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 蘇享銧 課時安排2節(jié)（第一課時）教材內容的地位描繪小燈泡的伏安特性曲線是高中物理選修31魯科版實驗內容，是考試說明中要求的四個電學實驗之一，它是在初中“用電壓表和電流表測導體的電阻”實驗的基礎上，通過改變控制元件滑動變阻器的連接方式（從限流式到分壓式），達到了采集更多實驗數(shù)據(jù)，并通過描繪伏安特性曲線來研究鎢絲燈泡在某一電壓變化范圍內阻值的變化(實質是金屬的電阻率隨溫度升高而增大)從而了解其導電性能。本實驗為高中后續(xù)電學實驗“電流表改裝成電壓表”、“測定電源的電動勢和內阻”、“練習使用多用電表”等奠定基礎。因此，如何做好這一承上啟下的實驗，在

2、高中物理實驗教學中顯得至關重要。教學設教學設計思路1.學案導學：預設問題學生提前思考實驗探究得出結論2、本節(jié)主要是以學生探究為主，充分體現(xiàn)問題、實驗、合作、交流等教學手段與課堂教學的有機結合。教 學 目 標知識與技能1、伏安法測電阻,電流表的連接有兩種方法：內接法與外接法的選擇與連接?；瑒幼冏杵鞯膬煞N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)律過程與方法1、設置問題啟發(fā)學生的思考，讓學生掌握解決問題的思維方法。2、通過實驗探究過程加深對小燈泡伏安特性曲線的了解;引導學生合作學習；引導學生觀察、實驗、概括、分析實驗數(shù)據(jù)、解決實驗和生活中出現(xiàn)問題。3、體

3、會圖像法是解題的重要方法。情感態(tài)度與態(tài)度觀1、通過預設問題，有利于提高學生的科學探究的興趣。2、通過討論培養(yǎng)合作精神和積極參與的意識。3、通過協(xié)作實驗，有利于提高學生的合作精神。4、讓學生體會實踐是檢驗真理的標準，讓學生養(yǎng)成實事求是的科學態(tài)度和良好的學習習慣。教學重點分析小燈泡的伏安特性曲線的變化規(guī)律教學難點實驗的探究過程教學資源學情分析學生在初中學過“用電壓表和電流表測導體的電阻”，學會了滑動變阻器限流式的連接方式，安培表外接法的連接方式。在高一年學過s-t圖像v-t圖像a-f圖像a-m圖像等圖像法處理問題。教學資源教學方法學案導學、啟發(fā)式、對比法、歸納法、實驗探究法、電教法教學用具實物投影

4、儀、電源、電流表、電壓表、滑動變阻器（50、20、10可選）、小燈泡、開關、導線、坐標紙。教 學 流 程 圖引入新課什么是伏安特曲線各小組上臺展示實驗結果小結結束完成例一選出最佳實驗方案各小組上臺展示實驗設計方案分組實驗探究總結實驗過程的注意事項誤差分析交流思考伏安特曲線特點教學設計環(huán)節(jié)教學活動設計意圖引 入 新 課問題:同學們回憶一下，到目前為止我們學過哪些圖像？預測生答：s-t圖像、v-t圖像、a-f圖像、a-m圖像、t圖像等問題：從金屬導體的t圖像中可知金屬材料的電阻率一般會隨著溫度的升高而變大。小燈泡的燈絲是什么做的？預測生答: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實驗來描繪小燈泡的伏安特性曲線。注重知識的銜接與連貫。突出圖像法在物理中的應用。什么是伏安特性曲線伏安特性曲線反應的是電流隨電壓的變化關系。用電流表測出流過小燈泡的電流，用電壓表測出小燈泡兩端的電壓，測出多組（u，i）值，在i-u坐標系中描出各對應的點，用一條平滑的曲線連接起來，就得到小燈泡的伏安特性曲線。突出解決問題的方法各小組展示方案的設計及闡述理由預測學生可能設計電路圖： 外接分壓式 外接限流式 注重獲取知識的過程和方法實驗探究及數(shù)據(jù)處理根據(jù)討論結果選擇最佳實驗方案進行分組實驗探究關注學生在課堂上與同伴合作的行為表現(xiàn)、參與的熱情、情感體驗和分析思考、探究等

6、過程，發(fā)展學生自主獲取知識的愿望和能力。交流與思考1.描繪出小燈泡的伏安特性曲線后,曲線上各點對應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,并說明理由.通過討論培養(yǎng)合作精神和積極參與的意識。各小組展示實驗結果、教師點評預測生答：伏安特性曲線為曲線，在伏安特性曲線的開始一段接近直線.接著變化明顯，最后又接近直線。說明小燈泡的電阻一開始呈線性變化，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：這一認識顯然有誤！00.1v近似為線性是過原點的，電流與電壓接近正比關系，認為“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折和過度，雖已顯著變化，但改變相對還是較慢的，而從0.4v至接近額定電壓段的“近似直線”并沒有過原點，相應的電流與電壓值并不成正比，燈絲電阻不但沒有趨于穩(wěn)定，反而是變化最快的。讓學生的認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,內阻并非無窮大,對電路的影響會帶來誤差.2、在坐標紙上描點、作圖帶來誤差.培養(yǎng)實事求是的科學態(tài)度和良好的學習習慣總結實驗過程的注意事項預測生答：1、先串先并。2、分壓式連接閉合開關s前,滑動變阻器觸頭應移到小燈泡電壓能從0開始變化;同時,這樣做也防止開關剛閉合時小燈

8、泡兩端電壓過大而燒壞燈絲.限流式連接閉合開關前，滑動變阻器觸頭應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左右測繪點要密,否則將出現(xiàn)很大誤差.4、保持小燈泡電壓接近額定值時要緩慢增加,到額定值,讀出i后立即斷開開關.5、誤差較大的點要舍去,iu應是平滑曲線而非折線.激發(fā)學生思考和參與的積極性，發(fā)揮學生的自主性。例題完成學案導學中例一在例題的選擇上，既溫故又知新，突出重點知識的檢測小結1、伏安特性曲線反應的是電流隨電壓的變化關系。在i-u圖像中用一條平滑的曲線來表示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)完成學案導學中例2、例3、練習1

9、3板書設計實驗：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系是非線性關系教學反思本節(jié)設計思路：1、本節(jié)課注重學生獲取知識的過程，不是一開始就告訴學生“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。而是讓學生通過選擇實驗器材設計實驗方案，討論得出最佳實驗方案，體會與人交流合作在解決問題中所起到的作用，提高學生解決實際問題的能力和意識。2、用數(shù)學圖形來反映物理問題，讓學生體會到物理和數(shù)學間的緊密聯(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了學生對科學美的認識。3、實驗中的表格設計中增加燈泡亮度一欄，即根據(jù)觀察小燈泡亮度的變化，引導學生對燈泡實際功率的認識并進行計算，深刻理解電流的熱效應使燈絲溫度升高，溫度對電阻的影響實際是改變了材料的電阻率，把結論與理想電阻的伏安特性進行對比分析，進一步鍛煉學生的觀察能力和思考問題、解決問題的能力。4、本節(jié)課采用“學案導學”式教學