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中学物理课堂教学过程设计及研究

时间:2023-08-06 理论教育 版权反馈
【摘要】:教师通过投影导学单展示学生设计的方案并进行评价,鼓励同学们继续探索。学生也有能力设计出电路,显示床位的电灯和电铃是串联的,形成一组,不同组之间是并联的。问题1:利用单刀双掷开关能不能设计[11]出一个红灯一个绿灯交替变化的电路图?请为值班室看护人设计一个报警电路。

中学物理课堂教学过程设计及研究

(一)新课导入

演示实验[172]。按照电路图2-20-1连接电路,改变滑动变阻器滑片的位置,观察电表示数的变化。

学生仔细观察,发现电表示数几乎不变。

问题1:检查电路,电路连接正确无误。电表示数几乎不变可能是什么原因呢?

图2-20-1

(二)新课教学

1.课前热身

从表2-20-1中选出适当的实验器材,设计一电路来测量未知电阻Rx,要求方法简便,有尽可能高的测量精度,并能测得多组数据。

表2-20-1

(1)请在图2-20-2(甲)所示的虚线框中画出实验电路图,并标明所用器材的代号。

(2)应用你设计的实验电路图测得的电阻值比真实值________(填“偏大”、“偏小”或“相同”)。

(3)如果被测电阻阻值约3kΩ,请在图2-20-2(乙)所示的虚线框中画出实验电路图,并标明所用器材的代号。测得的电阻值比真实值________(填“偏大”、“偏小”或“相同”)。

图2-20-2

问题2:如何选择合适的电表?

通过观察提供器材的规格,并进行电流、电压的估算,选择合适的电流表电压表

问题3:什么情况下选择电流表外接,什么情况下选择电流表内接?

当Rx远远小于Rv时,电流表内接,Rx远远大于RA时,电流表外接。

问题4:如何进行电流表内外接法时的误差分析?

问题5:什么情况下选择滑动变阻器分压接法?什么情况下选择限流接法?

学生交流、补充。

学生交流、评价、归纳、提炼。电学实验设计[173]思路:①实验仪器的选择;②测量电路的选择;③控制电路的选择;④实验误差分析。

2.课堂探究

伏安法测电阻的变式情境。

(1)探究1:双电压表测电阻。

问题6:上题中若没有电流表,改用其他器材[174],能否测量Rx(阻值约为3kΩ)?

学生讨论交流设计方案。

问题7:对所需电压表的规格有何要求?上题中若被测电阻约为3kΩ,在两个电压表[175]V2量程1V,内阻r2=1kΩ)、V3(量程15V,内阻r3=3kΩ)中,应选择哪个?画出设计的电路。

通过思考讨论,学生发现可以用电压表代替电流表,使用时必须要知道电压表的内阻,且量程、内阻要比较合适。通过计算选择合适的电压表。

问题8:如何进行测量误差分析?

师生互动,交流、评价实验方案,提炼归纳。

高考题欣赏[176]:用表2-20-2中的器材测量一待测电阻Rx的阻值。

表2-20-2(www.xing528.com)

①测量中要求电压表的读数不小于其量程的1/3,试在虚线框中画出测量电阻Rx的一种实验电路原理图,并标明所用器材的代号。

②若电压表V1的读数用U1表示,电压表V2的读数用U2表示,则由已知量和测得量表示Rx的公式为Rx =________。

(2)探究2:改装电表扩大量程。

问题9:如果没有电压表,改用其他器材[177]能否测量Rx(阻值约为3kΩ)?

学生讨论交流设计方案。

问题10:上题中若被测电阻约为3kΩ,电流表A2(量程1mA,内阻约5Ω),现有电流表A1(量程300μA,内阻r1=100Ω),合适[178]吗?

通过思考讨论,学生发现用电流表代替电压表使用时必须要知道电流表的内阻,且量程、内阻要比较合适。通过计算发现此题中还需要通过串联合适的定值电阻扩大量程,才能达到实验目的。

师生互动,交流、评价实验方案,提炼归纳。

(3)探究3:双电流表测电阻。

从表2-20-3中选出适当的实验器材,设计一电路测量电流表A1的内阻r1,要求方法简便,有尽可能高的测量精度,并能测得多组数据。

表2-20-3

①在虚线方框中画出电路图,标明所用器材的代号。

②若选测量数据中的一组来计算r1,则所用的表达式为r1=__________,式中各符号的意义是__________。

学生思考、讨论、设计实验方案、交流、评价。

问题11:如何选择电表?电路?[179]

学生[180]讨论、交流、评价。

3.课堂小结

(1)伏安法测电阻的基本方法和基本思路。

(2)变式情境下已知内阻的电压表可以当电流表用,已知内阻的电流表可以当电压表用,还可以通过扩大量程达到要求。

4.课后作业

(1)从表2-20-4中选出适当的实验器材,设计一电路测量电压表V的内阻r,要求测量时两电表指针偏转均超过其量程的一半。

表2-20-4

①试从3个固定电阻中选用1个,与其他器材一起组成测量电路,并在虚线框内画出测量电路的原理图。(要求电路中各器材用题中给定的符号标出)

②电路接通后,若电压表读数为U,电流表读数为I,则电压表内阻RV =__________。

(2)现有一满偏电流为50μA、内阻约为800~850Ω的59C2型小量程电流表G(表头),另外可供选择的器材如表2-20-5所示。

表2-20-5

现要测量小量程电流表G的内阻。为了尽量减小误差,要求测量多组数据,所提供的电流表中,应选用___________(填写字母代号),请在虚线框中画出符合要求的实验电路图[181](其中电源、开关及连线已画出)。

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