高中物理-测绘小灯泡的伏安特性曲线教学设计学情分析教材分析课后反思

测绘小灯泡伏安特性曲线教学设计【教学设计思路】本节课的内容是学生认识电学元件伏安特性曲线的一个重要实验，教学重点在两个方面，一是探究小灯泡伏安特性曲线的实验方法，因为学生对滑动变阻器的分压接法、电压表和电流表的使用都不熟悉。二是分析实验结果，并探究小灯泡电阻变化的原因。本节课以学生初中所学电学知识和实验能力为基础，让学生自主设计实验进行探究，在师生的交流过程中，启发学生自己发现问题，并进一步完善实验方案，最后完成伏安特性曲线的探究并对探究的结果进行分析和讨论。【教学流程图】通过演示实验进行猜想电阻是通过演示实验进行猜想电阻是随温度变化的在初中电学的基础上设计电路理论上分析发现没有电压较小数据问题进一步探究实验的电路，确定实验方案利用仿真实验室进行模拟实物连接，强调注意事项实验探究小灯泡伏安特性曲线用计算机Excel对得到的数据进行处理对图像进行分析，得到小灯泡的电阻的变化规律【教学过程】一、课题引入（观察实验现象、猜想）通过观看视频，简单了解电灯发展史，引起学生的学习兴趣，回顾定值电阻的伏安特性曲线特征，通过演示打火机加热灯丝实验，进而产生一种想探究小灯泡的电阻是如何改变的冲动，引入探究小灯泡的伏安特性曲线的课题。二、方案设计1．学生自主设计电路，学生的基础决定大部分学生会采用限流电路；abc2．abc4．用右图启发学生重新思考实验方案；5．学生设计实验电路；6．用仿真实验室，来介绍一下电路的接法，并强调注意事项三、实验探究学生采用分压电路进行分组实验。四、数据分析用计算机Excel展示一组同学的数据和他们得到的小灯泡的伏安特性曲线。启发学生通过曲线得出：1.电流随电压的增大而增大；2.图线不是过原点的直线，说明电阻在变化；3.图像与原点的连线的斜率的倒数反应电阻的大小，电压越大，斜率越小；4.随着电压（温度）的增大，电阻增大；五、问题讨论1.本实验可能存在的误差？六、当堂检测1.对小灯泡的电阻随电压变化的理解2.对U-I和I-U两种图像的比较七、课堂总结八、课后作业课下进一步通过互联网和图书馆查阅资料，理解电阻随温度的变化在生产和生活中的更加广泛的应用。学情分析一、知识方面：高一的学生已经掌握了伏安法测电阻的原理，但是对滑动变阻器的限流式和分压式接法的原理的理解有一定的难度。二、学生思维方面：学生认识事物的特点是从具体的形象思维向抽象逻辑思维过渡，但思维还常常与感性经验直接相联系，仍需具体形象的知识来支持。

三、实验操作能力方面：具备了一定的观察能力、连接电路、电压表电流表读数能力、数据处理能力和图像分析能力四、情感方面：学生对实验操作有很强的欲望，思维活跃，积极性高，但是他们的语言表达能力和分析归纳能力还有待加强。效果分析在本节课的教学中主要渗透以下几个方面的教学方法：演示实验法通过观看碳丝灯泡的制作视频和观察灯泡的电阻随温度变化的实验，让学生在体验的过程中发现问题、解决问题，培养学生获取物理知识的能力。

2、启发式法让学生亲身经历电路的设计过程，学生在初中实验的基础上设计电路，教师适时提出限流式的“缺陷”，引导学生分析分压式测绘“小灯泡的伏安特性曲线的”优越性，体会用运用科学方法探究物理知识的过程。3、实验探究法让学生在探究学习中自己摸索，通过观察、比较、分析、归纳出“新”的物理规律。如让学生从实验得到的数据进行讨论分析，最终得出“小灯泡的伏安特性曲线”，培养学生动手操作的能力和数据处理能力。4、计算机辅助教学法（1）利用仿真实验室，进行模拟电路连接，（2）借用计算机Excel的描点，绘图功能对数据进行处理帮助学生突破难点5、总结归纳法引导学生自主分析数据得出结论，体会科学研究需要认真、严谨和敢于质疑的态度。通过对问题的分析、思考、解决，切身体会自身能力得到提高的快乐。教材分析一、教材的地位和作用选修3—1前第两章的内容，属于直流电路知识的具体应用，而电路实验是本册书实验部分的主体内容。本章前面学了部分电路欧姆定律、本课是欧姆定律非常实际的综合应用。也是本章的三个学生实验之一。二、本课特点十分重视科学方法研究，重视科学研究的过程。让学生在认知过程中体验方法、学习方法，了解得出小灯泡的伏安特性曲线的过程。三、教学目标(1)物理观念：描绘小灯泡的伏安特性曲线，掌握分压电路改变电压的基本技能和内接法带来的实验误差(2)科学思维：分析曲线的变化规律和形成原因(3)科学探究：经历研究小灯泡电压和电流的过程，体会利用U-I图像来处理、分析实验数据、总结实验规律的方法(4)科学态度和价值观：理解电阻随温度的变化的性质在生产、生活中的广泛应用四、教学重点1.设计探究小灯泡伏安特性曲线的实验方法2.分析实验结果，并探究小灯泡电阻变化的原因五、教学难点1.感受小灯泡与定值电阻对电流阻碍作用的不同2.设计探究小灯泡伏安特性曲线的实验方法评测练习一、当堂检测1.某灯泡两端的电压为1V时,其电流为0.5A,当电压为3V时,其电流为1A,那么电压为2V时,则通过灯泡的电流可能是（）A.0.5AB.0.6AC.0.8AD.1A出题意图：考察对小灯泡的电阻的变化规律的理解2.为探究小灯泡L的伏安特性，连好如图所示的电路后闭合开关，通过移动变阻器的滑片，使小灯泡中的电流由零开始逐渐增大，直到小灯泡正常发光，由电流表和电压表得到的多组读数描绘出的U-I图像应是（）出题意图：考察两种图像的比较二、课后练习3.一个小灯泡的额定电压为2.0V。额定电流约为0.5A，选用下列实验器材进行实验，并利用实验数据描绘和研究小灯泡的伏安特性曲线电压表V1：量程为0~3V电压表V2：量程为0~15V电流表A1：量程为0~3A电流表A2：量程为0~0.6A滑动变阻器R1：最大阻值为l0Ω，额定电流为0.6A；滑动变阻器R3：最大阻值为l50Ω，额定电流为1.0A；开关S，导线若干．I/A0.000.120.210.290.340.380.420.450.470.490.50U/V0.000.200.400.600.801.001.201.401.601.802.00实验得到如下数据（I和U分别表示通过小灯泡的电流和加在小灯泡两端的电压）：（1）实验中电压表应选用____;电流表应选用_____；滑动变阻器应选用______（请填写选项前对应的字母）．（2）请你不要改动已连接导线，在下面的实物连接图中把还需要连接的导线补上．闭合开关前，应使变阻器滑片放在最______（填“左”或“右”）端．（3）在下面坐标中画出小灯泡的曲线．出题意图：考察实验仪器的选择、注意事项和数据处理4.太阳能是一种“绿色”能源。在我国上海举办的2010年世博会上，大量利用了太阳能电池。太阳能电池在有光照时，可以将光能转化为电能，在没有光照时，可以视为一个电学器件。某实验小组根据测绘小灯泡伏安特性曲线的实验方法，探究一个太阳能电池在没有光照时（没有储存电能）的I-U特性。所用的器材包括：太阳能电池，电源E，电流表A，电压表V，滑动变阻器R，开关S及导线若干。(1)为了达到上述目的，应选用图1中的实验电路图是图_____（填“甲”或“乙”）；该实验小组根据实验得到的数据，描点绘出了如图2的I-U图像。由图可知，当电压小于2.00V时，太阳能电池的电阻________（填“很大”或“很小”）；当电压为2.80V时，太阳能电池的电阻约为________。如果把太阳能电池换成某一电阻做实验，测绘出此电阻的伏安特性曲线如图3，则随着电压的升高此电阻的阻值______（填增大、减小、不变）。考察意图：伏安特性曲线的进一步拓展课后反思在课堂中中以下几个问题的处理不容忽视：问题一：实验中为何要用滑动变阻器?如何利用滑动变阻器完成实验？1.如果不用滑动变阻器，虽然能够测量出小灯泡两端的电压和流经小灯泡的电流，但只能测量出一组电压和电流的值。2.初中的滑动变阻器限流式接法可以得到多组数据，但是调整范围有“缺陷”，分压式接法能够得到更大范围的数据，绘制更加完整的伏安特性曲线。问题二：在本实验之前要注意哪些问题?1.学生实验之前，不仅要按照正确的操作规程办事，还要有检查电路的良好习惯，而学生往往急于动手实验，忽视实验规则。2.本实验中，实验之前，开关断开，滑动变阻器的滑片要放在小灯泡的电压为0的地方。3.为测量误差减少，要选择适当的电表量程。问题三：要认识到学生的解题能力和动手实践能力之间可能存在较大差距同样的电路如果出现在考试卷上，许多学生能够比较顺利地解答出来。但在实际操作中，他们往往连最简单的电路故障都不能够排除，如找出短(断)路所在的位置和原因，总是寄希望于老师来帮助解决，于是，这样的探究实验课堂上，最忙的往往是老师，学生只顾记录数据，观察表面现象，缺乏动手实践能力的培养。鉴于此，本节课的教学要充分发挥学生的自主探究，教师不能越俎代庖。，问题四：要重视图像的教学用图像进行实验数据的处理是物理课程标准所提出的要求，教材中引导学生用描点的方法，把实验数据在坐标纸上反映出来。运用图像分析物理问题在后续的物理学习中应用非常广泛。问题五：要注重规律的总结学生停留在数据的表面上，分析现象背后的本质，以后遇到此类问题的变式也能够应对自如，对于解决实际物理问题大有裨益。

课标分析本课选自人教版选修3-1第二章第三节，是高考考纲范围内的电学实验之一，编排在学生学习了电流、电压、电阻等概念之后，《测定金属丝的电阻率》、《测电源的电动势和内阻》之前，它既符合学生由易到难，由简到繁的认识规律，又保持了知识的结构性、系统性。课标对本课的要求是观察并