一 实验教学目标:
1、 通过贴近生活的调光台灯展示,拉近物理和生活的距离,引入课题。
2、 通过改变电路中不同的导体来改变小灯泡亮度的活动,体会改变导体电阻的方法,并且体会“优选法”在本实验中的运用。
3、 通过利用铅笔芯连续改变电路中电流和小灯泡亮度的活动,体会改变接入电路导体的长度来改变电阻的方法。
4、 通过不断尝试改进铅笔芯电路,从而体会和认识到变阻器在选材和设计上的特点,进而理解滑动变阻器的巧妙设计。
5、 通过认真观察滑动变阻器,明确它的构造和规格以及外观上的细节。
6、 通过放手让学生实验,尝试用滑动变阻器改变小灯泡亮度,体会和理解滑动变阻器的正确接法、变阻原理以及实验前的滑片位置等问题。
7、 培养使用电学仪器的技能和良好习惯,采用竞争激励机制,培养学生良好的合作精神和竞争意识。
二 实验内容
1、教师演示家用调光台灯,通过旋钮的调节改变灯的亮度,从而抛出话题,引入新课。
2、学生演示铅笔芯电路,通过改变接入电路中的铅笔芯长度来改变小灯泡的亮度和电路中的电流,并不断改进实验方案和实验器材,引导学生体会变阻器在选材和设计上的特点。
3、学生分组实验,尝试用滑动变阻器改变小灯泡额定亮度和电路中的电流,在探究中学会滑动变阻器的正确使用方法及一些实验注意事项的细节。


三 实验教学设计思路。
本节课由调光电灯情境引入课题,进而提出改变小灯泡亮度的方法,学生通过讨论和探究,不断尝试优化实验方案,改进铅笔芯变阻电路,从而引入滑动变阻器的教学。学习滑动变阻器的使用是本节课的重点,也是难点。在这部分教学内容上,在学生自学和观察了滑动变阻器的结构后,教师尝试大胆放手,让学生自己探究完成利用滑动变阻器来改变灯的亮度的实验,学生在实践中,不断犯错,不断反思和改进,从而提炼出滑动变阻器接线柱的正确接法,总结出滑动变阻器的变阻原理。在这部分的教学中,教师很好地贯彻了学生的主体性,利用小组竞赛机制充分调动了学生的积极性,并且巧妙的利用了课堂生成,活跃了课堂氛围,学生在宽松愉悦和充满激情的课堂中学会了滑动变阻器的使用,锻炼了思维能力和动手能力,体会了团结协作和成功的快乐。
四 实验教学过程。
(一) 引入新课
教师演示实验:出示调光台灯,调节旋钮改变其亮度,抛出话题,你想知道调光灯的秘密吗?这节课我们的任务就是来设计一个调光电灯。
问题1:如何改变小灯泡的亮度呢?你有哪些方法?
学生演示实验:方法一: 改变电池的节数(电压),但亮度却不能连续可调。
生答:还可以改变接入电路中的导体。
学生演示实验:方法二:改变接入电路中的导体(电阻),如各种不同的金属丝、银币、眼镜架子、各种粗细长短不同的铅笔芯等改变灯的亮度
问题2:导体的电阻和哪些因素有关?你认为在改变导体电阻的这些因素当中,最具有可操作性的方案是什么?
生答:改变导体的长度
问题3:那么我们能否利用一支铅笔芯来设计一个调光电灯呢?谁来试试?
学生演示实验:用铅笔芯设计简易调光灯,感知长度带来的电阻的变化。
问题:4:观察铅笔芯调光灯电路,你发现了什么?为什么灯的亮度能改变?在这个实验中,引起灯的电流变化的原因是什么?
接入电路中的铅笔芯的长度在改变,因此它的电阻也发生了变化,所以小灯泡的电流和亮度也发生了变化。
问题5:怎样才能让灯的亮度变化更明显呢?
生答:加长铅笔芯的长度
问题6:铅笔芯的成分是石墨,较软,而且易折断,针对这些问题,我们在选材上应作何改进?
生答:选择不易折断且电阻随长度变化明显的材料
师:对,也即电阻率较大的材料,例如康铜丝或镍铬合金丝等。
教师演示实验,选用长镍铬合金电阻丝来改变小灯泡的亮度,亮暗变化十分明显。
问题7:电阻丝的长度越长,电阻的变化范围越大,电流的变化就会越明显。但电阻丝太长,不易操作,如何让电阻丝“变短”而实际的长度又不变呢?
生答:将电阻丝绕起来
教师出示滑动变阻器,就像这样,根据我们刚才的设计思路,我们的变阻器出炉了!
(二) 变阻器
学生分组实验:观察滑动变阻器,对照课本P89的介绍,了解下它的结构和各部分的名称,老师指向某处请大家讲出它的名称。
问题8:仔细观察,你还有什么发现?变阻器铭牌上写的字是什么意思?
“20欧”表示滑动变阻器的最大阻值为20欧,
“2A”表示允许通过该滑动变阻器的最大电流是2A.
下面大家就用手里的滑动变阻器来试试设计一个调光电灯吧,我们来比比看哪组事先完成
学生分组实验:用所给器材完成调光小电灯的电路。
交流汇报,小组展示
各组代表上黑板画出接线柱的选择,并画出等效电路图
(各组的接线柱选择有正确的,也有错误的同上和同下的选择,这时要巧妙地利用课堂的这些生成资源,帮助学生分析接入不同的接线柱时的等效电阻是哪一部分,引导学生去总结滑动变阻器的接线柱的正确接法。)
问题9:在各图中,接入电路中的有效电阻是哪部分?你觉得滑动变阻器要怎么接在电路中就能起到变阻的作用了?
生答:“一上一下”
问题10:根据学生所画的同接左下/右下接线柱但上接线柱不同的两组,这两组接法一样吗?它们的本质相同吗?
教师引导学生分析此两种滑片滑动时带来的电阻和电流变化,学生总结
生答:“一上一下,关键是下”
问题11:正确接法下,滑动变阻器是怎么改变电阻的?
学生总结变组原理:通过改变接入电路中的电阻丝长度来改变电阻
问题12:现在老师要求大家的滑动变阻器向右滑动时,小灯泡变亮,看看哪组最先完成?你能画出对应的电路图吗?
学生分组实验
问题13:刚才某组在实验时,电路刚一闭合灯泡立即发出了明亮耀眼的光。我们知道电路中的电流不能过大,否则会超出小灯泡和变阻器的最大承受值,那么我们在开始连接变阻器的时候,滑片怎样放才是最安全的?
(及时抓住课堂生成,引导学生体会滑动变阻器在电路中起到的保护电路的作用,进而提出学生思考电路未接通前滑片的位置)
生答:电路接通前,滑片应放在阻值最大处,这样起到保护电路的作用
问题14:刚才的实验中,电流表到底要不要接入呢?
生答: 在灯的亮度变化不明显时,通过电流表我们能看出电路中电流的微弱变化。
(三)小结
问题15:说说你这节课最大的收获是什么?
(四)反馈和作业
(五)板书设计:(滑动)变阻器
接法:串联接入“一上一下,关键是下”
变阻原理:通过改变接入电路中的电阻丝长度来改变电阻
作用:保护电路
改变电路中的电流
五 关于本实验课的说明。
本节实验课是初中物理教材九上第十四章第二节,是一节常态课,滑动变阻器的使用也是学生必须掌握和学会的电学器材,和以往的实验课不同,本节课的特色在于“探究”二字,所有的结论的得出都不是老师一手包办,而是学生自己体会自己总结后得出,充分体现了在课堂上学生的主体性,也符合学生的认知规律,一切自然而然,水到渠成。变阻器的使用也不是老师讲明了如何接后再让学生动手操作,去束缚学生的创造性,而是大胆放手,学生在实验的过程中也走了很多弯路,犯了许多错误,利用这些宝贵的课堂生成,学生对滑动变阻器的正确使用方法印象深刻,理解透彻。此外,本节课还利用小组竞赛机制充分调动了学生的积极性,活跃了课堂氛围,学生在宽松愉悦和充满激情的课堂中学会了知识和技能,锻炼了思维能力和动手能力,体会了团结协作和成功的快乐。