PAGE3PAGE測(cè)繪小燈泡的伏安特性曲線【知識(shí)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(shí)驗(yàn)操作技能；會(huì)描繪小燈泡的伏安特性曲線；通過(guò)伏安特性曲線分析小燈泡電阻隨電壓的變化情況；通過(guò)本實(shí)驗(yàn)，加深學(xué)生對(duì)歐姆定律的理解?！具^(guò)程與方法】通過(guò)觀察思考、方案設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)探究、數(shù)據(jù)分析、問(wèn)題討論等過(guò)程，讓學(xué)生進(jìn)一步加深對(duì)探究過(guò)程的理解；通過(guò)探究小燈泡伏安特性曲線，學(xué)會(huì)描繪其它電學(xué)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。【情感、態(tài)度、價(jià)值觀】 小燈泡取材于生活中的手電筒，并以此為基礎(chǔ)進(jìn)行教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生“生活是科學(xué)之源泉”的情感，提高學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣；培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)、認(rèn)真的實(shí)驗(yàn)操作習(xí)慣以及在探究過(guò)程中的合作能力和團(tuán)隊(duì)精神。教學(xué)中以實(shí)驗(yàn)事實(shí)和學(xué)生的體驗(yàn)為基礎(chǔ)，以“用事實(shí)說(shuō)話(huà)”之教學(xué)培養(yǎng)“實(shí)事求是”之態(tài)度?！窘虒W(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)】實(shí)驗(yàn)電路的連接；I-U圖像的理解?！窘虒W(xué)過(guò)程】課前導(dǎo)學(xué)：通過(guò)本部分引導(dǎo)學(xué)生回顧上節(jié)課學(xué)習(xí)的歐姆定律，線性元件以及非線性元件，及初中用限流法測(cè)電阻的方法，為測(cè)小燈泡的伏安特性曲線做好鋪墊。通過(guò)教材助讀，讓學(xué)生知道本實(shí)驗(yàn)的目的、原理和器材，通過(guò)問(wèn)題引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)一步理解分壓接法在本實(shí)驗(yàn)中的好處，并為下面的實(shí)驗(yàn)操作做好理論準(zhǔn)備。一、知識(shí)回顧：1．歐姆定律的內(nèi)容：解析：導(dǎo)體中的電流I跟導(dǎo)體兩端的電壓U成正比，跟導(dǎo)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(biāo)表示電流I，橫坐標(biāo)表示電壓U,這樣畫(huà)出的I-U圖像叫做導(dǎo)體的伏安特性曲線。伏安特性曲線是一條直線的電學(xué)元件叫做線性元件，伏安特性曲線是一條曲線的電學(xué)元件叫做非線性元件。3．思考初中測(cè)量小燈泡的電阻的原理，并在方框中畫(huà)出測(cè)量的電路圖。解析：歐姆定律二、教材助讀：1．實(shí)驗(yàn)?zāi)康模海?）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(shí)驗(yàn)原理：電路圖如圖所示，用電流表測(cè)出流過(guò)小燈泡的電流I，用電壓表測(cè)出小燈泡兩端的電壓U，測(cè)出多組(U，I)值，在I—U坐標(biāo)系中描出各對(duì)應(yīng)點(diǎn)，用一條平滑的曲線將這些點(diǎn)連結(jié)起來(lái)。思考：1.如圖所示連接滑動(dòng)變阻器（分壓接法），滑動(dòng)變阻器的劃片位于那端時(shí)，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(shí)驗(yàn)中我們知道，小燈泡電路與滑動(dòng)變阻器劃片左端部分并聯(lián)，因此滑動(dòng)變阻器的劃片位于左端時(shí)，小燈泡兩端的電壓為零，當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片向右滑動(dòng)時(shí)，燈泡兩端的電壓變大。2.請(qǐng)比較分壓接法與初中測(cè)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(diǎn)，說(shuō)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(kāi)始調(diào)節(jié)，調(diào)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(kāi)始調(diào)節(jié)，調(diào)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(kāi)始調(diào)節(jié)，為此需要用分壓接法。3．實(shí)驗(yàn)器材：（1）思考本實(shí)驗(yàn)需要哪些器材？解析：學(xué)生電源(4～6V直流)（或電池組）、小燈泡、電流表、電壓表、滑動(dòng)變阻器、開(kāi)關(guān)和導(dǎo)線。（2）下面幾個(gè)圖分別是電流表、電壓表和滑動(dòng)變阻器，思考下面幾個(gè)問(wèn)題：如何選擇電壓表和電流表的量程？解析：在不超過(guò)量程的情況下，電表指針盡量偏轉(zhuǎn)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(dòng)變阻器有四個(gè)接線柱，如何連接就是分壓接法？這些分壓接法中待測(cè)電路與滑動(dòng)變阻器哪部分并聯(lián)？如何調(diào)節(jié)滑動(dòng)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(dòng)變阻器的左邊并聯(lián)，為此滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭從左邊向右滑動(dòng)時(shí)，小燈泡兩端的電壓從零逐漸增大。圖乙中，燈泡與滑動(dòng)變阻器的右邊并聯(lián)，為此滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭從右邊向左滑動(dòng)時(shí)，小燈泡兩端的電壓從零逐漸增大。4．簡(jiǎn)述實(shí)驗(yàn)步驟.（1）按照電路圖連接好實(shí)物圖；（2）把滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)片調(diào)至小燈泡兩端電壓最小位置，電路經(jīng)檢查無(wú)誤后，閉合電鍵S；（3）改變滑動(dòng)變阻器，讀出10組相應(yīng)的電流表、電壓表的示數(shù)，記錄在表格內(nèi)，斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S；（在讀數(shù)的時(shí)候，要迅速讀出示數(shù)，然后關(guān)閉開(kāi)關(guān)。）（4）在坐標(biāo)紙上建立一個(gè)直角坐標(biāo)系，縱軸表示電流，橫軸表示電壓，用平滑的曲線將各個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)連接起來(lái)，便得到伏安特性曲線；（5）拆去實(shí)驗(yàn)線路，整理好實(shí)驗(yàn)器材。5．注意事項(xiàng)：（1）連接電流表和電壓表時(shí)應(yīng)注意什么問(wèn)題？解析：連接電流表和電壓表一是注意量程，二是正負(fù)接線柱。（2）閉合電鍵前，應(yīng)該再檢查哪些問(wèn)題？解析：電路接好后合上電鍵前要檢查滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)觸點(diǎn)的位置，開(kāi)始實(shí)驗(yàn)時(shí)，小燈泡兩端的電壓最小。三、預(yù)習(xí)自測(cè)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(shí)驗(yàn)中有儀器：電流表、電壓表、電鍵、導(dǎo)線若干外；還需要________、__________。2．如圖所示，有下列實(shí)驗(yàn)步驟,正確的實(shí)驗(yàn)步驟是______A.閉合開(kāi)關(guān)S，接通電源B.調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)片P接近a點(diǎn)C.選擇實(shí)驗(yàn)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(biāo)紙上以U為橫軸，以I為縱軸，選定合適的標(biāo)度,把這些數(shù)據(jù)標(biāo)到坐標(biāo)紙上F.用平滑的曲線連接這些點(diǎn)，分析曲線的變化規(guī)律G.改變滑動(dòng)變阻器的阻值，適當(dāng)增大小燈泡兩端的電壓，再讀出第二組數(shù)據(jù)，以后重復(fù)這個(gè)過(guò)程，共讀出12組左右的數(shù)據(jù)H.斷開(kāi)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(yù)習(xí)自測(cè)答案：1.學(xué)生低壓直流電源(電池組)滑動(dòng)變阻器2.CBADGEFH3.1.20V0.50A疑點(diǎn)提問(wèn)：

課內(nèi)探究老師課前收上課前導(dǎo)學(xué)學(xué)案，進(jìn)行批閱，了解學(xué)生預(yù)習(xí)情況，把握學(xué)生預(yù)習(xí)中遇到的難點(diǎn)，疑點(diǎn)。課堂上，老師首先是讓學(xué)生根據(jù)答案核對(duì)、糾正課前導(dǎo)學(xué)學(xué)案，不明確的問(wèn)題先小組討論解決；若小組內(nèi)解決不了的問(wèn)題，由各組提出，大家再一起解決。(大約十分鐘)老師通過(guò)合作探究一，讓學(xué)生畫(huà)出伏安特性曲線的電路圖，探究二首先通過(guò)問(wèn)題引導(dǎo)，讓學(xué)生解決實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程中的難點(diǎn)和易錯(cuò)點(diǎn)，然后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)儀器的連接，以及收集數(shù)據(jù)，處理數(shù)據(jù)，通過(guò)問(wèn)題引導(dǎo)，加強(qiáng)對(duì)小燈泡I-U圖像的理解，歐姆定律的理解?！竞献魈骄恳弧侩娐吩O(shè)計(jì)：請(qǐng)你設(shè)計(jì)一個(gè)電路來(lái)測(cè)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(kāi)始連續(xù)變化，畫(huà)出你設(shè)計(jì)的電路圖?！竞献魈骄慷繉?shí)驗(yàn)過(guò)程：一、實(shí)物連接（10分鐘）1．電路的連接應(yīng)該按照什么樣的順序？有什么要求？解析：把實(shí)物按照電路圖的位置對(duì)應(yīng)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(dòng)變阻器、電池；然后再連接滑動(dòng)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(guò)程中應(yīng)當(dāng)注意什么？解析：(1)選擇電表的量程要選對(duì)；(2)電流從電表的正接線柱流進(jìn)，負(fù)接線柱流出；(3)滑動(dòng)變阻器的連接方式要用分壓式；（4）電鍵要控制整個(gè)電路。3．閉合電鍵前滑動(dòng)變阻器滑片置于哪一端？解析：滑動(dòng)變阻器的觸頭應(yīng)位于使燈泡兩端電壓為零的一端。4、本實(shí)驗(yàn)中小燈泡標(biāo)注為為2.5V，1.0W,在實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程中注意什么？解析：不要使燈泡兩端的電壓超過(guò)小燈泡的額定電壓,電流超過(guò)它的額定電流。二、分組實(shí)驗(yàn)，在表格中相應(yīng)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(cè)出的數(shù)據(jù)做出I-U圖線。2．通過(guò)做出的圖線你發(fā)現(xiàn)了什么規(guī)律？說(shuō)明了什么問(wèn)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(shuō)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(diǎn)的電阻如何表示？圖線上切線（即斜率）發(fā)生了變化，這反應(yīng)了什么問(wèn)題？解析：在I-U圖線中小燈泡的電阻根據(jù)該點(diǎn)的橫坐標(biāo)除以縱坐標(biāo)可得出（根據(jù)歐姆定律），即等于該點(diǎn)與坐標(biāo)原點(diǎn)的連線所在直線的斜率，而不等于該點(diǎn)切線的斜率。但曲線的斜率變化，能夠說(shuō)明電阻的變化。4.思考此實(shí)驗(yàn)存在哪些誤差？解析：電表讀數(shù)、數(shù)據(jù)描點(diǎn)、電壓表內(nèi)阻的影響。當(dāng)堂檢測(cè)：（5分鐘）1、關(guān)于小燈泡的伏安特性曲線，下列說(shuō)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(shuō)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?yàn)樾襞莸碾娮桦S溫度變化而變化造成的小燈泡的伏安特性曲線上某一點(diǎn)的電阻等于該點(diǎn)的切線的斜率。2、有一個(gè)小燈泡標(biāo)有“3V、0.6W”的字樣，現(xiàn)在要用伏安法測(cè)量這個(gè)小燈泡的I—U圖線，有下列器材可供選用： (1)實(shí)驗(yàn)中電壓表應(yīng)選__0-3V_（0-3V或0-15V），電流表應(yīng)選0-0.6A(0-0.6A或0-3A)．(2)為使電壓表從零開(kāi)始連續(xù)調(diào)節(jié)，畫(huà)出實(shí)驗(yàn)電路圖．解析：課堂小結(jié)1.測(cè)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(xué)會(huì)了按照電路圖連接實(shí)物圖。4.了解了實(shí)驗(yàn)的注意事項(xiàng)和誤差分析。板書(shū)設(shè)計(jì)：測(cè)繪小燈泡的伏安特性曲線電路設(shè)計(jì)：連接的順序連接的順序連接過(guò)程中的注意事項(xiàng)實(shí)驗(yàn)儀器的連接：連接過(guò)程中的注意事項(xiàng)閉合電鍵前、操作過(guò)程中的注意事項(xiàng)閉合電鍵前、操作過(guò)程中的注意事項(xiàng)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(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的收集與處理；實(shí)驗(yàn)誤差實(shí)驗(yàn)誤差鞏固練習(xí)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(kāi)始，畫(huà)出相關(guān)的電路圖，連接實(shí)物圖。(2)為使讀數(shù)誤差盡可能小，電壓表的量程應(yīng)選用________檔，電流表的量程應(yīng)選用_______檔，為保證實(shí)驗(yàn)安全，測(cè)量范圍不能超過(guò)_______V和_____A，開(kāi)始做實(shí)驗(yàn)閉合S前，應(yīng)把P移到________端；(3)若實(shí)驗(yàn)中測(cè)得某一小燈泡的電流強(qiáng)度和電壓之值如下表，請(qǐng)畫(huà)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(gè)標(biāo)有“4V，3W”的小燈泡，當(dāng)小燈泡兩端的電壓U由零逐漸增大到4V的過(guò)程中，電壓U和電流I的關(guān)系可用圖象表示，在下列圖中四個(gè)圖象中，肯定不符合實(shí)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(cè)繪小燈泡的伏安特性曲線”學(xué)情分析學(xué)生在初中時(shí)已經(jīng)學(xué)習(xí)了電流的概念，初步認(rèn)識(shí)和掌握電流表、電壓表，和滑動(dòng)變阻器的限流接法，但沒(méi)有學(xué)習(xí)滑動(dòng)變阻器的分壓接法、電流表的內(nèi)、外接法，初步接受時(shí)會(huì)感到一定的困難，為此我們必須遵循循循漸進(jìn)的原則。本節(jié)先讓學(xué)生通過(guò)探究電阻定義實(shí)驗(yàn)先讓學(xué)生回顧初中有關(guān)滑動(dòng)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(xué)生按照老師給出的電路圖，連接實(shí)物圖，掌握連接實(shí)物圖的順序，初步掌握滑動(dòng)變阻器的分壓接法及其特點(diǎn)，關(guān)于電流表的內(nèi)外接法在后邊的試驗(yàn)中再進(jìn)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(chǔ)進(jìn)行教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生“生活是科學(xué)之源泉”的情感，提高學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣；培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)、認(rèn)真的實(shí)驗(yàn)操作習(xí)慣以及在探究過(guò)程中的合作能力和團(tuán)隊(duì)精神。教學(xué)中以實(shí)驗(yàn)事實(shí)和學(xué)生的體驗(yàn)為基礎(chǔ)，以“用事實(shí)說(shuō)話(huà)”之教學(xué)培養(yǎng)“實(shí)事求是”之態(tài)度。通過(guò)觀察思考、方案設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)探究、數(shù)據(jù)分析、問(wèn)題討論等過(guò)程，讓學(xué)生進(jìn)一步加深對(duì)探究過(guò)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(shí)驗(yàn)操作技能；通過(guò)探究小燈泡伏安特性曲線，學(xué)會(huì)描繪其它電學(xué)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(gè)別學(xué)生只是在看，沒(méi)有培養(yǎng)自己動(dòng)手的能力，這個(gè)弊端應(yīng)該在以后的教學(xué)中盡量避免。“測(cè)繪小燈泡的伏安特性曲線”的教材分析“測(cè)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(nèi)容。初中，學(xué)生已經(jīng)初步練習(xí)使用電流表，電壓表，但在高中對(duì)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)要求顯然高了很多。第2章前兩節(jié)已經(jīng)學(xué)習(xí)了電源電動(dòng)勢(shì)，本節(jié)涉及兩個(gè)問(wèn)題，一是歐姆定律，二是導(dǎo)體的伏安特性曲線。在后邊還要讓學(xué)生做“伏安法測(cè)電阻”、“測(cè)金屬絲的電阻率”、“測(cè)電源的電動(dòng)勢(shì)河內(nèi)阻”，因此“測(cè)繪小燈泡的伏安特性曲線”本實(shí)驗(yàn)承前啟后，初步讓學(xué)生掌握連接電路、利用分壓接法改變待測(cè)電路兩端電壓的基本技能，為后邊的進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)埋好伏筆。本節(jié)課首先通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究導(dǎo)體中電流與電壓的關(guān)系，通過(guò)U—I圖像得到電流與電壓之間的關(guān)系，從而定義電阻，這樣可以在回顧初中有關(guān)電流表、電壓表、滑動(dòng)變阻器等的使用的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Γ瑥亩鵀橄逻叺摹皽y(cè)繪小燈泡的伏安特性曲線”做好鋪墊，也使學(xué)生對(duì)歐姆定律的理解更深一步。教科書(shū)從導(dǎo)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(shū)通過(guò)“說(shuō)一說(shuō)”欄目，加強(qiáng)對(duì)線性元件和非線性元件的理解，通過(guò)對(duì)I—U圖像物理意義的分析，并在此過(guò)程中培養(yǎng)學(xué)生的讀圖習(xí)慣和能力。在測(cè)繪小燈泡的伏安特性曲線試驗(yàn)中，考慮到這時(shí)學(xué)生的電學(xué)實(shí)驗(yàn)技能還不高，為此在試驗(yàn)中，直接給出實(shí)驗(yàn)電路，在老師的引導(dǎo)下連接電路，讓學(xué)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(xué)生思考，并為以后電流表的接法選擇留下伏筆，為后邊的實(shí)驗(yàn)奠定基礎(chǔ)。測(cè)評(píng)練習(xí)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(kāi)始，畫(huà)出相關(guān)的電路圖，連接實(shí)物圖。(2)為使讀數(shù)誤差盡可能小，電壓表的量程應(yīng)選用________檔，電流表的量程應(yīng)選用_______檔，為保證實(shí)驗(yàn)安全，測(cè)量范圍不能超過(guò)_______V和_____A，開(kāi)始做實(shí)驗(yàn)閉合S前，應(yīng)把P移到________端；(3)若實(shí)驗(yàn)中測(cè)得某一小燈泡的電流強(qiáng)度和電壓之值如下表，請(qǐng)畫(huà)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