初中物理人教版九年级全册第4节 变阻器第一课时教案

课程基本信息

课例编号

学科

物理

年级

9年级

学期

第1学期

课题

变阻器（第一课时）

教科书

书名： 物理 九年级全一册                              

出版社：人教版              出版日期： 2013   年 6 月

教学人员

姓名

单位

授课教师

指导教师

教学目标

教学目标：

知识目标：知道滑动变阻器的结构，会画它在电路图中的符号，理解变阻器工作原理； 能正确使用滑动变阻器，会用滑动变阻器来改变电路中灯泡亮度。

能力目标：通过观察实验、探究等方法，学习利用滑动电阻器改变电路中的电流和用电器两端电压，培养学生观察及分析、总结问题的能力。

情感目标：通过探究活动，体验探究的乐趣，使学生乐于观察、勤于动手，培养学生实事求是的科学态度。

教学重点：

滑动变阻器的结构、符号、工作原理和使用方法；

滑动变阻器的使用，会分析滑动变阻器引起电路中电流变化的原因。

教学难点：

正确使用滑动变阻器，会用滑动变阻器改变电路中电流和用电器两端电压。

教学过程

时间

教学环节

主要师生活动

2分钟

5分钟

10分钟

3分钟

2分钟

引入

滑动变阻器的

构造、

原理、

元件符号

滑动变阻器的使用

滑动变阻器的作用

课堂小结+布置作业

【PPT】这是我们生活中常见的亮度可调的台灯。

【播放视频】

【问】台灯的亮度是可以连续变化的，灯泡的亮度为什么可以发生变化呢？

【PPT】我们把小灯泡连入电路中。

【问】改变小灯泡亮度的方法有哪些呢？

【答】通过前面的学习，我们知道，改变电路中电池个数，可以改变电灯泡的亮度。但是不能使其亮度发生连续变化。

【问】有什么办法能让小灯泡的亮度发生连续变化吗？

【答】上节课我们学习了，在电路中串联一根电阻丝，可以改变电路中的电流。改变电阻丝的材料、长度、横截面积，都能改变电路中的电流，从而改变灯泡的亮度。

【问】那么，哪种方法能让灯泡亮度发生连续变化呢？我们来做做看。

【PPT】我们把一根电阻丝跟小灯泡串联接入电路。改变电阻丝接入电路的长度，观察小灯泡亮度变化。我们开始实验。

【实验】闭合开关，小灯泡发光，电路中的电流从电源的正极出发，经过开关、电阻丝AB段、小灯泡、又回到电源负极，向C端移动导线夹，灯泡的亮度变暗。

【问】导线夹在移动的过程中改变的是什么呢？

【答】改变的是接入电路中电阻丝的长度，长度变大，电阻变大，通过灯泡的电流变小，灯泡变暗。

【问】可是灯泡的亮度并没有改变的那么明显，我要想大范围改变灯泡的亮度又能怎么办呢？

【答】让电阻丝阻值变化范围更大一些就可以了。

【问】想一想，如何使电阻丝阻值变化范围更大呢？

【答】让这个电阻丝更长一些就可以了，可是电阻丝变长，操作起来就不是那么方便了。

【问】如何在增加电阻丝长度的前提下，不改变导线夹操控距离呢？回答这个问题之前，请同学们思考，学校操场上的环形跑道一圈只有400m。大家跑步时，最多只能跑400m吗？想过这个问题，对回答刚才的问题有帮助吗？

【答】对，我可以让电阻丝绕圈。我们可以把电阻丝绕成紧密的线圈缠绕在物体上。

【问】那么缠绕在什么材料的物体上？

【答】可以缠绕在绝缘体上，因此要缠绕在绝缘的瓷管上。

【问】那么又出现问题了，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，我们需要对线圈进行怎样的改进呢？

【答】我们可以给线圈加绝缘外皮。

【问】旧的问题解决了，新的问题又出现了。由于绝缘外皮的存在，导线夹就无法与线圈直接接触，电路就断开了。如何解决这个问题呢？

【答】我们可以把导线夹与电阻丝接触地方的绝缘皮刮掉，放大一点，电阻丝彼此之间还是绝缘的，而导线夹却可以和电阻丝直接接触，连通电路了。实际上，为了在一个瓷管上缠绕更多的电阻丝，用绝缘漆替代了绝缘外皮。可以看到右侧线圈中间的这一条亮线，就是绝缘漆被刮掉的部分。

【问】那导线夹如何固定呢？

【答】我们可以把导线夹改进成滑片并固定在金属杆上。

【PPT】这就是实验室中的滑动变阻器，它能改变接入电路中的电阻的大小。首先，我们来认识一下它的结构，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，可以方便地把滑片接入到电路中。

【问】那么滑动变阻器的工作原理是什么呢？

【答】通过改变接入电路的电阻丝的长度，改变电阻，从而改变电路中电流的大小。

【PPT】滑动变阻器作为重要的电学元件，我们来看一下它的实物图与结构示意图，与实物图相对照，有四个接线柱为ABCD，电阻丝是下面AB这一段，金属杆为CD这一段，滑片为P。它的元件符号与电阻相类似，在电阻的上面有一个向下的箭头形象地来表示滑片。

【PPT】在滑片的上方，有一个铭牌，铭牌上有两个数值：20欧，2安培。

【问】你能猜出它们所表示的物理意义吗？

【答】没错，20欧表示这个滑动变阻器能接入电路的最大阻值为20欧，2安培则表示这个滑动变阻器允许通过的最大电流为2安培。

【PPT】接下来我们来看看如何正确使用滑动变阻器。

【问】滑动变阻器应如何连接到电路中呢？

【答】如果想通过改变滑动变阻器的电阻，来改变通过用电器的电流，那么这个滑动变阻器就应该与用电器串联起来。我们画出电路图，根据电路图连接实物图，滑动变阻器有四个接线柱，我们只需要把其中的两个接线柱接入电路中就可以使用。

【PPT】如图，我们可以将接线柱A和D连入电路中，在结构示意图上画出连接的导线。请你试一下，还有几种连接方法，并在结构示意图上画出对应导线。

【填写表格】

【PPT】我们还可以连接接线柱AC、接线柱BC、接线柱BD、接线柱AB、和接线柱CD，我们将滑动变阻器按以上六种连接方法依次连入电路，闭合开关，缓慢移动滑片，观察灯泡亮度是否变化，滑片向A端移动时，灯泡的亮度变化是怎样的，请记录在表格中。

【实验】首先将AD接线柱接入电路中，闭合开关，移动滑片P，观察灯泡亮度及变化；将AC接线柱接入电路中，闭合开关，移动滑片P，观察灯泡亮度及变化；将BC接线柱接入电路中，闭合开关，移动滑片P，观察灯泡亮度及变化；将BD接线柱接入电路中，闭合开关，移动滑片P，观察灯泡亮度及变化；将AB接线柱接入电路中，闭合开关，移动滑片P，我们发现小灯泡几乎不发光，且无变化；最后将CD接线柱接入电路中，闭合开关，移动滑片P，小灯泡发光明亮，且无变化。

【填写表格】我们来看一下你观察到的现象，将AD或AC接线柱接入电路时，向A端移动滑片P，灯泡变亮；将BC或BD接线柱接入电路时，向A端移动滑片P，灯泡变暗；将AB接线柱接入电路时，灯泡几乎不发光，向A端移动滑片P，亮度不变；将CD接线柱接入电路时，灯泡明亮，向A端移动滑片P，亮度也不变。这是什么原因呢？接入不同的接线柱，电流流过滑动变阻器的方式有何不同呢？让我们以第一种连接方法为例，一起来分析下。

我们再来看一遍实验现象。

【实验】将AD接线柱接入电路中，闭合开关，向A端移动滑片P，观察到，灯泡变亮，这是为什么呢？

【PPT】此时，电流从电源的正极出发，经过小灯泡、到滑动变阻器的接线柱A，按照电阻丝缠绕的方向经滑片P和金属杆到接线柱D，再经开关回到电源负极。

向A端移动滑片P时，接入电路中的电阻丝变短，接入电路中的电阻变小，从而电路中的电流变大，灯泡变亮。

【问】请在结构示意图上画出电流流向，你能找到此时接入电路的有效电阻吗？

【答】没错，是AP这一段

可以发现，向A端移动滑片P时，有效电阻AP变短，因此，电阻将变小。

【问】分别将AC接线柱、BC接线柱、BD接线柱、AB接线柱、CD接线柱接入电路时，电流是怎样流过滑动变阻器的呢？接入电路的有效电阻是哪一段？向A端移动滑片P，电阻如何改变？请你自己动笔画一画，完成表格。

【填写表格】AC接线柱接入电路时，电流流向如图所示，接入电路的有效电阻是AP段，向A端移动滑片P时，电阻将变小。

BC接线柱接入电路时，电流流向如图所示，接入电路的有效电阻为BP段，向A端移动滑片P，电阻将变大。

BD接线柱接入电路时，电流流向如图所示，此时接入电路的有效电阻还是BP段，向A端移动滑片P，电阻还是变大的。

AB接线柱接入电路时，电流流向如图所示，此时电阻丝AB全部接入电路中，所以灯泡几乎不发光，无论怎样移动滑片P，有效电阻一直为AB，向A端移动滑片P，电阻不会发生改变。

CD接线柱接入电路时，电流流向如图所示，此时是金属杆CD全部接入电路中，而金属杆的电阻非常小，相当于一根导线，所以此时灯泡明亮，向A端移动滑片P，电阻也是不变的。如果此时的电流大于灯泡的额定电流，那么灯泡就有可能发生损坏。

【问】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？

【答】没错，将接线柱AD或AC接入电路时，有效电阻都是AP。

因此，向A端移动滑片P，电阻将变小，可以理解为滑片接近连入电路的下接线柱，电阻变小。

将接线柱BC或BD接入电路时，有效电阻都是BP。

因此，向A端移动滑片P，电阻将变大，可以理解为滑片远离连入电路的下接线柱，电阻变大。

将接线柱AB或CD接入电路时，无论怎样移动滑片P，电阻都无法改变。

接线柱AB接入电路时，相当于将定值电阻接入电路，电阻不变且为滑动变阻器的最大阻值，而接线柱CD接入电路时，相当于导线接入电路中，电阻不变且最小，这两种连接方法都使滑动变阻器失去了改变电阻的作用。

【问】最后我们来看一下滑动变阻器在实验中的作用，滑动变阻器能否改变通过灯泡的电流呢？

【PPT】我们来设计一下这个实验，画出电路图，根据电路图连接实物。

【实验】我们将接线柱AD接入电路中，闭合开关前，滑片P应放在哪一端呢？没错，应放在最大阻值处，也就是B端。闭合开关，此时，电流表测量通过灯泡的电流。向A端移动滑片P，观察电流表示数。可以发现，电流表的示数在逐渐变大。

【PPT】因此，滑动变阻器可以改变通过灯泡的电流。

【问】那么，滑动变阻器能否改变灯泡两端的电压呢？

【PPT】我们画出电路图，根据电路图连接实物。

【实验】我们将接线柱AD接入电路中，闭合开关前，将滑片P放在滑动变阻器最大阻值处，也就是B端。闭合开关，此时，电压表测量灯泡两端的电压。向A端移动滑片P，观察电压表示数。可以发现，电压表的示数在逐渐变大。【PPT】因此，滑动变阻器也是可以改变灯泡两端电压的。

【PPT】同学们，今天我们学习的内容就是这些，接下来我们做一个小结，首先，我们了解了滑动变阻器的结构。原理及元件符号，之后是本节课的重点，滑动变阻器的使用方法：①要与用电器串联使用，②要连接一上一下两个接线柱，③在开关闭合前，滑片应在滑动变阻器的最大阻值处以保护电路。最后我们了解了滑动变阻器的一些作用。

【PPT】让我们来看一下今天的作业：基础性作业是完成“学生资源”中的课后练习。

拓展性作业：我们的生活中有许多用电器都用到了变阻器。如台灯、音响等。请大家尝试调节台灯改变亮暗的旋钮，音响的音量旋钮，感受变阻器对用电器的作用。

今天的课程我们就学习到这里，同学们，再见。