人教版高中物理《滑动变阻器》教学案例.doc

滑动变阻器教学案例教材分析滑动变阻器具有多种用途和接线方法，高考物理实验试题中，多次重复考查滑动变阻器的两种接法限流式与分压式，是高考实验类的重点和难点。本节课是习题课教学，着重阐述这两种接法的特点和选择方法，结合高考题中出现的试题讲解，在题目中利用了现代教学工具物理仿真实验室进行教学。学生分析 学生学习了伏安法测电阻，对电压表、电流表的内外接法的选择有了了解，但对其中所涉及到的滑动变阻器接法的知识没能很好的掌握，在一些题目中一般不加分析就选用分压式，而事实上选择何种方式接入电路有较高的技巧，学生应掌握这方面的知识，所以用一节课时对滑动变阻器接法进行讲解。教学目标 （一）知识教学点1、知道什么情况下选用分压式接法，什么情况下选用限流式接法。2、能根据限流式与分压式的特点解决实际问题。（二）能力训练点培养学生分析和解决问题的能力，会用滑动变阻器进行电路连接，选择正确的接法解决实际问题。重点、难点及突破方法重点难点是分压式及在具体题目中讲解变阻器的接法的选取，突破方法在具体题目中利用了现代教学工具物理仿真实验室进行教学，这样就避免了物理实验实际操作时间长、复杂、可观察性差的缺点，方便快捷，更好的完成教学目标。教学设计思想（一）本节课重点是讲解变阻器的接法的选取，应在学生了解了变阻器的构造及四个接线柱的接法，改变滑片的位置怎样引起的电阻变化的基础上进行讲解（二）滑动变阻器有三种基本用途：1、保护电路：选定滑片位置，使加在负载、电压表、电流表、等电学元件上的电压以及流过它们和电源的电流在额定值之内；2、调节控制：改变滑片位置，使加在工作元件及工作电路上的电压和流过她们的电流在额定值内变化；3、变阻负载：作为能改变接入电路电阻的负载电阻往往兼具保、调节作用。滑动变阻器在电路中主要起保护电路和调节控制作用，在教学中让学生了解变阻器的基本用途，这对学习接法的选取原则很重要。（三）限流式与分压式的选择，应遵循安全性、精确性、节能性、方便性原则综合考虑，灵活择取. 安全性、精确性是考察的重点，利用物理仿真实验室进行教学，帮助学生理解。 教学过程设计（一）、板书：1、滑动变阻器的构造、作用和原理 教师：滑动变阻器在初中我们已经学过，它的构造是：瓷筒、线圈、金属棒、滑片、接线柱。常用的滑动变阻器有两种：一种只有两个接线柱；一种有四个接线柱。 幻灯片出示：滑动变阻器的结构示意图 滑动变阻器在电路中的符号 教师：滑动变阻器的作用和原理是什么呢？ （找学生回答）教师总结：由于滑动变阻器的活动滑片可在棒上移动，滑片与线圈接触处是剥去绝缘皮裸露电阻丝的通路，所以接入电路中的滑动变阻器，通过移动滑片改变电阻线在电路中的长度，来改变电阻的大小，从而改变电路中的电流大小。 例1、 在下图中，滑动变阻器各段电阻值为RAB=60，RBP=40，RAP=20，则CD间、AD间、BD间、AB间的电阻值各是多少？ （找学生作答，答案略）（二）滑动变阻器的接法教师：在高中阶段，滑动变阻器的接法有很多种，在电路的作用已经不只是初中时的改变电路中电阻起限流这一种了，今天我们主要研究滑动变阻器的分压式，及接法的选取。板书：2、滑动变阻器的接法：限流式与分压式教师：限流式就是把滑动变阻器串联进电路中，改变电路中的总电阻，起限流作用。还有一种接法叫分压式，如图。请同学观察其接法特点。总结：分压接法中被测电阻上电压的调节范围大，电压可以从0开始调节，滑动变阻器应该选用阻值小的，这样分压明显。 教师：什么情况下选择分压式，什么情况下选择限流式呢？ （学生讨论，幻灯片展示）（三）滑动变阻器的接法的应用板书：3、滑动变阻器的接法应确保电路安全性原则。滑动变阻器必须接成适当电路，以确保流过电源、用电器、电表及变阻器本身的电流在各自的额定值以内例1、伏安法测量一个定值电阻阻值，实验所须器材如下图。规格如下：（1）待测电阻RX（约100欧）（2）直流毫安表（量程010毫安，内阻50欧）（3）直流电压表（量程03伏，内阻5千欧）（4）直流电源（输出电压4伏，内阻不计）（5）滑动变阻器（阻值015欧，允许最大电流1安）（6）电键一个，导线若干条。（让学生四人一组，思考讨论）找学生回答并在物理仿真实验室上进行实验，有的同学选择限流式接法，观察物理仿真实验的反映，纠正错误的做法。如图所示： 各仪表指针没有超过量程电流表的指针偏转超过量程 教师分析：若将滑动变阻器接成限流器，当接入电路的电阻最大值15欧时，流过电路的电流约为24毫安，超过毫安表的量程，违反了电路安全原则，故变阻器一定要接成分压器。 上题接成分压器还有个优点，电压可以从零开始取值，调节范围大，可多测几组数据，取平均值，减小误差，这也符合变阻器接法选择的另一原则准确性原则。 板书：4、滑动变阻器的接法应尽量减小实验误差，算得的数据应尽量准确的原则。 教师：实验时应根据具体情况，选择变阻器的合适接法，使实验结果比较精确。可在以下几个方面考虑：（1）使电流、电压的调节范围较大；（2）使变阻器的有效调节范围较大；（3）使测量仪表有合适的量程。例2、用伏安法测量一个电阻阻值，备用仪器及元件如下：（1）待测电阻RX（约25千欧）（2）直流电流表（量程0300微安，内阻300欧）（3）直流电压表（量程015伏，内阻100千欧）（4）直流电源（一节干电池，电动势1.5伏，内阻不计）（5）直流电源（输出电压15伏，内阻不计）（6）滑动变阻器，总电阻15千欧（7）电键一个，导线若干条。分析和解：由于RX的阻值远远大于电流表的内阻且和电压表的内阻接近，故选用电流表内接法；若选用一节干电池作为电源，变阻器无论接成限流器还是分压器，电流表和电压表的最大读数相同，分别是60微安和1.5伏，指针偏转角度太小，误差较大，所以应选用（5）作为电源；若滑动变阻器接成限流电路，流过RX的最小电流为375微安，超过电流表的量程，故变阻器必须接成分压器。电路图及仿真实物图如下所示：电源教师：当限流电路和分压电路均可使用时，例如滑动变阻器的总电阻和负载电阻接近，应该优先选用限流电路。因为负载电阻消耗功率不变的前提下，限流电路消耗的总功率小于分压电路消耗的总功率。板书：5、滑动变阻器的接法应节约电源电能的原则教师总结：滑动变阻器的接法选择比较复杂，可按照下列情况选择：1. 下列情况可选用分压式接法（1）要求回路中某部分电路电流或电压实现从零开始可连续调节时（如：测定导体的伏安特性、校对改装后的电表等电路），即大范围内测量时，必须采用分压接法. （2）当用电器的电阻R远大于滑动变阻器的最大值R0，且实验要求的电压变化范围较大（或要求测量多组数据）时，必须采用分压接法 （3）若采用限流接法，电路中实际电压（或电流）的最小值仍超过R的额定值时，只能采用分压接法. 2.下列情况可选用限流式接法 （1）测量时电路电流或电压没有要求从零开始连续调节，只是小范围内测量，且RL与R0接近或R略小于R0，采用限流式接法. （2）电源的放电电流或滑动变阻器的额定电流太小，不能满足分压式接法的要求时，采用限流式接法. （3）没有很高的要求，仅从安全性和精确性角度分析两者均可采用时，可考虑安装简便和节能因素采用限流式接法.教师：选择滑动变阻器的接线方式时，除了需要考虑上述三原则外，还应考虑某些实验的特殊要求，具体情况具体分析。例如用标准电压表、电流表改装的仪表，若要求加在电压表两端的电压及流过电流表的电流能从0连续变化到满量程，则变阻器必须接成分压式方能满足实验要求。本节课总结（课件演示）1、 滑动变阻器的构造、作用和原理2、滑动变阻器的接法：限流式与分压式3、滑动变阻器的接法应确保电路安全性原则。4、滑动变阻器的接法应节约电源电能的原则5、滑动变阻器的接法应尽量减小实验误差，算得的数据应尽量准确的原则。教学后记总体来说基本达到教学任务，学生能掌握变阻器的不同接法和其的特点，在一些简单题目中能运用特点选择接法。在仿真实验室的运用上也取得了不错的效果，激发了学生的积极性，活跃了课堂，使学生更好的学习了知识。通过这节课的教学体会到以下几点：1.物理课中演示实验的重要性，演示实验要清楚详尽。课件的演示要灵活简洁，避免大篇幅的说明。2.新课教学要逐步递进的讨论分析，循序渐进调动了学生学习的积极性，为学生创造了发现问题、提出问题并解决问题的情景，要引导学生自己总结特点，活跃课堂，得不到各种思维的训练。3.仿真物理实验室的应用要是每个学生了解其特点，结果要使人信服。在一些重要的演示实验中要尽量用实物仪器作实验，要看到仿真物理实验室的局限性。4.教学中对分压式的理解和应用要重点讲解，对比着限流式具体分析，运用多媒体，形象模拟“变阻器”的电流从哪里流进变阻器，从变阻器的哪个部分流出来，学生不能直接从导线中观察到。教师可利用动画制作软件，将有电流通过的那部分电阻线用彩色显示。这样，学生亲眼“看到了”电流的“路径”，从而形象生动地进行模拟说明。