑动变阻器的构造、原理与符号，知道铭牌规格含义。 【知识点】变阻器：能改变接入电阻大小的元件；滑动变阻器原理为改变电阻线接入长度。 【设计意图】先现象后概念建立“变阻”认识，结合构造、符号、铭牌全面了解滑动变阻器。 【环节三：探究滑动变阻器的接线方法（12~13分钟）】 【教师活动】提问：滑动变阻器有A、B、C、D四个接线柱，只选其中两个接入M、N间，有几种接法？ 归纳：共有6种接法——AB、AC、AD、BC、BD、CD。按顺序逐一接入，闭合开关并移动滑片，观察灯泡亮度与电流表示数变化，记录数据。 六种接线方式效果对比表 分析论证：①选用下方接线柱A或B与上方金属棒接线柱C或D各一个（一上一下）时，移动滑片能改变接入电阻；②选用下方两个A、B或上方两个C、D时，移动滑片不能改变电阻。 对C、D接线的分析：把C、D连入电路相当于一条导线，接入电阻为0，移动滑片不改变电阻；把A、B接入时，电流经过全部电阻线，接入电阻为最大阻值，相当于定值电阻，移动滑片也不改变。 【一上一下接线】滑动变阻器应按“一上一下”接入；下端接线柱决定电阻变化：滑片靠近下接线柱电阻变小，远离则变大。 滑动变阻器串联灯泡电流表 使用方法：①滑动变阻器应与用电器串联；②按“一上一下”方式接入；③电阻变化取决于下端接线柱，上端两个接线柱任一接入等效。口诀：近下电阻变小，远下电阻变大。 【接线与保护】闭合开关前应将滑片放在阻值最大处，使电流最小，保护电路元件；电路电流不能超过允许通过的最大电流。 【下端接线柱】电阻是变大还是变小，关键看下端接线柱在左端还是右端：滑片远离下接线柱则电阻变大。 【学生活动】分组实验，逐一尝试6种接法并记录，分析哪种能改变电阻，归纳“一上一下”的使用方法。 【知识点】滑动变阻器：串联接入，“一上一下”，闭合前滑片在最大阻值处。 【设计意图】通过逐一接线实验，让学生亲历6种接法，在对比中体会“一上一下”的正确方法。 【环节四：变阻器的应用（6~7分钟）】 【教师活动】讲解电位器：家用电器音量调节的器件是一种变阻器，常称电位器；主要由电阻丝和滑片组成，通过机械旋钮改变接入电阻。 电位器实物与构造 电位器原理：若把A、B两接线柱串联接入，滑动片P顺时针旋转，接入电阻变小、电流变大，音量变大；反之音量变小。数字电位器用数字信号控制阻值，具有可编程、耐震动、寿命长等优点。 生活应用：可调亮度的电灯、可调温度的电热毯与电饭锅等都用变阻器调节。 汽车油量计：油量表实质是电流表。油量减少时浮标下降，滑片使接入电阻变大、电流变小，油量表示数变小。 汽车油量表原理图 公路计重秤：车重表由电流表改装并串联。车越重，接入电阻变小、电流变大，车重表示数变大。 计重秤原理图 【变阻器的应用】变阻器广泛用于调光灯、音量调节、油量表、计重秤、体重计等设备。 【学生活动】认识电位器及其原理，了解变阻器在生产和生活中的多种应用。 【知识点】应用：电位器调节音量亮度；油量表、计重秤利用电阻变化反映被测量。 【设计意图】从电位器到油量计、计重秤，用生活实例说明变阻器的应用价值，延伸课堂。 【环节五：典例精讲（7~8分钟）】 【教师活动】组织完成例1~例4，针对变阻器原理、接线判断、电阻箱读数与电位器分析逐题讲评。 【典例精讲】例1：滑动变阻器的原理是通过改变连入电路中导线的＿＿＿来改变电阻，从而改变电路中的电流。如图为滑动变阻器的结构示意图，要使滑片P向右滑动时电阻变大，应接入的接线柱为＿＿＿两个或＿＿＿两个接线柱；若要使滑动变阻器相当于定值电阻，应接入＿＿＿两个接线柱。 滑动变阻器结构示意图 【答案】长度；A与C（或A与D）；AB。滑片右移电阻变大，下端应接左端A，上端接C或D任一；接AB时电流通过全部电阻线，相当于定值电阻。 【典例精讲】例2：如图所示为闭合电路中滑动变阻器的接法，下列判断正确的是（　　） A．滑片向左移动，变阻器的阻值变大 B．滑片向右移动，变阻器的阻值变大 C．电流必须从上接线柱流进变阻器 D．电流必须从下接线柱流进变阻器 【答案】A。 旋盘式电阻箱 插拔式电阻箱 【典例精讲】例3：（1）若要使电位器接入阻值变大，滑片P应＿＿＿旋转（顺时针/逆时针）；（2）如图乙电阻箱的示数是＿＿＿Ω；图丙为插拔式电阻箱，A、B两接线柱间电阻值是＿＿＿Ω，最大可调到＿＿＿Ω。 【答案】（1）逆时针（视接线确定）；（2）3608；3；10。 【典例精讲】例4：甲为调光台灯，乙为其电位器结构图，A、B、C为电位器的三个接线柱，转动滑片可调节灯泡亮度。下列分析不正确的是（　　） 调光台灯及电位器结构 A．电位器应该与调光台灯的灯泡串联 B．电位器和滑动变阻器的工作原理是相同的 C．若只将A、B接入电路，顺时针旋转滑片，灯泡将变暗 D．若只将A、C接入电路，逆时针旋转滑片，灯泡将变亮 【答案】D。 【解析】电位器要与灯泡串联才能相互影响；它与滑动变阻器原理相同；只接A、B时顺时针旋转使接入电阻变大、电流变小，灯泡变暗；只接A、C接入的是全部电阻，旋转滑片电阻不变、亮度不变，故D错误。 【学生活动】完成例1~例4，掌握变阻器原理、接线、电阻箱读数与电位器应用。 【知识点】应用例：会用变阻器原理与电位器分析接线、读数与调光问题。 【变阻器核心】变阻器通过改变接入电路中的电阻来改变电流与用电器电压；接线应遵循“一上一下”。 【设计意图】以变阻器原理与电位器台灯为背景，综合训练接线与读数能力。 【环节六：当堂检测与课堂小结（6~7分钟）】 【教师活动】组织完成当堂检测，巡视讲评；小结滑动变阻器构造、原理、接线与应用；布置作业。 1. 滑动变阻器接入电路，当滑片P向右滑动时，连入电阻变大的图有几个（　　） A．1个　　B．2个　　C．3个　　D．4个 解答：B。“一上一下”接入，向右滑动时，图1、图4滑片远离下接线柱、电阻变大，图2靠近、电阻变小，图3接下方两接线柱相当于定值电阻；故变大的有2个，选B。 2. 滑动变阻器标有“100Ω 5A”：①滑片P移到A点时，接入电阻为＿＿＿Ω；②接入电路时滑片P应移到＿＿＿点；③导线接CD接线柱，接入电阻为＿＿＿。 解答：①100；②A；③0。滑片在A端全部电阻接入为最大阻值100Ω，闭合前应放A点保护电路；接CD是金属杆接入，电阻为0。 3. 用变阻器控制灯泡L亮度，要求滑片P向左滑动时灯泡变亮，下列接法正确的是（　　） A．M接C，N接D　　B．M接A，N接B　　C．M接C，N接B　　D．M接A，N接D 解答：C。滑片左移灯变亮，接入电阻应变小，滑动变阻器接入的电阻丝应变短，下接线柱应接C，上接线柱接A或B均可，故选C。 4. 关于电位器（旋钮变阻器），下列说法正确的是（　　） A．用它调节灯泡亮度，应将它并联接入电路 B．它是通过改变接入电阻丝的横截面积来改变电阻的 C．若将B、C两接线柱接入，顺时针转旋钮接入电阻变小 D．若将A、C两接线柱接入，顺时针转旋钮接入电阻变大 解答：C。电位器应串联使用；它是改变接入电阻丝的长度；接BC顺时针接入变短、电阻变小；接AC接入整条电阻丝、长度不变电阻不变。故选C。 体重计原理图 5. 自动体重测试仪中，体重显示表由＿＿＿（选填“电流表”或“电压表”）改装而成，示数越大，说明人的质量越＿＿＿。 解答：电流表；大。体重表串联在电路中是电流表；示数越大，总电阻越小，滑动变阻器接入越短，说明体重测试台压力越大，质量越大。 6. 做“用滑动变阻器改变小灯泡电流”实验：（1）电压表测灯泡电压约2.5V，电流约0.7A，滑片P右移时灯泡变亮；（2）实验前滑片P应在＿＿＿端；（3）“20Ω 1A”中20Ω表示＿＿＿＿，1A表示＿＿＿＿；（4）闭合开关灯泡不亮、电流表无示数但电压表有示数，故障可能是＿＿＿＿。 解答：（1）见电路连接；（2）A端（阻值最大处）；（3）最大电阻20Ω，允许最大电流1A；（4）小灯泡断路。 【学生活动】完成当堂检测，巩固变阻器构造、接线、参数与电位器应用。 【知识点】本课主线：变阻器认识→滑动变阻器接线→应用（电位器、油量计等）→检测。 【设计意图】检测覆盖接线判断、参数含义、电位器原理与故障分析，突出变阻器核心。
板书设计（两列层级提纲式）
滑动变阻器 定义与原理：改变接入电阻线长度 符号与结构示意
滑动变阻器的使用 与用电器串联 “一上一下”接线 闭合前滑片放最大阻值
变阻器的应用 电位器：音量调节 油量表、计重秤、体重计
第4节　变阻器
教学反思 1.演示铅笔芯实验是否直观？建议：移动夹子观察亮度连续变化，先让学生说出“长度改变电阻”。 2.接线规则是否讲透？建议：列出6种接法逐一分析，突出“一上一下”与“近下阻小”。 3.闭合前滑片位置是否强调？建议：强调放阻值最大处保护电路，示范改接。 4.应用实例是否贴近生活？建议：用调光灯、音量、油量计、计重秤等生活实例说明。 5.例题与检测是否到位？建议：围绕电位器原理、接线判断、参数含义设计练习。 6.时间分配是否合理？建议：构造与接线是主体，应用与例题精选精练。

展开更多......

收起↑