八年级上册第4节 变阻器教案设计

这是一份八年级上册第4节 变阻器教案设计，共11页。教案主要包含了变阻器的应用，滑动变阻器等内容，欢迎下载使用。
年级
八年级
授课时间
课题
4.4 变阻器
教学
目标
科学观念：理解变阻器的原理及构造；掌握变阻器的种类和用途；运用变阻器进行电路实验。
科学思维：经历工程设计与物化的过程，培养分析、对比、迁移等思维；能根据遇到的真实问题，通过分析，解决问题；能根据实际需要选择滑动变阻器并正确使用滑动变阻器。
探究实践：通过探究实验，感知创造设计的一般方法，经历设计、制作的过程。通过分组活动和讨论，观察和实验理解滑动变阻器的工作原理，并能正确使用滑动变阻器。
态度责任：学生能够对科学实验产生兴趣，培养动手操作能力和团队合作精神。
教学
重难点
重点：滑动变阻器的结构、原理及用法
难点：滑动变阻器的设计及用法
学情
分析
本节内容选自浙教版八上第四章第4节，本节主要内容：变阻器的应用、滑动变阻器。通过学习本节内容，学生能够了解变阻器的结构和工作原理，掌握变阻器的种类和用途，并能运用变阻器进行电路实验。教学内容与学生已有知识的联系主要体现在以下几个方面：首先，学生已经学习了电路的基本概念和电路图的绘制，这为理解变阻器在电路中的作用打下了基础。其次，学生已经了解了电阻的概念和测量方法，这有助于理解变阻器的工作原理。最后，学生已经掌握了电流和电压的关系，这有助于理解变阻器在调节电路中的作用。
本节内容拟用1课时完成。
教学
准备
课件、课本、活动器材等
教学过程
教师活动
学生活动
新
课
导
入
回顾：什么叫电阻的概念？电阻大小的影响因素？
生活中常常需要改变电流的大小，故经常需要能改变阻值的电阻。
根据导线内部和外部材质思考物质的导电能力
新 知 讲 授
一、变阻器的应用
1.电阻和变阻器
生产、生活和实验研究中，经常用到具有一定阻值的元件——电阻器（也称为电阻）来控制电路中的电流大小。
电阻器的符号是：
由于实际需要，我们常常要改变电路中的电流大小，这时要使用可以改变电阻值的电阻器，即变阻器。
我们怎样改变电阻大小呢？
改变电阻的材料、长度、横截面积、温度均可改变电阻，其中改变长度来改变电阻值最为简便。
2.变阻器的应用
专业音响设备的调音台利用一组可变电阻可改变各种音调的声音成分的响度，从而改变声音的品质。通过改变电阻也可改变收音机、电话机和电视机等的音量。电动车是通过改变电路中的电阻来改变电动机上的电流，从而改变行车速度的。
二、滑动变阻器
1.滑动变阻器的原理
改变电阻的最简单方法是改变电阻丝接入电路的有效长度。例如，图中，我们可用改变导线接入点的方法来调节电阻的大小。常用变阻器就是靠改变接入电路的电阻丝的有效长度来改变电阻大小的。
改变镍铬合金线一端的接触点，使接入电路的有效长度发生变化
2.滑动变阻器的构造
实验室常用的滑动变阻器（如图4-38）事实上是很长的漆包合金丝缠绕在陶瓷圆筒上后，用改变滑片接入点的方法来调节电阻的。
3.滑动变阻器的使用方法
（1）使用前要了解所用滑动变阻器的最大阻值和允许通过的最大电流；
（滑动变阻器铭牌上各数值的物理意义：“2A 10Ω”表示允许通过的最大电流为2A，最大阻值是10Ω。）
（2）串联在电路中，连接时要接“一上一下”两个接线柱；
（接入电路的有效电阻是下接线柱到划片P之间的电阻，故连接时“一上一下、关键在下”）
（3）接通电路前，应将滑动触头滑到最大阻值处。
（为了保护电路安全，任何电学实验均适用。）
活动：按图4-39所示连接电路，左右移动滑动变阻器的滑动触头P，观察灯泡的亮度如何变化，分析亮度变化的原因。
向左移动滑动触头，电阻变大，电流变小，灯变暗；
向右移动滑动触头，电阻变小，电流变大，灯变亮。
4.滑动变阻器的接法
正确接法
接A和C的有效电阻： AP；P向左电阻变小 ；
接A和D的有效电阻： AP；P向左电阻变小 ；
接B和C的有效电阻： BP；P向右电阻变小 ；
接B和D的有效电阻： BP；P向右电阻变小 。
异常接法
接C和D： 金属棒接入电路相当于一根导线 ；
接A和B： 滑动变阻器最大阻值接入电路，划片P不起作用，相当于定值电阻 。
5.旋钮型变阻器及其他变阻器
日常生活中我们经常用到的旋钮型变阻器（如图4-40），其原理与滑动变阻器相同，所不同的是滑动变阻器的形状由直线型变成了圆弧型。
思考与讨论
如果将下图旋钮型变阻器的A、C接入电路，要使接入电路的电阻增大，旋钮触片应向哪个方向转动？
A、C接入电路，则有效电阻是A到触片（即左半边），故要使电阻增大，则将旋钮触片顺时针转动，即向B方向转动。
旋盘式电阻箱
读数方法
①观察旋钮标记‌
②‌确定倍数
③‌计算总电阻值‌
如图电阻值为2×1000Ω+0×100Ω+1×10Ω+0×1Ω=2010Ω
插孔式电阻箱
插入的铜塞直接将相应部位的电阻丝短路掉，如图电阻为2+5=7Ω。
敏 感 电 阻
敏感电阻是指器件特性对温度、光照、压力等作用敏感的电阻器。其种类分别有热敏电阻、光敏电阻（如图4-41）、气敏电阻、力敏电阻等。
敏感电阻在人们的生产和生活中有着广泛的应用。例如，光敏电阻器在光照下，其阻值会迅速减小，因此可用于光的测量、光的控制和光电转换（将光的变化转换为电的变化）。力敏电阻是一种能将机械力转换为电信号的特殊元件，它的电阻值会随外加力的大小而改变，常用于各种张力计、转矩计、加速度计及各种压力传感器中。电子秤中就有力敏电阻，它能把压力转换成电信号后显示在电子屏上。
电动汽车的速度控制
我们知道，燃油汽车的速度一般是用油门来控制的，流入汽车发动机的油量大小决定了汽车的速度。然而电动汽车的速度应如何控制呢？显然应该用控制流经电机的电流的大小来控制电机的转动速度，从而控制汽车的速度。如图4-42所示，驾驶员踩“油门”时，其实是改变控制电流大小的变阻器。当然，在实际的电动汽车中，运用现代科技设计的控制电路会更复杂，从而使电动汽车更安全、可靠。
设计实验比较物质的导电能力。
根据实验结论，引入导体和绝缘体的概念，了解导体和绝缘体没有绝对界限。
了解半导体的概念。
理解导体导电的原因，了解导体和绝缘体的区别。
了解电阻的概念、单位。
实验探究电阻大小的影响因素，设计实验，得出结论。
了解不同材质的导电能力
课
堂
练
习
典例1 如图所示是实验室常用的一种滑动变阻器。下列关于滑动变阻器的构造说法正确的是（ ）
A.滑片与金属杆之间是绝缘的
B.瓷筒与线圈之间不能绝缘
C.线圈是用电阻率较大的合金线制成的
D.瓷筒上缠绕的合金线所有表面都绝缘
【答案】C
【解析】A.滑片与金属棒之间是导电的，否则无法改变电阻，故A错误。
B.瓷筒与线圈之间是绝缘的，因为陶瓷是绝缘体，故B错误。
C.线圈是用电阻率较大的合金线制成的，故C正确。
D.瓷筒上缠绕的合金线和滑片接触的位置处没有绝缘漆，故D错误。
故选C。
典例2 如图所示，当滑片P向右移动时，接入电路的电阻值增大的是（ ）
A.
B.
C.
D.
【答案】A
【解析】当变阻器的滑片向右移动时，接入电路的电阻值增大，则接入部分的电阻丝长度变大，因此应该将滑片左边的部分接入，即下面接线柱必选左下角，上面的任选一个即可，由图知道，A符合题意，BCD不符合题意。
故选A。
典例3 如图甲为某可调亮度台灯，图乙为用于调光的电位器结构图。a、b、c是它的三个接线柱，a、c分别与弧形电阻丝的两端相连，b与金属滑片相连。转动旋钮，滑片在弧形电阻丝上滑动即可调节灯泡亮度。下列分析正确的是（ ）
A.电位器与灯泡并联
B.将bc接入电路，顺时针转动旋钮时灯泡变亮
C.将ac接入电路，顺时针转动旋钮时灯泡变亮
D.电位器是通过改变接入电路中电阻丝的粗细来改变灯泡亮度的
【答案】B
【解析】A.电位器串联在电路中能改变电路中电流的大小，所以图中电位器应与灯泡串联，故A错误；
B.若只将b、c接入电路，滑片右边的电阻丝接入电路，顺时针转动旋钮时，电位器接入电路的电阻变小，电路中电流变大，灯泡变亮，故B正确；
C.若只将a、c接入电路，电位器的全部电阻丝都接入电路，不能改变电路的电流，所以不能改变灯泡的亮度，故C错误；
D.电位器是通过改变接入电路中电阻丝的长度来改变电阻，从而改变电路的电流达到改变灯泡亮度的目的，故D错误。
故选B。
典例4 小应观察到实验室中有多种变阻器可实现变阻，试回答：
（1）图甲为插入式电阻箱的结构示意图，在使用时拔去铜塞即可得到相应的电阻值，在甲图所示情境中A、B两个接线柱之间的电阻值是 Ω；
（2）图乙为滑动变阻器，小应将它接入电路后，发现无论怎样移动滑片P，灯泡一直能够发光且亮度始终不变，而且一直很暗，其原因是 。纠正错误连接后，小应缓慢移动滑片P时，看到灯忽明忽暗，这可能是因为 ；
（3）图丙为旋转式变阻器的结构图，A、B、C为变阻器的三个接线柱，P为旋钮触片。小应将该变阻器和灯泡 联接入电路，并且连接 （选填“A、B”，或“A、C”）接线柱，才能使顺时针旋转旋钮触片时灯变亮。
【答案】（1）7（2）将滑动变阻器的A、B接线柱接入电路；滑片接触不良（3）串；A、B
【解析】（1）如果上面的铜塞插入，那么下面的电阻丝被短路，因此A、B之间的总电阻就是没有插铜塞的下面的电阻丝的阻值之和，即为R=5Ω+2Ω=7Ω；
（2）小应发现无论怎样移动滑片P，灯的亮度都不发生变化，说明滑动变阻器都接上面或都接下面两个接线柱；灯泡的亮度很暗，说明电路中电流较小，电阻较大，这可能是连接了滑动变阻器下面两个接线柱，即将滑动变阻器的A、B接线柱接入电路；小应缓慢移动滑片P时，看到灯忽明忽暗，这可能是滑片接触不良；
（3）灯泡的亮暗受到旋转式变阻器的影响，因此二者应该串联；灯泡变亮，说明电流变大而电阻变小，那么变阻器接入的电阻片长度肯定变小，当顺时针旋转旋钮触片时A、P之间的电阻片长度变小，因此应该将A、B接线柱接入电路。
课
堂
小
结
1.变阻器的应用
（1）电阻和变阻器
生产、生活和实验研究中，经常用到具有一定阻值的元件——电阻器（也称为电阻）来控制电路中的电流大小。电阻器的符号是：。
可以改变电阻值的电阻器叫变阻器。
（2）变阻器应用
2.滑动变阻器
（1）结构

（2）原理：改变接入电路的电阻丝的有效长度来改变电阻大小。
（3）使用方法
①先确定滑动变阻器的最大阻值和允许通过的最大电流；
②串联在电路中，连接时要接“一上一下”两个接线柱；
③接通电路前，应将滑动触头滑到最大阻值处，以保护电路安全。
（4）旋钮型变阻器
日常生活中我们经常用到的旋钮型变阻器，其原理与滑动变阻器相同，所不同的是滑动变阻器的形状由直线型变成了圆弧型。
板
书
设
计
作
业
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思
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