2.9實(shí)驗(yàn)：測(cè)定電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻(教學(xué)設(shè)計(jì))

1、高中物理選修3-1第二章 2. 9實(shí)驗(yàn)：測(cè)定電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻 一、教材分析 本節(jié)課是人教版高中物理選修3-1第二章第九節(jié)的內(nèi)容，它是閉合電路歐姆定律的深化和實(shí)際應(yīng) 用，學(xué)生通過本節(jié)課的學(xué)習(xí)，既能鞏固電學(xué)問題的分析思路，加深對(duì)閉合電路 歐姆定律的理解，激發(fā)學(xué) 生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生合作、探究、交流、自我設(shè)計(jì)能力，具有很重要的實(shí)際意義。 二、教學(xué)目標(biāo)： （-）知識(shí)與技能 1、理解閉合電路歐姆定律內(nèi)容 2、理解測(cè)定電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的基本原理，體驗(yàn)測(cè)定電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的探究過程。 3、用解析法和圖彖法求解電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻。 （二）過程與方法 1、體驗(yàn)實(shí)驗(yàn)研究中獲取數(shù)據(jù)、分析數(shù)據(jù)、尋找規(guī)律的科學(xué)思維方

2、法。 2、學(xué)會(huì)利用圖線處理數(shù)據(jù)的方法。 4、使學(xué)生掌握利用儀器測(cè)量電池電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻的方法，并通過設(shè)計(jì)電路和選擇儀器， 開闊思路，激發(fā)興趣。 （三）情感態(tài)度與價(jià)值觀 使學(xué)生理解和掌握運(yùn)用實(shí)驗(yàn)手段處理物理問題的基本程序和技能，具備敢于質(zhì)疑的習(xí)慣、嚴(yán)謹(jǐn)求 實(shí)的態(tài)度和不斷求索的精神，培養(yǎng)學(xué)生觀察能力、思維能力和操作能力，提高學(xué)生對(duì)物理學(xué)習(xí)的興趣。 三、教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn) 重點(diǎn)：利用圖線處理數(shù)據(jù) 難點(diǎn)：如何利用圖線得到結(jié)論以及實(shí)驗(yàn)誤差的分析 四、學(xué)情分析：高二學(xué)生獨(dú)立性、自主性、求知欲都較強(qiáng)。學(xué)生在前一段學(xué)習(xí)中（知識(shí)與 技能）已掌 握電源電動(dòng)勢(shì)的概念，閉合電路的歐姆定律的表達(dá)式，連接電路的技能已經(jīng)很熟練，對(duì)

3、間接測(cè)量時(shí)試驗(yàn) 數(shù)據(jù)的處理已有了一定的認(rèn)識(shí)。（過程與方法）也經(jīng)歷了測(cè)“小 燈 泡的伏安特性曲線”、“測(cè)定金屬的電阻率”等實(shí)驗(yàn)過程，掌握了電學(xué)實(shí)驗(yàn)的基本儀器的使用和處理數(shù) 據(jù)的方法。（情感態(tài)度與價(jià)值觀）培養(yǎng)了一定的探索精神，學(xué)生渴望通過物 理實(shí)驗(yàn)獲得更多的知識(shí)。 五、教學(xué)方法：實(shí)驗(yàn)法，講解法 六、教學(xué)過程 問題 教師活動(dòng) 學(xué)生活動(dòng) 設(shè)計(jì)意圖 我們已經(jīng)學(xué)習(xí)了閉合電路的歐姆定 律， 請(qǐng)大家寫岀有關(guān)的幾種表達(dá)式 引入教師提示 新課由前面的閉合電路歐姆定律，得到的答 案可能為:1 二 E/(r + R)可知 E二 1 (R + r), 或 E= U + lr 回憶并寫出閉合電路 歐姆定律公式 承上啟下

4、提岀 問題 現(xiàn)在有一個(gè)干電池，要想測(cè)出其電動(dòng)勢(shì) 和內(nèi)電阻，你需要什么儀器，采用什么樣的 電路圖，原理是什么？ 【引導(dǎo)】1如果由閉合電路歐姆定律的電 壓形式E二U + lr來測(cè)電池的電動(dòng)勢(shì) 和內(nèi) 阻，首先要測(cè)什么物理量？用什么儀器來 測(cè)？ 提醒：以課本P61實(shí)驗(yàn)為參考 積極思考，合作交流， 討論探究 合作設(shè)計(jì)，最好得出 【方案一】伏安法：用 電壓表、電流表、滑動(dòng) 變阻器測(cè)量 原理公式：E U lr 激發(fā)學(xué)習(xí)熱 情和興趣 【例題引導(dǎo)】2課本P62頁例題如果要 實(shí)求多測(cè)幾組數(shù)據(jù)時(shí)，應(yīng)該怎樣設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn) 1 1 合作設(shè)計(jì)，最好得岀 【方案二】I-R法：用 電流表、電阻箱測(cè)量原理 公式：E IR lr 體驗(yàn)

5、測(cè)定 電源的電動(dòng)勢(shì) 和內(nèi)阻的探究 過程 加深對(duì)閉 合電路歐姆定 律的理解，激 發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí) 興趣， 培養(yǎng)學(xué)生 合作、探究、交 流能力， 如果把電流表換成電壓表，冃匕不冃匕？ 合作設(shè)計(jì)，應(yīng)該能得 【方案三】U-R法： 用電壓表、電阻箱測(cè) 原理公式:e U UR ） J 1 L 進(jìn) 行 實(shí) 驗(yàn) 采 集 數(shù) 據(jù) 教師：引導(dǎo)學(xué)生閱讀教材70頁有關(guān)內(nèi)容，回答 冋題。 用水果電池的優(yōu)點(diǎn)是什么？電源的正負(fù)極如何鑒 別？其內(nèi)阻與哪些因素有關(guān)？ 【提示】內(nèi)阻大，容易測(cè)量；銅正，鐵負(fù)（或 有氣體一側(cè)為負(fù)）；兩極越近，插入越深，電阻 越小。 積極思考，小組討論，分組 展示 激發(fā)學(xué)生 渴望通過物理 實(shí)驗(yàn)獲得更多 的知

6、識(shí)的熱情 如果我們 按照 【萬案 -進(jìn) 行實(shí)驗(yàn) 需要哪些實(shí)驗(yàn)器材？ 探究【方案一】的電路，小 組回答 培養(yǎng)學(xué)生的觀 察能力 應(yīng)該釆取怎樣的實(shí)驗(yàn)步驟？簡要寫出 實(shí)驗(yàn)步驟。 1 選擇儀器，設(shè)計(jì)記錄表格 2. 連接電路 3. 測(cè)幾組（1, U）值，填入表格 根據(jù)電學(xué)實(shí)驗(yàn)的要求，依據(jù) 電路圖，自己把實(shí)驗(yàn)步驟寫 在學(xué)案上 使學(xué)生掌握運(yùn) 用實(shí)驗(yàn)手段處 理物理問題的 基本程序和技 能 注意的事項(xiàng)有哪些？ 1. 電表量程：電流表00. 6 A量 程，電壓表03 V量程 2. 若用干電池應(yīng)選用舊的 3. 電表接入電路時(shí)，正入負(fù)出 4閉合電鍵前，滑動(dòng)變阻器接入 電路 的有效電阻最大 5.每讀一組數(shù)據(jù)，立即斷開電鍵

7、 積極思考，合作交流，討論 探究 進(jìn)行實(shí)驗(yàn) 巡視指導(dǎo) 分組實(shí)驗(yàn)，記錄數(shù)據(jù) 培養(yǎng)動(dòng)手操作 能力 數(shù) 計(jì)算法 任選兩組1 , U的數(shù)據(jù)，代入方程組 E=u+hr和E二U+12F中，即可求岀E 和r 這種方法的缺點(diǎn)是什么？ 思考回答 培養(yǎng)分析問題 的能力 有沒有更直觀 法？ 、更簡單的方 以I為橫坐標(biāo)，U為橫坐標(biāo)作 U-I圖，注意“ 擬合”法的應(yīng)用 1 圖象反映了什么？ 按記錄的數(shù)據(jù)作圖 體驗(yàn)圖象法 反映的是：當(dāng)電流強(qiáng)度1增大 據(jù) 時(shí)，路端電壓 U將隨之減小， 旳優(yōu)越性 U與I成線性關(guān)系，U=E-Iro也 就是 說它所反映的是電源的性 質(zhì)，所以也叫 電源的外特性曲 線。 處 2討論：將圖線延長，與橫

8、縱軸的交 組內(nèi)交流，合作討論 點(diǎn)各代表什么情況？ 學(xué)會(huì)用圖象法求 提示：用數(shù)學(xué)上的直線方程 解電動(dòng) y=kx+b類比得到U= -rl+ E歸納： 勢(shì)和內(nèi)阻的方 熔151紗兩側(cè)征 縱軸 積極思考、討論，充分 法 截距點(diǎn)意味著斷路情況，它的 應(yīng)用數(shù)學(xué)工具解決物 圖象法 數(shù)值就是電源電動(dòng)勢(shì)E;圖線 理問題 “斜率”的絕對(duì)值即為電源的 體驗(yàn)實(shí)際測(cè) 內(nèi)阻嚴(yán)U1 ITT ;橫軸截距點(diǎn)（路 量和合理外 1191 推的思想 端電壓U=0）意味著短路情況，它的 數(shù)值就是短路電流-。 1 3強(qiáng)調(diào)：兩個(gè)截距點(diǎn)均是無 法用實(shí) 77 人rr ?Kiii 7Ti I A A冃 rt.l m 理 得到的圖線向兩側(cè) 合理外推得 到的。 由于r 一般很小，得到的圖線斜率 體驗(yàn)物理卜.坐 標(biāo)系選取的的 的絕對(duì)值就小。為了使 測(cè)量結(jié)果準(zhǔn)確 可將縱軸的坐 靈活性 標(biāo)不從零開始 計(jì)算r時(shí)選取 直線上相距較遠(yuǎn)的兩點(diǎn)求得。 誤差 分析 偶然誤差 電壓表和電流表讀數(shù)時(shí)產(chǎn)生的誤 差 在老師的提示下，積 極思 考，合理推理 培養(yǎng)推理能 力 系統(tǒng)誤差 實(shí)驗(yàn)中的系統(tǒng)課羌，請(qǐng)同學(xué)們進(jìn) 一步討論，得到的數(shù)值是偏大還 是偏小？（提示：利用圖線及合 理的推理） 本節(jié)小 結(jié)