第4节 变阻器教学设计初中物理人教版九年级全一册-人教版2012

PAGE课题第4节变阻器教学设计初中物理人教版九年级全一册-人教版2012教学内容一、教学内容人教版九年级全一册第十六章电压电阻第4节变阻器，内容包括：变阻器的原理（通过改变接入电路中电阻线的长度改变电阻）、结构（滑动变阻器的瓷筒、线圈、金属棒、滑片、接线柱）、铭牌参数（如“50Ω1A”表示最大阻值50A允许通过最大电流1A）、作用（改变电路中的电流和部分电路两端的电压）、电路符号与连接方法（串联，“一上一下”接线）、应用（调光灯、收音机音量控制等）。核心素养目标二、核心素养目标形成电阻与长度关系的物理观念；分析变阻器结构及“一上一下”连接方法的科学思维；通过实验探究变阻器改变电流的作用，提升科学探究能力；联系调光灯等生活实例，体会物理应用价值，培养严谨态度与责任感。教学难点与重点三、教学难点与重点1.教学重点，①变阻器的原理（通过改变接入电路中电阻线的长度来改变电阻）；②滑动变阻器的正确连接方法（“一上一下”接线柱）；③变阻器在电路中的作用（改变电流和部分电路两端的电压）。2.教学难点，①滑动变阻器“一上一下”接线方法的灵活应用；②滑片移动时接入电路中电阻线长度变化的判断；③变阻器铭牌参数（如“50Ω1A”）的含义及在实际电路中的应用。教学资源四、教学资源1.软硬件资源：滑动变阻器（不同规格）、电流表、电压表、电池组、导线、小灯泡、开关、滑动变阻器结构模型；2.课程平台：智慧课堂系统、希沃白板；3.信息化资源：变阻器原理动画课件、滑动变阻器连接方法演示视频、在线习题库、虚拟实验软件；4.教学手段：实验探究法、小组合作学习、实物演示、类比教学法。教学过程**环节一：情境导入，引发思考（5分钟）**

同学们，晚上写作业时，我们常常会用台灯调节亮度，光线太暗看不清，太亮又刺眼。大家有没有想过，台灯的亮度是如何变化的？（停顿，等待学生回答）对，是通过旋转旋钮实现的。那么，这个旋钮后面隐藏着什么物理元件呢？今天我们就来学习——变阻器。（板书课题：第4节变阻器）

**环节二：复习旧知，铺垫新知（5分钟）**

在学习变阻器之前，请大家回忆一下：电阻的大小与哪些因素有关？（引导学生回答：材料、长度、横截面积、温度）其中，通过改变哪种方式可以方便地改变电阻？（学生回答：长度）非常好！变阻器正是利用“改变接入电路中电阻线的长度来改变电阻”这一原理工作的。

**环节三：认识变阻器的结构（8分钟）**

（拿出滑动变阻器实物）大家看，这个元件就是滑动变阻器。它由哪些部分组成呢？请同学们仔细观察：

-瓷筒：绝缘，支撑线圈；

-线圈：由电阻丝（镍铬合金）缠绕而成，电阻较大；

-金属棒：导电，滑片可在其上滑动；

-滑片：移动时改变接入电路的电阻线长度；

-接线柱：共4个，分别为A、B、C、D（其中C、D在金属棒两端，A、B在线圈两端）。

（学生分组观察实物，教师巡视指导，确保学生认识各部分结构）

**环节四：探究变阻器的连接方法（15分钟）**

滑动变阻器有4个接线柱，应该如何接入电路呢？请大家按照以下步骤实验：

1.器材准备：每组提供滑动变阻器、电流表、小灯泡（2.5V）、电源（3V）、开关、导线若干；

2.实验任务①：将接线柱A和D接入电路，移动滑片，观察小灯泡亮度变化和电流表示数变化；

3.实验任务②：将接线柱A和B接入电路，移动滑片，观察现象；

4.实验任务③：将接线柱C和D接入电路，移动滑片，观察现象。

（学生分组实验，教师巡回指导，提醒学生注意电流表正负接线柱及量程选择）

实验结束后，请小组代表汇报现象：

-任务①：滑片向左移动，小灯泡变亮，电流表示数变大；

-任务②：滑片移动，小灯泡亮度不变，电流表示数不变；

-任务③：滑片移动，小灯泡亮度不变，电流表示数不变。

大家发现了什么规律？（引导学生总结：只有“一上一下”两个接线柱接入电路时，滑片移动才能改变电阻，从而改变电流；若接“同上同下”，则电阻不变。）

**环节五：突破难点——“一上一下”的灵活应用（12分钟）**

为什么“一上一下”接线才能改变电阻呢？我们以接线柱A和D为例分析：

-电流从A流入，经过线圈的一部分，从D流出（金属棒电阻几乎为0）；

-当滑片向左移动时，接入电路的电阻线变短，电阻变小，电流变大；

-当滑片向右移动时，接入电路的电阻线变长，电阻变大，电流变小。

（板书连接示意图，标注电流路径和电阻线变化）

如果接A和C呢？请大家思考：接入电路的电阻线是哪部分？（学生回答：AP部分，P为滑片）对，此时滑片移动同样能改变电阻。但若接C和B呢？接入电路的电阻线是PB部分，滑片移动方向与电阻变化相反，但原理相同。

**难点突破练习**：

1.若将接线柱A和C接入电路，滑片向右移动，电阻如何变化？（学生回答：电阻变大）

2.若将接线柱B和D接入电路，滑片向左移动，电阻如何变化？（学生回答：电阻变小）

**环节六：探究变阻器的作用（10分钟）**

现在我们将滑动变阻器正确接入电路（一上一下），闭合开关，移动滑片，观察电流表、电压表示数变化：

-电流表示数变化：滑片左移，电流变大；滑片右移，电流变小；

-电压表示数变化：滑片左移，电压变大（小灯泡两端电压）；滑片右移，电压变小。

大家总结：滑动变阻器的作用是什么？（学生回答：改变电路中的电流和部分电路两端的电压）

**环节七：理解铭牌参数（5分钟）**

（展示滑动变阻器铭牌，如“50Ω1A”）大家看，这个铭牌是什么意思？“50Ω”表示滑动变阻器的最大阻值（接入全部电阻线时的电阻）；“1A”表示允许通过的最大电流，超过1A可能会烧坏变阻器。

**实际应用思考**：

1.若电源电压为3V，灯泡正常工作电流为0.3A，应选择铭牌为“20Ω0.5A”还是“50Ω1A”的滑动变阻器？（学生讨论回答：选择“20Ω0.5A”，因为最大电流0.5A＞0.3A，且最大阻值20Ω足够调节）

**环节八：变阻器的实际应用（5分钟）**

生活中哪些地方用到变阻器？（学生举例：调光灯、收音机音量调节、电风扇调速）这些应用都是通过改变变阻器接入电路的电阻，从而改变电流，实现调节功能。

**环节九：课堂小结（3分钟）**

今天我们学习了变阻器，请大家梳理知识点：

1.原理：改变接入电路中电阻线的长度来改变电阻；

2.结构：瓷筒、线圈、金属棒、滑片、接线柱；

3.连接方法：“一上一下”；

4.作用：改变电流和部分电路电压；

5.铭牌：最大阻值和允许通过的最大电流。

**环节十：布置作业（2分钟）**

1.课后练习：完成课本P71“动手动脑学物理”第1、2题；

2.拓展任务：观察家中的台灯或收音机，思考变阻器是如何调节亮度和音量的，下节课分享。

（下课铃声响起）同学们，今天的课就到这里，下课！教学资源拓展1.拓展资源：

（1）不同类型的变阻器：除滑动变阻器外，电位器（旋转式变阻器，用于音量调节）、电阻箱（可读出阻值，实验室常用）的结构差异与应用场景；旋钮式变阻器与滑动变阻器的接线方法对比。

（2）变阻器在科技中的应用：电动汽车调速系统中变阻器如何控制电机转速；舞台灯光系统中通过多个变阻器组合实现渐变效果；精密仪器中精密多圈变阻器对电流的精确调节。

（3）变阻器的工作原理深化：电阻丝材料（镍铬合金、康铜）的选择原因（电阻率大、温度系数小）；金属棒导电性好的原因（铜、铝电阻率小）；滑片与电阻线接触压力对电阻稳定性的影响。

（4）变阻器与安全用电：铭牌参数“50Ω1A”的实际意义（超过1A可能导致电阻丝发热熔断）；大功率电路中变阻器的散热设计；变阻器短路时的保护措施。

2.拓展建议：

（1）实验探究：利用铅笔芯、回形针、导线自制简易滑动变阻器，探究改变接入长度对电流的影响；对比不同材料（铜丝、铁丝、铅笔芯）作为电阻丝时电阻变化的特点，分析材料对变阻效果的影响。

（2）生活实践：观察家中的台灯、电风扇、收音机等电器，记录变阻器的调节方式（旋转或滑动），拆解废旧电器（如旧遥控器）中的电位器，观察其内部结构，分析其如何实现阻值连续变化。

（3）问题研究：设计实验探究滑动变阻器“一上一下”接线时，滑片移动方向与电阻变化的关系（如接A、D时滑片左移电阻变小，接A、C时滑片左移电阻变大）；研究变阻器在串联和并联电路中的作用差异（串联改变电流，并联是否影响电路电阻）。

（4）跨学科学习：结合信息技术知识，了解变阻器在传感器中的作用（如光敏电阻、热敏电阻如何通过阻值变化实现光控、温控）；查阅资料，了解变阻器在早期电子设备（如老式收音机、示波器）中的应用及发展历程。教学评价与反馈1.课堂表现：观察学生参与实验操作的规范性，如接线是否正确、电流表量程选择是否合理；记录学生对变阻器原理和连接方法的即时反馈，如回答“一上一下”接线原理的准确性。

2.小组讨论成果展示：评估小组汇报变阻器连接实验现象的完整性，如是否明确“同上同下”无效、“一上一下”有效的结论；检查对滑片移动与电阻变化关系的分析逻辑是否清晰。

3.随堂测试：通过习题检测学生对铭牌参数（如“50Ω1A”）的理解，及实际电路中变阻器作用的分析能力；重点考查“滑片移动时电流变化”的判断题正确率。

4.实验报告：批阅学生绘制的变阻器电路图，标注接线柱和电流路径是否正确；分析实验结论中“改变电阻线长度改变电阻”的表述是否准确。

5.教师评价与反馈：针对学生易混淆的“一上一下”接线方向问题，通过板书强调不同接线柱组合时电阻线长度的变化规律；对实验操作不规范的小组进行个别指导，强化安全用电意识；总结课堂共性错误，如忽略铭牌参数导致电路设计不合理，并布置针对性练习。重点题型整理八、重点题型整理1.题型：滑动变阻器改变电阻的原理是什么？答案：通过改变接入电路中电阻线的长度来改变电阻。2.题型：在连接滑动变阻器时，为什么必须“一上一下”接线柱接入电路？答案：只有“一上一下”接线时，移动滑片才能改变接入电路中电阻线的长度；若接“同上同下”，接入电路的电阻线长度不变，电阻无法改变。3.题型：滑动变阻器在电路中的作用有哪些？答案：改变电路中的电流；改变部分电路两端的电压。4.题型：滑动变阻器铭牌上标有“20Ω0.5A”，各表示什么含义？答案：“20Ω”表示滑动变阻器的最大阻值；“0.5A”表示允许通过的最大电流。5.题型：调光灯是通过调节滑动变阻器来改变亮度的，请说明其工作过程。答案：旋转旋钮时，滑动变阻器接入电路的电阻线长度改变，电阻随之改变，电路中的电流大小改变，灯泡的实际功率变化，从而实现亮度调节。教学反思这节课学生通过实验操作基本掌握了滑动变阻器的原理和连接方法，但“一上一下”接线原理的理解仍需加强。部分学生在实验中出现了接线错误，如将接线柱接成“同上同下”