粤教版 (2019)必修 第三册导体的伏安特性曲线教案

这是一份粤教版 (2019)必修 第三册导体的伏安特性曲线教案，共6页。教案主要包含了物理观念，科学思维和科学探究，科学态度和责任，实验视频，实验数据等内容，欢迎下载使用。
导体的伏安特性曲线
教学目标
《普通高中物理课程标准（2017版2020修订）》中对本节的要求为：1.分别描绘电炉丝、小灯泡、半导体二极管的I-U特性曲线，对比它们导电性能的特点。2.通过I-U图像了解材料的电阻特性。它强调了从实验中认识不同导体的I-U特性曲线，重视实验方法和实验探究，重视常见元器件与应用情境相结合，要求学生对处理图像的能力，体现了对学生物理核心素养关键能力的培养。
学习目标
【物理观念】：
1.知道电流I的定义式(水平2)；
2.理解伏安特性曲线(水平2)；
3.知道什么是线性元件和非线性元件(水平2)。
【科学思维和科学探究】：
1.掌握测量电阻的方法，知道如何利用实验数据做出图像，并描绘出图像(水平3)；
2.分析实验数据，掌握处理图像的能力(水平4)；
3.总结实验规律的方法，归纳不同材料的导电特性，并进行对比(水平4)。
【科学态度和责任】：
1.通过描绘导体伏安特性曲线的过程，学生体会实验操作和数据处理的规范性和科学性(水平3)；
2.通过导体伏安特性曲线的学习，学生学会理论联系实际、形成学以致用的思维品质(水平4)；
3.通过使用传感器和数字化信息系统，增强学生数字化、信息化科学意识(水平5）。
项目
内容
处理方法
重点
描绘导体伏安特性曲线的实验过程。
做好实验的理论准备；
学生亲历实验，分小组实验探究，合作学习。在实验过程中，教师辅助。
难点
通过导体的伏安特性曲线，认识导电性能的特点。
对比不同的导体I-U特性曲线，加深对图像的理解；
强调理论联系实际，得到不同导体I-U特性曲线的电学性质，并解决生活问题。
教学过程
教学环节和内容
教师活动
学生活动
达成目标
环节1 感知闯关
现代光源的进步：从钨丝灯泡到发光二极管，I－U特性曲线是反映元器件电学性能的重要指标。
引入I-U特性曲线的定义：用纵坐标表示电流I，用横坐标表示电压U，这样画出的导体的
I－U图像。
介绍现代光源的发展，介绍I－U特性曲线的定义。
观看动图并体会情景。
拓展学生视野，体现注重课程的时代性，关注科技进步和发展需求的理念。
环节2 探究闯关
一、描绘导体I-U特性曲线的实验原理
1.导体两端的电压和电流
（1）电压的概念：两点间电势的差值——回顾第一章的概念知识
（2）电流的定义：通过导体横截面的电量Q与所用时间t的比值
强调：比值定义法的物理思维。
2.如何测量导体的电流、电压？
测电流——电流表；测电压——电压表
进一步实验操作便利和实验结果精确：可以利用电学传感器测电压、电流
3.如何改变导体的电流、电压？
回顾初中知识：可利用滑动变阻器改变接入电路的电阻值，从而改变电压、电流。
介绍两种滑动变阻器的电路连接图：
限流式 分压式
【实验视频】
限流式接法：小灯泡突然变亮至某一亮度再逐渐变亮
分压式接法：小灯泡逐渐变亮
【实验数据】
限流式 分压式
限流式：电压只能从某个值开始调节
分压式：可以使被测导体两端的电压从0调至接近电源电压
怎样描绘导体的I-U特性曲线？
①设计数据记录表
②描点 ③连线
展示电流、电压的电路图示。
展示电流表、电压表和电压、电流传感器。
展示滑动变阻器，并介绍。
演示限流式和分压式的接法，并在电路中加入小灯泡，进行实验。
回顾以前的学习内容。
小组合作体会传感器的科技进步。
小组合作实验：学会使用滑动变阻器。
观察不同接法下小灯泡的亮度变化。并讨论两种接法的异同。
学生合作探究，设计表格，明确数据处理的步骤。
学生理解实验原理，并具备实验操作的基本思路和方法，明确实验方向。
掌握实物图连接方法，并能区别两种接法的异同。
掌握实验图像的记录及数据处理。
二、描绘金属导体的I-U特性曲线
【实验视频】：根据电路图，描绘金属导体的I-U特性曲线
实验结果：金属导体的I-U特性曲线是过原点的直线。
给出线性元件的概念：I-U特性曲线是一条过原点的直线，如金属导体、电解质溶液。
提问：线性元件有什么特点呢？
学生答：通过同一线性元件的电流强度与加在导体两端的电压成正比。
联想到哪条规律：欧姆定律。
回顾欧姆定律：
内容：导体中的电流与导体两端的电压成正比，与导体的电阻成反比。
2.表达式： I= UR
3. 电阻的定义：导体两端的电压跟通过的电流之比。
4.定义式： R = UI 再一次强调比值定义法
三、描绘小灯泡的I-U特性曲线
【实验视频】解释小灯泡的I-U特性曲线是曲线的原因：
实验现象：当酒精灯靠近钨丝时，小灯泡变暗，当移走酒精灯，小灯泡恢复亮度。
实验现象说明：随温度升高，钨丝的电阻变大。
四、描绘发光二极管的I-U特性曲线
先引入发光二极管独特的优势，以及识别正负极的方法。
非线性元器件：I-U特性曲线是一条曲线，如气态导体、半导体元件
发光二极管的的I-U特性曲线特点：单向导电性
提供电学元件，并对学生实验过程做指导。
演示左图的实验过程。
介绍发光二极管的基本知识。
小组合作实验探究，作出金属导体的I-U特性曲线。
学生观察小灯泡的亮度变化情况。
小组合作实验探究，作出发光二极管的I-U特性曲线。
描绘金属丝的I-U特性曲线。
知道线性元器件这一物理观念。
电阻的测量方法：伏安法
通过金属丝的I-U特性曲线，验证欧姆定律。
二极管的的I-U特性曲线特点：单向导电性
知道非线性元器件这一物理观念。
环节3 反思闯关
欧姆定律I= UR 的适用范围：金属导体、电解质溶液，但对气体导体、晶体管等非线性元件不适用。
欧姆得出欧姆定律时，导体材料还比较少，所以公式有局限性。点出随着科学的进步，新材料的发明越来越多，鼓励学生要有质疑精神和积极发现新器件、新现象、新规律。
电阻定义式 R = UI 的适用范围：线性元件、非线性元件均适用
引导学生对所学知识进行归纳总结。
思考并归纳。
提升学生对科学探究的兴趣，鼓励学生具有质疑精神。
环节4 应用闯关
判断未知电源的正负极
展示实验仪器，提出问题
思考并探究：利用不同电学器件的I-U特性曲线，解决生活遇到的问题。
体会到利用所学知识可以解决电学相关问题，获得成就感，激发学习兴趣。