2021学年第4节 变阻器教学设计

教学环节

教师活动

学生活动

设计意图

创设情景

（5分钟）

展示或演示调光灯改变台灯亮度的视频。

调光灯是如何改变灯泡亮度的？

学生观察视频，思考问题。

创造课堂情景，激发学生的兴趣和求知欲。

引入新课

（5分钟）

回忆影响电阻大小的因素、电流大小与电压的关系。

连接一个灯泡发光的简单电路，提出改变此灯泡亮度的方法。

学生提出改变灯泡亮度的方法：改变电源电压、电路中的电阻大小等。

知识巩固，为后面的学习作铺垫。

新课内容（25分钟）

改变小灯泡亮度

展示一个连有铅笔芯的简单电路，闭合开关使小灯泡发光。

思考：有哪些方法可以使小灯泡的亮度发生改变？

改变电池的节数就是改变电源电压，可以使电路中电流发生改变。要如何改变铅笔芯才能使灯的亮度发生改变？

教师演示学生提出的各种方案，对比除了改变电压，如何改变铅笔芯最简便？

那么刚才大家看到调光灯也是利用了像铅笔芯这么长的电阻丝来调节灯的亮度的吗？

学生结合前面学习的内容提出方案：（1）改变电池的节数；（2）改变铅笔芯。

结合影响电阻大小的因素回答，可以改变铅笔芯的长度、材料、横截面积等。

学生观察实验，发现改变铅笔芯接入电路的长度改变灯泡亮度是最简便的。

培养学生观察实验、分析实验的能力。

培养学生的总结和分析能力。

变阻器

能改变接入电路中电阻大小的元件叫变阻器。实验中常用的是滑动变阻器。

展示一个滑动变阻器。

在物理实验中经常使用滑动变阻器来改变电路中的电流。

投影出滑动变阻器的使用说明书，通过此说明书思考下列问题：

（1）滑动变阻器的构造。

（2）工作原理。

（3）技术参数中的电阻值和电流的意义。

（4）变阻器在电路中的作用。

（5）制作变阻器电阻丝的材料特点。

◆结构及工作原理

滑动变阻器由合金丝、瓷管，滑动头、滑杆、支架、接线柱等主要部件组成。它用有氧化膜绝缘层的合金电阻丝密绕在瓷管上。在电阻丝的表面上，有可以在线面滑动的导电电刷，它是一种通过变更电阻线的长短来改变电阻大小，进而改变电压或电流的仪器。

◆技术数据

型号：XXXXX

电阻值：0～50Ω

电流：2A

电阻值误差不超过±10%

变阻器能在环境温度－10℃至40℃，相对湿度不大于85%的条件下连续工作。

滑动变阻器上有四个接线柱，在连接电路时只需要连接两个接线柱即可，如何把滑动变阻器正确接入电路才能起到其改变电路中电流或电压的作用呢？

学生阅读滑动变阻器的结构及工作原理、技术数据，结合课本内容思考提出的问题。

（1）滑动变阻器主要是由绝缘管、电阻丝、滑片、接线柱、金属杆等组成的。

（2）通过改变接入电路中电阻丝的长度来改变接入电路中的电阻。

（3）50Ω表示此滑动变阻器接入电路的最大阻值为50Ω；2A表示允许通过的最大电流为2A。

（4）滑动变阻器在电路可以通过改变电阻来改变电路中的电流和电压

（5）电阻丝的材料主要是由电阻率大的合金丝做成的。

培养学生的自学能力。

为后面不同电路中电压的规律作铺垫。

练习使用滑动变阻器

教师演示一个使用滑动变阻器改变灯泡亮度的电路。

下面请大家自己利用手边的器材连接一个可以改变灯泡亮度的电路，记录滑动变阻器接入电路的接线柱，以及移动滑片P时灯的亮度变化。

下面我们请同学来汇报实验结果。

滑动变阻器有哪些接法是可以改变电阻的？这些接法中有哪些规律？

滑动变阻器需要使用“一上一下”的接法才能改变电阻。

在实验中利用滑动变阻器改变了灯泡中的电流，那么灯泡两端的电压有没有发生改变呢？

（1）连接如图所示的电路，用电压表测量电阻R两端的电压。

（2）调节滑动变阻器的滑片，使电阻R两端的电压逐渐变大，观察电流表的示数变化情况是否与电压表示数变化相同。

（3）换用不同的定值电阻，使电阻成整数倍变化（如：5Ω、10Ω、15Ω），闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，保持每次接入的定值电阻两端的电压不变，观察电流表示数的变化规律。

实验表明：调节滑动变阻器的滑片，不但能改变电路中的电流大小，还能改变用电器两端的电压。

思考：如果在不知道接通电路时电路中电流会有多大的情况下，闭合开关前滑动变阻器的滑片应该置于哪个位置。

实验室的变阻器还有电阻箱，它可以显示接入电路的阻值大小。

展示电阻箱，介绍其内部结构。

利用旋钮改变电阻箱的阻值进行读数。

学生观察教师连接电路的过程，初步了解滑动变阻器的连接的方法。

学生进行分组实验，观察实验现象，记录实验结果。

学生汇报实验结果，总结滑动变阻器有哪些接法可以改变电阻大小，分别是AB、AC、BC、BD。

这些接法中有一个共同点：滑动变阻器必须要接一个下面的接线柱和一个上面的接线柱才能直到改变电阻的作用。

对比实验数据可以发现滑动变阻器的改变作用主要取决于下面的接线柱，即只要接了A接线柱，C、D可以任选，滑片P向右移，接入电路的电阻都是在变大的。

学生根据电路图连接实物，调节滑动变阻器的滑片，观察电压表示数的变化。

改变定值电阻的大小，利用滑动变阻器调节定值电阻两端的电压保持不变。

学生结合滑动变阻器的使用，讨论可以得出，在连接电路时，把滑动变阻器的滑片移至阻值最大处，可以使电路中的电流较小，起到保护电路的作用。

学生观察电阻箱，尝试读数。

培养学生设计实验和动手的能力。

培养学生总结实验的能力。

掌握滑动变阻器的使用方法，为后面研究电流与电压和电阻的关系打下实验基础。

通过实验知道可以利用滑动变阻器改变电路中的电流和电压。

培养学生的合作学习的能力。

变阻器的应用

在电路中，变阻器的作用主要是通过调节接入电路中的电阻值的大小，改变电路中的电流和改变用电器两端的电压。滑动变阻器一般只在实验室中应用。那么开始大家看到的调光灯中使用的也是滑动变阻器吗？

拆开一个台灯，观察内部调节装置。

在家用电器中有灯光调节、音量调节等装置，它们也是一种变阻器，通常称为电位器。

展示一些常见的电位器。

大家还见过哪些电器中使用到电位器？

大家举的这些例子中有的是机械式的电位器，通过旋钮来调节接入电路的电阻，也有的一些是数字电位器。例如耳机的线控装置、电视机遥控器改变音量等。

与机械式电位器相比，数字电位器有哪些优点呢？

数字电位器已经在自动检测与控制、智能仪器仪表、消费类电子产品等许多领域得到广泛应用。

引导学生把变阻器应用于实际。

学生观察台灯内部装置。

学生举例，如可调亮度的台灯、可调温的电热毯、电饭锅、收音机、电视机等。

学生阅读课本总结：

与机械式电位器相比，数字电位器具有可程序控制改变阻值、耐震动、噪声小、寿命长、抗环境污染等优点。

培养利用物理知识解决实际问题的能力。

加强物理、技术与生活的联系，了解数字电位器在现实中的应用。

滑动变阻器的应用

1．如图所示的甲、乙两电路是在电源电压不变的情况下，利用滑动变阻器改变灯泡亮度，其中可以改变亮度的是______。

2．如图所示电路，滑动变阻器的滑片P向左移动时，连入电路的电阻变_______，电阻中的电流变______（电源电压保持不变）。

3．将元件连接起来，要求L1和L2并联，用滑动变阻器控制L1亮度。

4．汽车的油量表。

学生思考：滑动变阻器在改变电路时要与被改变的电路串联，并联电路互不影响，滑动变阻器与灯泡并联无法改变灯泡亮度。

学生思考：本题中滑动变阻器接入电路的是AP段电阻，当P向左移动时，AP的长度变短，接入电路的电阻变小，电路中的电流变大。

学生根据题意设计电路，交流。

变阻器与被控制的灯L1串联，再与灯L2并联。

利用物理方法解决实际问题，加强理论联系实际。

总结（5分钟）

课堂小结：

1．通过这节课你学到了什么？

2．滑动变阻器的构造、原理。

3．滑动变阻器的铭牌表示的意思。

4．滑动变阻器的使用方法。

5．变阻器的应用。

学生梳理本节课知识内容。

1．本节主要学习了变阻器和变阻器的应用。

2．滑动变阻器利用改变接入电路中电阻丝的长度改变接入电路的电阻。

3．滑动变阻器的铭牌反映了滑动变阻器的参数，如最大阻值及允许通过的最大电流。

4．滑动变阻器要与被改变的电路串联，接入电路时要采用上下接法等。

5．实际中使用较多的变阻器是电位器，广泛应用于电路中的调节。

培养学生总结归纳的能力。

作业布置

完成《动手动脑学物理》第1～4题。

按要求完成。

知识巩固。