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第二节 变阻器



第二节 变阻器 

(一)教材 人教社九年义务教育初中物理第二册

(二)教学目的

  1.知道滑动变阻器的构造和原理.

  2.知道滑动变阻器上所标规格的含义.会用滑动变阻器改变电路中的电流.

  3.知道电阻箱的构造,会读出电阻箱的示数.

(三)教具

  1.学生实验:学生电源一个,学生电流表一只,滑动变阻器一个,开关一个,小灯泡一只,导线若干条.

  2.演示实验:电源一个,演示电流表一只,滑动变阻器一个,小灯泡一只,开关一个,导线若干条,电阻箱一个,有四个接线柱的滑动变阻器一个.

(四)教学过程

  1.复习

  提问:

  (1)导线电阻的大小是由哪些因素决定的?

  (2)“长导线比短导线的电阻大”,这种说法对吗?应该怎么说?

  2.引入新课

  提出问题:剧场里的照明灯是怎么逐渐变暗的?(将滑动变阻器、小灯泡串联后接入电路,闭合开关,移动滑片,做演示实验观察小灯泡亮度的变化.)

  在不改变电源电压的条件下,在电路中串联了一个叫滑动变阻器的元件,移动滑片就能使小灯泡的亮度改变.这节课研究的课题就是变阻器.

  3.进行新课

  提出问题:滑动变阻器是根据什么原理制成的?

  分析演示实验的电路:小灯泡的亮度变亮,说明通过它的电流变大,在电源电压不变的情况下,应当减小电路中的电阻.

  提出问题:根据决定导体电阻大小的因素,可以采取哪些方法减小导体的电阻?哪种方法简便?

  (有四种方法:减小导体的长度、增大导体横截面积,选用电阻率更小的材料制成导体,降低导体的温度.其中用改变导体的长度来改变导体的电阻简便可行.)

  做演示实验:将一根较长的镍铬合金电阻线AB、小灯泡、电源、开关和演示电流表按图4所示电路串联起来.其中P是金属夹制成的触头,当P向左滑动时,电流表示数逐渐变大,灯逐渐变亮;P向右滑动时,电流表示数逐渐变小,灯逐渐变暗.

 

  提问:触头P移动时出现的现象说明了什么?

  分析:当触头P向左滑动时,电阻线AB接入电路部分变短,接入电路部分的电阻变小,电源电压一定,所以电路中的电流增大,电流表示数变大,灯变亮.

  用触头在电阻线上滑动,改变接入电路部分电阻线的长度来改变电阻,这就是一个最简单的“变阻器”.

  提出问题:怎样改进,以方便实验的操作?

  改进方法:把电阻线绕在绝缘的瓷管上,并且瓷管上各匝线圈之间互相不接触,使触头P在线圈上滑动.

  出示自制教具(图5),并用它替代图7—4电路中的AB部分,做演示实验.移动触头P,观察电流表示数和灯泡亮度的变化情况.并请同学上来分析.(分析过程同上,略)

 

  用自己桌上的滑动变阻器实物跟图7—5所示的自制教具对比,弄清变阻器的构造和原理.

  变阻器的构造要介绍瓷管、线圈是电阻率较大的合金线绕制而成,电阻线表面涂着绝缘漆,所以制成的线圈各匝之间相互绝缘,滑片就是自制教具中的触头P,为使滑片P跟电阻线接触良好,线圈上接触滑片的地方,绝缘漆被刮去,为了便于接线,将滑片套在金属棒上,金属棒右端安装有接线柱.

  注意:要强调滑片滑动时,改变的是线圈中A—P部分的长度.来达到改变接入电路中电阻的目的.

  小结:一、滑动变阻器

  1.原理:利用改变电路中电阻线的长度来改变电阻,从而改变电路中的电流强度.

  2.构造、结构示意图和元件符号(图6).

 

  提出问题:怎样使用滑动变阻器?利用投影幻灯片,也可以用电脑设计程序模拟电流流经变阻器的路径.同时配合演示实验.

  接法:将变阻器串联在电路中,要将变阻器的两个接线柱接入电路.(常见错误有两个:一是将导线接到滑片上;二是将导线接到支架上,要注意纠正.)

  分析过程要有序:变阻器接入电路的是哪一段电阻线?清片向右滑动时,这段电阻线的长度怎样改变?变阻器接入电路的电阻怎样改变,电路中的电流怎样改变?电流表的示数和灯的亮度怎样变化?

  学生实验:将滑动变阻器、小灯泡、学生电流表接入电路.做下面实验:

  (1)滑片向右移动时,观察电流表示数和灯的亮度的变化.先分析再动手实验、观察.

  (2)移动滑片使电流表示数变大,灯的亮度变亮.先分析再做实验.

  (3)移动滑片使变阻器接入电路的电阻最大.先分析再做实验.

  观察变阻器滑片上的铭牌,说明铭牌上的一组数值表示的含义.用投影幻灯表示出铭牌,见图7。

 

  3.使用:

  (1)串联在电路中.

  (2)弄清滑片移动时,变阻器接入电阻线长度怎样变化,电阻怎样改变,电路中电流怎样变化?

  (3)使用前应将滑片放在变阻器阻值最大位置.

  (4)使用前要了解铭牌.铭牌上标有变阻器的最大电阻值和变阻器允许通过的最大电流值.

  提出问题:变阻器不能表示出连入电路的电阻值,能否有一种可以表示出阻值的变阻器呢?引出电阻箱.

  出示挂图,说明电阻箱的构造和读出电阻箱示数的方法.同时展示电阻箱的实物.

  用投影幻灯片练习电阻箱读数三次.

  小结:二、电阻箱

  1.能表示出接入电阻值大小的变阻器.

  2.读数:各旋扭对应的指示点的示数乘以面板上标记的倍数,它们之和就是电阻箱接入电路的阻值.

  练习题:

  如图8所示的电路中,滑动变阻器接入电路的是电阻线的______段,当滑片P向左移动时,连入电路的电阻变______,电路中的电流变______,电流表示数变______,灯泡变______.

 

  发给每人一个有四个接线柱的滑动变阻器,请学生先观察它的构造和接线柱.结合它的结构示意图(课本上有此图)进行讨论:

  (1)若将变阻器的B、C两个接线柱接入电路,变阻器的哪段电阻线连入电路?当滑片P向右移动时,变阻器连入电路的电阻怎样变化?做实验验证一下.

  (2)把它连接在电路中,能有几种正确接法?说出每种接法所用的是哪一段电阻线?

  4.小结

  这堂课的重点是滑动变阻器.要知道它的构造、原理和作用.会正确使用滑动变阻器,其中包括了解它的铭牌,使用前把滑片放在变阻器阻值最大的位置上,要把变阻器串联在电路中,并能判断滑片移动时,变阻器连入电路的电阻怎样改变,电路中的电流怎样变化.此外,要会读出电阻箱的示数.

(五)说明

  1.旧教材中使用的滑动变阻器有四个接线柱,连入电路的方法有四种.新教材用的是只有两个接线柱的变阻器,连入电路的方法只有一种,跟旧教材相比,新教材的内容和要求都降低了,有利于教学.但在实验中往往用有四个接线柱的滑动变阻器.因此,为了将知识阔展,使有条件的学生会使用有四个接线柱的变阻器,可以增加这一内容.

  2.滑动变阻器的使用,关键是弄清变阻器连入电路中的是哪一段电阻线,常见的错误是把金属棒接入部分也当成是电阻,这里应指出金属棒电阻几乎为零.

  3.在滑动变阻器的教学中要注意培养逆向思维的能力.使学生不但知道滑片移动时,变阻器连入电路的电阻怎样改变,电路中电流怎样变化?反之,给出变阻器连入电路的电阻变化或电路中电流的变化情况,也应会判定变阻器的滑片怎样移动?

  4.关于电阻箱,新教材跟旧教材相比,突出了实用性,从道理上说明它的读数方法,只要求记住怎样读出电阻箱的示数就可以了.


《第二节 变阻器》
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