高中物理-3 歐姆定律教學設計學情分析教材分析課后反思

PAGE3PAGE測繪小燈泡的伏安特性曲線【知識與技能】初步掌握分壓電路以及分壓電路的連接方法，逐步提高實驗操作技能；會描繪小燈泡的伏安特性曲線；通過伏安特性曲線分析小燈泡電阻隨電壓的變化情況；通過本實驗，加深學生對歐姆定律的理解?！具^程與方法】通過觀察思考、方案設計、實驗探究、數(shù)據(jù)分析、問題討論等過程，讓學生進一步加深對探究過程的理解；通過探究小燈泡伏安特性曲線，學會描繪其它電學元件伏安特性曲線的方法，及發(fā)現(xiàn)非線性的特性，并分析其主要原因?！厩楦?、態(tài)度、價值觀】 小燈泡取材于生活中的手電筒，并以此為基礎進行教學，培養(yǎng)學生“生活是科學之源泉”的情感，提高學生學習物理的興趣；培養(yǎng)學生嚴謹、認真的實驗操作習慣以及在探究過程中的合作能力和團隊精神。教學中以實驗事實和學生的體驗為基礎，以“用事實說話”之教學培養(yǎng)“實事求是”之態(tài)度?！窘虒W重點、難點】實驗電路的連接；I-U圖像的理解。【教學過程】課前導學：通過本部分引導學生回顧上節(jié)課學習的歐姆定律，線性元件以及非線性元件，及初中用限流法測電阻的方法，為測小燈泡的伏安特性曲線做好鋪墊。通過教材助讀，讓學生知道本實驗的目的、原理和器材，通過問題引導學生進一步理解分壓接法在本實驗中的好處，并為下面的實驗操作做好理論準備。一、知識回顧：1．歐姆定律的內容：解析：導體中的電流I跟導體兩端的電壓U成正比，跟導體的電阻R成反比。2．什么伏安特性曲線？什么是線性元件和非線性元件？解析：縱坐標表示電流I，橫坐標表示電壓U,這樣畫出的I-U圖像叫做導體的伏安特性曲線。伏安特性曲線是一條直線的電學元件叫做線性元件，伏安特性曲線是一條曲線的電學元件叫做非線性元件。3．思考初中測量小燈泡的電阻的原理，并在方框中畫出測量的電路圖。解析：歐姆定律二、教材助讀：1．實驗目的：（1）描繪小燈泡的伏安特性曲線；（2）分析曲線的變化規(guī)律。2．實驗原理：電路圖如圖所示，用電流表測出流過小燈泡的電流I，用電壓表測出小燈泡兩端的電壓U，測出多組(U，I)值，在I—U坐標系中描出各對應點，用一條平滑的曲線將這些點連結起來。思考：1.如圖所示連接滑動變阻器（分壓接法），滑動變阻器的劃片位于那端時，小燈泡兩端的電壓為零？如何改變燈泡兩端的電壓？解析：在上節(jié)課的演示實驗中我們知道，小燈泡電路與滑動變阻器劃片左端部分并聯(lián)，因此滑動變阻器的劃片位于左端時，小燈泡兩端的電壓為零，當滑動變阻器的滑片向右滑動時，燈泡兩端的電壓變大。2.請比較分壓接法與初中測電阻的方法（限流接法）在改變小燈泡電壓范圍方面的不同點，說明描繪小燈泡的伏安特性曲線為什么用分壓接法而不用限流接法？解析：分壓接法可以讓小燈泡兩端的電壓從零開始調節(jié)，調節(jié)的范圍比較大，而限流接法中小燈泡兩端的電壓一般不能從零開始調節(jié)，調節(jié)的范圍較小。由于我們不知道小燈泡是否是線性元件，因此電壓需要從零開始調節(jié)，為此需要用分壓接法。3．實驗器材：（1）思考本實驗需要哪些器材？解析：學生電源(4～6V直流)（或電池組）、小燈泡、電流表、電壓表、滑動變阻器、開關和導線。（2）下面幾個圖分別是電流表、電壓表和滑動變阻器，思考下面幾個問題：如何選擇電壓表和電流表的量程？解析：在不超過量程的情況下，電表指針盡量偏轉至3/4量程左右。如何連接電壓表和電流表？解析：電流表串接在電路中，電壓表并聯(lián)在燈泡兩端，電流從“+”接線柱流入電表，從“－”接線柱流出電表。③滑動變阻器有四個接線柱，如何連接就是分壓接法？這些分壓接法中待測電路與滑動變阻器哪部分并聯(lián)？如何調節(jié)滑動變阻器的觸頭，使燈泡兩端電壓從零逐漸增大？圖甲圖乙圖甲圖乙圖甲中，燈泡與滑動變阻器的左邊并聯(lián)，為此滑動變阻器的滑動觸頭從左邊向右滑動時，小燈泡兩端的電壓從零逐漸增大。圖乙中，燈泡與滑動變阻器的右邊并聯(lián)，為此滑動變阻器的滑動觸頭從右邊向左滑動時，小燈泡兩端的電壓從零逐漸增大。4．簡述實驗步驟.（1）按照電路圖連接好實物圖；（2）把滑動變阻器的滑動片調至小燈泡兩端電壓最小位置，電路經(jīng)檢查無誤后，閉合電鍵S；（3）改變滑動變阻器，讀出10組相應的電流表、電壓表的示數(shù)，記錄在表格內，斷開開關S；（在讀數(shù)的時候，要迅速讀出示數(shù)，然后關閉開關。）（4）在坐標紙上建立一個直角坐標系，縱軸表示電流，橫軸表示電壓，用平滑的曲線將各個數(shù)據(jù)點連接起來，便得到伏安特性曲線；（5）拆去實驗線路，整理好實驗器材。5．注意事項：（1）連接電流表和電壓表時應注意什么問題？解析：連接電流表和電壓表一是注意量程，二是正負接線柱。（2）閉合電鍵前，應該再檢查哪些問題？解析：電路接好后合上電鍵前要檢查滑動變阻器滑動觸點的位置，開始實驗時，小燈泡兩端的電壓最小。三、預習自測1．為研究小燈泡的伏安曲線的特性，選用小燈泡額定值為“3.0V，0.4A”，實驗中有儀器：電流表、電壓表、電鍵、導線若干外；還需要________、__________。2．如圖所示，有下列實驗步驟,正確的實驗步驟是______A.閉合開關S，接通電源B.調節(jié)滑動變阻器滑動片P接近a點C.選擇實驗器材，按電路圖連接電路D.選讀出第一組數(shù)據(jù)U1和I1E.在坐標紙上以U為橫軸，以I為縱軸，選定合適的標度,把這些數(shù)據(jù)標到坐標紙上F.用平滑的曲線連接這些點，分析曲線的變化規(guī)律G.改變滑動變阻器的阻值，適當增大小燈泡兩端的電壓，再讀出第二組數(shù)據(jù)，以后重復這個過程，共讀出12組左右的數(shù)據(jù)H.斷開電源，整理器材3．若電壓表的量程分別接3V，則圖示電壓表的示數(shù)為；若電流表的量程接0.6A，則圖示電流表的讀數(shù)為。預習自測答案：1.學生低壓直流電源(電池組)滑動變阻器2.CBADGEFH3.1.20V0.50A疑點提問：

課內探究老師課前收上課前導學學案，進行批閱，了解學生預習情況，把握學生預習中遇到的難點，疑點。課堂上，老師首先是讓學生根據(jù)答案核對、糾正課前導學學案，不明確的問題先小組討論解決；若小組內解決不了的問題，由各組提出，大家再一起解決。(大約十分鐘)老師通過合作探究一，讓學生畫出伏安特性曲線的電路圖，探究二首先通過問題引導，讓學生解決實驗操作過程中的難點和易錯點，然后進行實驗儀器的連接，以及收集數(shù)據(jù)，處理數(shù)據(jù)，通過問題引導，加強對小燈泡I-U圖像的理解，歐姆定律的理解。【合作探究一】電路設計：請你設計一個電路來測小燈泡的多組U、I的數(shù)據(jù)，要求小燈泡兩端的電壓從零開始連續(xù)變化，畫出你設計的電路圖?！竞献魈骄慷繉嶒炦^程：一、實物連接（10分鐘）1．電路的連接應該按照什么樣的順序？有什么要求？解析：把實物按照電路圖的位置對應好,按照“先串后并”的順序連接。即沿著電流的方向先連接電池、電鍵、滑動變阻器、電池；然后再連接滑動變阻器、電流表、燈泡、電池；最后把電壓表并聯(lián)在小燈泡的兩端。2．連接電路的過程中應當注意什么？解析：(1)選擇電表的量程要選對；(2)電流從電表的正接線柱流進，負接線柱流出；(3)滑動變阻器的連接方式要用分壓式；（4）電鍵要控制整個電路。3．閉合電鍵前滑動變阻器滑片置于哪一端？解析：滑動變阻器的觸頭應位于使燈泡兩端電壓為零的一端。4、本實驗中小燈泡標注為為2.5V，1.0W,在實驗操作過程中注意什么？解析：不要使燈泡兩端的電壓超過小燈泡的額定電壓,電流超過它的額定電流。二、分組實驗，在表格中相應位置記錄數(shù)據(jù)（5分鐘）U/VI/A三、數(shù)據(jù)處理（10分鐘）1．利用測出的數(shù)據(jù)做出I-U圖線。2．通過做出的圖線你發(fā)現(xiàn)了什么規(guī)律？說明了什么問題?解析：圖線表明小燈泡的伏安特性曲線是曲線不是直線，說明小燈泡的電阻隨著電壓的升高而增大，隨著溫度的升高而增大，小燈泡是非線性元件。3．某點的電阻如何表示？圖線上切線（即斜率）發(fā)生了變化，這反應了什么問題？解析：在I-U圖線中小燈泡的電阻根據(jù)該點的橫坐標除以縱坐標可得出（根據(jù)歐姆定律），即等于該點與坐標原點的連線所在直線的斜率，而不等于該點切線的斜率。但曲線的斜率變化，能夠說明電阻的變化。4.思考此實驗存在哪些誤差？解析：電表讀數(shù)、數(shù)據(jù)描點、電壓表內阻的影響。當堂檢測：（5分鐘）1、關于小燈泡的伏安特性曲線，下列說法正確的是（BC）小燈泡適用歐姆定律小燈泡的伏安特性曲線是曲線說明小燈泡是非線性元件小燈泡的伏安特性曲線之所以是曲線是因為小燈泡的電阻隨溫度變化而變化造成的小燈泡的伏安特性曲線上某一點的電阻等于該點的切線的斜率。2、有一個小燈泡標有“3V、0.6W”的字樣，現(xiàn)在要用伏安法測量這個小燈泡的I—U圖線，有下列器材可供選用： (1)實驗中電壓表應選__0-3V_（0-3V或0-15V），電流表應選0-0.6A(0-0.6A或0-3A)．(2)為使電壓表從零開始連續(xù)調節(jié)，畫出實驗電路圖．解析：課堂小結1.測繪小燈泡的伏安特性曲線，并分析其變化規(guī)律及其原因。2.掌握了分壓電路改變電壓的基本技能。3.學會了按照電路圖連接實物圖。4.了解了實驗的注意事項和誤差分析。板書設計：測繪小燈泡的伏安特性曲線電路設計：連接的順序連接的順序連接過程中的注意事項實驗儀器的連接：連接過程中的注意事項閉合電鍵前、操作過程中的注意事項閉合電鍵前、操作過程中的注意事項非線性元件電阻隨著溫度的升高而增大R=U/I非線性元件電阻隨著溫度的升高而增大R=U/I實驗數(shù)據(jù)的收集與處理；實驗誤差實驗誤差鞏固練習1．為研究小燈泡的伏安曲線的特性，選用小燈泡額定值為“3．0V，0．4A”，(1)為使加在小燈泡的電壓從零開始，畫出相關的電路圖，連接實物圖。(2)為使讀數(shù)誤差盡可能小，電壓表的量程應選用________檔，電流表的量程應選用_______檔，為保證實驗安全，測量范圍不能超過_______V和_____A，開始做實驗閉合S前，應把P移到________端；(3)若實驗中測得某一小燈泡的電流強度和電壓之值如下表，請畫出U-I圖線，該小燈泡的電阻有何特征?并從中分析其主要原因.I/A0.100.200.260.300.360.400.440.480.520.56U/V0.050.140.210.300.480.701.021.481.962.502.一個標有“4V，3W”的小燈泡，當小燈泡兩端的電壓U由零逐漸增大到4V的過程中，電壓U和電流I的關系可用圖象表示，在下列圖中四個圖象中，肯定不符合實際的是3．小燈泡的伏安特性曲線如圖中的AB段（曲線）所示，由圖可知，燈絲的電阻因溫度的影響改變了________Ω.“測繪小燈泡的伏安特性曲線”學情分析學生在初中時已經(jīng)學習了電流的概念，初步認識和掌握電流表、電壓表，和滑動變阻器的限流接法，但沒有學習滑動變阻器的分壓接法、電流表的內、外接法，初步接受時會感到一定的困難，為此我們必須遵循循循漸進的原則。本節(jié)先讓學生通過探究電阻定義實驗先讓學生回顧初中有關滑動變阻器的限流接法，電流表、電壓表的接法，然后再去研究小燈泡的伏安特性曲線。為此先讓學生按照老師給出的電路圖，連接實物圖，掌握連接實物圖的順序，初步掌握滑動變阻器的分壓接法及其特點，關于電流表的內外接法在后邊的試驗中再進一步分析。效果分析小燈泡取材于生活中的手電筒，并以此為基礎進行教學，培養(yǎng)學生“生活是科學之源泉”的情感，提高學生學習物理的興趣；培養(yǎng)學生嚴謹、認真的實驗操作習慣以及在探究過程中的合作能力和團隊精神。教學中以實驗事實和學生的體驗為基礎，以“用事實說話”之教學培養(yǎng)“實事求是”之態(tài)度。通過觀察思考、方案設計、實驗探究、數(shù)據(jù)分析、問題討論等過程，讓學生進一步加深對探究過程的理解；初步掌握分壓電路以及分壓電路的連接方法，逐步提高實驗操作技能；通過探究小燈泡伏安特性曲線，學會描繪其它電學元件伏安特性曲線的方法，及發(fā)現(xiàn)非線性的特性，并分析其主要原因。由于小組合作，個別學生只是在看，沒有培養(yǎng)自己動手的能力，這個弊端應該在以后的教學中盡量避免?！皽y繪小燈泡的伏安特性曲線”的教材分析“測繪小燈泡的伏安特性曲線”是高中物理選修3-1第2章第3節(jié)的內容。初中，學生已經(jīng)初步練習使用電流表，電壓表，但在高中對學生的實驗要求顯然高了很多。第2章前兩節(jié)已經(jīng)學習了電源電動勢，本節(jié)涉及兩個問題，一是歐姆定律，二是導體的伏安特性曲線。在后邊還要讓學生做“伏安法測電阻”、“測金屬絲的電阻率”、“測電源的電動勢河內阻”，因此“測繪小燈泡的伏安特性曲線”本實驗承前啟后，初步讓學生掌握連接電路、利用分壓接法改變待測電路兩端電壓的基本技能，為后邊的進一步實驗埋好伏筆。本節(jié)課首先通過實驗探究導體中電流與電壓的關系，通過U—I圖像得到電流與電壓之間的關系，從而定義電阻，這樣可以在回顧初中有關電流表、電壓表、滑動變阻器等的使用的基礎上，進一步提高學生的實驗能力，從而為下邊的“測繪小燈泡的伏安特性曲線”做好鋪墊，也使學生對歐姆定律的理解更深一步。教科書從導體的伏安特性曲線入手，引出了線性元件和非線性元件的概念，從而給出了歐姆定律的使用范圍，教科書通過“說一說”欄目，加強對線性元件和非線性元件的理解，通過對I—U圖像物理意義的分析，并在此過程中培養(yǎng)學生的讀圖習慣和能力。在測繪小燈泡的伏安特性曲線試驗中，考慮到這時學生的電學實驗技能還不高，為此在試驗中，直接給出實驗電路，在老師的引導下連接電路，讓學生掌握利用分壓電路改變電壓的技能，電表的選擇可以先讓學生思考，并為以后電流表的接法選擇留下伏筆，為后邊的實驗奠定基礎。測評練習1．為研究小燈泡的伏安曲線的特性，選用小燈泡額定值為“3．0V，0．4A”，(1)為使加在小燈泡的電壓從零開始，畫出相關的電路圖，連接實物圖。(2)為使讀數(shù)誤差盡可能小，電壓表的量程應選用________檔，電流表的量程應選用_______檔，為保證實驗安全，測量范圍不能超過_______V和_____A，開始做實驗閉合S前，應把P移到________端；(3)若實驗中測得某一小燈泡的電流強度和電壓之值如下表，請畫出U-I圖線，該小燈泡的電阻有何特征?并從中分析其主要原因.I/A0.100.200.260.30