以下是针对初三物理《变阻器》一课的教案设计,结合教材分析与实验探究,旨在帮助学生理解滑动变阻器的原理、构造及使用方法,并培养科学探究能力:
一、教学目标
1. 知识与技能
知道滑动变阻器的构造、原理及电路符号,理解其通过改变电阻丝长度调节电流的作用。
掌握滑动变阻器的正确连接方法(“一上一下”接法),并能通过实验观察电流和灯泡亮度的变化。
了解电阻箱的读数方法及其与滑动变阻器的区别。
2. 过程与方法
通过实验探究滑动变阻器的接线方式,提升观察、分析和归纳能力。
经历“改进铅笔芯变阻器”的设计过程,体会科学创新的思路。
3. 情感态度与价值观
通过观察生活中的变阻器应用(如调光灯、音量调节器),感受物理与生活的联系。
培养合作探究意识,形成严谨的实验习惯。
二、教学重难点

重点:滑动变阻器的原理及正确使用方法。
难点:理解滑动变阻器的构造与接线规律,掌握“有效电阻取决于下端接线柱”的规律。
三、教学准备
实验器材:滑动变阻器(带铭牌)、小灯泡、干电池、开关、导线、铅笔芯、夹子、电阻箱、多媒体课件(含变阻器结构动画)。
辅助工具:实物投影仪、调光台灯、电位器模型。
四、教学过程
1. 导入新课(5分钟)
生活实例引入:演示调光台灯亮度的变化,提问:“亮度变化的原因是什么?”引导学生思考电流调节的关键——改变电阻。
简易实验:将铅笔芯与小灯泡串联,移动夹子观察亮度变化,引出“通过改变电阻丝长度调节电流”的初步结论。
2. 新课教学(25分钟)
(1)滑动变阻器的构造与原理
观察与讨论:展示滑动变阻器实物,学生观察其结构(瓷筒、电阻丝、滑片、接线柱),绘制结构示意图并标注各部分名称。
动画演示:通过多媒体展示电阻丝缠绕方式及滑片移动时接入长度的变化,总结原理:“通过改变连入电路的电阻丝长度来改变电阻”。
铭牌解读:以“20Ω 2A”为例,解释最大阻值和允许通过的最大电流的意义。
(2)滑动变阻器的连接方法探究
实验任务:分组尝试不同接线柱组合(如AB、CD、AC、AD等),记录滑片移动时灯泡亮度和电流表示数的变化,完成表格。
规律总结:
正确接法:必须“一上一下”接线,且有效电阻由下端接线柱决定(例如接A、C时,滑片左移电阻减小)。
错误接法:接两个上或下接线柱时电阻不变(分别为导线或定值电阻)。
安全操作:闭合开关前滑片应置于阻值最大处,防止电流过大损坏元件。
(3)变阻器的应用
生活实例:展示电位器模型,分析其在风扇调速、音量调节中的作用。
对比学习:介绍电阻箱的读数方法,对比滑动变阻器与电阻箱的优缺点(连续调节 vs. 精确阻值)。
3. 巩固练习(5分钟)
例题分析:
若滑片右移时电阻增大,应选择哪两个接线柱?(答案:A和C或A和D)
判断错误接法并修正:如接C、D时灯泡亮度是否变化?
4. 课堂小结(4分钟)
学生滑动变阻器的原理、接法规律及注意事项。
教师强调:变阻器在电路中的保护作用及调节功能。
5. 作业布置(1分钟)
绘制滑动变阻器的结构示意图并标注各部分名称。
查阅资料,比较滑动变阻器与电阻箱的异同,举例说明其应用场景。
五、板书设计
变 阻 器
一、原理:改变接入电路的电阻丝长度 → 改变电阻 → 调节电流
二、构造:瓷筒、电阻丝(涂绝缘漆)、滑片、金属杆、接线柱
三、接法:一上一下(有效电阻由下端接线柱决定)
四、注意事项:
1. 串联接入电路
2. 闭合开关前滑片置于阻值最大处
五、应用:调光灯、电位器、电阻箱
六、教学反思
实验设计:通过分组探究接线规律,学生主动构建知识,但需注意引导学困生理解“有效电阻”的规律。
生活联系:结合调光台灯等实例,增强学习兴趣,后续可拓展到复杂电路(如分压接法)的探究。
通过以上设计,学生既能掌握滑动变阻器的核心知识,又能通过实验和讨论深化科学思维,达成新课标要求的核心素养目标。