第4節變阻器（教學設計）年級九年級授課時間課題第4節變阻器教學目標1.能說出滑動變阻器的構造，畫出它在電路中的符號，理解變阻器的工作原理。2.會把滑動變阻器正確連入電路來改變電路中的電流及用電器兩端的電壓。教材分析變阻器是初中物理電學實驗器材的重要組成部分，變阻器的學習直接影響到后面“影響電流大小的因素”“伏安法測電阻”和“伏安法測量電功率”的學習。本節安排在“電流”“電壓”和“電阻”之后學習，符合學習由易到難、由簡到繁的規律。本節內容由“變阻器”和“變阻器的應用”兩部分構成。本節教學的重點是知道變阻器的工作原理，教學的難點是按要求正確連接變阻器。突出教學重點的關鍵環節是教師引導學生考慮如何改變電路中小燈泡的亮度，進而引出通過改變電阻來達到改變電流的目的。突破教學難點的關鍵是讓學生通過把變阻器接入電路的實驗，體會并發現如何正確連接變阻器。因此，本節課建議教師在實驗室中進行。教學器材小燈泡、電池組、滑動變阻器、電流表、電壓表、導線若干、鉛筆芯（約10厘米長）、金屬夾、亮度可變的臺燈、電位器等.多媒體ppt，包含視頻：《滑動變阻器的接線》、《滑動變阻器的使用》等。教學過程教師活動學生活動導入新課【提出問題】①生活中你是怎樣改變調光燈的亮度？②怎樣改變收音機音量的大小？原來他們都用了一個叫做電位器（變阻器）的元件。變阻器為什么能夠改變燈的亮度？——《16.4變阻器》。學習新課一、變阻器1.實驗探究：改變小燈泡的亮度【演示實驗】把鉛筆芯、小電燈、干電池用導線連接起來，沿鉛筆芯移動導線夾，觀察小燈泡的亮度怎樣變化？鉛筆芯鉛筆芯實驗現象：隨著夾子在鉛筆芯上移動，小燈泡的亮度發生連續變化，接入電路的鉛筆芯越短，電阻越小，小燈泡越亮。【歸納】實驗結論：改變接入電路的導體的長度，可以改變電阻。2.變阻器能改變接入電路中電阻大小的元件叫做變阻器。實驗室常用的變阻器是滑動變阻器和電阻箱。3.滑動變阻器【出示實物或圖片】滑動變阻器，它有纏繞在絕緣管上的電阻線，外面涂有絕緣漆，它的兩端連接在兩個接線柱上；支架上方有個比較粗的金屬桿，電阻很小，金屬桿兩端有接線柱，金屬桿與電阻線通過滑片相連。（1）構造：滑片、電阻線圈、接線柱（A、B、C、D）、金屬桿等。（2）原理：滑動變阻器是通過改變連入電路中電阻線的長度，來改變電阻的。如圖所示，滑片移動時與線圈相接觸的部位上的絕緣層已經刮掉，滑片移到不同位置時，AC或BC兩個接線柱間電阻絲的長度不一樣，這樣就可以改變接入電路中電阻的大小。（3）結構示意圖和符號：結構示意圖：A、B、C、D分別表示四個接線柱，P表示滑片。元件符號如圖所示。結構示意圖結構示意圖變阻器符號實驗電路圖（4）銘牌上各物理量的意義：例如，一滑動變阻器標有“20Ω1A”，其中“20Ω”表示變阻器的最大電阻是20歐；“1A”表示允許通過的最大的電流是1A。4.實驗探究：滑動變阻器的接線方法【提問】滑動變阻器共有ABCD四個接線柱，如果只選其中的兩個接入電路M、N兩點間，可能有幾種連接方法？【歸納】有6種連接方法：AB、AC、AD、BC、BD、CD。【學生實驗】（1）進行實驗與記錄①按圖連接電路。②把滑動變阻器的接線柱依次接入電路中的M、N兩點間。閉合開關，移動滑片P，觀察燈泡亮度和電流表示數的變化，并記錄在表格中。③實驗記錄：（2）分析論證【引導學生分析】①把接線柱C、D連入電路的分析把C、D接線柱連入電路，相當于一條導線，連入電路的阻值為0，移動滑片不能改變電阻。②把接線柱A、B連入電路的分析將A、B接線柱接入電路，電流要經過全部電阻線，此時變阻器連入電路的阻值為變阻器的最大阻值，相當于一個定值電阻，移動滑片不能改變電阻。（3）探究歸納①滑動變阻器應按照“一上一下”的方式接入電路中。②關鍵是確定了滑動變阻器的下端接線柱時，上端兩個接線柱中任何一個連入電路，接法是等效的。③滑片向靠近下接線柱的方向移動，電阻變小，滑片向遠離下接線柱的方向移動，電阻變大，可簡記為：“近下電阻變小，遠下電阻變大”。5.實驗：用滑動變阻器改變小燈泡的亮度（1）設計實驗①實驗電路圖如圖所示；②小燈泡與變阻器串聯，電流表串聯在電路中；③閉合電鍵前應將滑片放到什么位置上？位于阻值最大位置（右端），可以使電路中的電流最小，起到保護電路元件的作用。④注意：電路中的電流不能超過允許通過的最大電流（否則燒壞滑動變阻器）。（2）進行實驗①閉合開關，使滑片P位于最右端，觀察電流表示數及小燈泡的亮度；②將滑片由最右端移到中間，觀察電流表示數及小燈泡的亮度；③將滑片由中間移到最左端，觀察電流表示數及小燈泡的亮度。（3）實驗現象滑片P的位置滑片P的位置最右端中間最左端電流表示數最小較大最大小燈泡的亮度暗較亮最亮（4）實驗分析移動滑動變阻器的滑片能改變電路中的電流大小和小燈泡的亮度。（5）實驗結論用滑動變阻器改變小燈泡的亮度，滑動變阻器應該與小燈泡串聯。電阻變大→電流變小→燈泡變暗；電阻變小→電流變大→燈泡變亮；所以滑動變阻器起到控制電路中電流的作用（即限流作用）。【播放視頻】——《用滑動變阻器改變小燈泡的電流》6.用滑動變阻器控制電阻兩端的電壓（1）設計實驗①實驗器材：電源、開關、電流表、電壓表、定值電阻R，滑動變阻器R'、導線等。②實驗電路圖與連接圖如圖所示。（2）進行實驗①閉合開關S，調節滑動變阻器的滑片，使R兩端的電壓成整數倍地變化，如2V、4V、6V等。②換用不同的定值電阻，使電阻成整數倍地變化，如5Ω、10Ω、15Ω等。閉合開關，調節變阻器的滑片，保持每次接入的定值電阻兩端的電壓不變。（3）實驗現象①當滑動變阻器連入電路中的電阻變大時，定值電阻兩端的電壓變小；當滑動變阻器連入電路中的電阻變小時，定值電阻兩端的電壓變大。②換用不同的定值電阻時，定值電阻兩端的電壓隨之改變。若保持每次接入的定值電阻兩端的電壓不變，則需要調節滑動變阻器的滑片；當換用阻值較大的定值電阻時，需要調大滑動變阻器連入電路中的阻值；當換用阻值較小的定值電阻時，需要調小滑動變阻器連入電路中的阻值。（4）實驗結論①利用滑動變阻器可以改變定值電阻兩端的電壓。②利用滑動變阻器可控制定值電阻兩端電壓不變，方法是“換大調大，換小調小”。【播放視頻】——《滑動變阻器的使用》7.電阻箱滑動變阻器能夠改變連入電路的電阻大小，起到連續改變電流大小的作用，但不能準確知道連入電路的電阻值。如果需要知道連入電路的電阻的阻值，就要用到電阻箱。（1）電阻箱的特點電阻箱由若干個不同阻值的定值電阻，按一定的方式連接而成。是一種可以調節電阻大小并且能夠顯示出電阻阻值的變阻器。（2）電阻箱的讀數如圖所示如圖所示電阻箱接入電路的阻值為3×1000Ω+6×100Ω+0×10Ω+8×1Ω＝3608Ω.使用時，把兩個接線柱接入電路，調節旋盤就能得到0~×××××Ω（通常為9999.9Ω）之間的任意阻值。各旋盤對應的指示點的示數乘以面盤上標出的倍數，然后加在一起，就是接入電路的阻值。（3）插孔式電阻箱插入式電阻箱的工作原理為：把銅塞插進去，靠銅棒來短接下面的電阻，電流不從電阻絲走了使之失去作用來調整電阻大小的；缺點是阻值不能連續變化，只能是幾個固定阻值電阻的組合數。如圖所示如圖所示電阻箱接入電路的阻值為1Ω+2Ω＝3Ω.【例題1】滑動變阻器的原理是通過改變連入電路中導線的_____來改變電阻，從而改變電路中的電流。如圖1所示是滑動變阻器的結構示意圖，要使滑片P向右滑動時，電阻變大，應接入的接線柱為_____兩個或____兩個接線柱；若要使滑動變阻器相當于一個定值電阻，應接入_____兩個接線柱。【答案】長度；AC；AD；AB；【解析】要使滑片P向右滑動時電阻變大，應將下接線柱A接入電路，接線柱C、D可選用一個（等效）；若要使滑動變阻器相當于一個定值電阻，應接入A、B兩個接線柱。圖1圖1圖2【例題2】如圖2所示，是閉合電路中，滑動變阻器的接法，下列判斷正確的是（

）A．滑片向左移動，變阻器的阻值變大B．滑片向右移動，變阻器的阻值變大C．電流必須從上接線柱流進變阻器，從下接線柱流出D．電流必須從下接線柱流進變阻器，從上接線柱流出【答案】A。【解析】AB．由圖知，滑動變阻器下端的接線柱接在右端，則滑片向左移動時，電阻絲接入電路的長度變大，阻值變大，故A正確，B錯誤；CD．變阻器中電流的流向沒有限定，所以電流可由上接線柱流入，由下接線柱流出，也可由下接線柱流入，上接線柱流出。故CD錯誤。所以選A。會畫變阻器的符號。繼續實驗，歸納結論：①利用滑動變阻器可以改變定值電阻兩端的電壓。②利用滑動變阻器可控制定值電阻兩端電壓不變。觀看視頻，全面掌握滑動變阻器的使用。做例題，進一步熟悉滑動變阻器的使用。學習新課1.一些常見的變阻器【出示實物或圖片】生活、生產中常見的一些變阻器如圖所示：電子產品用電位器電子產品用電位器旋轉式電位器滑動電位器2.電位器及其應用滑動變阻器一般只在實驗室中應用。有些家用電器音量調節的器件也是一種變阻器，通常稱為電位器。（1）機械式電位器：如圖所示是機械式電位器，由電位器的內部構造圖可知，電位器在電路相當于滑動變阻器的作用。電位器電位器電位器結構圖電位器原理如圖所示，把A和B兩個接線柱串聯接入收音機電路，當順時針旋轉時，接入電路中的電阻變大，電流變小，音量變小，反之音量變大。電位器也可以用在其他電器上，例如，可調亮度的電燈，可調溫度的電熱毯、電飯鍋，等等。（2）數字電位器及其應用除機械式電位器外，數字電位器被人們越來越廣泛地使用。數字電位器是一種用數字信號控制阻值的器件（集成電路）。與機械式電位器相比，數字電位器具有可程序控制改變阻值、耐震動、噪聲小、壽命長、抗環境污染等重要優點，因而，已在自動檢測與控制、智能儀器儀表、消費類電子產品等許多重要領域得到應用。3.變阻器在生產和生活中的應用實例（1）亮度可變的燈、轉動速度可變的電風扇、舞臺用到的調音臺、家庭用的調溫電褥子等都是應用了變阻器。調光調光調速調音調溫（2）汽車油量表如圖所示是一種自動測定汽車油箱內的油面高低的裝置，R是滑動變阻器，它的金屬滑片固定在金屬桿的右端，從油量表（實質是一只電流表）指針所指的刻度就可以知道油箱內油面的高低.油量表原理油量表原理油量減小時說出生活中變阻器的一些應用。分析汽車油量表的原理。課堂小結第4節變阻器①定義：能改變接入電路中電阻大小的元件叫做變阻器①定義：能改變接入電路中電阻大小的元件叫做變阻器.②原理：靠改變接入電路中電阻線的長度改變電阻.③元件符號:④結構示意圖:①要與用電器串聯.②要使用“一上一下”兩個接線柱.③開關閉合前，滑片應在滑動變阻器最大阻值處（起到保護電路作用）.電位器：調節音量、電燈亮度、電熱毯、電飯鍋的溫度等.滑動變阻器應用變阻器使用板書設計第4節電阻一、變阻器①定義：能改變接入電路中電阻大小的元件叫做變阻器.②原理：靠改變接入電路中電阻線的長度改變電阻.③元件符號：④結構示意圖：（3）電路元件符號