課題描繪小燈泡的伏安特性曲線

1、課題 描繪小燈泡的伏安特性曲線授課者:晉江市平山中學(xué) 蘇享銧 課時(shí)安排2節(jié)（第一課時(shí)）教材內(nèi)容的地位描繪小燈泡的伏安特性曲線是高中物理選修31魯科版實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，是考試說(shuō)明中要求的四個(gè)電學(xué)實(shí)驗(yàn)之一，它是在初中“用電壓表和電流表測(cè)導(dǎo)體的電阻”實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，通過(guò)改變控制元件滑動(dòng)變阻器的連接方式（從限流式到分壓式），達(dá)到了采集更多實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并通過(guò)描繪伏安特性曲線來(lái)研究鎢絲燈泡在某一電壓變化范圍內(nèi)阻值的變化(實(shí)質(zhì)是金屬的電阻率隨溫度升高而增大)從而了解其導(dǎo)電性能。本實(shí)驗(yàn)為高中后續(xù)電學(xué)實(shí)驗(yàn)“電流表改裝成電壓表”、“測(cè)定電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻”、“練習(xí)使用多用電表”等奠定基礎(chǔ)。因此，如何做好這一承上啟下的實(shí)驗(yàn)，在

2、高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中顯得至關(guān)重要。教學(xué)設(shè)教學(xué)設(shè)計(jì)思路1.學(xué)案導(dǎo)學(xué)：預(yù)設(shè)問(wèn)題學(xué)生提前思考實(shí)驗(yàn)探究得出結(jié)論2、本節(jié)主要是以學(xué)生探究為主，充分體現(xiàn)問(wèn)題、實(shí)驗(yàn)、合作、交流等教學(xué)手段與課堂教學(xué)的有機(jī)結(jié)合。教 學(xué) 目 標(biāo)知識(shí)與技能1、伏安法測(cè)電阻,電流表的連接有兩種方法：內(nèi)接法與外接法的選擇與連接。滑動(dòng)變阻器的兩種連接方式:限流式和分壓式的選擇與連接。2、描繪小燈泡的伏安特性曲線以及分析曲線的變化規(guī)律過(guò)程與方法1、設(shè)置問(wèn)題啟發(fā)學(xué)生的思考，讓學(xué)生掌握解決問(wèn)題的思維方法。2、通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究過(guò)程加深對(duì)小燈泡伏安特性曲線的了解;引導(dǎo)學(xué)生合作學(xué)習(xí)；引導(dǎo)學(xué)生觀察、實(shí)驗(yàn)、概括、分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、解決實(shí)驗(yàn)和生活中出現(xiàn)問(wèn)題。3、體

3、會(huì)圖像法是解題的重要方法。情感態(tài)度與態(tài)度觀1、通過(guò)預(yù)設(shè)問(wèn)題，有利于提高學(xué)生的科學(xué)探究的興趣。2、通過(guò)討論培養(yǎng)合作精神和積極參與的意識(shí)。3、通過(guò)協(xié)作實(shí)驗(yàn)，有利于提高學(xué)生的合作精神。4、讓學(xué)生體會(huì)實(shí)踐是檢驗(yàn)真理的標(biāo)準(zhǔn)，讓學(xué)生養(yǎng)成實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度和良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣。教學(xué)重點(diǎn)分析小燈泡的伏安特性曲線的變化規(guī)律教學(xué)難點(diǎn)實(shí)驗(yàn)的探究過(guò)程教學(xué)資源學(xué)情分析學(xué)生在初中學(xué)過(guò)“用電壓表和電流表測(cè)導(dǎo)體的電阻”，學(xué)會(huì)了滑動(dòng)變阻器限流式的連接方式，安培表外接法的連接方式。在高一年學(xué)過(guò)s-t圖像v-t圖像a-f圖像a-m圖像等圖像法處理問(wèn)題。教學(xué)資源教學(xué)方法學(xué)案導(dǎo)學(xué)、啟發(fā)式、對(duì)比法、歸納法、實(shí)驗(yàn)探究法、電教法教學(xué)用具實(shí)物投影

4、儀、電源、電流表、電壓表、滑動(dòng)變阻器（50、20、10可選）、小燈泡、開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線、坐標(biāo)紙。教 學(xué) 流 程 圖引入新課什么是伏安特曲線各小組上臺(tái)展示實(shí)驗(yàn)結(jié)果小結(jié)結(jié)束完成例一選出最佳實(shí)驗(yàn)方案各小組上臺(tái)展示實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案分組實(shí)驗(yàn)探究總結(jié)實(shí)驗(yàn)過(guò)程的注意事項(xiàng)誤差分析交流思考伏安特曲線特點(diǎn)教學(xué)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)教學(xué)活動(dòng)設(shè)計(jì)意圖引 入 新 課問(wèn)題:同學(xué)們回憶一下，到目前為止我們學(xué)過(guò)哪些圖像？預(yù)測(cè)生答：s-t圖像、v-t圖像、a-f圖像、a-m圖像、t圖像等問(wèn)題：從金屬導(dǎo)體的t圖像中可知金屬材料的電阻率一般會(huì)隨著溫度的升高而變大。小燈泡的燈絲是什么做的？預(yù)測(cè)生答:鎢絲。答案提示：小燈泡的燈絲的電阻隨溫度的升高而增大，因而

5、它的伏安特性線是曲線今天我們通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)描繪小燈泡的伏安特性曲線。注重知識(shí)的銜接與連貫。突出圖像法在物理中的應(yīng)用。什么是伏安特性曲線伏安特性曲線反應(yīng)的是電流隨電壓的變化關(guān)系。用電流表測(cè)出流過(guò)小燈泡的電流，用電壓表測(cè)出小燈泡兩端的電壓，測(cè)出多組（u，i）值，在i-u坐標(biāo)系中描出各對(duì)應(yīng)的點(diǎn)，用一條平滑的曲線連接起來(lái)，就得到小燈泡的伏安特性曲線。突出解決問(wèn)題的方法各小組展示方案的設(shè)計(jì)及闡述理由預(yù)測(cè)學(xué)生可能設(shè)計(jì)電路圖： 外接分壓式 外接限流式 注重獲取知識(shí)的過(guò)程和方法實(shí)驗(yàn)探究及數(shù)據(jù)處理根據(jù)討論結(jié)果選擇最佳實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行分組實(shí)驗(yàn)探究關(guān)注學(xué)生在課堂上與同伴合作的行為表現(xiàn)、參與的熱情、情感體驗(yàn)和分析思考、探究等

6、過(guò)程，發(fā)展學(xué)生自主獲取知識(shí)的愿望和能力。交流與思考1.描繪出小燈泡的伏安特性曲線后,曲線上各點(diǎn)對(duì)應(yīng)的曲線的斜率是否表示小燈泡在該電壓下的電阻值?若是,說(shuō)明理由;若不是,如何表示該電壓下的電阻值?2.觀察小燈泡的伏安特性曲線,分析特點(diǎn),并說(shuō)明理由.通過(guò)討論培養(yǎng)合作精神和積極參與的意識(shí)。各小組展示實(shí)驗(yàn)結(jié)果、教師點(diǎn)評(píng)預(yù)測(cè)生答：伏安特性曲線為曲線，在伏安特性曲線的開(kāi)始一段接近直線.接著變化明顯，最后又接近直線。說(shuō)明小燈泡的電阻一開(kāi)始呈線性變化，隨著溫度升高，電阻變化明顯。最后又呈線性變化，電阻不變。答案提示：這一認(rèn)識(shí)顯然有誤！00.1v近似為線性是過(guò)原點(diǎn)的，電流與電壓接近正比關(guān)系，認(rèn)為“燈絲電阻幾乎不

7、變”是合理的。但圖線彎曲程度最大的那一段（0.1v0.4v）是燈絲電阻從不變到變的轉(zhuǎn)折和過(guò)度，雖已顯著變化，但改變相對(duì)還是較慢的，而從0.4v至接近額定電壓段的“近似直線”并沒(méi)有過(guò)原點(diǎn)，相應(yīng)的電流與電壓值并不成正比，燈絲電阻不但沒(méi)有趨于穩(wěn)定，反而是變化最快的。讓學(xué)生的認(rèn)知在交流碰撞中得到完善和重組誤差分析1、由于電壓表不是理想電表,內(nèi)阻并非無(wú)窮大,對(duì)電路的影響會(huì)帶來(lái)誤差.2、在坐標(biāo)紙上描點(diǎn)、作圖帶來(lái)誤差.培養(yǎng)實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度和良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣總結(jié)實(shí)驗(yàn)過(guò)程的注意事項(xiàng)預(yù)測(cè)生答：1、先串先并。2、分壓式連接閉合開(kāi)關(guān)s前,滑動(dòng)變阻器觸頭應(yīng)移到小燈泡電壓能從0開(kāi)始變化;同時(shí),這樣做也防止開(kāi)關(guān)剛閉合時(shí)小燈

8、泡兩端電壓過(guò)大而燒壞燈絲.限流式連接閉合開(kāi)關(guān)前，滑動(dòng)變阻器觸頭應(yīng)移到阻值最大的位置。3、iu圖線在u=1.0 v左右將發(fā)生明顯彎曲,故在u=1.0 v左右測(cè)繪點(diǎn)要密,否則將出現(xiàn)很大誤差.4、保持小燈泡電壓接近額定值時(shí)要緩慢增加,到額定值,讀出i后立即斷開(kāi)開(kāi)關(guān).5、誤差較大的點(diǎn)要舍去,iu應(yīng)是平滑曲線而非折線.激發(fā)學(xué)生思考和參與的積極性，發(fā)揮學(xué)生的自主性。例題完成學(xué)案導(dǎo)學(xué)中例一在例題的選擇上，既溫故又知新，突出重點(diǎn)知識(shí)的檢測(cè)小結(jié)1、伏安特性曲線反應(yīng)的是電流隨電壓的變化關(guān)系。在i-u圖像中用一條平滑的曲線來(lái)表示2、伏安特性曲線反映出小燈泡燈絲電阻的非線性特性。作 業(yè)完成學(xué)案導(dǎo)學(xué)中例2、例3、練習(xí)1

9、3板書(shū)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)：描繪小燈泡的伏安特性曲線一、小燈泡的伏安特性曲線用i-u圖像表示，是一條平滑的曲線二、小燈泡的電流與電壓的變化關(guān)系是非線性關(guān)系教學(xué)反思本節(jié)設(shè)計(jì)思路：1、本節(jié)課注重學(xué)生獲取知識(shí)的過(guò)程，不是一開(kāi)始就告訴學(xué)生“描繪小燈泡的伏安特性曲線”就一定要用分壓式連接的方法。而是讓學(xué)生通過(guò)選擇實(shí)驗(yàn)器材設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，討論得出最佳實(shí)驗(yàn)方案，體會(huì)與人交流合作在解決問(wèn)題中所起到的作用，提高學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題的能力和意識(shí)。2、用數(shù)學(xué)圖形來(lái)反映物理問(wèn)題，讓學(xué)生體會(huì)到物理和數(shù)學(xué)間的緊密聯(lián)系。體現(xiàn)圖像法的重要性和直觀性。作圖的美觀在一定程度上又引導(dǎo)了學(xué)生對(duì)科學(xué)美的認(rèn)識(shí)。3、實(shí)驗(yàn)中的表格設(shè)計(jì)中增加燈泡亮度一欄，即根據(jù)觀察小燈泡亮度的變化，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)燈泡實(shí)際功率的認(rèn)識(shí)并進(jìn)行計(jì)算，深刻理解電流的熱效應(yīng)使燈絲溫度升高，溫度對(duì)電阻的影響實(shí)際是改變了材料的電阻率，把結(jié)論與理想電阻的伏安特性進(jìn)行對(duì)比分析，進(jìn)一步鍛煉學(xué)生的觀察能力和思考問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。4、本節(jié)課采用“學(xué)案導(dǎo)學(xué)”式教學(xué)