高中物理教科版高中選修31第二章直流電路物理劉小春學(xué)生實驗：描繪小燈泡的伏

課題名稱 學(xué)生實驗：描繪小燈泡的伏安特性曲線上課時間：2023年11月4日教學(xué)對象：高2023級22班授課人: 劉小春一、教學(xué)目標1.通過實驗來描繪小燈泡的伏安特性曲線（要求流過小燈泡的電流從零開始逐漸變化）。2.分析伏安特性曲線的變化規(guī)律。二、學(xué)情分析初中時，學(xué)生已經(jīng)接觸過電學(xué)實驗。對于高二的第一堂電學(xué)實驗課，學(xué)生表現(xiàn)出極大的興趣。而學(xué)生的前認知僅限于電路的串、并聯(lián)，對本實驗要用到的滑動變阻器分壓式連接有一定認知難度。三．教學(xué)內(nèi)容及重難點分析描繪小燈泡的伏安特性曲線是高考必考的12個實驗之一，它有時也會結(jié)合電源的電動勢和內(nèi)阻一起考察。在近幾年高考中，電學(xué)實驗中對該部分內(nèi)容的考察逐漸攀升。本節(jié)課的重點是通過學(xué)生小組合作研究展示，讓學(xué)生掌握該實驗的基本操作、注意事項、數(shù)據(jù)處理和誤差分析。尤其是對滑動變阻器的分壓式連接和電流表的外接法的熟練掌握。難點是建立I-U坐標，對本實數(shù)據(jù)的處理。分析伏安特性曲線。四、教學(xué)理念以學(xué)生主體，教師為主導(dǎo)。讓學(xué)生在小組合作中探究小燈泡的伏安特性曲線。五、教學(xué)策略選擇與設(shè)計本節(jié)新授課打破傳統(tǒng)的教師主講的局面，提前將學(xué)生進行分組。安排好小組長，并分配各小組的實驗任務(wù)，在課堂開展時，分別進行小組展示。在課堂上來交流各小組所研究的電路設(shè)計方案、實驗電路設(shè)計方案的確定、實物電路連接、描繪小燈泡伏安特性曲線、根據(jù)小燈泡伏安特性曲線分析電阻變化、注意事項、誤差分析、人生感悟等。在大家熟練教材實驗時，我們順勢在給學(xué)生拓展用數(shù)字傳感器描繪小燈泡的伏安特性曲線，這個環(huán)節(jié)仍然由學(xué)生完成。六、教學(xué)環(huán)境及設(shè)備、資源準備教師準備：跟據(jù)實驗已有器材，再適當申購電池、導(dǎo)線、不同規(guī)格的小燈泡、燈座、白熾燈、坐標紙等器材，提前找學(xué)生對各器材進行電路的檢驗，以保證實驗的順利進行。分小組布置研究任務(wù)、指導(dǎo)研究和匯報、錄制用數(shù)字傳感器描繪小燈泡的伏安特性曲線的實驗操作步驟、多媒體教學(xué)設(shè)備等．為了鼓勵學(xué)生按規(guī)范作圖，教師自費購買鉛筆直尺等作為獎勵。學(xué)生準備：按教師要求穿著整齊，帶上平板和必要的學(xué)習(xí)教材和工具。做好匯報準備。七、教學(xué)過程新課引入：以愛迪生發(fā)明燈泡的故事作為勵志引入新課教學(xué)：（一）、實驗?zāi)康模?.通過實驗來描繪小燈泡的伏安特性曲線（要求流過小燈泡的電流從零開始逐漸變化）。2.分析伏安特性曲線的變化規(guī)律。（二）、實驗原理：用電流表和電壓表測出燈泡在不同電壓下的電流，建立U－I坐標系，描出的點用平滑的曲線連接起來即得到小燈泡的伏安特性曲線。（三）、實驗器材：小燈泡，；V,A；4V,等不同規(guī)格)、電壓表(0～3V～15V)、電流表(0～A～3A)、滑動變阻器(最大阻值20Ω)一個、電池組、開關(guān)一個、導(dǎo)線若干、坐標紙、鉛筆。（四）、學(xué)生實驗:1、學(xué)生實驗電路的設(shè)計討論交流：（1）.電流表應(yīng)采用接法。（填內(nèi)接法、外接法）(小電珠（即小燈泡）的電阻較?。?0Ω左右），學(xué)生用電流表的內(nèi)阻通常為幾歐，電壓表的內(nèi)阻通常為幾千上萬歐).滑動變阻器應(yīng)采用連接？（填分壓式接法、限流式接法）(描繪伏安特性曲線，作圖需要多個點，并使電壓從0開始變化)（3）本實驗中，開關(guān)S閉合前應(yīng)把滑動變阻器的滑動觸頭置于＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿的位置。2、學(xué)生實驗實物電路的連接(畫在右側(cè)方框中)（1）先連好電源、電鍵、滑動變阻器所組成的串聯(lián)電路（滑動變阻接下面兩個接線柱）（2）將小燈泡、電流表串聯(lián)好，再接到滑動變阻器的兩個接線柱上（一上一下）（3）最后將電壓表并接在小燈泡的兩端。（4）注意滑動變阻器的滑動觸頭在實驗初應(yīng)置于使小燈泡兩端電壓為0的位置。（5）注意安培表、伏特表的量程選擇和正負接線柱3、學(xué)生實驗---實驗步驟：(1)．連接電路將小電珠、電流表、電壓表、滑動變阻器、電源、開關(guān)用導(dǎo)線連接成如圖所示電路(2)．測出小電珠在不同電壓下的電流a.閉合開關(guān)S前，滑動變阻器觸頭應(yīng)移到最左端，以使開關(guān)閉合時小電珠電壓能從0開始變化；同時，這樣做也防止開關(guān)剛閉合時小電珠兩端電壓過大而燒壞燈絲。b.移動滑動變阻器觸頭位置，測出10組不同的電壓值U和電流值I，并將測量數(shù)據(jù)填入表格.（五）、數(shù)據(jù)處理---畫出伏安特性曲線(1)在坐標紙上以U為橫軸、以I為縱軸，建立坐標系．在坐標紙上描出各組數(shù)據(jù)所對應(yīng)的點．(坐標系縱軸和橫軸的標度要適中，以使所描圖線充分占據(jù)整個坐標紙為宜)(3)將描出的點用平滑的曲線連接起來就得到小電珠的伏安特性曲線（五）、數(shù)據(jù)處理--根據(jù)伏安特性曲線分析電阻變化1.根據(jù)圖線判斷,隨著電流增大,小燈泡的電阻如何變化?你能猜想出現(xiàn)這種變化情況的原因是什么嗎?2.小燈泡燈絲的電阻隨溫度升高而增大的原因是燈絲的隨溫度的升高而增大。金屬的隨溫度升高而增大討論交流你認為本實驗需要注意哪些問題？實驗誤差可分為哪些？你認為本實驗?zāi)男┑胤娇赡軙饘嶒炚`差？（六）、實驗注意事項1．電路的連接方式(1)電流表應(yīng)采用外接法(2)滑動變阻器應(yīng)采用分壓式連接2．閉合開關(guān)S前，滑動變阻器觸頭應(yīng)移到小電珠分得電壓為零的位置。小燈泡兩端電壓不要超過其額定電壓。3．U－I圖線在U＝V左右將發(fā)生明顯彎曲，故在U＝V左右測繪點要密，否則將出現(xiàn)很大誤差。4．電流表選擇A量程，電壓表量程選擇視小電珠的額定電壓而定，若使用“V,A”的小電珠，則選用電壓表的3V量程．5．保持小電珠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(guān)．6．誤差較大的點要舍去，U－I圖線應(yīng)是平滑曲線而非折線．且橫縱坐標標度適中