(教學(xué)設(shè)計(jì))第12章 第3節(jié) 實(shí)驗(yàn)：電池電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的測(cè)量2023-2024學(xué)年新教材高中物理必修第三冊(cè)(人教版2019)

(教學(xué)設(shè)計(jì))第12章第3節(jié)實(shí)驗(yàn)：電池電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的測(cè)量2023-2024學(xué)年新教材高中物理必修第三冊(cè)(人教版2019)學(xué)校授課教師課時(shí)授課班級(jí)授課地點(diǎn)教具課程基本信息1.課程名稱(chēng)：高中物理必修第三冊(cè)（人教版2019）第12章第3節(jié)實(shí)驗(yàn)：電池電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的測(cè)量

2.教學(xué)年級(jí)和班級(jí)：高二年級(jí)

3.授課時(shí)間：2023-2024學(xué)年第二學(xué)期第10周星期三第2節(jié)

4.教學(xué)時(shí)數(shù)：1課時(shí)核心素養(yǎng)目標(biāo)培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作能力，通過(guò)實(shí)際測(cè)量電池電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻，提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)采集和處理能力；培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維能力，讓學(xué)生學(xué)會(huì)從實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象中分析問(wèn)題、解決問(wèn)題，形成科學(xué)探究的思維方式；增強(qiáng)學(xué)生對(duì)物理概念的理解，提升物理學(xué)科的應(yīng)用意識(shí)和創(chuàng)新能力。學(xué)習(xí)者分析1.學(xué)生已經(jīng)掌握了電路基本元件的認(rèn)識(shí)，了解了電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的概念，以及相關(guān)的電學(xué)公式，如歐姆定律等。在實(shí)驗(yàn)操作方面，學(xué)生已經(jīng)完成了簡(jiǎn)單的電路連接和電壓、電流的測(cè)量。

2.學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)操作表現(xiàn)出較高的興趣，具備一定的動(dòng)手能力。在學(xué)習(xí)風(fēng)格上，學(xué)生傾向于通過(guò)實(shí)踐來(lái)加深對(duì)物理概念的理解。此外，學(xué)生在小組合作中表現(xiàn)出良好的溝通和協(xié)作能力。

3.學(xué)生可能在以下方面遇到困難和挑戰(zhàn)：對(duì)實(shí)驗(yàn)原理的理解不夠深入，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)操作時(shí)無(wú)法準(zhǔn)確把握測(cè)量方法；實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理和分析能力較弱，難以得出準(zhǔn)確的實(shí)驗(yàn)結(jié)論；實(shí)驗(yàn)中可能出現(xiàn)的誤差和異?，F(xiàn)象，需要引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行合理分析。教學(xué)方法與手段1.教學(xué)方法：采用講授法講解電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的概念，實(shí)驗(yàn)法進(jìn)行實(shí)際測(cè)量，討論法引導(dǎo)學(xué)生分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，以培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作能力和科學(xué)思維能力。

2.教學(xué)手段：利用PPT展示電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的理論知識(shí)，使用實(shí)物模型進(jìn)行直觀演示，通過(guò)教學(xué)軟件模擬實(shí)驗(yàn)過(guò)程，提高學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的理解和興趣。教學(xué)過(guò)程1.導(dǎo)入新課

-各位同學(xué)，大家好！今天我們將進(jìn)行一個(gè)新的實(shí)驗(yàn)——測(cè)量電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻。在正式開(kāi)始實(shí)驗(yàn)之前，我想請(qǐng)大家回顧一下我們之前學(xué)過(guò)的電路知識(shí)，比如電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的概念，以及它們?cè)陔娐分械淖饔谩?/p>

2.理論講解

-首先，我們需要明確電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的定義。電動(dòng)勢(shì)是指電源在單位時(shí)間內(nèi)將能量轉(zhuǎn)化為電能的能力，通常用符號(hào)ε表示；而內(nèi)阻是指電源內(nèi)部的電阻，用符號(hào)r表示。

-接下來(lái)，我們來(lái)看一下電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的測(cè)量原理。根據(jù)閉合電路歐姆定律，電路中的總電壓U等于電動(dòng)勢(shì)ε減去電流I乘以?xún)?nèi)阻r，即U=ε-Ir。我們可以通過(guò)改變外部電阻的值，測(cè)量不同電阻下的電壓和電流，從而計(jì)算出電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻。

-現(xiàn)在，請(qǐng)大家翻開(kāi)課本第12章第3節(jié)，我們一起來(lái)看一下實(shí)驗(yàn)的具體步驟和注意事項(xiàng)。

3.實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備

-在開(kāi)始實(shí)驗(yàn)之前，請(qǐng)確保你們的實(shí)驗(yàn)桌上有以下器材：電源、電壓表、電流表、滑動(dòng)變阻器、導(dǎo)線(xiàn)、開(kāi)關(guān)等。

-請(qǐng)大家按照課本上的電路圖連接好電路，注意正負(fù)極的連接，確保電路連接正確無(wú)誤。

-連接好電路后，請(qǐng)將滑動(dòng)變阻器的阻值調(diào)整到最大，然后閉合開(kāi)關(guān)，觀察電壓表和電流表的讀數(shù)。

4.實(shí)驗(yàn)操作

-現(xiàn)在，請(qǐng)大家按照以下步驟進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：

-緩慢調(diào)整滑動(dòng)變阻器的阻值，觀察電壓表和電流表的讀數(shù)變化，并記錄下來(lái)。

-每次調(diào)整阻值后，等待電壓和電流穩(wěn)定，然后記錄下對(duì)應(yīng)的電壓U和電流I的值。

-重復(fù)上述步驟，至少測(cè)量五組不同的阻值下的電壓和電流。

-在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，請(qǐng)注意以下幾點(diǎn)：

-確保電路連接正確，避免短路或斷路現(xiàn)象。

-記錄數(shù)據(jù)時(shí)要準(zhǔn)確無(wú)誤，避免讀數(shù)誤差。

-保持實(shí)驗(yàn)桌面的整潔，避免實(shí)驗(yàn)器材的損壞。

5.數(shù)據(jù)處理

-實(shí)驗(yàn)完成后，請(qǐng)將測(cè)得的數(shù)據(jù)整理在一張表格中，包括阻值、電壓和電流的數(shù)值。

-根據(jù)測(cè)得的數(shù)據(jù)，我們可以繪制U-I曲線(xiàn)，通過(guò)曲線(xiàn)的斜率和截距計(jì)算出電動(dòng)勢(shì)ε和內(nèi)阻r的值。

-現(xiàn)在，請(qǐng)大家拿出計(jì)算器，一起計(jì)算一下我們實(shí)驗(yàn)中的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻。

6.結(jié)果討論

-經(jīng)過(guò)計(jì)算，我們得到了電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的數(shù)值?，F(xiàn)在，請(qǐng)大家相互交流一下，分享一下你們的實(shí)驗(yàn)結(jié)果和實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的體會(huì)。

-有沒(méi)有同學(xué)發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)結(jié)果與理論值有出入？請(qǐng)大家分析一下可能的原因，比如實(shí)驗(yàn)誤差、儀器精度等。

-通過(guò)實(shí)驗(yàn)，我們不僅測(cè)量了電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻，還加深了對(duì)電路知識(shí)的理解。請(qǐng)大家思考一下，這個(gè)實(shí)驗(yàn)對(duì)我們的學(xué)習(xí)和實(shí)際應(yīng)用有什么意義？

7.總結(jié)反饋

-好的，同學(xué)們，今天我們通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)量了電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻，了解了實(shí)驗(yàn)的原理和操作步驟，也分析了實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和結(jié)果。希望大家能夠?qū)⑺鶎W(xué)知識(shí)運(yùn)用到實(shí)際生活中，不斷提高自己的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰涂茖W(xué)素養(yǎng)。

-在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，大家表現(xiàn)出了良好的實(shí)驗(yàn)操作技巧和團(tuán)隊(duì)合作精神，值得表?yè)P(yáng)。同時(shí)，也請(qǐng)大家注意實(shí)驗(yàn)安全，遵守實(shí)驗(yàn)室規(guī)定。

-最后，我想請(qǐng)大家再次回顧一下本節(jié)課的主要內(nèi)容，確保自己對(duì)電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的概念、測(cè)量原理以及實(shí)驗(yàn)操作有了清晰的認(rèn)識(shí)。

8.布置作業(yè)

-作為課后作業(yè)，請(qǐng)大家完成以下任務(wù)：

-根據(jù)今天的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，撰寫(xiě)一份實(shí)驗(yàn)報(bào)告，包括實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、原理、步驟、結(jié)果和討論。

-閱讀課本第12章的其他內(nèi)容，預(yù)習(xí)下一節(jié)課將要學(xué)習(xí)的知識(shí)。知識(shí)點(diǎn)梳理1.電動(dòng)勢(shì)的概念與計(jì)算

-電動(dòng)勢(shì)的定義：電動(dòng)勢(shì)是指電源在單位時(shí)間內(nèi)將其他形式的能量轉(zhuǎn)化為電能的能力，用符號(hào)ε表示，單位為伏特（V）。

-電動(dòng)勢(shì)的計(jì)算公式：ε=W/q，其中W為電源所做的功，q為通過(guò)電源的電荷量。

2.內(nèi)阻的概念與影響

-內(nèi)阻的定義：內(nèi)阻是指電源內(nèi)部的電阻，用符號(hào)r表示，單位為歐姆（Ω）。

-內(nèi)阻的影響：內(nèi)阻會(huì)導(dǎo)致電源的輸出電壓隨電流的增大而降低，影響電路的正常工作。

3.閉合電路歐姆定律

-閉合電路歐姆定律的表達(dá)式：U=ε-Ir，其中U為電路中的總電壓，I為電路中的總電流。

-閉合電路歐姆定律的應(yīng)用：通過(guò)測(cè)量電路中的電壓和電流，可以計(jì)算出電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻。

4.實(shí)驗(yàn)原理與操作

-實(shí)驗(yàn)原理：利用閉合電路歐姆定律，通過(guò)改變外部電阻的值，測(cè)量不同電阻下的電壓和電流，從而計(jì)算出電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻。

-實(shí)驗(yàn)操作：按照電路圖連接電路，調(diào)整外部電阻的值，測(cè)量并記錄電壓和電流的數(shù)值，重復(fù)實(shí)驗(yàn)多次以提高精度。

5.實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理與分析

-實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的整理：將測(cè)得的電壓和電流數(shù)據(jù)整理在表格中，以便于后續(xù)的分析和處理。

-U-I曲線(xiàn)的繪制：根據(jù)測(cè)得的數(shù)據(jù)，繪制U-I曲線(xiàn)，通過(guò)曲線(xiàn)的斜率和截距計(jì)算出電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的值。

-誤差分析：分析實(shí)驗(yàn)中可能出現(xiàn)的誤差來(lái)源，如儀器精度、讀數(shù)誤差等，并提出相應(yīng)的改進(jìn)措施。

6.電池電動(dòng)勢(shì)與內(nèi)阻的測(cè)量方法

-電池電動(dòng)勢(shì)的測(cè)量：通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)量電池在不同負(fù)載下的電壓，計(jì)算其電動(dòng)勢(shì)。

-電池內(nèi)阻的測(cè)量：通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)量電池在不同負(fù)載下的電壓和電流，利用閉合電路歐姆定律計(jì)算內(nèi)阻。

7.實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)與安全

-實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)：確保電路連接正確，避免短路或斷路現(xiàn)象；準(zhǔn)確記錄數(shù)據(jù)，避免讀數(shù)誤差；保持實(shí)驗(yàn)桌面的整潔，避免實(shí)驗(yàn)器材的損壞。

-實(shí)驗(yàn)安全：遵守實(shí)驗(yàn)室規(guī)定，注意實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程中的安全，避免觸電、短路等危險(xiǎn)情況。

8.應(yīng)用拓展

-電動(dòng)勢(shì)與內(nèi)阻在實(shí)際電路中的應(yīng)用：理解電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻對(duì)電路性能的影響，如電源的輸出電壓、電流等。

-電池性能評(píng)估：通過(guò)測(cè)量電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻，評(píng)估電池的性能和壽命。課堂1.課堂評(píng)價(jià)

-在課堂教學(xué)中，我會(huì)通過(guò)以下方式對(duì)學(xué)生進(jìn)行評(píng)價(jià)：

-提問(wèn)：在講解電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的概念、實(shí)驗(yàn)原理及操作步驟時(shí)，我會(huì)隨機(jī)提問(wèn)學(xué)生，以檢查他們對(duì)知識(shí)點(diǎn)的理解和掌握情況。對(duì)于學(xué)生的回答，我會(huì)給予及時(shí)的反饋，對(duì)于正確或出色的回答，我會(huì)給予表?yè)P(yáng)和鼓勵(lì)；對(duì)于錯(cuò)誤或不完整的回答，我會(huì)耐心引導(dǎo)并幫助他們找到正確答案。

-觀察：在實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程中，我會(huì)密切觀察學(xué)生的操作是否規(guī)范，是否能夠正確使用實(shí)驗(yàn)器材，以及是否能夠按照實(shí)驗(yàn)步驟進(jìn)行操作。對(duì)于操作不規(guī)范或出現(xiàn)問(wèn)題的學(xué)生，我會(huì)及時(shí)指出并指導(dǎo)他們改正。

-測(cè)試：在課堂的最后，我會(huì)進(jìn)行一次簡(jiǎn)短的測(cè)試，以檢查學(xué)生對(duì)本節(jié)課內(nèi)容的掌握程度。測(cè)試可能包括選擇題、填空題或計(jì)算題，旨在評(píng)估學(xué)生對(duì)電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻概念的理解，以及實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理能力。

2.作業(yè)評(píng)價(jià)

-對(duì)于學(xué)生的作業(yè)，我會(huì)進(jìn)行以下評(píng)價(jià)：

-批改：我會(huì)認(rèn)真批改學(xué)生的作業(yè)，檢查他們是否能夠準(zhǔn)確地完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告，是否能夠正確地繪制U-I曲線(xiàn)，以及是否能夠合理地分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果。在批改過(guò)程中，我會(huì)記錄下學(xué)生常見(jiàn)的錯(cuò)誤和不足之處，以便在課堂上進(jìn)行針對(duì)性的講解和指導(dǎo)。

-點(diǎn)評(píng)：在課堂上，我會(huì)對(duì)學(xué)生的作業(yè)進(jìn)行集體點(diǎn)評(píng)，指出普遍存在的問(wèn)題，并提供正確的解題方法和思路。對(duì)于作業(yè)完成得較好的學(xué)生，我會(huì)當(dāng)眾表?yè)P(yáng)，以激勵(lì)其他學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。

-反饋：我會(huì)及時(shí)將作業(yè)評(píng)價(jià)結(jié)果反饋給學(xué)生，讓他們了解自己的學(xué)習(xí)效果。對(duì)于需要改進(jìn)的地方，我會(huì)給出具體的建議和指導(dǎo)，鼓勵(lì)學(xué)生繼續(xù)努力，不斷提高自己的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰蛿?shù)據(jù)處理能力。

-鼓勵(lì)：在作業(yè)評(píng)價(jià)中，我會(huì)特別注重鼓勵(lì)學(xué)生，對(duì)于他們?cè)谧鳂I(yè)中取得的進(jìn)步，我會(huì)給予積極的認(rèn)可和鼓勵(lì)，以增強(qiáng)他們的自信心和學(xué)習(xí)動(dòng)力。內(nèi)容邏輯關(guān)系①電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的概念及其測(cè)量

-重點(diǎn)知識(shí)點(diǎn)：電動(dòng)勢(shì)的定義、內(nèi)阻的概念、閉合電路歐姆定律。

-重點(diǎn)詞：電動(dòng)勢(shì)（ε）、內(nèi)阻（r）、總電壓（U）、總電流（I）。

-重點(diǎn)句：電動(dòng)勢(shì)是電源將其他形式的能量轉(zhuǎn)化為電能的能力；內(nèi)阻是電源內(nèi)部的電阻；閉合電路歐姆定律表達(dá)式U=ε-Ir。

②實(shí)驗(yàn)原理與操作步驟

-重點(diǎn)知識(shí)點(diǎn)：實(shí)驗(yàn)的原理、電路連接、數(shù)據(jù)測(cè)量與記錄。

-重點(diǎn)詞：電路圖、滑動(dòng)變阻器、電壓表、電流表、數(shù)據(jù)記錄。

-重點(diǎn)句：通過(guò)改變外部電阻的值，測(cè)量不同電阻下的電壓和電流，計(jì)算電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻；確保電路連接正確，避免短路或斷路。

③實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理與分析

-重點(diǎn)知識(shí)點(diǎn)：數(shù)據(jù)的整理、U-I曲線(xiàn)的繪制、誤差分析。

-重點(diǎn)詞：數(shù)據(jù)整理、U-I曲線(xiàn)、斜率、截距、誤差分析。

-重點(diǎn)句：根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪制U-I曲線(xiàn)，通過(guò)曲線(xiàn)的斜率和截距計(jì)算電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻；分析實(shí)驗(yàn)誤差，提出改進(jìn)措施。反思改進(jìn)措施（一）教學(xué)特色創(chuàng)新

1.實(shí)驗(yàn)教學(xué)與理論教學(xué)相結(jié)合，通過(guò)實(shí)驗(yàn)操作加深學(xué)生對(duì)電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻概念的理解。

2.引入現(xiàn)代教學(xué)手段，如利用多媒體軟件模擬實(shí)驗(yàn)過(guò)程，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和參與度。

（二）存在主要問(wèn)題

1.教學(xué)管理方面，課堂紀(jì)律維護(hù)有待加強(qiáng)，部分學(xué)生在實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程中注意力不集中。

2.教學(xué)組織方面，實(shí)驗(yàn)時(shí)間安排不夠緊湊，導(dǎo)致部分學(xué)生無(wú)法在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成實(shí)驗(yàn)操作。

3.教學(xué)方法方面，課堂互動(dòng)不足，學(xué)生主動(dòng)參與度有待提高。

（三）改進(jìn)措施

1.加強(qiáng)教學(xué)管理，制定明確的課堂規(guī)則，確保學(xué)生在實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程中能夠集中注意力。同時(shí)，增加巡回指導(dǎo)，及時(shí)糾正學(xué)生的操作錯(cuò)誤，提高實(shí)驗(yàn)效果。

2.優(yōu)化實(shí)驗(yàn)時(shí)間安排，提前做好實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備工作，確保實(shí)驗(yàn)?zāi)軌虬磿r(shí)開(kāi)始和結(jié)束。對(duì)于操作較慢的學(xué)生，可以適當(dāng)延長(zhǎng)實(shí)驗(yàn)時(shí)間，或者安排課后輔導(dǎo)，幫助他們完成實(shí)