高三物理复习课之滑动变阻器的接法

高三物理复习课之滑动变阻器的接法

高三物理复习课之滑动变阻器的接法 ‎【教学目标】‎ 知识目标：1．掌握滑动变阻器的限流式接法和分压式接法的区别；‎ ‎　　　　　２．熟练掌握滑动变阻器的接法原则；‎ ‎　　　　　３．熟练解决含滑动变阻器的实验问题．‎ 能力目标：1．培养学生熟练掌握解决含滑动变阻器实验问题的能力；‎ ‎２．培养学生观察能力和具体分析问题的能力．‎ ‎3．培养学生的科学探究能力 过程目标：１．让学生体验解决实际实验问题的过程；‎ ‎２．让学生在解决实际问题过程中体验到科学知识的严谨性；‎ ‎３．让学生在解决实际问题过程中形成一定的科学素养．‎ ‎【教学重点】使学生自行掌握滑动变阻器的接法原则 ‎【教学难点】使学生熟练解决实际电学实验问题 ‎【教学工具】多媒体、滑动变阻器（含大量程和小量程若干）、学生电源一个、学生实验电流表和电压表、电阻若干、开关一只、导线若干 ‎【教学流程】‎ 教学意图：直接说明此知识点的重要性，直接进入主题 教学意图：让学生自己拾起对滑动变阻器知识的记忆 引入：滑动变阻器是电学实验中常用的仪器，近几年高考电学设计性实验命题对其应用多次直接或渗透考查。如何选择滑动变阻器的接法设计控制电路是我们本节课要解决的问题。‎ 问：滑动变阻器的接法有哪几种？‎ 生：限流式接法和分压式接法 问：滑动变阻器的限流式接法和分压式接法的区别是什么？（请同学上黑板画出两种接法的电路图，并引导学生区分待测电阻的电压或电流的调节范围。）‎ 一、接法形式 ‎1． 接法 (通过变阻器改变电路中的电流，以控制电路中的电流)‎ ε ‎ ‎ ‎ R上电压的调节范围：‎ ‎ ‎ R上电流的调节范围：‎ ‎2． 接法 （通过变阻器改变用电器两端的电压，起调压器的作用）‎ ε R上电压的调节范围：‎ ‎ ‎ R上电流的调节范围：‎ 教学意图：此比较的提问是为了提出接法原则教学的设计基础，即两种接法的根本不同 两种接法的比较：分压电路的电流和电压调节范围都大于限流电路的调节范围 问（承上启下）：同学们已经知道了两种接法的不同所在，那么在实际实验中我们在选择接法时需要注意的原则是什么呢？请看下面的接法原则。‎ 二、接法原则：安全、精确、节能、方便等 ‎1．根据电压表、电流表的量程以及电阻允许通过的最大电流等参数来分析，以“更安全、误差小”为原则来选用连接方式。‎ 例．用伏安法较准确地待测一个约为100Ω的定值电阻的阻值，器材规格如下：‎ ‎ A、直流电源（输出电压6 V、内阻不计）‎ ‎ B、直流电流表（量程0~20 mA、内阻约50 Ω）‎ ‎ C、直流电压表（量程0~3 V、内阻约5 kΩ）‎ ‎ D、滑动变阻器R（0~15 Ω、允许通过的最大电流为‎1 A）‎ E、开关1个，导线若干。‎ 根据实验要求画出实验电路图。‎ 先让学生思考，引导学生分析是分压式接法还是限流式接法（若是限流式接法会出现什么现象），分析后再请学生自己在学案上画，并将部分典型作图进行实R RX K E，r mA V 物投影。‎ 教学意图：先让学生思考接法选择，再引导学生学生判断接法，是为了让学生自己体验实际接法原则的安全性因素的重要性。将学生的实际作图（含典型错误）投影出来全班共同分析，有利于加强学生对知识点的理解 答案： 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　‎ ‎2．要求回路中某部分电路电流或电压实现从零开始连续调节时，及大范围内测量时，必须采用分压式接法。（此处略讲，因为区别接法时已经很明了）‎ ‎3．当负载电阻的阻值Rx比滑动变阻器的最大阻值R0大得多时，采用 接法，反之，若Rx与R0接近或Rx略小于R0时，则采用 接法。‎ 教学意图：让学生自己在实验中比较两种接法的实验现象，并引导学生观察并思考出现的实验现象的原因，培养学生动手、观察和思考能力，请让学生体验实际的实验过程 学生实验：取Rx=2KΩ，R0=50Ω，分别采用分压式和限流式接入电路，观察电流表和电压表的示数变化 现象：分压式接法时两表示数能够均匀地变化，而限流式接法时两表示数变化不大 教学意图：让学生观察在分压式接法中待测电阻的不同带来的不同的实验现象，并引导学生思考滑动变阻器的相对不同对接法选择带来的影响，培养学生的观察和思考能力，体验科学探究的严谨性，并培养学生的科学素养 教师演示：（分压式接法：滑动变阻器最大1750Ω，待测电阻分别为50Ω和9050Ω，观察两表的示数变化）（此处电阻的阻值是教师在课前经过大量实验后而选择的）‎ 现象：当待测电阻用9050Ω时，两表的示数能平缓地变化，当待测电阻用50Ω时，两表的示数开始不变，后来发生了突变。‎ 理论分析：（由老师引导，学生思考，师生共同参与完成）‎ ε a b E U RaP ‎0‎ Rp 分压式：‎ 结论：当滑动变阻器的阻值Rp比待测电阻的阻值R小的多时，‎ 分压接法能通过连续调节滑动变阻器得到平缓变化的电压，这样作出来的U-I图像才有利于解决问题。故，分压接法滑动变阻器应该选用阻值相对较小的。‎ ε a b Rpb Ｉ ‎0‎ R ‎3R Ｉm Ｉm/2‎ Ｉm/4‎ 限流式：‎ 教学意图：理论分析有利于学生从规律的本质上对物理知识的认知，由实践得出理论，再由理论来指导学生的实践，让学生对自己所得的知识有一种信服感，加强了学生科学探究的信心，培养了学生科学探究的能力 结论：当滑动变阻器的阻值Rp跟待测电阻的阻值R相差不多或Rp比R大时，限流式接法能通过连续调节滑动变阻器平缓控制电流（电压）。故，在限流式接法中滑动变器阻值要稍大些。一般来说，约为待测电阻的3—10倍。‎ ‎4．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，可考虑安全简便和节能因素采用 接法。‎ ‎（此处略讲，因为此处学生较好理解）‎ 原因：从能量的观点出发：P=ＩE（ＲＸ中电流相同），限流式接法相对节能 ‎5．根据试验时便于调节和读取数据的原则选择变阻器。 滑动变阻器在调节时应用到大部分电阻线。另外在试验时应使电表的读数在较大范围内变化。‎ 教师解释：在实验中，不管是何种接法，滑动变阻器的滑动端在移动中，被测电流、电压无明显变化，或滑动端只在一端一个很小的范围内移动，电路中才出现说需的电流、电压，则变阻器的选择必定不当，结果就是不便调节电流或电压，从而给实验带来较大的误差。故滑动变阻器在调节时应用到大部分电阻线。‎ 课后练习：‎ 有一小灯泡上标有“6V，‎0.1A”字样，现要测量该灯泡的伏安特性曲线，有下列器材供选用：‎ A、 电压表（0—5V，内阻2.0kΩ）‎ B、 电压表（0—10V，内阻3.0kΩ）‎ C、 电流表（0—‎0.3A，内阻2.0Ω）‎ D、 电流表（0—‎6A，内阻1.5Ω）‎ E、 滑动变阻器（30Ω，‎2A）‎ F、 滑动变阻器（100Ω，‎0.5A）‎ G、 学生电源（直流9V）及开关、导线 请先根据题中数据正确选择电表和滑动变阻器，再画出实验电路图，要求电压从0V开始测量。‎ E V B C A 答案：‎ 教学意图：课后练习有利于检验课堂教与学的效果，有利于对课上所学知识的巩固和加深，不同的题型也有利于学生对知识的迁移，并加深对解决实际问题的体验