2024-2025学年新教材高中物理 第三章 恒定电流 习题课二 伏安特性曲线与电表内阻的测定教案 粤教版必修3

2024-2025学年新教材高中物理第三章恒定电流习题课二伏安特性曲线与电表内阻的测定教案粤教版必修3主备人备课成员课程基本信息1.课程名称：高中物理第三章恒定电流习题课二——伏安特性曲线与电表内阻的测定

2.教学年级和班级：高中三年级，粤教版必修3

3.授课时间：2024-2025学年第二学期，具体上课时间待定

4.教学时数：2课时（90分钟）核心素养目标1.物理观念：通过伏安特性曲线的学习，使学生深入理解电流、电压与电阻之间的关系，形成对恒定电流现象的深刻认识。

2.科学思维：培养学生运用物理原理解决问题的能力，学会通过实验数据绘制伏安特性曲线，分析电表内阻的影响因素。

3.实践探究：训练学生进行实验操作、数据采集和处理，提高实验技能，培养合作与交流能力。

4.科学态度与责任：激发学生对物理学科的兴趣，培养严谨的科学态度和责任感，关注实验过程中的安全与环境保护。教学难点与重点1.教学重点

-核心内容：伏安特性曲线的概念及其在实际电路中的应用。

-学生需掌握：如何通过实验测定伏安特性曲线，以及如何从曲线中读取电表的内阻。

-举例解释：重点讲解伏安特性曲线的绘制方法和步骤，以及电表内阻测定实验的操作要领。

2.教学难点

-难点内容：理解伏安特性曲线与电阻的非线性关系，以及实验误差的分析。

-学生可能遇到的困难：在实验过程中，对曲线的非线性部分理解不深，以及无法准确分析实验数据中的误差来源。

-突破方法：通过图示和实际操作，引导学生观察和分析不同电阻下的伏安特性曲线变化，讲解实验误差的常见类型和排除方法，如系统误差、偶然误差等，并教授如何通过多次测量和数据比对来减小误差。学具准备多媒体课型新授课教法学法讲授法课时第一课时师生互动设计二次备课教学资源准备1.教材：确保每位学生提前准备好粤教版高中物理必修3教材，翻至第三章恒定电流相关内容。

2.辅助材料：准备伏安特性曲线的图表、电表内阻测定的原理图以及相关实验操作视频，用于辅助讲解和展示。

3.实验器材：准备电流表、电压表、电阻箱、电源及导线等实验器材，确保数量充足，性能完好，符合实验要求。

4.教室布置：将教室划分为理论讲解区和实验操作区，确保实验操作空间充足，便于学生分组讨论和实验操作。教学过程设计1.导入新课（5分钟）

目标：引起学生对伏安特性曲线的兴趣，激发其探索欲望。

过程：

开场提问：“你们知道伏安特性曲线是什么吗？它在电路分析中有什么作用？”

展示伏安特性曲线的图表和实际电路的图片，让学生初步感受伏安特性曲线在电路中的应用。

简短介绍伏安特性曲线的基本概念和重要性，为接下来的学习打下基础。

2.伏安特性基础知识讲解（10分钟）

目标：让学生了解伏安特性曲线的基本概念、组成部分和原理。

过程：

讲解伏安特性曲线的定义，包括其表示电流与电压关系的特性。

使用图表和示意图详细介绍伏安特性曲线的绘制方法，以及不同电阻下的曲线特点。

通过实例，让学生理解伏安特性曲线在实际电路分析中的应用。

3.伏安特性曲线案例分析（20分钟）

目标：通过具体案例，让学生深入了解伏安特性曲线的特性和重要性。

过程：

选择几个典型的伏安特性曲线案例进行分析，如线性电阻和非线性电阻的伏安特性曲线。

详细介绍每个案例的背景、特点和意义，让学生全面了解伏安特性曲线的多样性。

引导学生思考这些案例对实际电路分析的影响，以及如何应用伏安特性曲线解决实际问题。

小组讨论：让学生分组讨论伏安特性曲线在电路设计和优化中的应用，并提出创新性的想法或建议。

4.学生小组讨论（10分钟）

目标：培养学生的合作能力和解决问题的能力。

过程：

将学生分成若干小组，每组选择一个与伏安特性曲线相关的主题进行深入讨论。

小组内讨论该主题的现状、挑战以及可能的解决方案。

每组选出一名代表，准备向全班展示讨论成果。

5.课堂展示与点评（15分钟）

目标：锻炼学生的表达能力，同时加深全班对伏安特性曲线的认识和理解。

过程：

各组代表依次上台展示讨论成果，包括主题的现状、挑战及解决方案。

其他学生和教师对展示内容进行提问和点评，促进互动交流。

教师总结各组的亮点和不足，并提出进一步的建议和改进方向。

6.课堂小结（5分钟）

目标：回顾本节课的主要内容，强调伏安特性曲线的重要性和意义。

过程：

简要回顾本节课的学习内容，包括伏安特性曲线的基本概念、绘制方法、案例分析等。

强调伏安特性曲线在电路分析和设计中的应用价值，鼓励学生进一步探索和应用。

布置课后作业：让学生撰写一篇关于伏安特性曲线在电路中应用的短文或报告，以巩固学习效果。知识点梳理1.伏安特性曲线的基本概念

-定义：伏安特性曲线是描述电路中电流与电压之间关系的曲线。

-表示：在坐标图上，横轴表示电压U，纵轴表示电流I。

2.伏安特性曲线的绘制方法

-实验器材：电流表、电压表、电阻箱、电源及导线等。

-步骤：

1.搭建电路，将电阻接入电路中。

2.改变电阻值，测量不同电压下的电流。

3.记录数据，绘制伏安特性曲线。

3.伏安特性曲线的特点

-线性电阻：伏安特性曲线为直线，斜率等于电阻的倒数。

-非线性电阻：伏安特性曲线为曲线，电流与电压不成正比。

4.电表内阻的测定

-方法：通过伏安特性曲线，找到电流表和电压表的满刻度读数，计算电表的内阻。

-公式：内阻Rm=满刻度电压U/满刻度电流I。

5.伏安特性曲线在电路分析中的应用

-判断电阻类型：通过伏安特性曲线，可以判断电阻是线性电阻还是非线性电阻。

-分析电路性能：根据伏安特性曲线，分析电路在不同工作状态下的性能。

-优化电路设计：根据伏安特性曲线，调整电路参数，实现电路性能的优化。

6.实验误差分析

-系统误差：由于实验方法、仪器设备等原因导致的误差。

-偶然误差：由于实验操作、读数等偶然因素导致的误差。

-减小误差的方法：多次测量、取平均值、数据比对等。

7.伏安特性曲线的拓展应用

-研究其他电子元件的伏安特性，如二极管、三极管等。

-分析实际电路中的功率消耗、效率等问题。教学反思在本次教学中，我重点关注了伏安特性曲线与电表内阻的测定这一部分内容。通过实际操作和案例分析，我发现学生们在理解伏安特性曲线的概念和绘制方法上存在一定难度。在今后的教学中，我需要更加注重以下几点：

1.强化基础知识讲解：在讲解伏安特性曲线时，要更加详细地阐述其定义、绘制方法和曲线特点，确保学生能够扎实掌握这部分知识。

2.增加课堂互动：在讲解过程中，要适时提问，了解学生们的掌握情况，鼓励他们积极参与课堂讨论，提高课堂氛围。

3.案例分析与实际应用相结合：选择更具代表性的案例进行分析，让学生更好地理解伏安特性曲线在电路分析中的应用价值。

4.加强实验操作指导：在实验环节，要注重引导学生正确操作，提醒他们注意实验安全，确保实验数据的准确性。

5.注重培养学生的团队合作能力：在小组讨论和课堂展示环节，鼓励学生相互交流、取长补短，提高解决问题的能力。

6.加强课后辅导：针对学生在课堂上未能完全掌握的知识点，进行课后辅导，确保他们能够跟上教学进度。

7.及时总结与反思：在每节课后，认真总结教学过程中的优点和不足，不断调整教学策略，以提高教学效果。典型例题讲解例题1：

已知某线性电阻的伏安特性曲线，当电压U为2V时，电流I为0.5A。求该电阻的阻值。

解答：

根据伏安特性曲线的定义，对于线性电阻，有U=RI。

根据题目给出的数据，代入公式计算阻值：

R=U/I=2V/0.5A=4Ω。

例题2：

某非线性电阻的伏安特性曲线如下，当电压U为4V时，电流I为2A。求该电阻在该电压下的阻值。

解答：

对于非线性电阻，伏安特性曲线为曲线，不能直接使用U=RI计算阻值。

根据伏安特性曲线，在U=4V时，对应的电流I=2A。

此时，阻值R=ΔU/ΔI，可以近似地通过曲线上的切线斜率来计算。

根据曲线，切线斜率约为0.5，所以阻值R≈4V/2A=2Ω。

例题3：

某电流表满刻度读数为2A，满刻度电压为1V。求该电流表的内阻。

解答：

根据电表内阻的测定方法，内阻Rm=满刻度电压U/满刻度电流I。

代入题目给出的数据，计算内阻：

Rm=1V/2A=0.5Ω。

例题4：

已知某非线性电阻的伏安特性曲线，当电压U为2V时，电流I为0.8A；当电压U为4V时，电流I为1.6A。求该电阻在U为3V时的电流。

解答：

根据题目给出的数据，我们可以通过插值法来估算U为3V时的电流。

首先，计算两个已知点的斜率：

斜率1=(I2-I1)/(U2-U1)=(1.6A-0.8A)/(4V-2V)=0.4A/V。

然后，根据斜率和已知点，估算U为3V时的电流：

I3≈I1+斜率1×(U3-U1)=0.8A+0.4A/V×(3V-2V)=1.2A。

例题5：