一、教学目标
1. 知识与技能:学生能够准确说出滑动变阻器的构造、原理和电路符号;掌握其在电路中的正确连接方法(“一上一下”),并理解其通过改变接入电路电阻丝长度来改变电阻的原理。
2. 过程与方法:通过动手操作、观察实验现象,经历连接电路、使用滑动变阻器控制小灯泡亮度的完整过程,提升实验操作能力和分析归纳能力。
3. 情感态度与价值观:在合作探究实验中培养严谨的科学态度和对电学实验的兴趣。
二、教学重点与难点
重点:滑动变阻器的正确连接方法及其在电路中改变电流的作用。
难点:理解滑动变阻器的工作原理,即如何通过改变接入电路的电阻丝长度来改变电阻。
三、教学准备
学生电源、小灯泡(带灯座)、开关、滑动变阻器(50Ω或20Ω)、导线若干、电流表、多媒体课件。
四、教学过程
(一)情境导入,激发疑问(约5分钟)
1. 教师演示:连接一个简单电路使小灯泡发光,然后提出问题:“如何在不更换电源和小灯泡的情况下,让灯泡的亮度发生变化?”
2. 学生思考并讨论,可能会提出改变电池数量等方法。教师引出核心工具——滑动变阻器,并展示实物。
(二)新知探究,认识器材(约10分钟)
1. 结构认识:教师引导学生观察滑动变阻器实物,结合课件或挂图,认识其主要部件:瓷筒、线圈(电阻线)、金属滑片、金属杆、四个接线柱(A、B、C、D)。
2. 原理讲解:讲解其工作原理:通过改变滑片位置,从而改变接入电路中电阻丝的有效长度,进而改变电阻大小。强调电阻丝表面涂有绝缘漆,电流只能从滑片所接触的“接入点”流过。
3. 符号学习:学习滑动变阻器的电路图符号,强调箭头表示可调节。
(三)实验探究,掌握连接(约20分钟)
1. 教师示范:教师演示两种错误接法(同时接上端两个接线柱或下端两个接线柱),引导学生观察灯泡亮度是否变化,分析原因(此时相当于接入定值电阻或导线)。
2. 关键点拨:强调正确连接规则:“一上一下”,即上端金属杆选一个接线柱,下端线圈选一个接线柱。
3. 学生分组实验:
任务一:按照电路图(含电源、开关、小灯泡、滑动变阻器、电流表)连接实物电路。确认连接正确后闭合开关。
任务二:缓慢移动滑片P,观察并记录小灯泡亮度和电流表示数的变化情况。
任务三:尝试将滑动变阻器接入电路的上下接线柱互换,重复观察。
4. 教师巡视指导:纠正错误连接,引导学生思考滑片移动方向与电阻变化、电流变化的关系。
(四)分析现象,总结规律(约10分钟)
1. 小组汇报:请学生代表分享实验观察到的现象(如:滑片向某一方向移动,灯泡变亮,电流表示数变大)。
2. 师生共析:
引导学生分析:灯泡变亮意味着电路中电流变大,根据欧姆定律,表明滑动变阻器接入电路的电阻变小了。
深入剖析:当滑片移动时,接入电路的电阻丝长度如何变化?从而将现象与原理紧密联系起来。
总结口诀:“远大近小”或“电阻变化看长度,长度变化看滑片”。
3. 应用思考:提问:家用台灯调光、音箱音量调节是否应用了类似原理?
五、板书设计
(左侧) (右侧)
课题:滑动变阻器调控实验
一、构造:瓷筒、电阻线、滑片、金属杆、接线柱
二、原理:通过改变接入电路的电阻丝长度来改变电阻
三、电路符号:[画出滑动变阻器符号]
四、正确接法:“一上一下”
五、作用:改变电路中的电阻,从而控制电流(或调节用电器两端电压)
实验现象记录区:
滑片P移动方向 → 接入电阻长度 → 电阻变化 → 电流变化 → 灯泡亮度