变阻器教案
一、教学目标
1、了解变阻器的构造、在电路中的符号,理解变阻器的工作原理。
2、通过探究怎样用变阻器改变灯泡的亮度,知道正确使用变阻器的方法。
3、通过探究滑动变阻器的使用方法,培养学生的概括、归纳能力。
二、重点与难点
重点:滑动变阻器的原理及使用。
难点:根据要求正确使用与连接滑动变阻器。
三、教学用具
自制多媒体课件、不同规格的滑动变阻器、电池组、小灯泡、铅笔(或铅笔芯)、金属夹、导线若干、实物投影仪、多媒体教学平台。
课时安排 一节课
四、教学过程
1、引入新课题
从列举生活中需要改变音量或改变电灯泡亮度的实例入手,如:演示旋转收音机音量旋扭可以改变音量、旋转调光台灯的控光旋扭可以改变等的亮度,激发强烈的求知欲,创设良好情景,引入“变阻器”,提高学生的学习兴趣。
2、新课教学
(1)探究滑动变阻器的工作原理
问:请同学们自己动手设计电路图将台上的仪器连接起来(干电池、灯泡、铅笔芯、开关、导线连接起来,之后观察灯泡是否会亮,有什么办法可以改变灯泡的亮度。学生基本上能够将电路连接起来,在探讨改变亮度上,很多学生都能够想到改变电阻的大小,但是改变的方法有所不同,有的学生说可以改变干电池的个数,有的学生想到改电阻的长度。这时老师就需要给予适当的引导,告诉学生实际生活的电源的电压220V是确定的,不能改变的,所以只能改变电阻(铅笔芯)的长度。
下面请学生们自己动手连接电路,并将连接铅笔芯的导线一端打开,并使其在另一端滑动,观察灯泡的亮度与接入的铅笔芯的关系。
答案:连入电路的铅笔芯越长,灯越暗,连入电路的铅笔芯越短,灯越亮。先请学生思考然后回答,最后老师总结:电源的电压不变,铅笔芯越长,电阻大,电流小;铅笔芯越短,电阻小,电流大,所以通过改变铅笔芯在电路中的长度来改变电阻,从而改变电路的电流,这就是滑动变阻器的原理。(通过改变连入电路的电阻线的长度→改变电阻→改变电流──变阻器的原理。)紧接着,我进一步引导学生通过不断地改进,将一个长电阻线逐步改装成一个变阻器。
3、论滑动变阻器的构造,需要解决以下几个问题。
问题1:材料:镍铬合金线
为了滑动变阻器的调节的范围更大,我们还需更长的电阻线,应该选择什么材料最合适?引导学生参阅书本“几种金属导线的电阻值”,让学生充分讨论。最后得出结论:相同长度和横截面积的条件下,镍铬合金线的电阻比较大点,容易调节。
问题2:导线太长──绕成线圈
有同学指出解决办法是将导线绕成线圈,有的同学说,平时我们见到的缝纫机线,弹簧就是这样的,又开始引导:导线较软,线圈没有支架,容易散乱。
问题3:支架──绝缘材料(瓷筒)
首先,选导体作支架的,是导体还是绝缘材料,学生基本一致认为:绝缘材料。其次,众多的绝缘材料用什么材料较好呢?同学提出了很多方案,硬纸筒,圆木棒,塑料棒……可能没有同学提瓷筒,“很好,这些绝缘材料都可以做支架”。提醒同学们,如果用这些材料作变阻器线圈支架的话,它也有的缺点,比如,线圈中通过的电流较大时,因导体发热,容易出现什么不好的结果?会烧起来!这时,很多同学都醒悟过来,我让同学们继续找既能绝缘,又不会出现因电流过大而引导事故的绝缘材料。最终确定用瓷筒。
问题4:线圈短路──涂油漆绝缘
紧密排绕的镍铬合金线线圈横向之间会导电,怎么解决这个问题?用塑料以绝缘?塑料、油漆等绝缘都可以,但塑料绝缘比油漆绝缘线圈占用的空间大,所以常用油漆绝缘。当绝缘问题解决后,我又提出新的问题,导线夹在密绕的被绝缘的导线上移动时,电路会出现什么问题?电路是否是通路?经过启发、讨论,采用部分刮漆的办法解决达成了共识。
问题5:怎样改变镍铬合金线的长度──滑片
引导学生回忆刚才做的实验,导线一端在铅笔芯上自由滑动。(课件演示滑动变阻器的滑片和金属杆)
问题6:滑片靠在绝缘油漆上,不能跟镍铬合金线上接触──将与滑片接触的镍铬合金线绝缘油漆刮掉。(课件演示)
问题7:连接导线夹的导线→金属棒(固定滑片)
问题8:为了使之连入电路→加接线柱。接着介绍滑动变阻器的结构示意图
4、介绍铭牌,引出注意事项:
(1)介绍铭牌含义
我采用让学生试讲,然后由师生共同纠正的方法,最后得出准确含义。
(2)注意事项
a、电路中的电流不能超过滑动变阻器通过的最大电流;
b、使用前应将电阻调到阻值最大端。
5、探究滑动变阻器正确使用规则
下面我们进行实验探究:怎样用滑动变阻器改变灯泡的亮度。首先要告诉学生滑动变阻器应该串联在电路中不能并联,同学们在设计实验和进行实验前要弄清下列7个问题。(用多媒体课件投影)
(1)滑动变阻器有4个接线柱而接入电路时,如果只需接两个,共有几种接法。
(2)滑动变阻器哪两个接线柱之间的电阻是不变的。
(3)滑动变阻器哪两个接线柱之间的电阻很小,几乎为零?
(4)移动滑动变阻器的滑片,哪两个接线柱之间的电阻随着改变?向哪个方向移动时电阻变大?
(5)要使灯泡和变阻器中的电流大小相同,滑动变阻器应该与灯泡串联还是并联?
(6)要使灯泡由暗变亮,接通电路前应将滑动变阻器滑片放到什么位置上?
(7)画出实验电路图。
学生分组讨论,设计实验电路图及实验步骤。最后把学生设计的电路图和实验结果拿出来投影,交流,最后引导学生总结滑动变阻器的正确使用规则,然后再用多媒体课件动态演示变阻器的正确使用方法。此外,在指导学生判断滑片移动引起电阻变化时,应注意让学生培养先分析变阻器上电流的流向的习惯。
(结论:使用方法是上、下各接入一个接线柱,串联在电路中。)(课件演示)
6、课堂小结:引导学生通过自己思考和小组讨论,归纳出本节课所学的内容。
7、完成课堂练习,老师巡视,给学生指导。