新教材《完全解讀》九年級物理教學(xué)詳案：16.4變阻器(人教版,word版,附檢測反饋、課后習(xí)題、教學(xué)反思)第4節(jié)變阻器1.了解變阻器的構(gòu)造,在電路中的符號.2.理解變阻器的工作原理.3.通過探究怎樣用變阻器改變燈泡的亮度,知道正確使用變阻器的方法.1.在探究滑動變阻器使用過程中,體驗科學(xué)探究的方法.2.通過理解滑動變阻器的設(shè)計、制作過程,了解科學(xué)發(fā)明創(chuàng)造、科技革新的過程.1.激發(fā)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識解釋變阻器改變電阻的道理,調(diào)動學(xué)生的發(fā)明創(chuàng)造熱情.2.通過教師、學(xué)生的雙邊教學(xué)活動,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,使學(xué)生樂于探索自然現(xiàn)象和日常生活中的物理學(xué)道理.【重點(diǎn)】滑動變阻器的原理及使用.【難點(diǎn)】正確連接與使用變阻器.【教師準(zhǔn)備】實物投影儀、電路示教板、燈泡、三節(jié)干電池、導(dǎo)線若干、鉛筆芯(約10厘米長)、亮度可變臺燈、電位器、多媒體課件等.【學(xué)生準(zhǔn)備】滑動變阻器、小燈泡(3.8V)、學(xué)生電源、開關(guān)、導(dǎo)線、實驗報告單等.導(dǎo)入一:問題導(dǎo)入師:上節(jié)課我們學(xué)習(xí)了電阻的有關(guān)知識,知道導(dǎo)體中有一種阻礙電流的性質(zhì),我們把它叫做電阻.如果在某個簡單電路中,接有一個小燈泡,如何改變小燈泡的亮度呢?老師連接實驗電路,并演示燈泡的發(fā)光情況.生:連一個電阻.師:如果想讓燈泡的亮度連續(xù)變化,應(yīng)該怎么辦呢?生:連一個阻值可以變化的電阻.視頻:演示滑動變阻器在聲音、亮度等方面的控制(如圖所示).[過渡語]滑動變阻器是如何改變阻值大小的?它的原理是什么?今天我們就來學(xué)習(xí)阻值可以變化的裝置——滑動變阻器和電阻箱.導(dǎo)入二:情景導(dǎo)入【多媒體視頻】教師演示:調(diào)光臺燈亮度發(fā)生變化(如圖所示).分析:調(diào)光臺燈亮度發(fā)生變化,說明電流發(fā)生變化,而電流的變化是由電阻的變化引起的.[過渡語]調(diào)光臺燈的電阻變化是由改變導(dǎo)體電阻的什么因素引起的?這節(jié)課我們就來了解有關(guān)變阻器的知識.一、變阻器一、變阻器的原理思路一1.變阻器:電阻大小可以發(fā)生變化的裝置.2.變阻器的原理問題1:影響電阻大小的因素有哪些?回答1:有長度、橫截面積、材料和溫度.問題2:利用這些因素如何改變電阻的大小呢?回答2:①改變材料;②改變長度;③改變橫截面積;④改變溫度.問題3:上述四種方法中,哪一種方法改變電阻比較方便?回答3:靠改變長度來改變電阻的大小比較容易,其他的因素都比較麻煩.思路二師:要解釋臺燈亮度的變化,我們來做下面的實驗:在電路中加入一段鉛筆芯,在一端自由移動金屬夾,使連入的鉛筆芯長度改變,觀察現(xiàn)象.生:改變鉛筆芯的長度,小燈泡的亮度發(fā)生變化.連入電路的鉛筆芯越長,燈越暗,連入電路的鉛筆芯越短,燈越亮.師:電源電壓不變,鉛筆芯越長,電阻越大,電流越小;鉛筆芯越短,電阻越小,電流越大.所以通過改變鉛筆芯在電路中的長度來改變電阻,從而改變電路中的電流,這就是滑動變阻器的原理.[過渡語]利用金屬夾在鉛筆芯上移動來改變電阻就構(gòu)成了一個簡單的變阻器.變阻器一般分為滑動變阻器和變阻箱兩類,本節(jié)重點(diǎn)學(xué)習(xí)滑動變阻器.二、變阻器的構(gòu)造思路一師1:要增大導(dǎo)線電阻的可調(diào)范圍,應(yīng)該怎么做?生1:電阻線必須做得很長.師2:如何使之小巧、輕便呢?生2:可以將電阻線繞在絕緣瓷管上,并使各線圈之間互不接觸.師3:怎樣保證不互相接觸呢?生3:電阻絲外面涂上一層絕緣層.師4:滑片滑動時又如何保證滑片與電阻絲接觸呢?生4:把滑片與電阻絲接觸地方的絕緣層去掉.師5:電阻絲是用什么材料做的?生5:為使變阻器的可調(diào)范圍變大,它是用電阻率較大的合金線制成的,這種合金線又叫電阻線.【觀察】大家觀察滑動變阻器的構(gòu)造,重點(diǎn)看電阻線的繞法、絕緣皮是否刮掉,滑片是如何與電阻線連接的.【組成結(jié)構(gòu)】瓷筒、電阻線、金屬棒、金屬滑片、4個接線柱.【原理】滑動變阻器是通過改變接入電路中電阻線的長度來改變其電阻的.師6:滑動變阻器在電路中的符號是怎樣的?生6:畫出其在電路中的簡單結(jié)構(gòu)圖和電路圖符號.如圖所示:【拓展延伸】滑動變阻器在電路中的作用:①通過改變電路中的電阻,逐漸改變電路中的電流和部分電路兩端的電壓;②保護(hù)電路.思路二討論滑動變阻器的構(gòu)造(需要解決以下幾個問題)問題1:電阻線選擇什么材料?解決方案1:為了滑動變阻器的調(diào)節(jié)范圍更大,我們需要更長的電阻線,應(yīng)該選擇什么材料最合適?讓學(xué)生充分討論,最后得出結(jié)論:相同長度和橫截面積的條件下,鎳鉻合金線的電阻比較大,容易調(diào)節(jié).問題2:導(dǎo)線太長怎么辦?解決方案2:有同學(xué)提出解決辦法是將導(dǎo)線繞成線圈,并且解釋說,平時我們見到的縫紉機(jī)線,彈簧就是這樣的.但是導(dǎo)線較軟,線圈沒有支架,容易散亂怎么辦?問題3:支架用什么材料?解決方案3:是導(dǎo)體還是絕緣材料,學(xué)生基本一致認(rèn)為:絕緣材料.問題4:眾多的絕緣材料用哪種材料比較好呢?解決方案4:同學(xué)提出了很多方案,硬紙筒,圓木棒,塑料棒(沒有同學(xué)提瓷筒,可能對它不熟悉).問題5:如果用這些材料作變阻器線圈支架的話,也有缺點(diǎn).比如線圈中通過的電流較大時,因為導(dǎo)體發(fā)熱,容易出現(xiàn)什么不好的結(jié)果?解決方案5:這時有部分學(xué)生開始議論:會燃燒起來.這時很多同學(xué)都醒悟過來.讓同學(xué)們繼續(xù)找既能絕緣,又不會出現(xiàn)因電流過大而引發(fā)事故的絕緣材料.最終確定用瓷筒.問題6:線圈短路怎么辦?解決方案6:緊密排繞的鎳鉻合金線圈橫向之間會導(dǎo)電,怎么解決這個問題?同學(xué)們提出用塑料隔開絕緣.注意提示:塑料、油漆等絕緣都可以,但是塑料絕緣比油漆絕緣線圈占用的空間大,所以常用油漆絕緣.問題7:滑片靠貼在絕緣油漆上,不能跟鎳鉻合金線接觸,電路不是通路怎么辦?解決方案7:經(jīng)過啟發(fā)、討論,認(rèn)為采用把與滑片接觸的鎳鉻合金線絕緣油漆刮掉的方法解決這個問題.問題8:怎樣改變鎳鉻合金線的長度?解決方案8:引導(dǎo)學(xué)生回憶剛才做的實驗,導(dǎo)線一端在鉛筆芯上自由滑動.類似的,滑動變阻器的滑片在鎳鉻合金線圈上滑動來改變鎳鉻合金線的長度.問題9:用什么把滑片固定,連接接線柱?解決方案9:一根金屬棒.總結(jié):綜上所述,滑動變阻器的構(gòu)造、電路圖符號如圖所示:【拓展延伸】滑動變阻器不能表示出連入電路的電阻值,但它可以連續(xù)改變接入電路中的電阻.電阻箱能準(zhǔn)確表示出連入電路中的阻值大小,但阻值變化是不連續(xù)的.[過渡語]物理儀器上一般會有一塊銘牌,滑動變阻器上同樣也有,你能根據(jù)前面的學(xué)習(xí),說出滑動變阻器上銘牌的意義嗎?三、變阻器的銘牌問題:如圖所示的變阻器滑片上有一個銘牌,上面寫有“20Ω2A”是什么意思呢?回答:允許通過的最大電流是2A,最大電阻值是20Ω.為了防止燒壞變阻器,通過變阻器的電流,不能超過允許的最大值.【拓展延伸】觀察是科學(xué)探究的基礎(chǔ),是提出問題獲得證據(jù)或數(shù)據(jù)的來源.在觀察到現(xiàn)象后及時做記錄,這是科學(xué)研究的最基本方法.[過渡語]了解了滑動變阻器的構(gòu)造和銘牌,那么怎樣用滑動變阻器改變燈泡的亮度呢?四、滑動變阻器的使用同學(xué)們在設(shè)計實驗和進(jìn)行實驗前要弄清下列6個問題.問題1:滑動變阻器有4個接線柱,接入電路時,如果只需接兩個,共有幾種接法.回答1:6種接法.如圖所示.問題2:滑動變阻器哪兩個接線柱之間的電阻是不變的.回答2:同時接最上面CD兩個接線柱;或者同時接最下面AB兩個接線柱(如圖所示).問題3:滑動變阻器哪兩個接線柱之間的電阻很小,幾乎為零?回答3:同時接最上面CD兩個接線柱(如圖所示).問題4:移動滑動變阻器的滑片,哪兩個接線柱之間的電阻隨著改變?向哪個方向移動時電阻變大?回答4:如圖所示,AD,AC,BC,BD四組.其中AD,AC兩組滑片向右移動時電阻變大;其中BD,BC兩組滑片向左移動時電阻變大.問題5:要使燈泡和變阻器中的電流大小相同,滑動變阻器應(yīng)該與燈泡串聯(lián)還是并聯(lián)?回答5:串聯(lián).問題6:要使燈泡由暗變亮,接通電路前應(yīng)將滑動變阻器滑片放到什么位置上?回答6:最大阻值處學(xué)生分組討論,設(shè)計實驗電路圖及實驗步驟.實驗電路圖:如圖所示.實物連接圖:如圖所示.把學(xué)生設(shè)計的電路圖和實驗結(jié)果拿出來投影,交流,引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)滑動變阻器的正確使用規(guī)則,然后再用多媒體課件動態(tài)演示變阻器的正確使用方法.在指導(dǎo)學(xué)生判斷滑片移動引起電阻變化時,應(yīng)注意讓學(xué)生培養(yǎng)先分析變阻器上電流流向的習(xí)慣.結(jié)論:使用方法是:上、下各接入一個接線柱,串聯(lián)在電路中.【拓展延伸】變阻器的使用順口溜:串入電路,調(diào)流控壓;一上一下,作用最大;同上同下,沒有變化;接入電路,撥到最大.二、變阻器的應(yīng)用師:在生活中有哪些地方應(yīng)用了變阻器?試舉例說明.生:電視、音箱的音量調(diào)節(jié)器等(如圖所示).師:補(bǔ)充介紹,展示電位器(如圖所示).【拓展延伸】電阻箱是一種可以調(diào)節(jié)電阻大小并且能夠顯示出電阻阻值的變阻器.使用時,把兩個接線柱接入電路(兩接線柱不分正負(fù)極),調(diào)節(jié)旋盤就能得到0~9999.9歐之間的任意阻值.各旋盤對應(yīng)的指示點(diǎn)的示數(shù)乘以面盤上標(biāo)出的倍率,然后加在一起,就是接入電路的阻值.如圖乙所示,阻值為4520歐姆.1.原理:利用改變連入電路中電阻線長度來改變電阻,從而改變電流.2.結(jié)構(gòu):瓷筒、電阻線、金屬棒、金屬滑片、接線柱等.3.符號:如圖所示.4.使用:①變阻器連接要“一上一下”,同上同下阻值不變化.②滑片越靠近下端的接線柱,接入電路的電阻越小.1.如圖所示的滑動變阻器連入電路的4種接法中,當(dāng)滑片P向右滑動時,滑動變阻器連入電路部分的電阻增大的是 ()解析:A圖滑動變阻器連入左下方接線柱,滑動變阻器接入左半段,滑片右移電阻長度變長,阻值變大,A正確;B圖滑動變阻器接入下面兩個接線柱,滑動變阻器相當(dāng)于定值電阻,滑片移動不能改變電阻阻值,B錯誤;C圖滑動變阻器連入右下方接線柱,滑動變阻器接入右半段,滑片右移電阻的長度變短,電阻變小,C錯誤;D圖滑動變阻器連入右下方接線柱,滑動變阻器接入右半段,滑片右移電阻長度變短,電阻變小,D錯誤.故選A.2.常用的變阻器有兩種:滑動變阻器和電阻箱,下列說法中正確的是 ()A.電阻箱能逐漸改變它連入電路的電阻,但不能表示出它連入的阻值B.滑動變阻器能夠表示出它連入電路時其滑片處在不同位置時的阻值C.電阻箱能夠表示出它連入電路時的阻值D.這兩種變阻器規(guī)定有最大阻值,但對于通過它們的電流卻沒有任何限制解析:電阻箱能表示出連入的阻值,但不能逐漸地改變連入電路的電阻,A錯誤,C正確;滑動變阻器能連續(xù)地改變接入電路中的阻值,但不能讀數(shù),B錯誤;滑動變阻器和電阻箱都有允許通過的最大電流,D錯誤.故選C.3.電動自行車是一種非常方便快捷的交通工具.旋轉(zhuǎn)右手的“調(diào)速”把手,發(fā)現(xiàn)電動機(jī)帶動后輪的轉(zhuǎn)速會發(fā)生改變,與這個“調(diào)速”把手聯(lián)動的電路元件實質(zhì)是一個;它是利用改變來改變電路中電流大小的.

解析:“調(diào)速”把手相當(dāng)于滑動變阻器,是利用改變電阻的大小來改變電路中電流大小的.【答案】滑動變阻器電阻的大小4.如圖所示,d為旋鈕觸片,將該變阻器接入電路中調(diào)節(jié)燈泡的亮度,當(dāng)順時針旋轉(zhuǎn)旋鈕觸片時,燈泡變亮,則應(yīng)連接接線柱(選填“a,b”“b,c”或“a,c”)和燈泡聯(lián)后接入電路中.

解析:順時針旋轉(zhuǎn)旋鈕觸片時,燈泡變亮,原因是電流變大.電源電壓不變,電路中電阻變小,應(yīng)連接接線柱b,c與燈泡串聯(lián)后接入電路.【答案】b,c串1.原理:利用改變連入電路中電阻線長度來改變電阻.2.結(jié)構(gòu):瓷筒、電阻線、金屬棒、金屬滑片、接線柱等.3.符號:4.使用:“一上一下”、“同下”電阻大,“同上”電阻小.一、教材作業(yè)【必做題】教材第71頁動手動腦學(xué)物理的1,2,3題【選做題】教材第71頁動手動腦學(xué)物理的4題二、課后作業(yè)【基礎(chǔ)鞏固】1.利用滑動變阻器改變電阻,是通過改變下列哪個因素來實現(xiàn)的 ()A.電阻線的材料B.電阻線的橫截面積C.電阻線的總長度D.連入電路中電阻線的長度2.一個滑動變阻器銘牌上標(biāo)有“50Ω2A”的字樣,它的含義是 ()A.電阻變化范圍是0~50Ω,允許通過的最大電流是2AB.電阻最小值是50Ω,允許通過的最大電流是2AC.電阻最小值是50Ω,允許通過的最小電流是2AD.電阻最大值是50Ω,允許通過的最小電流是2A3.如圖所示的電阻箱的示數(shù)是Ω.

4.滑動變阻器是通過改變接入電路中電阻絲的來改變電阻的.如圖所示,當(dāng)滑片向C端移動時,它的電阻值(填“變大”“變小”或“不變”).

【能力提升】5.一位同學(xué)設(shè)計了一個風(fēng)力測定儀(如圖所示).O是轉(zhuǎn)動軸,OC是金屬桿,下面連接著一塊受風(fēng)板.無風(fēng)時OC是豎直的,風(fēng)越強(qiáng),OC桿偏轉(zhuǎn)的角度越大.AB是一段圓弧形電阻,P是金屬桿與弧形電阻相接觸的點(diǎn),測風(fēng)力時,閉合開關(guān)S.通過分析可知:金屬桿OC相當(dāng)于一個,觀察電流表可以較準(zhǔn)確地反映風(fēng)力的大小.通過分析你認(rèn)為此電路還存在的問題是.

6.旋轉(zhuǎn)式變阻器(如圖甲所示)與滑動變阻器相比,外形不同,但原理都是通過改變接入電路的導(dǎo)體的長度來改變其連入電路的電阻.若圖乙中旋轉(zhuǎn)式變阻器的A,C兩接線柱連入電路,則連入電路的弧形電阻片是(選填“AP”“PB”或“AB”)段,當(dāng)軸順時針旋轉(zhuǎn)時,它連入電路的電阻將(選填“變大”“變小”或“不變”).

7.如圖是大型電子地磅的電路圖,當(dāng)稱重物時,在壓力作用下滑片P向下端滑動,變阻器連入電路的電阻,電流表的示數(shù)(選填“變大”“變小”或“不變”).這樣把電流對應(yīng)的重量刻在電流表的刻度盤上,就可以讀出被稱物體的重量.

【拓展探究】8.電動自行車控制電路有以下特點(diǎn):①調(diào)速變阻器與電動機(jī)串聯(lián),調(diào)節(jié)變阻器阻值改變流過電動機(jī)的電流,以改變電動車的行駛速度;②除電源總開關(guān)S外,左右剎車上各裝有一只開關(guān)(分別用S1和S2表示),剎車時裝在該剎車上的開關(guān)斷開,使電動機(jī)停止工作.請將圖中電路連接完整.(不能改動已連接部分)【答案與解析】1.D[解析:滑動變阻器是靠改變接入電路的電阻線的長度來改變電阻的.故選D.]2.A[解析:“50Ω2A”表示允許通過的最大電流是2A,這個滑動變阻器的最大電阻值是50Ω或滑動變阻器電阻變化范圍為0~50Ω.故選A.]3.2014[解析:電阻箱的示數(shù):R=2×1000Ω+1×10Ω+4×1Ω=2014Ω.]4.長度變小[解析:滑動變阻器是通過改變接入電路中電阻絲的長度來改變電阻的.由圖可知,變阻器接的A,C兩接線柱,當(dāng)滑片向C端移動時,滑片與A之間的電阻絲長度變短,電阻變小.]5.滑動變阻器的滑片當(dāng)滑片P移至B點(diǎn)時,可能燒壞電流表[解析:當(dāng)風(fēng)力大小不同時,AB接入電路中的電阻會變化,所以金屬桿OC與弧形電阻AB組合在一起相當(dāng)于滑動變阻器,OC相當(dāng)于一個滑動變阻器的滑片.當(dāng)風(fēng)力過大時,會造成電源短路,燒壞電流表.]6.AP變大[解析:圖中旋轉(zhuǎn)式變阻器的A,C兩接線柱連入電路,連入電路的弧形電阻片是AP段,當(dāng)軸順時針旋轉(zhuǎn)時,它連入電路的電阻絲長度變大,連入電路的電阻將變大.]7.變小變大[解析:滑片P向下滑動,PB段變短,變阻器連入電阻變小,總電阻變小,所以電流變大.]8.如圖所示[解析:調(diào)速變阻器與電動機(jī)串聯(lián),根據(jù)開關(guān)的控制作用可以看出,除總開關(guān)S外,左右剎車的開關(guān)都對電動機(jī)起控制作用,且任何一個開關(guān)斷開,都能使電動機(jī)停止工作,所以它們要串聯(lián)連接,如圖所示.]本節(jié)課教師要給學(xué)生的發(fā)散性思維、創(chuàng)造性活動提供一個展示的機(jī)會.讓學(xué)生積極參與探究,討論活動,積極尋找學(xué)生的思想火花,遵循“不干涉”原則.比如在講授