《測定電源電動勢和內阻》的教學設計(總5頁)

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1、《測定電源電動勢和內阻》的教學設計 設計人：邢濤（高二物理） 一、教材內容分析 本節(jié)課時高中物理選修3-1的第四章第三節(jié)，這節(jié)課內容是測量電源的電動勢與內阻，是閉合電路歐姆定律的一次實際應用。電源的特性主要是由電動勢與內阻來描述，因此測量電動勢和內阻對于合理使用電源具有重要的意義。本節(jié)課主要介紹了用伏安法測量電源的電動勢和內阻的電路及一種新的處理實驗數(shù)據(jù)的方法——圖像法。矚慫潤厲釤瘞睞櫪廡賴賃軔。 二、設計理念與設計思路 本節(jié)教學中，主要是讓學生應用已學的閉合電路歐姆定律的相關知識，測量電源電動勢和內阻，在教學中鼓勵學生在教師的引導下，探究清楚應該怎么做，為什么要這么做？本節(jié)

2、內容涉及到動手實驗及用圖像處理數(shù)據(jù)，通過學生自己的探索，不但可以讓其把學過的知識應用于實際，還可以激發(fā)學生們的學習興趣。聞創(chuàng)溝燴鐺險愛氌譴凈禍測。 隨著目的的明確，設計測量方案，要求學生在探究過程中如實收集實驗數(shù)據(jù)，然后根據(jù)數(shù)據(jù)的收集，分析處理數(shù)據(jù)的方法，鼓勵同學一起討論合理的方法，引導其對所得到的結果進行分析、總結。殘騖樓諍錈瀨濟溆塹籟婭騍。 三、學情分析 知識基礎：學生通過對前幾節(jié)內容的學習，知道電源的電動勢和內阻，也知道閉合電路的歐姆定律的基本內容。 能力基礎：學生具備基本的實驗操作技能，會根據(jù)實驗數(shù)據(jù)描點作圖。 情感基礎：大部分學生樂于觀察、善于思考，對新鮮的事物保持有濃厚的

3、探究興趣。 四、重、難點的分析 教學重點：電源電動勢和內阻的測量原理，實驗數(shù)據(jù)的處理。 教學難點：實驗數(shù)據(jù)處理與分析，實驗誤差來源及其分析。 五、教學準備 電流表，電壓表，滑動變阻器，開關，一節(jié)電池，電池盒，導線若干。 六、教學流程設計 開始 激趣 教學引入 討論：實驗原理討論與選擇 明確研究課題 原理討論 探究課題 根據(jù)原理設計實驗方案 選擇適當?shù)膬x器 方案設計 儀器選擇 教師輔導， 生——生交流 師——生交流 實驗探究 收集數(shù)據(jù) 代數(shù)法與作圖法 數(shù)據(jù)處理 方式方法 學生表達測量結果

4、結論表達 師生共同總結 課堂總結 實驗誤差（系統(tǒng)誤差） 誤差分析 七、教學過程設計 教學過程 教學活動內容 學生活動 達到效果 復 習 鋪 墊 【知識回顧】 電源的特性有哪些？ 閉合電路的歐姆定律的基本內容是什么？表達式如何？（基本內容：閉合電路的電流跟電源的電動勢成正比，跟內、外電路的電阻之和成反比。） 學生回答 （電動勢、內阻） 學生回答 表達式：I=E/(R+r) 回顧已學知識，引導學生思考如何測量電源的電動勢和內阻 新 課 引 入 【問題思考】現(xiàn)在有一個干電池，要想測

5、出其電動勢和內電阻，應該采用怎樣的原理和方法？測量電路時怎樣的？ 【實驗原理】閉合電路的歐姆定律： 變式： 【實驗電路】 【實驗器材】電流表，電壓表，滑動變阻器，開關，導線，干電池； 學生思考實驗原理： 根據(jù)實驗原理，分組討論實驗電路，畫出實驗電路，確定實驗儀器 讓學生去思考選擇實驗原理及實驗電路 通過變式了解各種實驗方法 使學生熟悉實驗電路圖，為實物連接做準備 實 物 連 接 【實物連接】 做實物連接，聯(lián)系連接技能 知道實物連接的要點與注意事項。 實 驗

6、步 驟 【實驗步驟】 恰當選擇實驗器材，根據(jù)電路圖正確連接實驗電路；（開始開關應處于斷開狀態(tài)，滑動變阻器阻值調到最大的一端.） 閉合開關，接通電路，調節(jié)滑動變阻器滑片的位置，讀出電流I、電壓U的值，重復 5～6 次，列表記錄； 斷開開關，拆除電路，整理器材； 整理好器材，利用公式法或U-I圖象法處理記錄的數(shù)據(jù)，求出電源的E和r 思考實驗步驟，按步驟進行實驗操作 使學生知道做電學實驗的基本步驟，培養(yǎng)學生的嚴謹?shù)目茖W態(tài)度與精益求精的追求精神。 實驗記錄 數(shù)據(jù)記錄表 組別 1 2 3 4 5 電流I（A） 電壓U（V）

7、 【數(shù)據(jù)記錄】 收集數(shù)據(jù)，以備后用 讓學生學會實驗數(shù)據(jù)的收集、記錄。 數(shù) 據(jù) 處 理 【數(shù)據(jù)處理方法一】公式法+平均值法， 推到講解公式法 公式法：E=U1+I1r，E=U2+I2r 為減小實驗誤差，求出幾組E和r的值，算出他們的平均值， 【數(shù)據(jù)處理方法二】 圖像法講解：圖像法：本實驗為了減小實驗誤差，一般用圖像法處理實驗數(shù)據(jù)，根據(jù)數(shù)據(jù)繪出U-I圖像。所得圖線延長線與U軸的交點即為電動勢E，與I軸的交點即為短路電流I短圖線斜率的絕對值即為電源的內阻r，即

8、 （繪圖要求：使多數(shù)點落在直線上，并且分布在直線兩側的數(shù)據(jù)點的個數(shù)要大致相等，這樣，可使偶然誤差得到部分抵消，從而提高精確度。） U/V I/A 數(shù)據(jù)處理 理解原理，處理相應數(shù)據(jù) 理解圖像法中特殊點的含義 1、短路時的U為電動勢E 2、短路電流為Im 3、內電阻 讓學生知道實驗數(shù)據(jù)如何處理，那種處理方式更好。 知道那種哪種方法誤差較小，會用多種方法處理實驗數(shù)據(jù) 使學生知道圖像特殊點的物理意義 注 意 事 項 【注意事項】 采用內接法； 量程選擇適當，偏角盡量大些； 多測幾組數(shù)據(jù)，且數(shù)據(jù)變化范圍要

9、大些； 做U-I圖像時，讓盡可能多的點落在直線上，沒在直線上的點盡量在直線兩側均勻分布。 強調實驗中的注意事項。 誤 差 分 析 測量 U/V I/A 真實 實驗中由于電壓表的分流作用，使得測量的電流與真實的電流大小不同而造成的誤差屬于系統(tǒng)誤差，請同學們進一步討論，這個E、r測量得到的 數(shù)值是偏大還是偏?。浚ㄌ崾荆豪脠D線及合理的推理） 可以請幾位同學發(fā)言，最后得到結論。 因為，電壓表的分流作用 所以I真=I測＋IV，某個電壓值時電流要比測量值大一點。 當U=0時，IV→0  I→I真 故r真＞r測  E真＞E

10、 比較兩組數(shù)據(jù)的差異，分析結果誤差產生的原因 通過分析誤差產生原因的分析，加強對實際電路的理解。 同時，也讓學生認識到減小誤差的方法 教學設計的反思 這節(jié)課的設計意圖要讓學生在教師的引導下掌握測量電源電動勢和內阻的原理和方法，教師的引導只是為了讓學生更加高效的學習，把重點放在原理、電路的獲得，以及探究過程的實際操作，再到后面的數(shù)據(jù)處理，特別是利用圖象法處理數(shù)據(jù)，課堂內容的設計環(huán)環(huán)相扣，注重培養(yǎng)學生的實驗探究能力。不足之處在于課堂的容量偏大，對于不同的學生情況可能還應根據(jù)最后要達到的目標做一些調整，有些環(huán)節(jié)，如歐姆定律的三種形式和相應的電路圖可以改成教師引導，重點放在電表連接方式的討論上來，這也是為后面的誤差分析做好鋪墊。另，因數(shù)據(jù)處理方法移到實驗探究前做些必要的補充，這樣時間上的安排也是合理的。 總體說來，一節(jié)課要有所偏重，想把每個方面都做好很難，教師只有根據(jù)自己學生的情況做一些必要的調整才是最合理的。