初中物理第四节 变阻器教案

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初中物理第四节 变阻器教案

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  • 教案示例
    教案示例

    第四节   变阻器

      教学目标

      一、知识与技能

        知道滑动变阻器的构造,会把滑动变阻器连入电路来改变电流。

      二、过程和方法

        学习利用滑动变阻器改变电流、电压。

      教学重点:变阻器的原理及使用。

      教学难点:根据要求正确连接与使用变阻器。

      教学准备: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、调光台灯。

      教学过程

      一、引入新课

      前面实验中,铁丝和铜丝电阻不同,接入电路中,使电路中电流的大小不同。由此,同学们考虑电阻的作用是什么呢?电阻可以改变电路中的电流。不同材料的铜丝、铁丝接入电路可以改变电路中的电流,那么同一种材料的一根导线能否改变电路中的电流呢?

      二、新课学习

      想想做做

      用刀将铅笔剖开,仔细取出铅笔芯,注意不要折断。用铅笔芯代替前面实验中铁丝(铜丝)。

      铅笔芯是导体还是绝缘体?铅笔芯接入电路,电灯能发光,所以铅笔芯是导体。如果想要改变接入电路中的铅笔芯的长度,谁有办法,请来操作一下。将连接铅笔芯的导线一端打开,并使其在铅笔芯上滑动。滑动过程中同学们观察到了什么现象?灯泡的亮度发生了变化。连入电路的铅笔芯越长,灯越暗;连入电路的铅笔芯越短,灯越亮

      我们在这个过程中电源没动,是同一个电源,灯的亮、暗又说明了什么问题?灯泡的亮暗,说明通过灯泡中的电流大小不同,灯亮时电流大,灯暗时电流小。相同电压下,电流大、电阻小;电流小、电阻大。铅笔芯越长,电阻越大;铅笔芯越短,电阻越小。

      如果我们换用铁丝做实验会怎样呢?(重复上述实验)铁丝越长,电阻越大;铁丝越短,电阻越小。铁丝和铅笔芯都是导体,根据实验现象能得到什么结论呢?

      导体电阻的大小与导体的长度有关。在相同粗细的条件下,导体越长,电阻越大;导体越短,电阻越小。可以通过改变导体在电路中的长度来改变电阻,从而改变电路中的电流。同学们的表现太棒了,这就是变阻器的工作原理。

      但是,老师有一个问题需要同学们帮助,在前面观察“几种金属导线的电阻”时,哪种金属电阻最大呢?镍铬合金。长1m,横截面积是1mm2的镍铬合金的电阻是0.1Ω。如果老师需要电阻在010Ω范围内变化,使用电阻最大的镍铬合金丝,需要多长?100m。也就是说,老师要想将接入电路的电阻从0变化到10Ω,就必须进行一次百米跑,这样做可行吗?

      100m长的镍铬线绕成像弹簧那样的圈,就能减小长度。(教师可预先将变阻器拆开,取出绕着线圈的瓷管)请同学们看,是不是这样绕就可以呢?(得到同学们的肯定后,教师继续引导)怎样使用它呢?需要使用哪部分,就在哪个地方抽出个头。就像刚才实验中在铅笔芯上滑动一样,用个头在线圈上滑动就可以。(教师将滑动变阻器的金属杆及滑片再装上)是不是这样就可以了呢?(同学们肯定)利用滑片在线圈上滑动就可以改变接入电路的电阻,所以把它叫做:“滑动变阻器”。同学们面前的就是实验室常用的滑动变阻器。

      播放视频:滑动变阻器

      板书:变阻器的构造

      结构示意图:

      变阻器在电路图中的符号: (先板书问题,然后由同学补充结论)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?教师引导同学们分析后明确:滑动变阻器是用电阻率较大的合金线制成的,这种合金线又叫电阻线。变阻器是通过改变接入电路中导体的长度来改变其电阻的。要想增大变阻范围,电阻线必须做得很长。因此要将电阻线绕在绝缘管上,并使各线圈间互不接触。

      变阻器滑片上还有一个铭牌,上面写有“50Ω,1.5A”是什么意思呢?同学们讨论一下,你认为是什么意思?“50Ω”可能是说这个变阻器的变化范围是050Ω,它的最大电阻值就是50Ω。1.5A”应该是说它能通过1.5A的电流。变阻器铭牌上标出的是滑动变阻器的“最大阻值”和允许通过的“最大电流”。因此在使用滑动变阻器的时候要注意以下使用规则:

      1)为了防止烧坏变阻器,通过变阻器的电流,不能超过允许的最大值。

      2)为了避免电路中电流过大,使用变阻器前应将其阻值调到最大。

      演示:

      1.用调光台灯的控光旋钮,改变灯的亮度。

      2.用收音机控制音量的旋钮改变收音机的音量。

      光亮的控制、改变,收音机音量的控制、改变就是利用变阻器来实现的。收音机控制音量的变阻器是电位器。

      探究:怎样用变阻器改变灯泡的亮度?

      大家想不想试试怎样用滑动变阻器来改变灯泡的亮度呢?同学们先移动滑动变阻器的滑片,看一下滑片滑过的地方有什么特别吗?滑片滑过的地方绝缘漆被刮去了。为什么呢?必须刮掉这些地方的绝缘漆,滑片到达时,变阻器才能接入电路。同学们现在可以设计电路,进行实验,在设计和实验过程中弄清下列问题。

      1)哪两个接线柱之间的电阻是不变的?

      2)移动滑片时,哪两个接线柱之间的电阻随着改变?向哪个方向移动,电阻变大?

      3)使灯泡和变阻器中电流大小相等,变阻器应与灯泡串联还是并联?

      4)要能控制电流的大小,应使用滑动变阻器的哪两个接线柱?

      5)要使灯泡由暗变亮,接通电路前应将滑片放到什么位置上?

      学生操作,教师巡视指导。实验结束,各组进行交流,提出发现的问题。要想控制电路中电流的大小,改变小灯泡的亮度,滑动变阻器必须串联接入电路,并使用“一上、一下”两个接线柱。

      要使灯由暗变亮,接通电路前就应将滑动变阻器滑片放在电阻最大的位置上。请同学将你们滑动变阻器不同的连接情况画在黑板上。引导学生仔细观察比较各组变阻器的连接情况,分析产生区别的原因,进一步弄清滑动变阻器的使用规则及方法。

      滑动变阻器阻值的最大位置及滑片的移动方向,都与变阻器的连接情况有关。如图,如果使用接线柱CADA,电阻丝AP段被接入电路,这时电阻值最大的位置滑片P应在B端,滑片从B端向A端滑动时,电阻逐渐减小电流逐渐变大,灯泡由暗变亮。如果使用接线柱CBDB,则电阻丝PB部分被连入电路,电阻最大值的位置就应是滑片PA端,而要使灯由暗变亮,滑片要从A端向B端滑动。

      三、小结

      滑动变阻器

      原理:通过改变导体在电路中的长度来改变电阻。

      构造:电阻丝绕成的线圈、绝缘管、金属棒、滑片。

      结构示意图:

      电路图中的符号:

      使用规则:

      a.首先观察变阻器的铭牌,弄清变阻器的最大值和允许通过的最大电流。

      b.连接时要将滑动变阻器的“一上、一下”两个接线柱串联接入所要控制的电路中。

      c.闭合电路前,应将滑动变阻器滑片调到阻值最大的位置上。

      四、板书设计

      变阻器

      原理:

      构造:

      结构示意图:

      电路图中符号:

      使用规则: