滑动变阻器的使用教学设计4

课题名称滑动变阻器的使用学科高中物理授课班级高二授课时数1设计者苏清水所属学校晋江市养正中学授课时间2015年11月3日（周二）上午9点15分-9点55分一、本节（课）教学内容分析恒定电流在高考中主要以实验题的形式出现，而滑动变阻器又是每个电学实验中必然会用到的仪器。变阻器的两种连接方式：限流式和分压式，是考试的重点，所以掌握滑动滑动变阻器的应用对于高中学生来说是尤为重要的。但纵观历次考试，学生对这一部分的知识掌握较为薄弱，其原因是对变阻器两种连接方式的特点掌握较为模糊，不知何时该用限流式、何时该用分压式。为突破这一难点，本节课从以下三个方面来进行，使学生在认知水平上取得逐步的提高：1、从滑动变阻器的结构分析，发现滑动变阻器的连接方式虽然有很多种，但本质上只有两种（限流式和分压式）2、实验探究：比较限流式和和分压式在电压和电流上调节上的不同特点，得到感性上的认识，在实验的基础上，通过理论推导，进一步得出结论，得到理性上的认知。通过实例展示，让学生学会在不同情况下限流式和分压式的选择。3、实验探究：为方便调节，限流式和分压式电路对滑动变阻器总阻值有什么要求？接着利用仿真实验，观察实验中不能直接操作的结果：如变阻器总阻值取1欧和200欧时，滑动变阻器的调节作用，加深学生的认识。最后利用excel的图表功能，形象展示不同阻值下滑动变阻器的调节，使学生学会在不同的条件下选择合适的滑动变阻器。二、学习者特征分析1、学习者特征：学习对象为省示范性高中高二理科班的学生，知识基础相对扎实，能力较强。2、知识和能力基础：学生在初中已经学过简单电路，知道滑动变阻器的限流式解法。从知识角度看是：（1）知道滑动变阻器的结构和原理；（2）熟悉滑动变阻器的限流式解法；（3）知道电路的串并联知识。从能力角度看是：（1）具有一定的观察、分析、比较、概括能力（2）具有一定的识图、连接实物电路的技能。3、学习本课存在的困难点：滑动变阻器的分压式接法对学生而言是一个全新的东西，在理解分压式接法上以及分压式和限流式的比较上都会碰到困难；另一个更大的难点是限流式和分压式电路对滑动变阻器总阻值的要求。怎样在具体的情境下选择合适的接法和合适总阻值的滑动变阻器对学生来说都是挑战。三、本节（课）教学目标1、知识和技能（1）知道滑动变阻器的两种接法（分压式和限流式）（2）能够比较和理解这两种解法在电压、电流调节上的不同（3）对具体的电路，能够准确选择滑动变阻器的连接方式（4）当滑动变阻器的连接方式确定后，能够选择合适的滑动变阻器（额定电流、总阻值）2、过程和方法（1）培养学生用实验探索、发现并总结物理规律的能力。（2）借助excel让学生学习使用图表分析将抽象复杂的物理变化形象化3、情感、态度和价值观培养学生在探究过程中的合作精神和质疑、探索精神。四、教学重点和难点项目内容解决措施教学重点分压式和限流式接法的比较和具体选择通过分组实验得到感性认识，通过理论分析和分析归纳上升到理性认识，再通过具体的实例学以致用加以巩固。教学难点分压式和限流式电路对滑动变阻器的具体要求通过分组实验得到感性认识，借助仿真实验得到更深刻的体验，通过excel表格的图表功能将不同阻值的滑动变阻器的调节作用形象化。五、课堂教学过程教学环节教师的活动学生的活动设计意图、依据引入从初中知识入手介绍滑动变阻器的结构和原理。复习回顾初中知识，回答教师问题注重初高中衔接限流式和分压式概念通过等电势点知识将滑动变阻器四接线柱简化为三接线柱，激发学生思考：有几种连接方式？思考讨论滑动变阻器的各种可能连接方式培养发散思维概括出两种本质的连接方式（点出分压式和限流式）建立分压式和限流式的基本概念培养概括思维限流式和分压式特点限流式和分压式电路在调节电压电流时有何异同点？交代实验的注意事项：滑动变阻器的解法以及开关闭合前滑片所处位置。分组实验完成下表项目限流式分压式电路组成滑动变阻器接法一上一下两下一上开关闭合前滑片所处位置电压调节范围电流调节范围通过分组实验，使学生对分压式和限流式对电路的调节作用有感性的认识提问和引导学生从理论上完成上述表格再补充比较两种情况下电路消耗的总功率从理论上推导完成上述表格通过理论分析和分析归纳上升到理性认识限流式和分压式的选择提问和引导学生：什么情况该用分压式、什么情况该用限流式在教师引导下归纳：1、必须要使用分压式的情况（1）当实验中要求被测电阻上的电压从零开始逐渐增大，或要求电压调节范围尽量大时，应该用分压接法。（2）用限流式时，电流中的最小电压或最小电流超过电路的允许值，此时只能用分压式。（3）滑动变阻器的总阻值较小（R<<Rx），用限流式时，滑动变阻器起不了有效的调节作用，此时只能用分压式。2、在两种方式都可以的条件下，优先选用限流式，因电路结构较简单，能耗较少从数据表中分析归纳、概括总结规律说明：第1点的第（2）（3）小点学生不一定能归纳出来，可以等下面的例题做完再来课堂实例分析学生现场思考，教师提问和引导学生回答例1、用伏安法测量一个电阻元件的阻值，为减小误差，需测量多组数据求平均值，备有器材规格如下：A、待测电阻Rx(约200Ω)B、电流表(量程0～15mA，内阻约Ω)C、电压表(量程0～3V，内阻约50kΩ)D、稳压电源E、滑动变阻器F、电键、导线若干（1）为描绘待测元件的伏安特性曲线（电压从零开始变化），滑动变阻器应采用什么接法？（2）若滑动变阻器的总阻值为10Ω，滑动变阻器应采用什么接法？（2）若滑动变阻器的总阻值为200Ω，稳压电源输出的电压为9V，滑动变阻器应采用什么接法？通过例题学以致用，使学生加深对滑动变阻器不同接法选择的理解限流式接法滑动变阻器总阻值的选择引出问题：从刚才例题的分析，大家可以发现，滑动变阻器的总阻值R越大时，滑动变阻器的电压调节范围≤Ux≤U越大，R是不是越大越好？引导学生利用电学仿真实验自主探究打开电学仿真实验（仿真物理实验室电学.exe）：文件—打开—电学例子—限流式电路，逐渐加大滑动变阻器的总阻值，观察电压电流表示数的变化电学仿真实验可以随意改变滑动变阻器的阻值，电压电流超过电路允许值也不会引发危险。这是实物实验所做不到的。让学生感受限流式电路不同规格滑动变阻器的调节作用从实验中可以看到：当滑动变阻器总阻值为1000欧时，电压调节范围确实很大，但滑片滑过前面95%，电压变化很小，在后面5%，电压产生剧变，也就是调节不方便，这种调节作用也可以用图像来表示引导学生利用电子表格感受滑动变阻器的调节作用。打开电子表格（用电器两端电压变化.xls———限流式）改变Rx或变阻器全电阻R（黄色部分），感受变阻器的调节作用。教师引导学生归纳：限流式接法滑动变阻器总阻值如何选择？教师引导下归纳：从图像中可以看出，滑动变阻器的总阻值越大，对电压电流的调节范围越大，但线性变化（调节的方便性）越差，这是一对矛盾；如何在矛盾中找到一个平衡点？从图上可以看出，当滑动变阻器的总阻值R为待测电阻Rx的2到7倍时，调节范围和线性变化都能达到较好的效果。借助excel让学生学习使用图表分析将抽象复杂的物理变化形象化分压式接法滑动变阻器总阻值的选择引出问题：分压式电路对滑动变阻器的总阻值有什么要求？打开电学仿真实验（仿真物理实验室电学.exe）：文件—打开—电学例子—分压式电路，逐渐减小滑动变阻器的总阻值，观察电压电流表示数的变化电学仿真实验可以随意改变滑动变阻器的阻值，电压电流超过电路允许值也不会引发危险。这是实物实验所做不到的。让学生感受分压式电路不同规格滑动变阻器的调节作用引导学生归纳结论：从实验中可以看到：分压式电路中滑动变阻器的电压调节范围都是一样的，但总阻值越小，调节线性越好引导学生利用电子表格感受滑动变阻器的调节作用。打开电子表格（用电器两端电压变化.xls———分压式）改变Rx或变阻器全电阻R（黄色部分），感受变阻器的调节作用。教师引导学生归纳：限流式接法滑动变阻器总阻值如何选择教师引导下归纳：从图像中可以看出，分压式电路中滑动变阻器的电压调节范围都是一样的，但总阻值越小，调节线性越好。因此分压式电路应选总阻值较小的滑动变阻器。借助excel让学生学习使用图表分析将抽象复杂的物理变化形象化教师补充说明：要在额