高中物理教科版高中选修31第二章直流电路物理刘小春学生实验：描绘小灯泡的伏

课题名称 学生实验：描绘小灯泡的伏安特性曲线上课时间：2023年11月4日教学对象：高2023级22班授课人: 刘小春一、教学目标1.通过实验来描绘小灯泡的伏安特性曲线（要求流过小灯泡的电流从零开始逐渐变化）。2.分析伏安特性曲线的变化规律。二、学情分析初中时，学生已经接触过电学实验。对于高二的第一堂电学实验课，学生表现出极大的兴趣。而学生的前认知仅限于电路的串、并联，对本实验要用到的滑动变阻器分压式连接有一定认知难度。三．教学内容及重难点分析描绘小灯泡的伏安特性曲线是高考必考的12个实验之一，它有时也会结合电源的电动势和内阻一起考察。在近几年高考中，电学实验中对该部分内容的考察逐渐攀升。本节课的重点是通过学生小组合作研究展示，让学生掌握该实验的基本操作、注意事项、数据处理和误差分析。尤其是对滑动变阻器的分压式连接和电流表的外接法的熟练掌握。难点是建立I-U坐标，对本实数据的处理。分析伏安特性曲线。四、教学理念以学生主体，教师为主导。让学生在小组合作中探究小灯泡的伏安特性曲线。五、教学策略选择与设计本节新授课打破传统的教师主讲的局面，提前将学生进行分组。安排好小组长，并分配各小组的实验任务，在课堂开展时，分别进行小组展示。在课堂上来交流各小组所研究的电路设计方案、实验电路设计方案的确定、实物电路连接、描绘小灯泡伏安特性曲线、根据小灯泡伏安特性曲线分析电阻变化、注意事项、误差分析、人生感悟等。在大家熟练教材实验时，我们顺势在给学生拓展用数字传感器描绘小灯泡的伏安特性曲线，这个环节仍然由学生完成。六、教学环境及设备、资源准备教师准备：跟据实验已有器材，再适当申购电池、导线、不同规格的小灯泡、灯座、白炽灯、坐标纸等器材，提前找学生对各器材进行电路的检验，以保证实验的顺利进行。分小组布置研究任务、指导研究和汇报、录制用数字传感器描绘小灯泡的伏安特性曲线的实验操作步骤、多媒体教学设备等．为了鼓励学生按规范作图，教师自费购买铅笔直尺等作为奖励。学生准备：按教师要求穿着整齐，带上平板和必要的学习教材和工具。做好汇报准备。七、教学过程新课引入：以爱迪生发明灯泡的故事作为励志引入新课教学：（一）、实验目的：1.通过实验来描绘小灯泡的伏安特性曲线（要求流过小灯泡的电流从零开始逐渐变化）。2.分析伏安特性曲线的变化规律。（二）、实验原理：用电流表和电压表测出灯泡在不同电压下的电流，建立U－I坐标系，描出的点用平滑的曲线连接起来即得到小灯泡的伏安特性曲线。（三）、实验器材：小灯泡，；V,A；4V,等不同规格)、电压表(0～3V～15V)、电流表(0～A～3A)、滑动变阻器(最大阻值20Ω)一个、电池组、开关一个、导线若干、坐标纸、铅笔。（四）、学生实验:1、学生实验电路的设计讨论交流：（1）.电流表应采用接法。（填内接法、外接法）(小电珠（即小灯泡）的电阻较小（10Ω左右），学生用电流表的内阻通常为几欧，电压表的内阻通常为几千上万欧).滑动变阻器应采用连接？（填分压式接法、限流式接法）(描绘伏安特性曲线，作图需要多个点，并使电压从0开始变化)（3）本实验中，开关S闭合前应把滑动变阻器的滑动触头置于＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿的位置。2、学生实验实物电路的连接(画在右侧方框中)（1）先连好电源、电键、滑动变阻器所组成的串联电路（滑动变阻接下面两个接线柱）（2）将小灯泡、电流表串联好，再接到滑动变阻器的两个接线柱上（一上一下）（3）最后将电压表并接在小灯泡的两端。（4）注意滑动变阻器的滑动触头在实验初应置于使小灯泡两端电压为0的位置。（5）注意安培表、伏特表的量程选择和正负接线柱3、学生实验---实验步骤：(1)．连接电路将小电珠、电流表、电压表、滑动变阻器、电源、开关用导线连接成如图所示电路(2)．测出小电珠在不同电压下的电流a.闭合开关S前，滑动变阻器触头应移到最左端，以使开关闭合时小电珠电压能从0开始变化；同时，这样做也防止开关刚闭合时小电珠两端电压过大而烧坏灯丝。b.移动滑动变阻器触头位置，测出10组不同的电压值U和电流值I，并将测量数据填入表格.（五）、数据处理---画出伏安特性曲线(1)在坐标纸上以U为横轴、以I为纵轴，建立坐标系．在坐标纸上描出各组数据所对应的点．(坐标系纵轴和横轴的标度要适中，以使所描图线充分占据整个坐标纸为宜)(3)将描出的点用平滑的曲线连接起来就得到小电珠的伏安特性曲线（五）、数据处理--根据伏安特性曲线分析电阻变化1.根据图线判断,随着电流增大,小灯泡的电阻如何变化?你能猜想出现这种变化情况的原因是什么吗?2.小灯泡灯丝的电阻随温度升高而增大的原因是灯丝的随温度的升高而增大。金属的随温度升高而增大讨论交流你认为本实验需要注意哪些问题？实验误差可分为哪些？你认为本实验哪些地方可能会引起实验误差？（六）、实验注意事项1．电路的连接方式(1)电流表应采用外接法(2)滑动变阻器应采用分压式连接2．闭合开关S前，滑动变阻器触头应移到小电珠分得电压为零的位置。小灯泡两端电压不要超过其额定电压。3．U－I图线在U＝V左右将发生明显弯曲，故在U＝V左右测绘点要密，否则将出现很大误差。4．电流表选择A量程，电压表量程选择视小电珠的额定电压而定，若使用“V,A”的小电珠，则选用电压表的3V量程．5．保持小电珠电压接近额定值时要缓慢增加，到额定值，读出I后立即断开开关．6．误差较大的点要舍去，U－I图线应是平滑曲线而非折线．且横纵坐标标度适中