第六节 变阻器（教学设计）物理新教材鲁科版（五四学制）九年级上册

第6节 变阻器（教学设计） 【教学目标】 1. 知道变阻器的构造及工作原理；会使用变阻器。 2. 体会用滑动变阻器和电阻箱在使用方面的优缺点。 3. 会把滑动变阻器正确连入电路来改变电路中的电流及用电器两端的电压。 【教材分析】 “变阻器”这节是通过展示实物来重点介绍滑动变阻器的构造、结构示意图和在电路中的符号，并引导学生领会滑动变阻器是如何通过改变连入电路中的电阳线长度来改变连入电路中的电阳，使学生了解变阻器的工作原理。教材最后安排四个有关滑动变阻器的训练题，对本节知识进午训练和得升。 【学情分析】 学生思维处正处于从形象思维过渡到抽象思维的时期，在这个时期，思维以形象思维为主，对直观现象比较感兴趣，喜欢动手，但对问题深入的思考还不够，需要教师更多的引导。本节课主要从熟悉的知识引出新的问题，再根据一些直观现象，通过探究活动，让学生自已探究，降低学习难度，拉近学生与物理生活和科技的距离。 【教学重难点】 学习重点：变阻器的原理及使用方法。 学习难点：用滑动变阻器来改变电路中的电流及用电器两端的电压。 【器材准备】 和《变阻器》相关的视频、挂图、课件、器材等。 【教学过程】 一、导入新课： 想一想 让小灯泡的亮度发生变化可以有多种方法。例如，改变电池组中串联电池的节数会影响小灯泡的亮度。 你还有什么办法能逐渐改变小灯泡的亮度？ 观察与实验：不同材料的导电性 选取一根铅笔芯，按照图连接电路，将铜导线绑在铅笔芯的一端，铅笔芯另一端用夹子夹住。闭合开关，移动夹子，改变夹子在铅笔芯上的位置，观察小灯泡的亮度。 小灯泡的亮度会这样变化？为什么会这样变化？ 随着夹子在铅笔芯上移动，小灯泡的亮度会随之变化。接入电路中的铅笔芯越短，铅笔芯的电阻越小，小灯泡越亮。 二、新课讲授： 【学习任务一】变阻器 1. 变阻器 （1）定义：能改变接入电路中电阻大小的元件叫做变阻器。 （2）分类：实验室常用的变阻器是滑动变阻器和电阻箱。 （3）原理：靠改变接入电路中电阻线的长度来改变电阻。 2. 滑动变阻器： （1）结构：主要有滑片、电阻线圈、接线柱、金属杆、陶瓷筒组成。 滑片P与电阻丝紧密接触，它与线圈相接触的部位的绝缘层已经刮掉。 （2）变阻原理： 滑片移动到不同位置时，A、C（或者B、C）两个接线柱间电阻丝的长度发生变化，这样就可以改变接人电路中电阻的大小。 （3）电路符号： （4）结构示意图：A、B、C、D分别表示四个接线柱 ，P表示滑片。 （5）铭牌含义： 例如“200Ω”表示变阻器的最大电阻是200欧姆。 “1.5A”表示允许通过的最大的电流是1.5安。 （6）接线方法：①每次只能用两个接线柱，并且上下各1个。 （想一想：共有几种接法？）AC、AD、BC、BD。 例如：BC接入时，电阻丝BP连入电路，P向左移动，BP变长，电阻变大；反之电阻变小。 ②想一想如果同时接CD或AB又会怎么样？ 解释：把C、D连入电路，相当于连入一条电阻为0的导线； 将A、B接入电路，电流要经过全部电阻线，相当于连入一个定值电阻；以上两种情况，移动滑片，都不能改变电阻。 ③想一想滑动变阻器应该和用电器怎样连接？ 解释：因为串联电路中，电流只有一条通路，所以要使滑动变阻器和用电器中电流相等，两者应该串联。 3.观察与实验：用滑动变阻器改变灯泡亮度 【实验方法】 按电路图连接电路（注意：开关打开，滑片放到阻值最大位置）；闭合开关要使小灯泡由暗变亮，滑动变阻器的滑片应向哪个方向移动？尝试移动滑片，观察电流表的示数和小灯泡的亮度变化。 想一想，接通电路前应将滑片放到什么位置？ 解释：这样电路中电阻最大，电流最小，起到保护电路元件的作用。 【实验现象】 （1）滑片向左移动，电流表示数变大，灯泡变亮； （2）滑片向右移动，电流表示数变大，灯泡变亮。 【实验结论】 滑动变阻器能改变电路中的电流大小和灯泡的亮度。 4.观察与实验：用滑动变阻器控制定值电阻两端电压 【实验器材】 电源、开关、电流表、电压表、定值电阻，滑动变阻器、导线等。 【实验电路图】 【实验步骤】 （1）按电路图连接电路。 （2）闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，使R两端的电压成整数倍地变化，如2V、4V、6V等。 （3）换用不同的定值电阻，使电阻成整数倍地变化，如5Ω、10Ω、15Ω等。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。 【实验现象】 （1）当滑动变阻器连入电路中的电阻变大时，定值电阻两端的电压变小；当滑动变阻器连入电路中的电阻变小时，定值电阻两端的电压变大。 （2）换用不同的定值电阻时，定值电阻两端的电压随之改变。 若保持每次接入的定值电阻两端的电压不变，则需要调节滑动变阻器的滑片；当换用阻值较大的定值电阻时，需要调大滑动变阻器连入电路中的阻值；当换用阻值较小的定值电阻时，需要调小滑动变阻器连入电路中的阻值。 【实验结论】 （1）利用滑动变阻器可以改变定值电阻两端的电压。 （2）利用滑动变阻器可控制定值电阻两端电压不变，方法是“换大调大，换小调小”。 5.电阻箱： 滑动变阻器能够改变连入电路的电阻大小，起到连续改变电流大小的作用，但不能准确知道连入电路的电阻值。如果需要知道连入电路的电阻的阻值，就要用到电阻箱。 （1）定义： 一种可调节电阻大小且能够显示出电阻值的变阻器。 （2）使用方法： 使用时，把两个接线柱接入电路，调节旋盘就能得到测量范围内的任意阻值。 （3）读数：各旋盘对应的指示点的示数乘以面盘上标出的倍数，然后加在一起，就是接入电路的阻值。 例如：右图所示，接入电路的阻值为2×1000Ω+0×100Ω+1×10Ω+8×1Ω＝2018Ω。 【学习任务二】变阻器的应用 1. 生活中常见的变阻器： 滑动变阻器一般只在实验室中应用。有些家用电器中，用于音量、亮度等调节的器件也是一种变阻器。例如，可调音量的音箱、调音台，可调亮度的电灯、电动车车把上的电门等。 2. 电位器： 家用电器中的变阻器，通常称为电位器。包括机械式电位器和数字电位器。 3、 课堂练习： 1．如图是小明用身边的器材设计的自制简易调光灯电路．他是想通过改变接入铅笔芯的 来方便地改变电阻的大小，从而实现调光的，闭合开关，夹子A向右移动的过程中，他发现灯泡亮度变化不明显，他应该调换更 （选填“粗”或“细”）的铅笔芯来做实验。 2.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1所示是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一个定值电阻，应接入_____两个接线柱。 3．如图所示，是一位同学设计的风力测定仪，O是转动轴，OC是金属杆，下面连着一块受风板，无风时，OC是竖直的，风越大，OC杆偏转角度越大，AB是一段弧形电阻，P点是金属杆与弧形电阻相接触的点。 （1）金属杆OC与弧形电阻组合相当于一个________________； （2）测风力时，是通过观察____________________来知道风力的大小； （3）如果风力变化不大，现象不明显，你想采取________________措施使现象更明显。 4．实验室中常用的滑动变阻器是把 （选填“镍铬合金丝”或“铜丝”）紧密地缠绕在瓷筒上制成的。如图所示的电阻箱读数为 Ω。 5．如图，用变阻器控制灯泡L的亮度，若要求滑片P向左滑动时灯泡逐渐变亮，则下列接法中正确的是（　　） 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 6．如图所示是滑动变阻器的结构和连入电路的示意图，当滑片向左滑动时，连入电路的电阻变大的是（　　） A． B． C． D． 7．如图所示的电路，当开关闭合，滑动变阻器滑片向左移动，灯的亮度及电压表、电流表的示数变化正确的是（　　） A．电流表示数变大，灯变亮，电压表示数不变 B．电流表示数变大，灯变亮，电压表示数变小 C．电流表示数变小，灯变暗，电压表示数不变 D．电流表示数变小，灯变暗，电压表示数变小 8．如图所示，是一种自动测定油箱内油面高度的装置，R是转动式变阻器，它的金属滑片P是杠杆的一端，下列说法正确的是（　　） A．油位越高，流过R的电流越大 B．R、R0在电路中是并联的 C．油位越高，R两端的电压越大 D．油量表是由电流表改装而成的 9．如图所示是某同学设计的模拟可调光台灯电路，其中电位器有a、b、c三个接线柱，请连接电路，使顺时针旋转滑片时灯泡变亮。 【课堂小结】 引导学生学列本节课的思维导图： 【板书设计】 见上面思维导图 【作业布置】 教材P108第1-4小题。 【教学反思】 谈谈你在本节课中： （1）收获有哪些？ （2）需要改进的地方有哪些？ 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第5节 变阻器（教学设计） 【教学目标】 1. 知道变阻器的构造及工作原理；会使用变阻器。 2. 体会用滑动变阻器和电阻箱在使用方面的优缺点。 3. 会把滑动变阻器正确连入电路来改变电路中的电流及用电器两端的电压。 【教材分析】 “变阻器”这节是通过展示实物来重点介绍滑动变阻器的构造、结构示意图和在电路中的符号，并引导学生领会滑动变阻器是如何通过改变连入电路中的电阳线长度来改变连入电路中的电阳，使学生了解变阻器的工作原理。教材最后安排四个有关滑动变阻器的训练题，对本节知识进午训练和得升。 【学情分析】 学生思维处正处于从形象思维过渡到抽象思维的时期，在这个时期，思维以形象思维为主，对直观现象比较感兴趣，喜欢动手，但对问题深入的思考还不够，需要教师更多的引导。本节课主要从熟悉的知识引出新的问题，再根据一些直观现象，通过探究活动，让学生自已探究，降低学习难度，拉近学生与物理生活和科技的距离。 【教学重难点】 学习重点：变阻器的原理及使用方法。 学习难点：用滑动变阻器来改变电路中的电流及用电器两端的电压。 【器材准备】 和《变阻器》相关的视频、挂图、课件、器材等。 【教学过程】 一、导入新课： 想一想 让小灯泡的亮度发生变化可以有多种方法。例如，改变电池组中串联电池的节数会影响小灯泡的亮度。 你还有什么办法能逐渐改变小灯泡的亮度？ 观察与实验：不同材料的导电性 选取一根铅笔芯，按照图连接电路，将铜导线绑在铅笔芯的一端，铅笔芯另一端用夹子夹住。闭合开关，移动夹子，改变夹子在铅笔芯上的位置，观察小灯泡的亮度。 小灯泡的亮度会这样变化？为什么会这样变化？ 随着夹子在铅笔芯上移动，小灯泡的亮度会随之变化。接入电路中的铅笔芯越短，铅笔芯的电阻越小，小灯泡越亮。 二、新课讲授： 【学习任务一】变阻器 1. 变阻器 （1）定义：能改变接入电路中电阻大小的元件叫做变阻器。 （2）分类：实验室常用的变阻器是滑动变阻器和电阻箱。 （3）原理：靠改变接入电路中电阻线的长度来改变电阻。 2. 滑动变阻器： （1）结构：主要有滑片、电阻线圈、接线柱、金属杆、陶瓷筒组成。 滑片P与电阻丝紧密接触，它与线圈相接触的部位的绝缘层已经刮掉。 （2）变阻原理： 滑片移动到不同位置时，A、C（或者B、C）两个接线柱间电阻丝的长度发生变化，这样就可以改变接人电路中电阻的大小。 （3）电路符号： （4）结构示意图：A、B、C、D分别表示四个接线柱 ，P表示滑片。 （5）铭牌含义： 例如“200Ω”表示变阻器的最大电阻是200欧姆。 “1.5A”表示允许通过的最大的电流是1.5安。 （6）接线方法：①每次只能用两个接线柱，并且上下各1个。 （想一想：共有几种接法？）AC、AD、BC、BD。 例如：BC接入时，电阻丝BP连入电路，P向左移动，BP变长，电阻变大；反之电阻变小。 ②想一想如果同时接CD或AB又会怎么样？ 解释：把C、D连入电路，相当于连入一条电阻为0的导线； 将A、B接入电路，电流要经过全部电阻线，相当于连入一个定值电阻；以上两种情况，移动滑片，都不能改变电阻。 ③想一想滑动变阻器应该和用电器怎样连接？ 解释：因为串联电路中，电流只有一条通路，所以要使滑动变阻器和用电器中电流相等，两者应该串联。 3.观察与实验：用滑动变阻器改变灯泡亮度 【实验方法】 按电路图连接电路（注意：开关打开，滑片放到阻值最大位置）；闭合开关要使小灯泡由暗变亮，滑动变阻器的滑片应向哪个方向移动？尝试移动滑片，观察电流表的示数和小灯泡的亮度变化。 想一想，接通电路前应将滑片放到什么位置？ 解释：这样电路中电阻最大，电流最小，起到保护电路元件的作用。 【实验现象】 （1）滑片向左移动，电流表示数变大，灯泡变亮； （2）滑片向右移动，电流表示数变大，灯泡变亮。 【实验结论】 滑动变阻器能改变电路中的电流大小和灯泡的亮度。 4.观察与实验：用滑动变阻器控制定值电阻两端电压 【实验器材】 电源、开关、电流表、电压表、定值电阻，滑动变阻器、导线等。 【实验电路图】 【实验步骤】 （1）按电路图连接电路。 （2）闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，使R两端的电压成整数倍地变化，如2V、4V、6V等。 （3）换用不同的定值电阻，使电阻成整数倍地变化，如5Ω、10Ω、15Ω等。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。 【实验现象】 （1）当滑动变阻器连入电路中的电阻变大时，定值电阻两端的电压变小；当滑动变阻器连入电路中的电阻变小时，定值电阻两端的电压变大。 （2）换用不同的定值电阻时，定值电阻两端的电压随之改变。 若保持每次接入的定值电阻两端的电压不变，则需要调节滑动变阻器的滑片；当换用阻值较大的定值电阻时，需要调大滑动变阻器连入电路中的阻值；当换用阻值较小的定值电阻时，需要调小滑动变阻器连入电路中的阻值。 【实验结论】 （1）利用滑动变阻器可以改变定值电阻两端的电压。 （2）利用滑动变阻器可控制定值电阻两端电压不变，方法是“换大调大，换小调小”。 5.电阻箱： 滑动变阻器能够改变连入电路的电阻大小，起到连续改变电流大小的作用，但不能准确知道连入电路的电阻值。如果需要知道连入电路的电阻的阻值，就要用到电阻箱。 （1）定义： 一种可调节电阻大小且能够显示出电阻值的变阻器。 （2）使用方法： 使用时，把两个接线柱接入电路，调节旋盘就能得到测量范围内的任意阻值。 （3）读数：各旋盘对应的指示点的示数乘以面盘上标出的倍数，然后加在一起，就是接入电路的阻值。 例如：右图所示，接入电路的阻值为2×1000Ω+0×100Ω+1×10Ω+8×1Ω＝2018Ω。 【学习任务二】变阻器的应用 1. 生活中常见的变阻器： 滑动变阻器一般只在实验室中应用。有些家用电器中，用于音量、亮度等调节的器件也是一种变阻器。例如，可调音量的音箱、调音台，可调亮度的电灯、电动车车把上的电门等。 2. 电位器： 家用电器中的变阻器，通常称为电位器。包括机械式电位器和数字电位器。 3、 课堂练习： 1．如图是小明用身边的器材设计的自制简易调光灯电路．他是想通过改变接入铅笔芯的 来方便地改变电阻的大小，从而实现调光的，闭合开关，夹子A向右移动的过程中，他发现灯泡亮度变化不明显，他应该调换更 （选填“粗”或“细”）的铅笔芯来做实验。 【答案】 长度 细 【详解】[1][2]图中灯泡和铅笔芯串联接入电路中，通过改变夹子A的位置来改变铅笔芯接入电路中的长度，改变电阻，所以他是想通过改变接入铅笔芯的长度来方便地改变电阻的大小，从而实现调光的。闭合开关，夹子A向右移动的过程中，他发现灯泡亮度变化不明显，可能铅笔芯的电阻较小，应该调换更细的铅笔芯来做实验，因为导体材料和长度相同时，横截面积越小，电阻越大。 2.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1所示是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一个定值电阻，应接入_____两个接线柱。 【答案】长度；AC；AD；AB. 【解析】要使滑片P向右滑动时电阻变大，应将下接线柱A接入电路，接线柱C、D可选用一个（等效）；若要使滑动变阻器相当于一个定值电阻，应接入A、B两个接线柱。 3．如图所示，是一位同学设计的风力测定仪，O是转动轴，OC是金属杆，下面连着一块受风板，无风时，OC是竖直的，风越大，OC杆偏转角度越大，AB是一段弧形电阻，P点是金属杆与弧形电阻相接触的点。 （1）金属杆OC与弧形电阻组合相当于一个________________； （2）测风力时，是通过观察____________________来知道风力的大小； （3）如果风力变化不大，现象不明显，你想采取________________措施使现象更明显。 【答案】（1）滑动变阻器；（2）泡亮度；（3）在电路中串联一个电流表. 【详解】（1）风力的大小改变了OC杆偏转角度，从而改变了弧形电阻连入电路的电阻线的长度，所以金属杆OC与弧形电阻组合相当于一个滑动变阻器。 （2）测风力时，风越大，OC杆偏转角度越大，弧形电阻AB连入电路的电阻线长度变短，连入电路的电阻变小，电路中电流变大，小灯泡变亮，所以通过观察灯泡亮度来知道风力的大小。 （3）如果风力变化不大，现象不明显，可以在电路中串联一个电流表，准确反映风力的大小，使现象更明显。 4．实验室中常用的滑动变阻器是把 （选填“镍铬合金丝”或“铜丝”）紧密地缠绕在瓷筒上制成的。如图所示的电阻箱读数为 Ω。 【答案】 镍铬合金丝 2230 【详解】[1]相同情况下合金材料的电阻大于单种金属的电阻，因此实验室中常用的滑动变阻器是把镍铬合金丝紧密地缠绕在瓷筒上制成的。 [2]图中电阻箱的阻值为 5．如图，用变阻器控制灯泡L的亮度，若要求滑片P向左滑动时灯泡逐渐变亮，则下列接法中正确的是（　　） 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 【答案】C 【详解】滑动变阻器的滑片左移，灯泡变亮，电路中电流要变大。则变阻器连入电路的电阻要变小，滑动变阻器接入电路的电阻丝变短。下面的接线柱一定接接线柱C，上面的接线柱接A或B，故C正确，ABD错误。 故选C。 6．如图所示是滑动变阻器的结构和连入电路的示意图，当滑片向左滑动时，连入电路的电阻变大的是（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】A．滑片向左移动时，滑动变阻器接入电路的电阻丝变短，滑动变阻器连入电路的电阻变小，故A不符合题意； B．滑动变阻器的左下方接线柱和右上方接线柱接入电路中，当滑片向左滑动时，电阻丝接入电路的长度变短，所以电阻变小，故B不符合题意； C．滑动变阻器的左上方接线柱和右下方接线柱接入电路中，当滑片向左滑动时，电阻丝接入电路的长度变长，所以电阻变大，故C符合题意； D．滑动变阻器的两个下方接线柱接入电路中，此时滑动变阻器接入电路的电阻最大且不变，故D不符合题意。 故选C。 7．如图所示的电路，当开关闭合，滑动变阻器滑片向左移动，灯的亮度及电压表、电流表的示数变化正确的是（　　） A．电流表示数变大，灯变亮，电压表示数不变 B．电流表示数变大，灯变亮，电压表示数变小 C．电流表示数变小，灯变暗，电压表示数不变 D．电流表示数变小，灯变暗，电压表示数变小 【答案】A 【详解】A．由串联电路的分压特点可知，滑动变阻器两端分的电压变小，则灯泡两端分的电压变大，因灯泡的亮暗取决于实际功率的大小，由P＝UI可知，灯泡的实际功率变大，灯泡变亮，故A正确。 BD．由电路图可知，开关闭合后，灯泡与滑动变阻器串联，电压表测电源两端的电压，电流表测电路中的电流。电源电压不变，当滑片移动时，电压表的示数不变，故BD错误； C．当滑动变阻器滑片向左移动时，变阻器接入电路中的电阻变小，电路的总电阻变小，由欧姆定律可知，电路中的电流变大，即电流表的示数变大，故C错误； 故选A。 8．如图所示，是一种自动测定油箱内油面高度的装置，R是转动式变阻器，它的金属滑片P是杠杆的一端，下列说法正确的是（　　） A．油位越高，流过R的电流越大 B．R、R0在电路中是并联的 C．油位越高，R两端的电压越大 D．油量表是由电流表改装而成的 【答案】C 【详解】A．油位越高，浮子上升，在杠杆的作用下滑片上移，滑动变阻器连入电路的电阻越大，总电阻越大，电路中的电流越小，即通过R的电流越小，故A错误； B．由图知，电流从电源负极流出，先后经过转动式变阻器R和R0，最后回到电源负极，所以R、R0在电路中电路中是串联的，故B错误； C．串联电路中电阻起分担电压的作用，电阻越大，其分担的电压越大；油位越高，浮子上升，在杠杆的作用下滑片上移，转动式变阻器连入电路的电阻越大，则变阻器R分得的电压越大，故C正确； D．由图知，油量表和转动式变阻器是并联的，油量表若是由电流表改装而成的，则会引起短路，所以油量表是由电压表改装而成的，故D错误。 故选C。 9．如图所示是某同学设计的模拟可调光台灯电路，其中电位器有a、b、c三个接线柱，请连接电路，使顺时针旋转滑片时灯泡变亮。 【答案】见下图。 【详解】滑片顺时针旋转时，灯泡变亮，原因是电流变大，电源电压不变时，电阻变小，连入电路的电阻丝变短，一定是连入了上面的接线柱c和中间的接线柱b，如下图所示. 【课堂小结】 引导学生学列本节课的思维导图： 【板书设计】 见上面思维导图 【作业布置】 教材P108第1-4小题。 【教学反思】 谈谈你在本节课中： （1）收获有哪些？ （2）需要改进的地方有哪些？ 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $$