滑動變阻器的使用教學設計4

課題名稱滑動變阻器的使用學科高中物理授課班級高二授課時數(shù)1設計者蘇清水所屬學校晉江市養(yǎng)正中學授課時間2015年11月3日（周二）上午9點15分-9點55分一、本節(jié)（課）教學內(nèi)容分析恒定電流在高考中主要以實驗題的形式出現(xiàn)，而滑動變阻器又是每個電學實驗中必然會用到的儀器。變阻器的兩種連接方式：限流式和分壓式，是考試的重點，所以掌握滑動滑動變阻器的應用對于高中學生來說是尤為重要的。但縱觀歷次考試，學生對這一部分的知識掌握較為薄弱，其原因是對變阻器兩種連接方式的特點掌握較為模糊，不知何時該用限流式、何時該用分壓式。為突破這一難點，本節(jié)課從以下三個方面來進行，使學生在認知水平上取得逐步的提高：1、從滑動變阻器的結(jié)構(gòu)分析，發(fā)現(xiàn)滑動變阻器的連接方式雖然有很多種，但本質(zhì)上只有兩種（限流式和分壓式）2、實驗探究：比較限流式和和分壓式在電壓和電流上調(diào)節(jié)上的不同特點，得到感性上的認識，在實驗的基礎上，通過理論推導，進一步得出結(jié)論，得到理性上的認知。通過實例展示，讓學生學會在不同情況下限流式和分壓式的選擇。3、實驗探究：為方便調(diào)節(jié)，限流式和分壓式電路對滑動變阻器總阻值有什么要求？接著利用仿真實驗，觀察實驗中不能直接操作的結(jié)果：如變阻器總阻值取1歐和200歐時，滑動變阻器的調(diào)節(jié)作用，加深學生的認識。最后利用excel的圖表功能，形象展示不同阻值下滑動變阻器的調(diào)節(jié)，使學生學會在不同的條件下選擇合適的滑動變阻器。二、學習者特征分析1、學習者特征：學習對象為省示范性高中高二理科班的學生，知識基礎相對扎實，能力較強。2、知識和能力基礎：學生在初中已經(jīng)學過簡單電路，知道滑動變阻器的限流式解法。從知識角度看是：（1）知道滑動變阻器的結(jié)構(gòu)和原理；（2）熟悉滑動變阻器的限流式解法；（3）知道電路的串并聯(lián)知識。從能力角度看是：（1）具有一定的觀察、分析、比較、概括能力（2）具有一定的識圖、連接實物電路的技能。3、學習本課存在的困難點：滑動變阻器的分壓式接法對學生而言是一個全新的東西，在理解分壓式接法上以及分壓式和限流式的比較上都會碰到困難；另一個更大的難點是限流式和分壓式電路對滑動變阻器總阻值的要求。怎樣在具體的情境下選擇合適的接法和合適總阻值的滑動變阻器對學生來說都是挑戰(zhàn)。三、本節(jié)（課）教學目標1、知識和技能（1）知道滑動變阻器的兩種接法（分壓式和限流式）（2）能夠比較和理解這兩種解法在電壓、電流調(diào)節(jié)上的不同（3）對具體的電路，能夠準確選擇滑動變阻器的連接方式（4）當滑動變阻器的連接方式確定后，能夠選擇合適的滑動變阻器（額定電流、總阻值）2、過程和方法（1）培養(yǎng)學生用實驗探索、發(fā)現(xiàn)并總結(jié)物理規(guī)律的能力。（2）借助excel讓學生學習使用圖表分析將抽象復雜的物理變化形象化3、情感、態(tài)度和價值觀培養(yǎng)學生在探究過程中的合作精神和質(zhì)疑、探索精神。四、教學重點和難點項目內(nèi)容解決措施教學重點分壓式和限流式接法的比較和具體選擇通過分組實驗得到感性認識，通過理論分析和分析歸納上升到理性認識，再通過具體的實例學以致用加以鞏固。教學難點分壓式和限流式電路對滑動變阻器的具體要求通過分組實驗得到感性認識，借助仿真實驗得到更深刻的體驗，通過excel表格的圖表功能將不同阻值的滑動變阻器的調(diào)節(jié)作用形象化。五、課堂教學過程教學環(huán)節(jié)教師的活動學生的活動設計意圖、依據(jù)引入從初中知識入手介紹滑動變阻器的結(jié)構(gòu)和原理。復習回顧初中知識，回答教師問題注重初高中銜接限流式和分壓式概念通過等電勢點知識將滑動變阻器四接線柱簡化為三接線柱，激發(fā)學生思考：有幾種連接方式？思考討論滑動變阻器的各種可能連接方式培養(yǎng)發(fā)散思維概括出兩種本質(zhì)的連接方式（點出分壓式和限流式）建立分壓式和限流式的基本概念培養(yǎng)概括思維限流式和分壓式特點限流式和分壓式電路在調(diào)節(jié)電壓電流時有何異同點？交代實驗的注意事項：滑動變阻器的解法以及開關(guān)閉合前滑片所處位置。分組實驗完成下表項目限流式分壓式電路組成滑動變阻器接法一上一下兩下一上開關(guān)閉合前滑片所處位置電壓調(diào)節(jié)范圍電流調(diào)節(jié)范圍通過分組實驗，使學生對分壓式和限流式對電路的調(diào)節(jié)作用有感性的認識提問和引導學生從理論上完成上述表格再補充比較兩種情況下電路消耗的總功率從理論上推導完成上述表格通過理論分析和分析歸納上升到理性認識限流式和分壓式的選擇提問和引導學生：什么情況該用分壓式、什么情況該用限流式在教師引導下歸納：1、必須要使用分壓式的情況（1）當實驗中要求被測電阻上的電壓從零開始逐漸增大，或要求電壓調(diào)節(jié)范圍盡量大時，應該用分壓接法。（2）用限流式時，電流中的最小電壓或最小電流超過電路的允許值，此時只能用分壓式。（3）滑動變阻器的總阻值較?。≧<<Rx），用限流式時，滑動變阻器起不了有效的調(diào)節(jié)作用，此時只能用分壓式。2、在兩種方式都可以的條件下，優(yōu)先選用限流式，因電路結(jié)構(gòu)較簡單，能耗較少從數(shù)據(jù)表中分析歸納、概括總結(jié)規(guī)律說明：第1點的第（2）（3）小點學生不一定能歸納出來，可以等下面的例題做完再來課堂實例分析學生現(xiàn)場思考，教師提問和引導學生回答例1、用伏安法測量一個電阻元件的阻值，為減小誤差，需測量多組數(shù)據(jù)求平均值，備有器材規(guī)格如下：A、待測電阻Rx(約200Ω)B、電流表(量程0～15mA，內(nèi)阻約Ω)C、電壓表(量程0～3V，內(nèi)阻約50kΩ)D、穩(wěn)壓電源E、滑動變阻器F、電鍵、導線若干（1）為描繪待測元件的伏安特性曲線（電壓從零開始變化），滑動變阻器應采用什么接法？（2）若滑動變阻器的總阻值為10Ω，滑動變阻器應采用什么接法？（2）若滑動變阻器的總阻值為200Ω，穩(wěn)壓電源輸出的電壓為9V，滑動變阻器應采用什么接法？通過例題學以致用，使學生加深對滑動變阻器不同接法選擇的理解限流式接法滑動變阻器總阻值的選擇引出問題：從剛才例題的分析，大家可以發(fā)現(xiàn)，滑動變阻器的總阻值R越大時，滑動變阻器的電壓調(diào)節(jié)范圍≤Ux≤U越大，R是不是越大越好？引導學生利用電學仿真實驗自主探究打開電學仿真實驗（仿真物理實驗室電學.exe）：文件—打開—電學例子—限流式電路，逐漸加大滑動變阻器的總阻值，觀察電壓電流表示數(shù)的變化電學仿真實驗可以隨意改變滑動變阻器的阻值，電壓電流超過電路允許值也不會引發(fā)危險。這是實物實驗所做不到的。讓學生感受限流式電路不同規(guī)格滑動變阻器的調(diào)節(jié)作用從實驗中可以看到：當滑動變阻器總阻值為1000歐時，電壓調(diào)節(jié)范圍確實很大，但滑片滑過前面95%，電壓變化很小，在后面5%，電壓產(chǎn)生劇變，也就是調(diào)節(jié)不方便，這種調(diào)節(jié)作用也可以用圖像來表示引導學生利用電子表格感受滑動變阻器的調(diào)節(jié)作用。打開電子表格（用電器兩端電壓變化.xls———限流式）改變Rx或變阻器全電阻R（黃色部分），感受變阻器的調(diào)節(jié)作用。教師引導學生歸納：限流式接法滑動變阻器總阻值如何選擇？教師引導下歸納：從圖像中可以看出，滑動變阻器的總阻值越大，對電壓電流的調(diào)節(jié)范圍越大，但線性變化（調(diào)節(jié)的方便性）越差，這是一對矛盾；如何在矛盾中找到一個平衡點？從圖上可以看出，當滑動變阻器的總阻值R為待測電阻Rx的2到7倍時，調(diào)節(jié)范圍和線性變化都能達到較好的效果。借助excel讓學生學習使用圖表分析將抽象復雜的物理變化形象化分壓式接法滑動變阻器總阻值的選擇引出問題：分壓式電路對滑動變阻器的總阻值有什么要求？打開電學仿真實驗（仿真物理實驗室電學.exe）：文件—打開—電學例子—分壓式電路，逐漸減小滑動變阻器的總阻值，觀察電壓電流表示數(shù)的變化電學仿真實驗可以隨意改變滑動變阻器的阻值，電壓電流超過電路允許值也不會引發(fā)危險。這是實物實驗所做不到的。讓學生感受分壓式電路不同規(guī)格滑動變阻器的調(diào)節(jié)作用引導學生歸納結(jié)論：從實驗中可以看到：分壓式電路中滑動變阻器的電壓調(diào)節(jié)范圍都是一樣的，但總阻值越小，調(diào)節(jié)線性越好引導學生利用電子表格感受滑動變阻器的調(diào)節(jié)作用。打開電子表格（用電器兩端電壓變化.xls———分壓式）改變Rx或變阻器全電阻R（黃色部分），感受變阻器的調(diào)節(jié)作用。教師引導學生歸納：限流式接法滑動變阻器總阻值如何選擇教師引導下歸納：從圖像中可以看出，分壓式電路中滑動變阻器的電壓調(diào)節(jié)范圍都是一樣的，但總阻值越小，調(diào)節(jié)線性越好。因此分壓式電路應選總阻值較小的滑動變阻器。借助excel讓學生學習使用圖表分析將抽象復雜的物理變化形象化教師補充說明：要在額