《变阻器》教学设计

1教学目标

1.1知识与技能

(1)知道滑动变阻器的构造及工作原理；

(2)正确使用变阻器，会根据电流变化的要求把滑动变阻器连入电路来改变电流；

(3)了解变阻器在实际生活中的应用.

1.2过程与方法

(1)通过实验体会变阻器设计与改进，感知创新设计的一般方法；

(2)学习利用变阻器改变电路中电流.

1.3情感态度与价值观

(1)培养良好的实验习惯及良好的合作意识;

(2)通过设计变阻器的过程，体验发明和创造带来的科学情趣和成就感.

2设计思路

本节课的教学，通过创设如何改变灯泡的亮度这一情境，引导学生分析讨论用不同的方法解决问题，并在解决问题的过程中进行探究和设计，解决创新、设计过程中出现的问题，让孩子始终处于自我学习状态.既保护了孩子的好奇心，又培养了孩子的创新意识和创造力.

3教学重点、难点

教学重点：(1) 变阻器的原理及使用;(2)科学设计的一般方法.

教学难点：根据要求正确连接滑动变阻器改变电路中电流.

4教学资源

教师演示器材：接线板、演示用电流表、干电池组、开关、导线若干、小灯泡、长短粗细相同的铁丝及铜丝各一段、滑动变阻器、电阻箱、电位器、调光台灯等、热敏电阻、光声控开关、电吹风、手电筒.

学生探究器材：电源、削好的铅笔芯、开关、电流表、电灯、变阻器、镍铬合金丝、铜丝.

5教学过程

一、引入新课

问题提出：教师展示器材(如图1)，如何改变电路中的电流、灯泡的亮度(教师提供部分材料：镍铬合金丝、铜丝、铅笔芯等)

学生猜想、讨论，然后进行实验活动，多种方法使灯泡亮度发生变化.

生交流使电灯亮度发生变化的方法：

方法一：AB间接入材料：镍铬合金丝、铜丝、铅笔芯等.

方法二：改变电池的节数.

点评从问题出发，可以激发学生去思考.从熟悉的实验开始，既回顾了导体的导电性，打开学生的思维，又为后面的变阻作了铺垫.

师生交流、小结，引入新课：上述实验中灯泡的亮度发生了变化、日常生活中的调光台灯，也可以进行明暗调节.方法二中改变电池的节数，可以改变灯泡两端的电压――日常生活中电风扇的调速装置就是通过改变电压从而改变转速的.方法一中改变接入电路中的材料是改变接入电路中的电阻.本节课共同学习、设计可以改变电阻的器件――变阻器.

二、新课教学

(一)滑动变阻器的工作原理

师问：如何改变电路中电阻呢？

生：换电阻.

师问：从影响电阻大小的因素，有哪些方法可以改变电阻?

生：可以改变电阻的长度、材料、横截面积、以及温度等.如在AB之间换不同的长度、材料、横截面积、温度的电阻.

点评用上一节所学的知识作为本节课学习、探究的出发点.后面的学生探究活动都是紧紧围绕影响电阻大小的因素，并以此寻求改变的思路.

教师：日常生活中有改变电阻的温度从而改变电阻的热敏电阻.

学生观察、思考.

演示活动一：在AB中接入热敏电阻，用电吹风稍稍加热，改变温度，观察灯泡亮度的变化.

教师补充：热敏电阻在空调、冰箱、过热保护、恒温、火灾报警和温度补偿等方面有广泛的应用.

点评热敏电阻、光敏电阻在实际生活中已经广泛应用，通过教师演示、介绍，花的时间不多，却又能让获取最新的知识、信息.

演示活动二：在AB中接入光敏电阻，用手电筒照射光敏电阻，当光线改变时，观察灯泡亮度的变化.

教师补充：光敏电阻的主要应用：光声控开关，路灯自动开关以及各种光控玩具，光控灯饰，灯具等光自动开关控制领域，可以有光敏电阻调光电路等.

学生观察、思考.

教师补充说明：当电阻所处环境变化(如光、热)，电阻会改变――但这不是所有的电阻都有如此显著变化.除此以外，改变酒精浓度(交警测酒精浓度的仪器)、改变溶液浓度等，都可以改变电阻大小，从而改变电路中电流.

点评充分联系生活实际，改变电阻，不局限于教材，可拓展学生视野.此处设计又能更好的巩固前节所学影响电阻的因素.

师：还有什么方法可以方便地改变导体的电阻呢？

生：改变长度.

师：学生两人小组合作探究“用铅笔芯改变小灯泡的亮度”，教师巡视指导.每组学生提供了铅笔芯，并且用曲别针与铅笔芯相连，方便学生连接.

学生活动二：两人小组合作探究“用铅笔芯改变小灯泡的亮度”.

用铅笔芯接入AB间，学生实验，改变接入电路中导线的长度，改变电路中的电流和电压，观察灯泡的亮度发生的变化.

点评实验较为简单，但学生自己动手，非常积极主动.此处教师给每组学生提供了铅笔芯，并且用曲别针与铅笔芯相连，既方便了学生改变接入电路的长度，又为后面学生对滑动变阻器滑片的作用有更好的理解.

教师：铅笔芯易折断，改用镍铬合金丝行不行？

学生活动三：两人小组合作探究“用镍铬合金丝改变小灯泡的亮度”.

改变长度以后灯泡的亮度几乎没有变化.

点评这一实验，目的是让学生与前面实验对比，也让学生体会并不是改变了长度电阻就能明显变化的，必须要达到一定的量.

教师：铅笔芯长度改变可以改变灯泡的亮度，而改变镍铬合金丝的长度灯泡亮度几乎没有变化的原因是什么？如何解决？

学生讨论、交流：

生：镍铬合金丝的电阻比较小，因而改变较小长度时电阻变化比较小.

生：解决方案：(1)用较长的镍铬合金丝;(2)换用其他电阻较大的材料，只要改变较小长度，就能使电阻有较大的改变.

教师巡视、指导.

点评此处突破了教材预设，并且能更好地让学生理解电位器的设计思想.

PPT展示学习思考题：

滑动变阻器的工作原理是什么？电阻丝是用什么材料做的？为什么要将电阻丝绕在绝缘瓷管上？电阻丝外面为什么要涂绝缘层？铭牌“50 Ω 1.5 A”的含义是什么？滑动变阻器相比我们的铅笔芯变阻器有哪些优点？

学生对照滑动变阻器，了解滑动变阻器的结构示意图、电路符号并思考是如何解决上述问题的？

生1：改变接入电路中电阻线的程度.

生2：绕制在瓷管上， 变阻器是达到移动较小距离可以实现较大电阻的变化的目的.将电阻线绕在绝缘管上，并使各线圈间互不接触.

生3：铭牌上的含义：这个变阻器的变化范围是0～50 Ω，1.5 A为滑动变阻器允许通过的最大电流.

点评通过观察滑动变阻器的构造，思考其优点，既降低了思维的难度(不至于出现许多时候我们教师努力想让学生“设计”，但往往启而不发)又符合现代人学习的特点――通过学习别人设计思想，提升自己的思维品质.

教师小结：变阻器的基本原理：变阻器是通过改变导体接入电路中导体的长度来改变其电阻的.

教师：实际生活中的电位器基本原理也类似于滑动变阻器，无论是常用的有机实芯电位器还是线绕电位器，基本原理都是改变接入电路中的长度，但所选的电阻可变范围要比实验室的滑动变阻器的可变范围要大得多(可以实现从几十欧到几千欧甚至到几兆欧的变化)

教师展示电位器.

教师演示活动三：电位器改变电路中的电流.将电位器接入AB之间，观察电路中灯泡的亮度随电位器滑片的变化而变化.

学生观察、讨论后、交流：

电位器和实验室的滑动变阻器相比体积更小，但电阻的变化范围更大，同时因为可变范围大，所以往往精度不高.

点评电位器在课本上只作简单介绍.其实电位器的原理和滑动变阻器是基本一致的，可以加深对变阻器原理的理解，以及更多地了解变阻器在生活中的应用.

教师追问：是否能做到电阻既有较大的变化范围，又能做到有较高的精度调节吗？

生：可以用两个变化范围和精度不同的变阻器(电位器)串联的方法，先粗调、后微调.

教师肯定学生的设计，并介绍许多收音机就是采用先粗调(调节变化范围大、精度低的电位器)后微调(调节变化范围小、精度高的电位器)的方式进行选台的.

点评此处学生的思维非常活跃，超出了老师想象.

(二)滑动变阻器的使用

教师：既然已经有了滑动变阻器，那就用滑动变阻器改变电路中的电流吧.练习使用后汇报观察到当变阻器的滑片左右移动时灯泡亮度变化的情况.

教师提示：滑动变阻器有4个接线柱，将其中两个接线柱接入电路.

学生活动四：练习使用活动变阻器.

学生交流：滑动变阻器接入电路中，左右移动滑动变阻器大致有四种现象：

(1)灯泡无论滑片如何移动，都不发光.

(2)灯泡无论滑片如何移动，都发光，但亮度不变.

(3)灯泡在滑片移动时，灯泡的亮度发生变化.向左移动时变亮.

(4)灯泡在滑片移动时，灯泡的亮度发生变化.向右移动时变亮.

巡视、指导，并鼓励学生进行反复尝试，找出正确使用滑动变阻器的方法.

点评此处没有进行安排讨论，放手让学生去做.让学生先充分动手，没有让学生先进行充分的讨论――既可以节省学生讨论的时间，又能保护学生的自主探究兴趣、提升学生自主动手的能力.开始时不同学生实验观察到的现象不一样，既激发了学生的好奇心，又真正的达到了让学生自主探究的目的.

教师在学生充分实验的基础上引导学生小结：

(1)变阻器采用一上一下接法；

(2)变阻器改变电路中电流的大小，应将它串联接入电路中；

(3)变阻器的滑片在开关合上前应使连入电路中电阻最大(接在A处，停在B处；接在B处，停在A处)，这样可以保护电路元件.

学生小结：(1)滑动变阻器的正确连接方式;(2)讨论：在连接电路前，应将金属片放在怎样的位置才有利于保护电路.

教师：滑动变阻器与小灯泡串联，以下接法中分别是哪一部分电阻丝接入电路？P向左活动时，连入电路中电阻是变大还是变小？灯泡是变亮还是变暗？

学生回答：(1)分别为PA段、PB段接入电路；(2)分别为变小、变大;(3)分别为变亮、变暗.

学生可以用手边的器材进行验证.

教师：介绍其他形式的变阻器,电阻箱.展示其内部结构图，认识变阻箱原理及其读数方法

点评学生通过自主反复尝试，能加深滑动变阻器的使用、作用的理解.

三、课堂练习

正确分析电路图中接入电路中的那段电阻，正确分析滑片移动时引起电路中电流的变化情况，以及根据电流变化的需要正确调节滑动变阻器.

点评用练习巩固所学，并用实验自主验证.