高三专题复习:电学实验第1课时

发表时间:2021/4/26   来源:《中小学教育》2021年第1月第3期   作者:曾光芬
[导读] 电学实验第1课时
        曾光芬
        云南省保山曙光学校
一、教学内容与解析
        (一)教学内容:电学实验第1课时
        (二)内容解析:本节课要复习的内容是电学实验第1课时,其核心是应用部分电路欧姆定律求电阻,理解它关键就是要知道部分电路欧姆定律、会选表和改表、会画电路图和连接实物图,本节课复习的内容电学实验第1课时就是对以上内容的综合应用,由于它还与后面电学实验第2课时测电源电动势和内阻及多用电表的使用有密切的联系,所以在高考复习中有重要的地位,并有承上启下的作用,是解决电学实验问题的重要内容。教学的重点是应用部分电路欧姆定律求电阻,解决重点的关键是让学生复习部分电路欧姆定律、通过题中数据进行快速估算从而选择电表以及连接方式,通过问题的引导和例题的讲解及变式练习让学生快速正确的解答电学实验题。
二、教学目标与解析
(一)教学目标
        熟练应用部分电路欧姆定律解电学实验题。
(二)目标解析
        熟练应用部分电路欧姆定律解电学实验题就是指会用伏安法测电阻,会选表和改表、会画电路图和连接实物图。
三、问题诊断分析
        在本节课的复习中,学生可能遇到的第一个问题是不会合理估算导致错误选表,第二个问题是画电路图不规范导致实物图的连接也出错。产生这一问题的原因是实验原理不明确,选表原则不太熟悉。要解决这一问题,就要在例题分析和讲解之前先复习基本内容,然后在要结合例题的分析引导学生熟悉基本内容和解题方法。
四、教学支持条件分析
        在本节课教学中,准备使用PPT幻灯片教学,主要是展示复习中提出的问题、例题、变式练习及其答案,这样做可以不用每个电路图都画在在黑板上,有利于学生形象直观的审题,也可以提高课堂复习效率。
五、教学过程设计
        问题一:小灯泡的电阻有什么特点?
设计意图:通过小灯泡的电阻值较小的特点,引导学生正确选择电流表的接法。
      
答案:(1)A          (2)B                 (3)0.10
师生活动:
        1、小灯泡的电阻值较小,一般用电流表外接法;
        2、为了尽可能多取数据点并减少实验误差,滑动变阻器采用分压式;
        3、闭合开关S前,滑动变阻器触头移到最左端,以使开关闭合时小灯泡电压从零开始变化;同时防止开关刚闭合时小灯泡两端电压过大而烧坏灯丝;
        4、“工作点”:非线性元件的U-I图不成比例,就只能通过图解法,把电源和电阻的U-I图线画在同一坐标系中,图线的交点即电路的“工作点”,找到电压和电流,从而求出电功率。
        变式练习1:(2015福建卷)某学习小组探究一小电珠在不同电压下的电功率大小,实验器材如图甲所示,现已完成部分导线的连接。

        (1)实验要求滑动变阻器的滑片从左到右移动过程中,电流表的示数从零开始逐渐增大。请按此要求用笔画线代替导线在图甲实物接线图中完成余下导线的连接;
        (2)某次测量,电流表指针偏转如图乙所示,则电流表的示数为                 A;
        (3)该小组描绘的伏安特性曲线如图丙所示,根据图线计算,小电珠两端电压等于1.5V时小电珠的电阻为_______Ω。(结果保留三位有效数字).
        答案:(1)  (2)0.44      (3)3.95

问题二:测量电阻的基本方法是什么?
        设计意图:通过复习测电阻的基本方法是伏安法,引导学生在做电阻测量类实验时抓住核心是找电压、找电流。
        例题2:(2016年全国Ⅱ卷)某同学利用图(a)所示电路测量量程为2.5 V的电压表V的内阻(内阻为数千欧姆),可供选择的器材有:电阻箱R(最大阻值99 999.9 Ω),滑动变阻器R1(最大阻值50 Ω),滑动变阻器R2(最大阻值5 kΩ),直流电源E(电动势3 V),开关1个,导线若干.
实验步骤如下:
        ①按电路原理图(a)连接线路;
        ②将电阻箱阻值调节为0,将滑动变阻器的滑片移到与图(a)中最左端所对应的位置,闭合开关S;
        ③调节滑动变阻器,使电压表满偏;
        ④保持滑动变阻器滑片的位置不变,调节电阻箱阻值,使电压表的示数为2.00 V,记下电阻箱的阻值.
回答下列问题:
        (1)实验中应选择滑动变阻器________(填“R1”或“R2”).
        (2)根据图(a)所示电路将图(b)中实物图连线.
   
        (3)实验步骤④中记录的电阻箱阻值为630.0 Ω,若认为调节电阻箱时滑动变阻器上的分压不变,计算可得电压表的内阻为________Ω(结果保留到个位).
        (4)如果此电压表是由一个表头和电阻串联构成的,可推断该表头的满刻度电流为________(填正确答案标号).
        A.100 μA  B.250 μA   C.500 μA    D.1 mA
答案:

师生活动:
        1、不管是测电阻还是测电阻率,本质上是伏安法测电阻的应用;
        2、器材的选择、连接方式没有固定的模式,完全取决于题中所给信息和条件。
        3、滑动变阻器的选择:
        (1)限流式:限流选近阻,功耗小,简单;测E和r的实验;
        (2)分压式:分压选小阻,电压从零开始:大多数实验。
        (3)实物连线:正极出发,顺流而下;先画主路,再画支路;限流最大,分压最小;检查开关,注意量程,正负对应,正进负出;找接线柱,线不交叉。
变式练习2:为了测量一精密金属丝的电阻率:
       
Ⅱ、为了减小实验误差,需进一步测其电阻,除待测金属丝外,实验室还备有的实验器材如下:
       
        H.电阻箱
        I.开关S,导线若干
        (1)为了测多组实验数据,则上述器材中应选用的实验器材有填代号                                                
        (2)请在虚线框内设计最合理的电路图并将图5的实物连线.

        (3)该电路电阻的测量值______ 真实值选填(“大于”、“等于”或“小于”)
        (4)如果金属丝直径为D,长度为L,所测电压为U,电流为I,写出计算电阻率的表达式       

六、本节课小结
        电阻测量、作图类问题通解:
        不管是测电阻(电阻率、导线长度、横截面积)还是画图(U-I、I-U、P-U 、P-I等),本质上是伏安法测电阻的应用;器材的选择、连接方式没有固定的模式,完全取决于题中所给信息和条件。
        (1)估算:根据题中的条件快速估计出U、I、R、P 的大致数据;
        (2)选表:选V、A表(至少偏三分之一);可能要改表
        (3)测量电路:内接外接,误差分析;
        (4)控制电路:选择滑变,分压限流;
        (5)画图实连:画电路图,实物连线。
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