滑动变阻器教学设计.doc

滑动变阻器教学设计五、教学过程设计：新课引入：（用时3分钟）教师：日常生活中，我们经常需要调节灯光的亮度。例如读书看报时需将灯光调得亮些，而看电视时则需要灯光调得暗些。这就是我们通说所的调光灯。（演示：台灯亮度的调节）教师：通过观察我们可以发现，只要旋动旋钮灯的亮度就会发生变化。是什么改变了灯泡的亮度呢，在这个台灯的内部有什么改变灯泡亮度的元件呢？今天我们一起来探讨一下这个问题。教师：同学们想想看，利用桌上的器材你能想出哪些方法来改变灯泡的亮度呢？根据前面所学的知识，对同一盏灯泡而言，通过它的电流发生变化，灯泡的亮度也就发生变化。所以调压、调阻都能改变电流的大小，也就达到调节灯亮度的目的。 教师：下面我们一起来做一个实验：用改变连入电路中铅笔芯的长度来改变电路中的电阻，影响通过灯泡的电流从而逐渐改变灯泡的亮度。边做大家边想一想，这样做的优点和缺点各是什么呢？引出新的问题，引导学生参与制作滑动变阻器（用时15分钟）学生：优点是可以连续调节灯的亮度；缺点是铅笔芯太脆，容易折断；铅笔芯容易磨损，因此不实用也不耐用教师：实际上这就是一个简易的变阻器，我们今后要经常利用变阻器来进行实验，同学们能否对这样一个变阻器的雏形通过你们创造性的设计进行改进，制造出我们所需要的既实用又耐用的实验仪器呢?教师：首先，既然用铅笔芯做变阻器易断易磨损，要克服以上不足，你能否根据前面学习中所接触到的各种材料，选择一种不易断且不易磨损的材料作为电阻丝? 学生：可以用一根金属丝来代替铅笔芯作电阻；教师：很好，下面请大家再用桌面上的与铅笔芯等长的铁丝来进行实验，看看与刚才的实验效果有什么不同？使用这根金属丝有什么不足吗？学生：通过实验发现，灯泡的亮度变化不明显；教师：为什么会这样呢？ 学生：铁丝太短了，电阻变化太小了。教师：既然铁丝的电阻变化太小，要克服这个缺点，我们应该用电阻变化大些的电阻丝进行实验。如何改变导体的电阻？（引导学生从决定导体电阻大小因素这个角度加以考虑）学生回答：可以调节导体的材料、长度、横截面积和温度。教师：如果用更细些的铁丝，会出现什么问题呢？越细越易断，所以不可取，换一根长些的行不行呢？下面我们来做做这个实验。（教师取出一根较长的康铜丝，替换学生实验中使用的铅笔芯，逐渐增加接入电路中电阻丝的长度，让学生观察电灯亮度的变化，并与刚才的实验进行对比）教师边做边讲：同学们注意观察，在改进后实验的效果是不是好了一些，我们发现电阻变化也不明显，所以不仅要用长的导体，还应选用电阻率大的材料来做电阻丝才行，例如：合金材料的镍铬合金丝或康铜丝都行。教师：当我们选用了这种长的电阻丝后，你认为这样做还会不会有什么新的问题产生呢？你觉得如果用这样的变阻器作为同学们今后实验用的变阻器，是否还有不方便的地方?学生：这个变阻器太长了，不方便实验操作。教师：面对这个问题，你又会想怎样的办法来解决呢？学生：可以将金属丝缠绕在一个圆柱体上。教师：请同学们先从材料的角度思考，是选用金属好还是陶瓷好呢?用实心圆柱体好还是空心圆柱体好呢? 学生：用空心的陶瓷较好。教师演示：第一次将金属丝较分散地缠绕在瓷筒上，第二次较密地(但一圈与另一圈不接触)缠绕在瓷筒上。教师：你认为这两种缠绕哪种效率更高呢？学生：用金属夹将金属丝压紧固定在瓷筒或胶木筒上更好。教师：下面我们将电阻丝紧密缠绕在一起，继续实验研究。当一圈与另一圈电阻丝直接相连在一起，如果不小心让瓷筒上的线圈相碰或线圈太密造成它们互相接触，会发生短路。这就相当于接入电路的电阻就是电阻丝的直径，因此，电阻大大变小，引起的电流变化变小，灯的亮度变化也随之变小，那么，如何让两圈金属丝之间不直接导通呢?学生：可以在线圈上涂上绝缘漆，这样可以避免金属丝之间直接导通。教师：这个方法很好，下面我们来看看用喷过绝缘漆的康铜丝，重做刚才的实验，与前面的实验有什么不同。（取出一根等长的，事先喷过绝缘漆的康铜丝，重做刚才的实验）学生：电路中没有电流通过。教师：为什么此时电路中没有电流呢?原来，夹线钳无法接触到电阻丝为了使夹线钳接触到内部的电阻丝，我们必须刮掉需要让夹线钳接触部位的绝缘漆。（教师用砂纸擦除掉外围的绝缘漆，然后进行实验）教师：进行了这么多的改进后，你还能不能找出这个变阻器有什么不方便的地方吗？你想想这个移动的夹线夹每次使用时能否固定好呢？那你会怎么解决这个问题呢？ 学生：可以用滑杆和支架将它固定好。教师：至此经过同学们的认真思考和反复推敲，大家一起设计出了一个可以改变电路中电流大小的装置。随着滑片的移动，连入电路中的电阻线的长度也就逐渐改变，使导体连入电路中的电阻发生改变，从而灯泡的亮度逐渐改变，至此，一个实用且耐用的变阻器就做好，我们把这个装置叫作滑动变阻器。新知识阅读 （用时3分钟）教师：那么实验室的滑动变阻器是什么样的呢?请同学们取出实验桌内的滑动变阻器，观察它的构造，并说出它铭牌上所标示的数值的含义。（教师请同学讲解变阻器的构造、原理、铭牌上所示数值的含义）教师画出变阻器的符号，使学生认识变阻器的结构示意图学生进行探究实验：研究滑动变阻器的连接方法（用时18分钟）教师：对于滑动变阻器，一般情况下我们只接其中的两个接线柱，怎样接线能起到变阻作用，电阻会怎么变呢？下面请同学们开始讨论并设计实验方案，同时将实验现象填入表格中，然后动手接线，把你们组的接线案展示给大家看看。（教师指导学生连接滑动变阻，通过不同的接线，观察小灯泡亮度的变化，从而说明接线方法）（提问学生）教师：每次接入两个接线柱，有哪些可能的接法？ 学生：有六种接法。教师：在六种接法中哪些能起到变阻作用？学生：将AD、AC、BD、BC接线柱接入电路可以起到变阻作用。教师：这四种接法中，有什么共同的特点？ 学生回答：一上一下教师：这四种接法中，有哪些接法是等效的？（即随着滑片的移动，灯泡亮度的变化是相同的。）学生：将AD、AC接线柱接入电路或将BD、BC接线柱接入电路都是等效的。教师：很好，你说的很正确。那么接线不同时，电阻有什么变化规律吗？下面我用一个滑动变阻器接线的原理演示器来让大家看看，滑动变阻器接线的方法和特点。教师：器材中的6个小灯泡相当于6段电阻，当小灯泡发光时，说明有电流通过这段电阻，也就是说这段电阻接入了电路中；（教师快速接线并观察现象）教师：通过刚才的现象，我们发现接线是的一下是关键，同时滑片越接近连入电路的下接线柱，连入电路的电阻越小，电流越大。滑片远离连入电路的下接线柱连入电路的电阻越大。教师：将AB或CD接线柱接入电路，滑动变阻器都不能起到变阻的作用，这两种接法有什么区别？学生：接CD时，灯泡很亮，此时相当于接入一段导线；接AB时，灯泡很暗，此时相当于接入一段定值电阻。教师：很好，通过你们的动手实验，在使用滑动变阻器时，你还发现了什么值得注意的地方吗？教师再次接线说明：当滑片移动阻值最小处时，灯特别的亮，这样很容易将灯烧坏，所以使用前将滑动变阻器的阻值调到最大，以保护电路；不能使通过变阻器的电流超过最大值。变阻器的应用（用时3分钟）：教师：这就是我们所说的滑动变阻器的接线方法，那么在生产和生活中有哪些地方用到变阻器的呢？学生：收音机的音量调节开关，汽车油箱的油量表等，调节电视机音量、亮度及对比度的电位器、调节台灯亮度的调光电位器等都是变阻器的具体应用。课堂小结：（用时2分钟）教师：非常好，今天这节课，我们大家在一起，通过互相的协作与讨论，不仅动手制造一个滑动变阻器，而且还一起探究了它的原理及接线方法，下面我请同学说说，在这节课的探究过程中，你有那些收获呢？教师：好，看来通过这节课，大家都有了不小的收获，你看，一个小小的滑动变阻器，说起来很容易，但真要动手做起来就挺难的，而且有很多问题也会在制做的过程中不断的产生出来，同时，实际生产生活中的滑动变阻器和实验室的滑动变阻器也有很大的不同。由此可见，理论与实践之间还有一段比较漫长的距离的，我们要得出一种理论就必须不断地进行探究和实验、实践。希望同学们课余时间能多观察我们生活中的一些常用电器，获取第一手资料，以利于我们进一步的学习。课堂延伸及作业布置：教师：今天的作业呢，请同学们任选变阻器的应用中的一类家电或器件，调查市场上有哪些种类，写一份简单的使用说明。一、时间分配和控制：新课引入：（用时3分钟）学生参与制作滑动变阻器：（用时15分钟）新知识阅读 ：（用时3分钟）探究实验：研究滑动变阻器的连接方法（用时20分钟）变阻器的应用：（用时3分钟）课堂小结：（用时2分钟）二、实验器材：教师演示器材：4节干电池、1个开关、6根导线、1个滑动变阻器（50，1.5A）1个带灯泡的灯座、1只铅笔、1根细铁丝、1段长铁丝 自制滑动变阻器模型一个、滑动变阻器接线原理演示器一个；学生分组实验器材：4节干电池、1个开关、5根导线、1个滑动变阻器（50，1.5A） 1个带灯泡的灯座