“滑动压敏电阻”教学难点的突破_滑动变阻器论文

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教会学生掌握滑动变阻器在电路中的应用,特别是滑动变阻器的限流和分压的两种连接方式的比较和选择是教学中的难点。教学过程既是给学生传授知识的过程,又是发展学生认知能力的过程。突破滑动变阻器教学难点,不仅限于知识上的突破,更重要的是使学生在认知能力上有所突破。为此,滑动变阻器的教学可以这样设计。

一、观察实物,理解其构造

学生对滑动变阻器在电路中的应用这一认识过程不可能一步到位,有一个循序渐进、不断深化的过程。因此滑动变阻器的教学可从“识”开始。

“识”,即通过学生对滑动变阻器的观察,对滑动变阻器的结构有一个清晰的认识。在初中阶段虽做过实验,但在高中教学中仍然要通过课堂演示、分组实验让学生去熟悉它,甚至在高三复习中,遇到有滑动变阻器问题的分析都要出示实物,使学生掌握滑动变阻器的结构。这样做可有效的突破学生在滑动变阻器实物连接中出现的各种错误。

二、比较两种接法,理解其功能

在对滑动变阻器实物观察认识的基础上,再通过“比”,即对滑动变阻器的限流和分压两种连接方式进行比较。这是在认知基础上进行思维训练的重要环节。

图1

课堂上先让学生讨论一个具体的例子:如图1所示电路,若灯泡电阻为,滑动变阻器最大电阻为R=50Ω,分析通过调节滑动变阻器,流过灯泡中的电流变化范围,接着让同学们设计在不增加器材的情况下,通过电路的设计,如何让灯泡中流过的电流变化最多。

虽然学生有一定的困难,但学生有了亲身经历,学生的思维被激活,当老师给出分压式连接时,学生为之一振,对电路的神奇感到惊叹。接着让学生填写事先设计好的表格(如表1所示),进一步掌握滑动变阻器两种连接方式的特点及其分析方法,达到打牢基础、提高应用闭合电路欧姆定律的思维能力的目的。

表1 滑动变阻器两种连接方式的比较

三、通过实际案例的分析,确定滑动变阻器连接方式

滑动变阻器的连接是选择限流方式还是分压方式,是教学中的难点,教学中应帮助学生从具体问题出发,针对实际问题的分析、思考之后,再总结出“连”的一般依据。例如,课堂上分析以下4道例题:

例1 画出伏安法测电源电动势和内阻的电路图。

例2 为了测定一个“6V 3W”的小灯泡在不同电压下的功率,所给实验器材有:灯泡“6V 3W”、电压表、电流表、滑动变阻器、电源、开关、导线等。测量时要求灯泡两端电压从0开始调节,测得多组数据,请画出电路图。

例3 有一待测电阻(阻值在20kΩ左右,欲用伏安法测其电阻,所给器材有:电源(3V、r= 0.1Ω)、电流表(100μA、5Ω)、电压表(3V、100kΩ)、滑动变阻器(0~10Ω)、开关及导线。试画出被测电阻的电路图。

例4 伏安法测电阻所给器材有:待测电阻(约100Ω)、毫安表(10mA、50Ω)、电压表(3V、 5kΩ)、电源(电动势6V、内阻不计)、滑动变阻器(0~15Ω、1A)、开关及导线若干。试画出电路图。

通过例1,使学生认识到,在没有具体要求的情况下,滑动变阻器的连接首选限流方式,因为这种电路连接简单、能耗小。通过例2、例3、例4,使学生明确在下列情况下应选择分压连接方式:

1.实验中负载的电压(或电流)要求从0开始调节的;

2.负载电阻远大于滑动变阻器的阻值时(如例3中,,而滑动变阻器只有10Ω);

3.电表量程或负载的额定值较小,限流连接时,将使电路的实际值大于其量程或额定值时(如例4中滑动变阻器用于限流时,即使滑动变阻器的阻值全部在电路中,电路中的电流已达36mA,而毫安表的量程只有10mA)。

四、准确连接实验电路,提高操作技能

滑动变阻器教学的最后一步是“连”。主要是指把给定的器材连接成实物电路图。这一步实际上是对上面三步的综合运用。难点在对上述三环节进行思维加工,正确画出电路图,然后再让学生进行实验操作。为帮助学生提高实物连接的水平,教学过程作如下设计,先把实物图画在一张投影片上,然后把滑动变阻器的分压连接方式(如表1中的分压连接电路)分成两大部分,一部分是把滑动变阻器两端(a、b)与电源组成串联电路,并把滑动触头(P)和电源的正极(实际上是滑动触头P和a)作为一个新的“电源”,画在另一张投影片上,另一部分是用电器及被测量电路与新的“电源”组成的电路再画在一张投影片上。通过投影仪,逐一把三张投影片重合(也可以通过计算机动画设计完成)。这样做可使学生对滑动变阻器的分压连接方式从方法上得以掌握,犹如电影中的慢镜头,看清连接中的重要环节,另外,在课堂上还可以重复使用,节省训练时间。

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