学生实验课堂实录及点评

测绘小灯泡伏安特性曲线实验教学

设计老师：饶平县第四中学 张明艳 邮箱：zhangmingyan@126.com 手机：18029852080

设计思想

《恒定电流》这一章的重点是电路的分析和计算，难点是电路的选用与设计。《测绘小灯泡伏安特性曲线》特别能突出学生对电路分析的方法，理解欧姆定律及应用，对器材的选用和设计，提高学生解决问题的能力。

对这节课，我特别重视实验方法，突出以学生探究为主，要让学生通过自己的思考和比较，选用恰当的电路，解决物理问题。充分体现问题、体验、合作、交流等教学手段与课堂教学的有机结合。在实验技术上，我通过实物，图片，多媒体摄像技术和触屏技术，让这个实验更形象，更直观，也更有效率。

通过本节课我制定以下几个目标：

1.在“知识与技能”方面，通过学生设计实验方案，选择实验器材，进行实验操作，分析实验得失，提高学生解决实际问题的能力和意识。

2.在“过程与方法”方面，我特别突出学生自主选用实验方案和器材，让学生自己认识到解决问题不是一成不变的，科学实验是这样，生活中的问题也是这样，我们要学会比较，学会选择，学会思考。并且在这个过程中

，体会与人交流合作在解决问题中所起到的作用。

3.在“情感态度价值观”方面，通过具体的实验过程，给学生学习物理的兴趣和动力。通过实验探究，激励学生树立伟大的科学理想和人生目标。

教学目标

1.

知识与技能

①熟悉分压器电路，根据实验需要选择实验器材，并连接电路。

②理解小灯泡的伏安特性曲线

2.过程与方法

①通过实验探究过程加深对小灯泡伏安特性曲线的了解;培养学生合作学习的意识和能力；培养观察、实验、概括、分析实验数据、解决实验和生活中出现的问题的能力。

②体会图像法是解题的重要方法

2.

情感，态度和价值观

①

通过协作实验，培养学生的合作精神

②

让学生体会实践是检验真理的标准，培养实事求是的科学态度和良好的学习习惯。

教学重点和难点

重点：理解小灯泡的伏安特性曲线

难点：电路的选用和分析

教学方法

设问法，分组比较法，实验探究法，微格教学法，软件处理数据的方法。

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实验设计及其过程：

一.引出课题: 老师设问：在前面我们知道金属导体的伏安特性曲线是一条直线，那么小灯泡工作时的伏安特性曲线是怎么样的？是不是也是一条直线呢？

我设计如下电路图。通过加热一段跟小灯泡材料相同的电阻丝，观察加热前和加热后的灯泡的亮度。让学生细心观察灯泡亮度的变化。引导学生思考，为什么会变暗？可以让学生尝试猜想其伏安特性曲线？

灯丝

小灯泡

加热灯丝电路图

下面是灯丝加热前和和加热后的情况。为了加强实验效果，我选用的灯丝的电阻相对比小灯泡要大，电源的工作电压比较大。通过这个实验明显可以看出，灯丝的电阻加热后变大。

灯丝加热前

灯丝加热后

二、学生自主实验

1、介绍实验器材 相同小灯泡多只(2V,0.2A)，多个量程的电压表，多个量程的电流表，滑动第

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变阻器多种（5欧姆，10欧姆，20欧姆，50欧姆，200欧姆等），电池3V多组，开关若干只，导线若干。每个小组的实验器材准备比较足，可以让学生自己选用。

2、学生设计电路图

选用以上的器材怎样来测绘小灯泡的伏安特性曲线，请学生设计出电路图。教师不点明电压要从0开始。让学生思考，画出电路图。有的学生用限流的控制电路，有的用分压的控制电路。请学生到黑板指定的方框中画出电路图。

下面是两位学生画的电路图，一个设计出限流的控制电路，另一个是分压的控制电路。

学生设计限流电路

学生设计分压电路

3、学生连接实物图

有些学生对分压电路不熟悉，教师帮助学生完成分压电路的连接方法。教师通过大张的实物图片，利用磁珠粘在黑板上，让学生用红色的粉笔进行实物连线。部分学生在触屏面板上使用安卓画图软件连线，老师检查实物连线的情况。

学生限流电路连线

学生分压电路连线

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下面是触屏演示电路连线的情况。

触屏演示电路连线

根据学生的电路图，让学生根据自己的电路完成实验。教师将学生的实验过程，通过摄像头，录下学生的实验电路以及数据。

4、根据学生电路图方案分组实验

根据学生的电路图分组实验。提示学生可以尝试用不同阻值的滑动变阻器。其他电路不变，更换滑动电阻器，调节滑动变阻器，看电表的变化情况。教师录下电表变化的情景。数据处理给学生提供excel软件，让学生将实验数据输入笔记本电脑，绘出伏安特性曲线。

限流组实验

分压组实验

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下面是学生数据采集和处理的过程，利用摄像头录下学生电路工作时电表变化的过程。

录下电表的变化

excel数据处理

5、学生展示伏安特性曲线

各组展示电路图和画出的伏安特性曲线。让学生比较用哪种控制电路好？以及用多大阻值的滑动变阻器去限流，去分压调节起来更方便呢？让学生回顾与总结。

下面是其中两组同学分别通过限流电路和分压电路描绘出的伏安特性曲线，从图线中明显看出，限流电路画出的伏安特性不完整，而分压电路则相当完整。学生清楚该选用哪种电路。而且通过改变不同的滑动变阻器，学生也清楚该选用多大阻值的滑动变阻器去控制，使得调节电路更方便更合适。

限流组伏安特性曲线

分压组伏安特性曲线

然后再设问：电表的量程用哪一个呢？以及分压电路哪端电压从0开始？让学生思考回答。老师展示分压工作特点的录像。学生观察，了解整个分压控制的过程，知道分压工作的特点。

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学生观察分压控制的过程和特点

6、分析曲线原因

设问，小灯泡的伏安特性曲线为什么是曲线？让学生分析。教师结合酒精加热灯丝的实验分析说明。

再补充超导技术，激励学生的人生目标，和从事伟大的科学事业的理想。

三、总结与加强：

让学生总结分压工作的特点。引导学生思考，为什么分压电路可以从0开始连续调节呢？以及使用多大阻值的滑动变阻器调节比较方便？而且有些小组使用电流表的外接和内接来进行实验的，引导学生思考，内外接法对本实验没有影响，但他们工作起来有什么不同？让学生回去好好想想。下次课来谈谈大家的看法。

投影出电流表的连接伏安法测电阻时,电流表的连接有两种方式:内接法(如图1)与外接法(如图2)。

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四、课后强化训练

给练习题试卷

1．为研究小灯泡的伏安曲线的特性，选用小灯泡额定值为“3．0 V，0．4 A”，实验中有仪器：安培表、伏特表、电键、导线若干外；还需要

________、__________。

(1)根据所学的知识，通过查资料、与同学讨论思考后回答下列问题：

实验中用两电表测量小灯泡两端的电压和流过小灯泡的电流时，电路怎样连接才能使测得灯泡的电阻误差较小?为什么? (2)为使加在小灯泡的电压从零开始，能在较大的范围调节，滑动变阻器应采用怎样连接?在方框内画出相关的电路图。

图14—8—8

(3)请根据你画的电路图，把图14—8—8中的实验器材连成符合要求的实验电路。

(4)为使读数误差尽可能小，电压表的量程应选用________档，电流表的量程应选用_______档，为保证实验安全，测量范围不能超过_______V和_____A，开始做实验闭合S前，应把P移到________端。

(5)若实验中测得某一小灯泡的电流强度和电压之值如下表，请在图14—8—9中画出U-I图线，该小灯泡的电阻有何特征?并从中分析其主要原因。

I/A

O．10

O．20

O．26

O．30

0.36

O．40

O．44

O．48

O．52

O．56 U/V

0.05

O．14

0.21

0.30

O．48

O．70

1.02

1.48

1．96

2.50

图14—8—9

2.请通过网络或者书籍，查阅金属导体伏安特性曲线的应用。

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