第二節(jié) 變阻器
第二節(jié) 變阻器
(一)教材 人教社九年義務(wù)教育初中物理第二冊(cè)
(二)教學(xué)目的
1．知道滑動(dòng)變阻器的構(gòu)造和原理．
2．知道滑動(dòng)變阻器上所標(biāo)規(guī)格的含義．會(huì)用滑動(dòng)變阻器改變電路中的電流．
3．知道電阻箱的構(gòu)造，會(huì)讀出電阻箱的示數(shù)．
(三)教具
1．學(xué)生實(shí)驗(yàn)：學(xué)生電源一個(gè)，學(xué)生電流表一只，滑動(dòng)變阻器一個(gè)，開關(guān)一個(gè)，小燈泡一只，導(dǎo)線若干條．
2．演示實(shí)驗(yàn)：電源一個(gè)，演示電流表一只，滑動(dòng)變阻器一個(gè)，小燈泡一只，開關(guān)一個(gè)，導(dǎo)線若干條，電阻箱一個(gè)，有四個(gè)接線柱的滑動(dòng)變阻器一個(gè)．
(四)教學(xué)過(guò)程
1．復(fù)習(xí)
提問(wèn)：
(1)導(dǎo)線電阻的大小是由哪些因素決定的？
(2)“長(zhǎng)導(dǎo)線比短導(dǎo)線的電阻大”，這種說(shuō)法對(duì)嗎？應(yīng)該怎么說(shuō)？
2．引入新課
提出問(wèn)題：劇場(chǎng)里的照明燈是怎么逐漸變暗的？（將滑動(dòng)變阻器、小燈泡串聯(lián)后接入電路，閉合開關(guān)，移動(dòng)滑片，做演示實(shí)驗(yàn)觀察小燈泡亮度的變化．）
在不改變電源電壓的條件下，在電路中串聯(lián)了一個(gè)叫滑動(dòng)變阻器的元件，移動(dòng)滑片就能使小燈泡的亮度改變．這節(jié)課研究的課題就是變阻器．
3．進(jìn)行新課
提出問(wèn)題：滑動(dòng)變阻器是根據(jù)什么原理制成的？
分析演示實(shí)驗(yàn)的電路：小燈泡的亮度變亮，說(shuō)明通過(guò)它的電流變大，在電源電壓不變的情況下，應(yīng)當(dāng)減小電路中的電阻．
提出問(wèn)題：根據(jù)決定導(dǎo)體電阻大小的因素，可以采取哪些方法減小導(dǎo)體的電阻？哪種方法簡(jiǎn)便？
（有四種方法：減小導(dǎo)體的長(zhǎng)度、增大導(dǎo)體橫截面積，選用電阻率更小的材料制成導(dǎo)體，降低導(dǎo)體的溫度．其中用改變導(dǎo)體的長(zhǎng)度來(lái)改變導(dǎo)體的電阻簡(jiǎn)便可行．）
做演示實(shí)驗(yàn)：將一根較長(zhǎng)的鎳鉻合金電阻線AB、小燈泡、電源、開關(guān)和演示電流表按圖4所示電路串聯(lián)起來(lái)．其中P是金屬夾制成的觸頭，當(dāng)P向左滑動(dòng)時(shí)，電流表示數(shù)逐漸變大，燈逐漸變亮；P向右滑動(dòng)時(shí)，電流表示數(shù)逐漸變小，燈逐漸變暗．
提問(wèn)：觸頭P移動(dòng)時(shí)出現(xiàn)的現(xiàn)象說(shuō)明了什么？
分析：當(dāng)觸頭P向左滑動(dòng)時(shí)，電阻線AB接入電路部分變短，接入電路部分的電阻變小，電源電壓一定，所以電路中的電流增大，電流表示數(shù)變大，燈變亮．
用觸頭在電阻線上滑動(dòng)，改變接入電路部分電阻線的長(zhǎng)度來(lái)改變電阻，這就是一個(gè)最簡(jiǎn)單的“變阻器”．
提出問(wèn)題：怎樣改進(jìn)，以方便實(shí)驗(yàn)的操作？
改進(jìn)方法：把電阻線繞在絕緣的瓷管上，并且瓷管上各匝線圈之間互相不接觸，使觸頭P在線圈上滑動(dòng)．
出示自制教具（圖5），并用它替代圖7—4電路中的AB部分，做演示實(shí)驗(yàn)．移動(dòng)觸頭P，觀察電流表示數(shù)和燈泡亮度的變化情況．并請(qǐng)同學(xué)上來(lái)分析．（分析過(guò)程同上，略）
用自己桌上的滑動(dòng)變阻器實(shí)物跟圖7—5所示的自制教具對(duì)比，弄清變阻器的構(gòu)造和原理．
變阻器的構(gòu)造要介紹瓷管、線圈是電阻率較大的合金線繞制而成，電阻線表面涂著絕緣漆，所以制成的線圈各匝之間相互絕緣，滑片就是自制教具中的觸頭P，為使滑片P跟電阻線接觸良好，線圈上接觸滑片的地方，絕緣漆被刮去，為了便于接線，將滑片套在金屬棒上，金屬棒右端安裝有接線柱．
注意：要強(qiáng)調(diào)滑片滑動(dòng)時(shí)，改變的是線圈中A—P部分的長(zhǎng)度．來(lái)達(dá)到改變接入電路中電阻的目的．
小結(jié)：一、滑動(dòng)變阻器
1．原理：利用改變電路中電阻線的長(zhǎng)度來(lái)改變電阻，從而改變電路中的電流強(qiáng)度．
2．構(gòu)造、結(jié)構(gòu)示意圖和元件符號(hào)（圖6）．
提出問(wèn)題：怎樣使用滑動(dòng)變阻器？利用投影幻燈片，也可以用電腦設(shè)計(jì)程序模擬電流流經(jīng)變阻器的路徑．同時(shí)配合演示實(shí)驗(yàn)．
接法：將變阻器串聯(lián)在電路中，要將變阻器的兩個(gè)接線柱接入電路．（常見(jiàn)錯(cuò)誤有兩個(gè)：一是將導(dǎo)線接到滑片上；二是將導(dǎo)線接到支架上，要注意糾正．）
分析過(guò)程要有序：變阻器接入電路的是哪一段電阻線？清片向右滑動(dòng)時(shí)，這段電阻線的長(zhǎng)度怎樣改變？變阻器接入電路的電阻怎樣改變，電路中的電流怎樣改變？電流表的示數(shù)和燈的亮度怎樣變化？
學(xué)生實(shí)驗(yàn)：將滑動(dòng)變阻器、小燈泡、學(xué)生電流表接入電路．做下面實(shí)驗(yàn)：
(1)滑片向右移動(dòng)時(shí)，觀察電流表示數(shù)和燈的亮度的變化．先分析再動(dòng)手實(shí)驗(yàn)、觀察．
(2)移動(dòng)滑片使電流表示數(shù)變大，燈的亮度變亮．先分析再做實(shí)驗(yàn)．
(3)移動(dòng)滑片使變阻器接入電路的電阻最大．先分析再做實(shí)驗(yàn)．
觀察變阻器滑片上的銘牌，說(shuō)明銘牌上的一組數(shù)值表示的含義．用投影幻燈表示出銘牌，見(jiàn)圖7。
3．使用：
(1)串聯(lián)在電路中．
(2)弄清滑片移動(dòng)時(shí)，變阻器接入電阻線長(zhǎng)度怎樣變化，電阻怎樣改變，電路中電流怎樣變化？
(3)使用前應(yīng)將滑片放在變阻器阻值最大位置．
(4)使用前要了解銘牌．銘牌上標(biāo)有變阻器的最大電阻值和變阻器允許通過(guò)的最大電流值．
提出問(wèn)題：變阻器不能表示出連入電路的電阻值，能否有一種可以表示出阻值的變阻器呢？引出電阻箱．
出示掛圖，說(shuō)明電阻箱的構(gòu)造和讀出電阻箱示數(shù)的方法．同時(shí)展示電阻箱的實(shí)物．
用投影幻燈片練習(xí)電阻箱讀數(shù)三次．
小結(jié)：二、電阻箱
1．能表示出接入電阻值大小的變阻器．
2．讀數(shù)：各旋扭對(duì)應(yīng)的指示點(diǎn)的示數(shù)乘以面板上標(biāo)記的倍數(shù)，它們之和就是電阻箱接入電路的阻值．
練習(xí)題：
如圖8所示的電路中，滑動(dòng)變阻器接入電路的是電阻線的______段，當(dāng)滑片P向左移動(dòng)時(shí)，連入電路的電阻變______，電路中的電流變______，電流表示數(shù)變______，燈泡變______．
發(fā)給每人一個(gè)有四個(gè)接線柱的滑動(dòng)變阻器，請(qǐng)學(xué)生先觀察它的構(gòu)造和接線柱．結(jié)合它的結(jié)構(gòu)示意圖（課本上有此圖）進(jìn)行討論：
(1)若將變阻器的B、C兩個(gè)接線柱接入電路，變阻器的哪段電阻線連入電路？當(dāng)滑片P向右移動(dòng)時(shí)，變阻器連入電路的電阻怎樣變化？做實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證一下．
(2)把它連接在電路中，能有幾種正確接法？說(shuō)出每種接法所用的是哪一段電阻線？
4．小結(jié)
這堂課的重點(diǎn)是滑動(dòng)變阻器．要知道它的構(gòu)造、原理和作用．會(huì)正確使用滑動(dòng)變阻器，其中包括了解它的銘牌，使用前把滑片放在變阻器阻值最大的位置上，要把變阻器串聯(lián)在電路中，并能判斷滑片移動(dòng)時(shí)，變阻器連入電路的電阻怎樣改變，電路中的電流怎樣變化．此外，要會(huì)讀出電阻箱的示數(shù)．
(五)說(shuō)明
1．舊教材中使用的滑動(dòng)變阻器有四個(gè)接線柱，連入電路的方法有四種．新教材用的是只有兩個(gè)接線柱的變阻器，連入電路的方法只有一種，跟舊教材相比，新教材的內(nèi)容和要求都降低了，有利于教學(xué)．但在實(shí)驗(yàn)中往往用有四個(gè)接線柱的滑動(dòng)變阻器．因此，為了將知識(shí)闊展，使有條件的學(xué)生會(huì)使用有四個(gè)接線柱的變阻器，可以增加這一內(nèi)容．
2．滑動(dòng)變阻器的使用，關(guān)鍵是弄清變阻器連入電路中的是哪一段電阻線，常見(jiàn)的錯(cuò)誤是把金屬棒接入部分也當(dāng)成是電阻，這里應(yīng)指出金屬棒電阻幾乎為零．
3．在滑動(dòng)變阻器的教學(xué)中要注意培養(yǎng)逆向思維的能力．使學(xué)生不但知道滑片移動(dòng)時(shí)，變阻器連入電路的電阻怎樣改變，電路中電流怎樣變化？反之，給出變阻器連入電路的電阻變化或電路中電流的變化情況，也應(yīng)會(huì)判定變阻器的滑片怎樣移動(dòng)？
4．關(guān)于電阻箱，新教材跟舊教材相比，突出了實(shí)用性，從道理上說(shuō)明它的讀數(shù)方法，只要求記住怎樣讀出電阻箱的示數(shù)就可以了．
第二節(jié) 變阻器