人教版高中物理《滑動(dòng)變阻器》教學(xué)案例

1、滑動(dòng)變阻器教學(xué)案例教材分析滑動(dòng)變阻器具有多種用途和接線方法，高考物理實(shí)驗(yàn)試題中，多次重復(fù)考查滑動(dòng)變阻器的兩種接法限流式與分壓式，是高考實(shí)驗(yàn)類的重點(diǎn)和難點(diǎn)。本節(jié)課是習(xí)題課教學(xué)，著重闡述這兩種接法的特點(diǎn)和選擇方法，結(jié)合高考題中出現(xiàn)的試題講解，在題目中利用了現(xiàn)代教學(xué)工具物理仿真實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行教學(xué)。學(xué)生分析 學(xué)生學(xué)習(xí)了伏安法測(cè)電阻，對(duì)電壓表、電流表的內(nèi)外接法的選擇有了了解，但對(duì)其中所涉及到的滑動(dòng)變阻器接法的知識(shí)沒(méi)能很好的掌握，在一些題目中一般不加分析就選用分壓式，而事實(shí)上選擇何種方式接入電路有較高的技巧，學(xué)生應(yīng)掌握這方面的知識(shí)，所以用一節(jié)課時(shí)對(duì)滑動(dòng)變阻器接法進(jìn)行講解。教學(xué)目標(biāo) （一）知識(shí)教學(xué)點(diǎn)1、知道什么

2、情況下選用分壓式接法，什么情況下選用限流式接法。2、能根據(jù)限流式與分壓式的特點(diǎn)解決實(shí)際問(wèn)題。（二）能力訓(xùn)練點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生分析和解決問(wèn)題的能力，會(huì)用滑動(dòng)變阻器進(jìn)行電路連接，選擇正確的接法解決實(shí)際問(wèn)題。重點(diǎn)、難點(diǎn)及突破方法重點(diǎn)難點(diǎn)是分壓式及在具體題目中講解變阻器的接法的選取，突破方法在具體題目中利用了現(xiàn)代教學(xué)工具物理仿真實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行教學(xué)，這樣就避免了物理實(shí)驗(yàn)實(shí)際操作時(shí)間長(zhǎng)、復(fù)雜、可觀察性差的缺點(diǎn)，方便快捷，更好的完成教學(xué)目標(biāo)。教學(xué)設(shè)計(jì)思想（一）本節(jié)課重點(diǎn)是講解變阻器的接法的選取，應(yīng)在學(xué)生了解了變阻器的構(gòu)造及四個(gè)接線柱的接法，改變滑片的位置怎樣引起的電阻變化的基礎(chǔ)上進(jìn)行講解（二）滑動(dòng)變阻器有三種基本用途：

3、1、保護(hù)電路：選定滑片位置，使加在負(fù)載、電壓表、電流表、等電學(xué)元件上的電壓以及流過(guò)它們和電源的電流在額定值之內(nèi)；2、調(diào)節(jié)控制：改變滑片位置，使加在工作元件及工作電路上的電壓和流過(guò)她們的電流在額定值內(nèi)變化；3、變阻負(fù)載：作為能改變接入電路電阻的負(fù)載電阻往往兼具保、調(diào)節(jié)作用。滑動(dòng)變阻器在電路中主要起保護(hù)電路和調(diào)節(jié)控制作用，在教學(xué)中讓學(xué)生了解變阻器的基本用途，這對(duì)學(xué)習(xí)接法的選取原則很重要。（三）限流式與分壓式的選擇，應(yīng)遵循安全性、精確性、節(jié)能性、方便性原則綜合考慮，靈活擇取. 安全性、精確性是考察的重點(diǎn)，利用物理仿真實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行教學(xué)，幫助學(xué)生理解。 教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)（一）、板書(shū)：1、滑動(dòng)變阻器的構(gòu)造、作用

4、和原理 教師：滑動(dòng)變阻器在初中我們已經(jīng)學(xué)過(guò)，它的構(gòu)造是：瓷筒、線圈、金屬棒、滑片、接線柱。常用的滑動(dòng)變阻器有兩種：一種只有兩個(gè)接線柱；一種有四個(gè)接線柱。 幻燈片出示：滑動(dòng)變阻器的結(jié)構(gòu)示意圖 滑動(dòng)變阻器在電路中的符號(hào) 教師：滑動(dòng)變阻器的作用和原理是什么呢？ （找學(xué)生回答）教師總結(jié)：由于滑動(dòng)變阻器的活動(dòng)滑片可在棒上移動(dòng)，滑片與線圈接觸處是剝?nèi)ソ^緣皮裸露電阻絲的通路，所以接入電路中的滑動(dòng)變阻器，通過(guò)移動(dòng)滑片改變電阻線在電路中的長(zhǎng)度，來(lái)改變電阻的大小，從而改變電路中的電流大小。 例1、 在下圖中，滑動(dòng)變阻器各段電阻值為rab=60，rbp=40，rap=20，則cd間、ad間、bd間、ab間的電阻值各

5、是多少？ （找學(xué)生作答，答案略）（二）滑動(dòng)變阻器的接法教師：在高中階段，滑動(dòng)變阻器的接法有很多種，在電路的作用已經(jīng)不只是初中時(shí)的改變電路中電阻起限流這一種了，今天我們主要研究滑動(dòng)變阻器的分壓式，及接法的選取。板書(shū)：2、滑動(dòng)變阻器的接法：限流式與分壓式教師：限流式就是把滑動(dòng)變阻器串聯(lián)進(jìn)電路中，改變電路中的總電阻，起限流作用。還有一種接法叫分壓式，如圖。請(qǐng)同學(xué)觀察其接法特點(diǎn)。總結(jié)：分壓接法中被測(cè)電阻上電壓的調(diào)節(jié)范圍大，電壓可以從0開(kāi)始調(diào)節(jié)，滑動(dòng)變阻器應(yīng)該選用阻值小的，這樣分壓明顯。 教師：什么情況下選擇分壓式，什么情況下選擇限流式呢？ （學(xué)生討論，幻燈片展示）（三）滑動(dòng)變阻器的接法的應(yīng)用板書(shū)：3、

6、滑動(dòng)變阻器的接法應(yīng)確保電路安全性原則?；瑒?dòng)變阻器必須接成適當(dāng)電路，以確保流過(guò)電源、用電器、電表及變阻器本身的電流在各自的額定值以內(nèi)例1、伏安法測(cè)量一個(gè)定值電阻阻值，實(shí)驗(yàn)所須器材如下圖。規(guī)格如下：（1）待測(cè)電阻rx（約100歐）（2）直流毫安表（量程010毫安，內(nèi)阻50歐）（3）直流電壓表（量程03伏，內(nèi)阻5千歐）（4）直流電源（輸出電壓4伏，內(nèi)阻不計(jì)）（5）滑動(dòng)變阻器（阻值015歐，允許最大電流1安）（6）電鍵一個(gè)，導(dǎo)線若干條。（讓學(xué)生四人一組，思考討論）找學(xué)生回答并在物理仿真實(shí)驗(yàn)室上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，有的同學(xué)選擇限流式接法，觀察物理仿真實(shí)驗(yàn)的反映，糾正錯(cuò)誤的做法。如圖所示： 各儀表指針沒(méi)有超過(guò)量程電

7、流表的指針偏轉(zhuǎn)超過(guò)量程 教師分析：若將滑動(dòng)變阻器接成限流器，當(dāng)接入電路的電阻最大值15歐時(shí)，流過(guò)電路的電流約為24毫安，超過(guò)毫安表的量程，違反了電路安全原則，故變阻器一定要接成分壓器。 上題接成分壓器還有個(gè)優(yōu)點(diǎn)，電壓可以從零開(kāi)始取值，調(diào)節(jié)范圍大，可多測(cè)幾組數(shù)據(jù)，取平均值，減小誤差，這也符合變阻器接法選擇的另一原則準(zhǔn)確性原則。 板書(shū)：4、滑動(dòng)變阻器的接法應(yīng)盡量減小實(shí)驗(yàn)誤差，算得的數(shù)據(jù)應(yīng)盡量準(zhǔn)確的原則。 教師：實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)根據(jù)具體情況，選擇變阻器的合適接法，使實(shí)驗(yàn)結(jié)果比較精確?？稍谝韵聨讉€(gè)方面考慮：（1）使電流、電壓的調(diào)節(jié)范圍較大；（2）使變阻器的有效調(diào)節(jié)范圍較大；（3）使測(cè)量?jī)x表有合適的量程。例2、

8、用伏安法測(cè)量一個(gè)電阻阻值，備用儀器及元件如下：（1）待測(cè)電阻rx（約25千歐）（2）直流電流表（量程0300微安，內(nèi)阻300歐）（3）直流電壓表（量程015伏，內(nèi)阻100千歐）（4）直流電源（一節(jié)干電池，電動(dòng)勢(shì)1.5伏，內(nèi)阻不計(jì)）（5）直流電源（輸出電壓15伏，內(nèi)阻不計(jì)）（6）滑動(dòng)變阻器，總電阻15千歐（7）電鍵一個(gè)，導(dǎo)線若干條。分析和解：由于rx的阻值遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于電流表的內(nèi)阻且和電壓表的內(nèi)阻接近，故選用電流表內(nèi)接法；若選用一節(jié)干電池作為電源，變阻器無(wú)論接成限流器還是分壓器，電流表和電壓表的最大讀數(shù)相同，分別是60微安和1.5伏，指針偏轉(zhuǎn)角度太小，誤差較大，所以應(yīng)選用（5）作為電源；若滑動(dòng)變阻器接

9、成限流電路，流過(guò)rx的最小電流為375微安，超過(guò)電流表的量程，故變阻器必須接成分壓器。電路圖及仿真實(shí)物圖如下所示：電源教師：當(dāng)限流電路和分壓電路均可使用時(shí)，例如滑動(dòng)變阻器的總電阻和負(fù)載電阻接近，應(yīng)該優(yōu)先選用限流電路。因?yàn)樨?fù)載電阻消耗功率不變的前提下，限流電路消耗的總功率小于分壓電路消耗的總功率。板書(shū)：5、滑動(dòng)變阻器的接法應(yīng)節(jié)約電源電能的原則教師總結(jié)：滑動(dòng)變阻器的接法選擇比較復(fù)雜，可按照下列情況選擇：1. 下列情況可選用分壓式接法（1）要求回路中某部分電路電流或電壓實(shí)現(xiàn)從零開(kāi)始可連續(xù)調(diào)節(jié)時(shí)（如：測(cè)定導(dǎo)體的伏安特性、校對(duì)改裝后的電表等電路），即大范圍內(nèi)測(cè)量時(shí)，必須采用分壓接法. （2）當(dāng)用電器的電

10、阻r遠(yuǎn)大于滑動(dòng)變阻器的最大值r0，且實(shí)驗(yàn)要求的電壓變化范圍較大（或要求測(cè)量多組數(shù)據(jù)）時(shí)，必須采用分壓接法 （3）若采用限流接法，電路中實(shí)際電壓（或電流）的最小值仍超過(guò)r的額定值時(shí)，只能采用分壓接法. 2.下列情況可選用限流式接法 （1）測(cè)量時(shí)電路電流或電壓沒(méi)有要求從零開(kāi)始連續(xù)調(diào)節(jié)，只是小范圍內(nèi)測(cè)量，且rl與r0接近或r略小于r0，采用限流式接法. （2）電源的放電電流或滑動(dòng)變阻器的額定電流太小，不能滿足分壓式接法的要求時(shí)，采用限流式接法. （3）沒(méi)有很高的要求，僅從安全性和精確性角度分析兩者均可采用時(shí)，可考慮安裝簡(jiǎn)便和節(jié)能因素采用限流式接法.教師：選擇滑動(dòng)變阻器的接線方式時(shí)，除了需要考慮上述三

11、原則外，還應(yīng)考慮某些實(shí)驗(yàn)的特殊要求，具體情況具體分析。例如用標(biāo)準(zhǔn)電壓表、電流表改裝的儀表，若要求加在電壓表兩端的電壓及流過(guò)電流表的電流能從0連續(xù)變化到滿量程，則變阻器必須接成分壓式方能滿足實(shí)驗(yàn)要求。本節(jié)課總結(jié)（課件演示）1、 滑動(dòng)變阻器的構(gòu)造、作用和原理2、滑動(dòng)變阻器的接法：限流式與分壓式3、滑動(dòng)變阻器的接法應(yīng)確保電路安全性原則。4、滑動(dòng)變阻器的接法應(yīng)節(jié)約電源電能的原則5、滑動(dòng)變阻器的接法應(yīng)盡量減小實(shí)驗(yàn)誤差，算得的數(shù)據(jù)應(yīng)盡量準(zhǔn)確的原則。教學(xué)后記總體來(lái)說(shuō)基本達(dá)到教學(xué)任務(wù)，學(xué)生能掌握變阻器的不同接法和其的特點(diǎn)，在一些簡(jiǎn)單題目中能運(yùn)用特點(diǎn)選擇接法。在仿真實(shí)驗(yàn)室的運(yùn)用上也取得了不錯(cuò)的效果，激發(fā)了學(xué)生的積極性，活躍了課堂，使學(xué)生更好的學(xué)習(xí)了知識(shí)。通過(guò)這節(jié)課的教學(xué)體會(huì)到以下幾點(diǎn)：1.物理課中演示實(shí)驗(yàn)的重要性，演示實(shí)驗(yàn)要清楚詳盡。課件的演示要靈活簡(jiǎn)潔，避免大篇幅的說(shuō)明。2.新課教學(xué)要逐步遞進(jìn)的討論分析，循序漸進(jìn)調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，為學(xué)生創(chuàng)造了發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、提出問(wèn)題并解決問(wèn)題的情景，要引導(dǎo)學(xué)生自己總結(jié)特點(diǎn)，活躍課堂，得不到各種思維的訓(xùn)練。3.仿真物理實(shí)驗(yàn)室的應(yīng)用要是每個(gè)學(xué)生了解其特點(diǎn)，結(jié)果要使人信服。在一些重要