《滑动变阻器的使用》教学设计

《滑动变阻器的使用复习》

教学设计福建省南靖二中---吴旺本2010年6月1日一、教学策略：1．教学意义：新课程教育理念是为学生提供学习经历，和以学生发展为本。滑动变阻器是中学物理电学部分的重要元件之一，在电学部分，几个实验中都用到滑动变阻器，而有些学生不能熟练掌握滑动变阻器的使用知识，对电学中滑动变阻器的选择和作用往往难于做出正确判断。因此我设计本节课，利用课堂随手实验及虚拟物理实验，让学生亲自经历，从分析几个实验中的变阻器的作用特点，逐步深入地理解《滑动变阻器的使用》的有关知识，对学生提高高考电路设计分析能力有好处。2．教学对象：

高三（B7）班全体学生（58人）。学生为高三年理科较优秀的学生，主要是培养高考优秀生，而目前学生在电路设计中有关滑动变阻器的选择及判断方法上还较差。所以设计本节课让学生在探究中逐步掌握滑动变阻器的使用特点及选择判断方法。2．教学模式：本节课的采用“情景——问题——探究——交流”的教学模式，让学生在以往的学习的情景中发现问题，来探究解决问题的方法。“情景——问题——探究——交流——深层研究”的教学模式是物理教育科研的一项课题，在教学实践中探索这种模式与物理课堂教学的整合。3．教学方法：本节课的教学方法是实验发现与理论结合法。让学生通过探究以往学习过的实验中的滑动变阻器在电路中的作用及变通使用设计，加深理解在设计电路时怎么选择变阻器，选择变阻器要考虑那些因素。4．教学手段：教学手段是信息技术和物理课堂教学的整合，利用实验与虚拟实验技术相结合，把电路中较抽象的因素生动具体的展现出来，极大的克服了学生的思维障碍，有助于他们理解和掌握规律。让学生在这些情景中发现问题、提出问题，分析问题，研究问题，得出规律。信息技术与物理学科的整合，能使学生由传统的被动学习变为独立的主动学习，有利于因材施教，有利于拓展学生的学习与探究的空间,有利于发展学生的空间智能,这也顺应了新课改的理念。二、教学目标（一）知识和技能：1、复习电学中使用滑动变阻器的几个实验（学生自己整理）；2、加深理解滑动变阻器在电路中的作用；3、加深理解使用滑动变阻器的注意事项；4、能够选择滑动变阻器设计电路，并能优化实验设计.（二）情感目标让学生自己做随堂实验，老师模拟实验、学生分析实验现象、师生共同归纳规律的过程，培养学生严谨的科学态度，树辨证唯物主义世界观。激发对科学的求知欲，激励探索与创新的意识。敢于提出与别人不同的见解，也勇于放弃或修正自己的错误观点。（三）重点与难点

1、加深理解使用滑动变阻器的注意事项；2、能够选择滑动变阻器设计电路，并能优化实验设计。（四）教具各种规格的滑动变阻器、物理电学实验电源台、伏特表、安培表、滑动变阻器、开关、导线、、电位器、小电珠、电阻箱、灵敏电流表、多媒体设备及其软件（虚拟物理实验室）等。欧姆伏特安培三、教学过程课题引入：下述高中电学分组实验中有哪些要用到滑动变阻器？

伏安法测电阻；描绘小电珠的伏安特性曲线；测金属的电阻率；测电源的电动势及内阻；测电表的内阻；多用表的使用等。复习电学基本分组实验欧姆伏特安培实物动画连接1、变阻器在电路中有什么作用？（改变电流、电压的作用。）2、我们在使用变阻器时要注意什么？（1）根据电路的要求来选择变阻器（如要考虑电路中调节的电流、电压的范围）；（2）实际流过变阻器的电流不能超过其额定值。（一）实验探究情景1：观察滑动变阻器的结构，表述特征。

电阻线、瓷筒、金属杆、接线柱、滑片表面绝缘电阻线（防止匝间短路）是一匝一匝绕上的。滑动变阻器--结构与制作动画演滑动变阻器-结构与制作.swf示问题1：

滑动变阻器是如何改变电阻的？作用如何？改变电阻线的长度，从而改接入电路的有用电阻值。保护电路，改变电路两端的电压大小。问题2：滑动变阻器改变电阻是不是连续改变的？连续的、不连续的？？？分析：滑片在滑动过程中，电阻线是逐匝改变的。因此在讨论电阻改变时可引入单匝电阻概念：大家观察桌上的各种滑动变阻器，单匝电阻约多大呢？新的认识：逐匝改变电阻，大阻值的单匝电阻大，小阻值的单匝电阻较小。问题3：初中习惯称滑动变阻器可从0-RM均匀连续改变电阻值，现在同学们经过认真分析初中讲法合理吗？不合理啊，该是错误的认识！

滑动变阻器如何控制电路的？下面我们来具体探讨探究1：限流式接法-----用50欧和10欧的滑动变阻器分别调节控制5欧电阻的电压。规格50欧左滑X(cm)电压表示数（v）规格10欧左滑X(cm)电压表示数（v）一、三组用50欧控制10欧二、四组用10欧控制5欧

X做出两个U-X图象一、二组合用数据三、四组合用数据数据处理方法限流式接法RM=5欧RO=5欧X(cm)0123456789U(v)1.501.551.621.721.851.952.052.252.462.80限流式接法RM=10欧RO=5欧X(cm)01234567U(v)1.011.081.181.341.501.682.042.52限流式接法RM=20欧RO=5欧X(cm)012345678U(v)0.620.670.720.851.011.191.451.862.43限流式接法RM=50欧RO=5欧X(cm)012345678910U(v)0.230.240.310.340.400.450.520.680.901.352.40分析：从所画图象看出不阻值滑动变阻器对限流电路电压控制特点。

最低起控电压不同，调节电压先慢后快，50欧后阶断较难控制电路，电阻越小越接近线性，但起控电压过高。5欧控制5欧20欧控制5欧10欧控制5欧50欧控制5欧智力拓展：请大家粗画出用100欧控制5欧电阻的曲线形状图。（限流式）智力拓展：请大家粗画出用100欧控制5欧电阻的曲线形状图。（限流式）太陡呀？咋爬上！经验常识：一般,此时较易控制，电压变化比较均匀，避免调高压时电压变化极快，难于精确控制，有违实验的可操作原则。控制电压宽啊！接近线性哦！探究2：分压式接法--用50欧和5欧的滑动变阻器分别调节控制10欧电阻的电压。规格50欧左滑X(cm)电压表示数（v）规格5欧左滑X(cm)电压表示数（v）

X做出两个U-X图象。数据处理方法分压式接法RM=5欧RO=10欧X(cm)0123456789U(v)0.000.360.680.951.231.521.722.142.503.00分压式接法RM=20欧RO=10欧X(cm)012345678U(v)0.000.280.500.720.981.251.592.002.65分压式接法RM=50欧RO=10欧X(cm)012345678910U(v)0.000.160.300.430.580.700.881.121.451.902.82分析：从所画图象看出不同阻值滑动变阻器对分压电路电压控制特点。

学生总结获得结论：最低起控电压从零开始，调节电压先慢后快，50欧后阶断较难控制电路。阻值越小图象越接近线性，但从节能角度上分析浪费电能过大。5欧控制10欧20欧控制10欧50欧控制10欧智力拓展：请大家粗画出用100欧控制5欧电阻的曲线形状图。（分压式）智力拓展：请大家粗画出用100欧控制5欧电阻的曲线形状图。（分压式）珠穆朗玛峰

呀！经验常识：分压式一般,此时较易控制，电压变化比较均匀，避免调高压时电压变化极快，难于精确控制，有违实验的可操作原则。深化：

1、滑动变阻器滑片在移动过程中，移动单位长度电阻变化不同，对电路的影响也同，大阻值的单位长度电阻大。

2、当控制电路要求阻值变化缓慢时，应选取单匝电阻小的滑动变阻器，或单位长度电阻小的滑动变阻器，这样有利于调节控制电路。（二）问题探究情景一

问题1：若要测定小电珠的额定功率，如何选择滑动变阻器？画出电路图。

分析：由于小电珠的额定功率只有一个值，要测额定功率，只要能调到小电珠的额定电压就可以了，因此选用20欧或5欧都可以。（较性线）实验室提供下述器材：电压表0-3-15V、安培表0-0.6-3A、导线若干、并关、变阻器：

50欧、20欧、5欧、电源电压E（6V）、小电珠（4.8V0.6A）、小电珠电阻8欧（二）问题探究情景二问题2：若要测量小电珠的实际功率，如何选择滑动变阻器？画出电路图。分析：本实验主要是探讨小电珠在低于额定电压、等于额定电压、略高于额定电下的发光情况及发挥功率的具体数值。因此选用R20欧合理。电路如图。实验室提供下述器材：电压表0-3-15V、安培表0-0.6-3A、导线若干、并关、变阻器：

50欧、20欧、5欧、电源电压E（6V）、小电珠（4.8V0.6A）、小电珠电阻8欧（二）问题探究情景三问题3：若要描绘小电珠的伏安特性曲线，如何选择滑动变阻器？画出电路图。分析：描绘伏安特性曲线，应该从坐标原点附近描点开始，所调电压从零电压逐步调起，选择分压式电路，为使电压较为线性变化，易于调节，因此选5欧合理。电路如图。实验室提供下述器材：电压表0-3-15V、安培表0-0.6-3A、导线若干、并关、变阻器：

50欧、20欧、5欧、电源电压E（6V）、小电珠（4.8V0.6A）、小电珠电阻8欧（二）问题探究情景四实验室提供下述器材：电压表0-3V、安培表0-0.6A、滑动变阻器R1（100欧）、滑动变阻器R2（20欧）、滑动变阻器R3（5欧）、干电池、导线若干、并关。

问题4：要测干电池的电动势和内阻，如何选择滑动变阻器？画出电路图。分析：本实验主要是测量外电压和放电总电流，描出U-I的图象，要有多组数据。因此选用R2合理。R1（50）过大，R3（5）过小。总结：分压、限流电路选择

在下列情况下应选择分压电路1°实验要求待测电阻两端电压从零开始连续变化。2°限流不能保证安全，即限流电路中的最小电流超过电表量程或用电器的额定电流．常见于变阻器最大阻值远小于测量部分电阻的情况．3°限流能保证安全，但变阻器调节过程中，电表读数变化不明显，不满足实验测量多组数据的要求．常见于变阻器全电阻远小于测量部分电阻的情况．4°在分压电路中，变阻器选择最大阻值比控制电阻值小，一般是几分之一较为合理。5°在限流、分压两种电路都满足实验要求时，由于限流电路结构简单，损耗的电功率小，应优先选用．（三）滑动变阻器的结构改造：1.把滑动改为转动，可以节省空间---电位器示意图2．能直接读出串入电阻值的变阻器

---旋转式电阻箱3．插销式变阻箱。

安培各种可调电阻（四）深层探究---应用练习：(1)滑动变阻器特殊应用--特殊位置法（左右中）如图所示电路中，将三个同样规格的灯泡接入电路中，当将滑动变阻器上的滑动头从中点位置向右移动时，三个灯泡消耗功率的变化情况是（）A．L1减小B．L2增大C．L2减小D．L3增大答案：等效撤去LIL2分析.

ABD串并混合法（粗调和微调）1．许多精密仪器中常常采用如图所示的电路精确地调节某一电阻两端的电压，图中R1=200Ω和R2=10Ω，是两只滑动变阻器，通过它们可以对负载电阻R0（阻值约为100Ω）两端的电压进行粗调和微调，则

起着粗调，

起着细调作用。答案：R1

、

R2R1R2RX2．许多精密仪器中常常采用如图所示的电路精确地调节某一电阻两端的电压，图中R1、R2是两只滑动变阻器，通过它们可以对负载电阻R0（阻值约为500Ω）两端的电压进行粗调和微调，已知两滑动变阻器的最大电阻分别为200Ω和10Ω，那么，R1应为

、且为

调；R2为

、且为

调。答案：R1=10Ω,粗调；R2=200Ω，微调

R0约为500Ω分析：分压式控制电路，合理应是小阻值调大阻值，由于是并联式总阻值比最小还小，故小阻值为粗调。半偏法中变阻器的选择：测量电流表的内阻A．待测电流表（量程O～100μA

内阻约一百Ω)B．电阻箱（阻值范围O～999.9Ω）C．可变电阻（阻值范围O～100kΩ）D．干电池（1.5V，内阻0.5Ω）E．干电池组（6V，内阻1.6Ω）如果采用如图所示的电路测定电流表G的内电阻，并且要求测量有较高的精度，那么从以上备用器材中，电阻R应选用

，电阻R′应选用

,电源应选用

。图7-3-4解析：电流表G的滿偏电流极小，回路电阻要很大，因此R应该用阻值较大的电阻，即选用大阻值C，R′必须用电阻箱，阻值与电流表G的内阻相当，即