【物理素材】电压和电阻【十】
从“课程内容”的要求看，本专题涉及如下条目：
3．4．2 知道电压、电流和电阻。
一、课标要求
从“课程内容”的要求看，本专题涉及如下条目：
3．4．2 知道电压、电流和电阻。
二、课标解读
本条目涉及课程标准中一级主题“能量”中“电磁能”的内容。“能量”是课程标准中科学内容的三大主题之一。本条目课程内容涉及认知性目标。具体说明如下：
“知道电压、电流和电阻”。“知道”属于认知性目标行为动词，从行为动词层次水平看，“知道”属于认知性目标中的“了解”层次水平。与本节内容相关的课标内容是知道电阻，电阻反映了导体对电流阻碍作用的大小，知道影响电阻大小的有材料、长度和横截面积等因素。电阻在电路中相当于一个用电器，在实际应用中有定值电阻和可变电阻，变阻器就是一个阻值可变的电阻。电阻大小的改变可以通过改变导体的材料、长度和横截面积等来实现，但在实际中改变长度是最为方便的，常见的变阻器有滑动变阻器、电阻箱以及电位器。滑动变阻器利用改变接入电路中电阻线的长度来改变接入电路中的电阻，使电路中的电流和电路两端电压发生改变，不同的滑动变阻器有不同的规格，铭牌上的标志反映了其能达到的最大阻值及允许通过的最大电流，如下图中的滑动变阻器的最大阻值为50Ω，允许通过的最大电流为1.2A。滑动变阻器接入电路时要采用上下接法，下图的滑动变阻器可以达到改变电阻的接法有AC、AD、BC、BD四种，其中AC和AD的改变效果相同、BC和BD的改变效果相同，即滑动变阻器改变作用只取决于下面的接线柱。如果把AB或CD接入电路，无法改变电路中的电流。若把AB接线柱接入电路，此时滑动变阻器相当于一个阻值为50Ω的定值电阻；若把CD接入电路，此时滑动变阻器相当于一段导线。滑动变阻器可以改变电路中的电流和电压，但无法直接知道接入电路的电阻值，电阻箱也可以改变接入电路的电阻，并且能直接读出接入电路的阻值，但它不能连续改变。
在家用电器和一些控制电路中还常用到电位器，有机械式电位器和数字式电位器。机械式电位器结构简单，成本低廉，常用于收音机、音响等电器。数字电位器具有可用程序控制电阻、耐震动、噪声小、寿命长等优点，多用于自动检测与控制、智能仪器与仪表、消费类电子产品等。
一、教学内容分析
本节由“变阻器”和“变阻器的应用”两部分构成，变阻器是电学实验中重要的器材，它在电路中可以起到保护电路、改变电路的电流和电压等功能。变阻器是后面学习欧姆定律、电功率等知识的基础，并且在实际的各种用电器、自动控制等方面都使用到了变阻器，具有广泛的应用。变阻器是前面影响电阻大小因素的应用，通过改变灯泡的亮度实验，对比各种方法，总结出改变长度来改变导体接入电路的电阻是最佳方案，所以本节的教学重点是通过实验知道变阻器的工作原理。由于滑动变阻器结构比较复杂，把滑动变阻器正确接入电路对于初学者有点难，可以通过学生自主实验，把滑动变阻器的四个接线柱分别两两接入电路，观察对灯泡亮度的作用，总结出滑动变阻器的连接方法，会根据实际要求把变阻器接入电路，本节教学的难点是按要求正确连接变阻器。
本节的教学重点是知道变阻器的工作原理；难点是按要求正确连接变阻器。
二、重难点突破
1．知道变阻器的工作原理
突破建议：
展示调光灯，利用旋钮来改变灯的亮度，提出问题改变电阻的方法。利用手边的实验器材自己设计一个电路，利用铅笔芯改变小灯泡的亮度，学生可以想到多种方法，总结出来只有两种：改变电源和改变电路中的电阻。本节主要是研究如何改变导体的电阻，结合上节课的内容可以知道，改变电阻可以改变导体的材料、长度和横截面积等，但对比发现改变导体接入电路中的长度是最简便的。变阻器就是能改变接入电路电阻大小的元件，物理实验室中最常见的变阻器就是滑动变阻器，变阻器在工作时都是通过改变接入电路的电阻大小来改变电路中的电流和电压的。学生先阅读滑动变阻器的结构及参数，了解滑动变阻器的最大阻值及允许通过的最大电流，尝试使用滑动变阻器来改变灯泡的亮度，学生分组动手进行实验，通过实验理解变阻器的工作原理。为了对变阻器有更具体的认识，可以介绍实际应用中的变阻器，除了实验室中用的滑动变阻器和电阻箱外，在各种电器中还经常使用电位器，它在电路中的作用与滑动变阻器相同，也是通过改变接入电路的电阻来改变电路中的电流和电压。
2．按要求正确连接变阻器
突破建议：
要正确连接滑动变阻器，需要知道滑动变阻器的结构和工作原理，滑动变阻器上有四个接线柱，下面两个接线柱是电阻线的两端，上面两个接线柱是金属杆的两端，金属杆相当于导线。可以利用学生分组实验，使用滑动变阻器改变灯泡的亮度，本实验不会造成损坏电路元件的情况，可以放手让学生自行实验，通过实验中的各种尝试，把滑动变阻器按不同方法接入电路，总结哪些方法可以改变接入电路的电阻。在此基础上，再按照要求连接电路，改变电路中的电流；改变电路中的定值电阻的阻值，利用滑动变阻器调节，使定值电阻两端电压保持不变。这两个实验既是巩固滑动变阻器的使用，同时也为后面探究电流与电压和电阻的关系打基础，了解如何改变电流和电压。
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