【初中物理小课堂】一个简单电路的探究

2022/2/8 14:42:32 矩道科技 产品动态

本节课程是在教材的基础上,以矩道VR/3D实验室软件平台为工具,开发的一套实验案例,为中学物理教学和提高学生实验能力服务。实现教师、学生在教学过程与学习过程的优化,从而实现提高各种工作的效率、效果和效益,有利于加快实现教育信息化的跨越式发展。

矩道VR实验/3D实验室软件平台在电学实验教学中的优势不言而喻。首先,不用准备大量实验器材;其次,不用反复拆解搭建电路,也无需为搭错电路而苦苦检查故障;第三,不用担心耗材问题,在平台中,用坏的电学元器件都能实现一键修复功能。


课程简介


同学们已经学习了串并联电路的电流、电压特点,掌握了串并联电路的原理,这节课,我们利用所学知识,来探究一个简单的串联电路。


课程目标


一:知识与技能

1、熟练掌握电路原理

2、利用串并联特性、短路、断路等知识,探究简单电路

3、熟悉二极管的特性


二:过程与方法:

1、通过VR技术,进行创意性探究

2、理解科学探究的流程,体验科学探究的过程


三:重点与难点:

重点:电路的原理

难点:二极管的单向导电性


课程设计


场景一:将一个阻值约为10欧的普通小灯泡L和一个发光二极管LED灯串联后接入电路(如图)。闭合开关S1,发现LED灯亮而小灯泡L不亮。为什么会这样?针对这种现象,让同学们研讨后,提出以下猜想:


猜想1:小灯泡发生短路

验证猜想1,将一根导线并联在LED灯上,观察小灯泡情况。



老师提问:如图,闭合开关会什么现象?此现象说明了什么?

答:闭合开关后,发现LED灯灭,小灯泡发光。说明小灯泡是完好的,没有短路。


猜想2:电路中电流很小,不足以点亮灯泡

验证猜想2,在电路中串联一只电流表,检查电路电流。


老师提问:电路中的电流为什么这么小?


猜想3:LED灯的电阻可能非常大,导致电路中总电阻太大,电流很小

验证猜想3,利用伏安法测量发光二极管的电阻



老师提问:通过实验你得到了什么结论?

答:通过实验,发现发光二极管的电阻非常大,此时电路中的电流很小,不足以点亮小灯泡。


场景二:(探究二极管的单向导电性)在刚才同学们的操作中,也出现了小灯泡和发光二极管都不亮的情况,请同学们讨论为什么会出现此种现象。


答:出现此种现象的原因原来是有的同学将发光二极管的正负极接反,造成了电路断路,电流为零,而非发光二极管坏掉,将发光二极管正向接入电路中后,发光二极管正常发光,电路恢复正常。此现象说明发光二极管具有神奇的单向导电性。


场景三:现在,我们知道了小灯泡不亮的原因是由于二极管的电阻太大,导致电路中电流太小。那么,如何才能让小灯泡发光呢?


方法1:通过设置按钮增加电源电动势

(电源电压由之前的3增大到6)


老师提问:增大电源电动势后,会发生什么?

答:发现增大电源电动势后,LED灯很快被烧毁,而小灯泡一直未变亮。此方法点亮不了小灯泡。


方法2:在二极管两端并联一只滑动变阻器


老师提问:调节滑动变阻器的过程中,你观察到了什么?

答:随着滑动变阻器接入阻值变小,小灯泡逐渐变亮。因为与LED灯并联的滑动变阻器减小了并联电路的阻值,进而减小了电路中总阻值,电路电流变大,从而点亮了小灯泡。


总结


1. 电阻越大,分压越大。

2. 给大电阻并联一个小电阻,则能减小总阻值。

3. 二极管具有单向导电性。


随堂练习


例一:如图,是测定小灯泡两端的电压和通过小灯泡的电流的电路图。如果某同学在操作过程中对两只电表的量程选择是正确的,但不慎将两只电表的位置对调了,则闭合开关后 ( )


A. 电流表、电压表均损坏;

B. 电流表损坏,电压表示数为零;

C. 电流表有示数,电压表示数为零;

D. 电压表有示数,电流表示数为零。


答:选D

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