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高中物理人教版 (2019)必修 第三册第十二章 电能 能量守恒定律3 实验：电池电动势和内阻的测量教学设计
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这是一份高中物理人教版 (2019)必修 第三册第十二章 电能 能量守恒定律3 实验：电池电动势和内阻的测量教学设计，共5页。教案主要包含了数据分析等内容，欢迎下载使用。
课 题
人教版高中物理·必修·第三册
第十二章电能 能量守恒定律第3节 实验：电池电动势和内阻的测量
课 型
新授课☑ 复习课□ 试卷讲评课□ 其他课□
授课班级
授课时间
教学内容分析
课标要求：会测量电源的电动势和内阻。
教材分析：本节课所采用的教材是人教版高中物理必修3第12章第3节的内容, 教科书提供了三种实验方法供教学中选择，但实验原理大致相同，教学中用第一种方法进行详细分析，其余的可以让学生课后进行思考．要让学生理清电动势和内阻测量的思维线索。
学情分析
知识储备：学生已经掌握了闭合电路的欧姆定律，并且已经从电路的内，外电阻来分析电路的意识。
能力基础：对电学实验接触比较少，对电路的分析能力较弱。
思维能力：学生有了一定的数形结合处理问题的思维。
核心素养
物理观念：通过操作实验，让学生形成对实验具有严谨科学态度的物理观念。
科学思维：体验实验研究中获取数据、分析数据、寻找规律的科学思维方法．
科学探究：经历实验过程，掌握实验方法，学会根据图像合理外推进行数据处理的方法。
科学态度与责任：培养仔细观察，真实记录实验数据等良好的实验习惯和实事求是的品质。
教学准备
多媒体课件
活动设计
教学内容
教师活动
学生活动
评价任务
环节一：导入新课
活动一：展示学习目标
1.知道测量电源电动势和内电阻的实验原理，进一步感受电源路端电压随电流变化的关系。
2.学会根据图像合理外推进行数据处理的方法。
3.尝试进行电源电动势和内阻测量误差的分析，了解测量中减小误差的方法。
让学生明确学习目标，做到有的放矢；
课后根据目标，学生自我评价得失情况。
活动二：问题导入
既然能n加油量在转化或转移过程中其总量保持不变，那么在实际中会出现能源危机吗？
引导学生思考
思考问题并尝试回答问题。
评价学生回答情况。
评价学生是否有对新课题的求知欲望。
环节二：新课教学
活动一：实验思路
1.测E和r的实验方法:U-I法
2.测E和r的实验方法：I-R法
3.测E和r的实验方法：U-R
引导学生分析画出电路图
学生认真思考并画出电路图
评价学生画电路图能力
活动二：物理量的测量
测量E和r
如果用E＝ U ＋ Ir 测E和r是否只需测量两组 U、I 数据，联立方程解得E 和 r 就行呢？采用方法2和3呢？
1、阅读课本并回答问题。
2、思考可行的实验方法
1、评价学生的阅读情况。
2、评价学生对电学实验的分析。
环节三：数据分析 进行实验
方法一：公式法 测量若干组数据，利用E=U+Ir 解方程
解方程组 E=U1+I1r
E=U1+I1r
可得
方法二：图象法
E＝ U ＋ Ir 得：U ＝－rI ＋ E
相当于二元一次方程k=－r b=E
（1）作图方法
（2）电源的电动势 E
思考：直线与I轴交点是不是短路电流？它表示的意义是什么？
（2）电源的内阻 r
①根据这条直线可以推出 U ＝ 0 时的短路电流。根据 求出电源的内阻 r。
②由k=－r通过求解 U-I 图像斜率的绝对值也可以求出电源的内阻 r，即 求出电源的内阻
实验一：测量干电池的电动势和内阻
1.实验器材：待测旧电池一节，滑动变阻器，电压表（0~3V），电流表（0~0.6A），导线若干，开关一只，铅笔，坐标纸。
2.实验电路
3.实验步骤
(1)确定电流表、电压表的量程，按实验电路图连接好电路，并将滑动变阻器的滑片移到使接入电路的阻值为最大值的一端。
(2)闭合开关S，接通电路，将滑动变阻器的滑片由一端向另一端移动，从电流表有明显读数开始，记录一组电流表、电压表读数。
(3)同方法，依次记录多组U、I值。(4)断开开关S，拆除电路。
(5)利用公式法和图像法求出电动势和内阻。
4.实验数据
序号
1
2
3
4
5
6
电压U/V
1.45
1.40
1.30
1.25
1.20
1.10
电流I/A
0.060
0.120
0.240
0.260
0.360
0.480
5.实验数据处理
，E=1.50V，电源内阻
6.注意事项
(1)实验前必须把变阻器的滑片置于阻值最大的位置，以防止出现烧坏电流表的事故。
(2)为了使电池的路端电压变化明显，电池的内阻宜大些。
(3) 读数要快，读完后立即切断电源。
(4)作U-I图像时，要尽量使多数点落在直线上，不在直线上的点均匀分布在直线两侧。
(5)作U-I图像时，如果出现某组数据对应的点偏离直线较远，就表明这组数据的偶然误差较大，可将该点舍去。
(6)纵坐标可不从零开始，直线的斜率等于电源内阻，计算内阻时，要在直线上取两较远点
(7)图线与纵轴交点的纵坐标等于电源电动势，与横轴交点的横坐标等于短路电流7.误差分析
把图中的R和电流表看成外电路，则电压表看成内电路的一部分，故实际测出的是电池和电压表这个整体等效的r和E。
误差来源于电压表的分流作用，适宜测小内阻电源。
知识拓展
电流表看成内电路的一部分，故实际测出的是电池和电流表这个整体等效的r和E。
E测=E r测=r+RA>r
误差来源于电流表的分压作用，适宜测大内阻电源。
提出问题：如何减小误差
重点讲解图像法
3.思考：直线与I轴交点是不是短路电流？它表示的意义是什么？
提示电路图连接
提问学生实验需要注意哪些事项？
6.图象与纵坐标轴的交点代表什么？图像斜率代表什么？
1.认真思考。
（若学生完成情况较好，鼓励学生像全班同学讲解）
认真思考整体方法和细节
3.由于U轴的起点不为0，故直线与I轴交点不是短路电流而是U＝1.20V时的电流。
6.学生思考回答
1、评价学生的思路情况。
2、评价学生听老师讲解情况。
评价图像法解题思路
评价学生数形结合处理问题的能力
环节四：课堂小结
1.求电源的电动势 E，电源的内阻 r
①公式法 ②图像法
这条直线与U坐标轴的交点值表示断路时的路端电压，这时的电压 U 等于电源的电动势 E。
2.误差分析
误差来源于电压表的分流作用，适宜测小内阻电源。
1、展示思维导图
2、引导学生小结，根据学生表述，查漏补缺，并有针对性地进行讲解补充。
小组讨论，发言总结本节课得失
1、评价学生的讨论情况和发言情况。2、评价学生对本节课的掌握情况
环节五：作业设计
教材 练习与应用
第1、3题
指导学生完成练习，批改练习。
按要求完成练习。
从完成情况和书写情况等方面进行评价。
环节六：主板书设计
一、实验思路 实验一：测量干电池的电动势和内阻
1.U-I法：E=U+Ir 1.实验器材
2.I-R法：E=IR+Ir 2.实验电路
3. U-R法： 3.实验步骤
二、物理量的测量 4.实验数据
应该进行多次测量U、I 数据 5. 实验数据处理
三、数据分析
方法一：公式法
方法二：图象法
教学反思
课 题
人教版高中物理·必修·第三册
第十二章电能 能量守恒定律第3节 实验：电池电动势和内阻的测量
课 型
新授课☑ 复习课□ 试卷讲评课□ 其他课□
授课班级
授课时间
教学内容分析
课标要求：会测量电源的电动势和内阻。
教材分析：本节课所采用的教材是人教版高中物理必修3第12章第3节的内容, 教科书提供了三种实验方法供教学中选择，但实验原理大致相同，教学中用第一种方法进行详细分析，其余的可以让学生课后进行思考．要让学生理清电动势和内阻测量的思维线索。
学情分析
知识储备：学生已经掌握了闭合电路的欧姆定律，并且已经从电路的内，外电阻来分析电路的意识。
能力基础：对电学实验接触比较少，对电路的分析能力较弱。
思维能力：学生有了一定的数形结合处理问题的思维。
核心素养
物理观念：通过操作实验，让学生形成对实验具有严谨科学态度的物理观念。
科学思维：体验实验研究中获取数据、分析数据、寻找规律的科学思维方法．
科学探究：经历实验过程，掌握实验方法，学会根据图像合理外推进行数据处理的方法。
科学态度与责任：培养仔细观察，真实记录实验数据等良好的实验习惯和实事求是的品质。
教学准备
多媒体课件
活动设计
教学内容
教师活动
学生活动
评价任务
环节一：导入新课
活动一：展示学习目标
1.知道测量电源电动势和内电阻的实验原理，进一步感受电源路端电压随电流变化的关系。
2.学会根据图像合理外推进行数据处理的方法。
3.尝试进行电源电动势和内阻测量误差的分析，了解测量中减小误差的方法。
让学生明确学习目标，做到有的放矢；
课后根据目标，学生自我评价得失情况。
活动二：问题导入
既然能n加油量在转化或转移过程中其总量保持不变，那么在实际中会出现能源危机吗？
引导学生思考
思考问题并尝试回答问题。
评价学生回答情况。
评价学生是否有对新课题的求知欲望。
环节二：新课教学
活动一：实验思路
1.测E和r的实验方法:U-I法
2.测E和r的实验方法：I-R法
3.测E和r的实验方法：U-R
引导学生分析画出电路图
学生认真思考并画出电路图
评价学生画电路图能力
活动二：物理量的测量
测量E和r
如果用E＝ U ＋ Ir 测E和r是否只需测量两组 U、I 数据，联立方程解得E 和 r 就行呢？采用方法2和3呢？
1、阅读课本并回答问题。
2、思考可行的实验方法
1、评价学生的阅读情况。
2、评价学生对电学实验的分析。
环节三：数据分析 进行实验
方法一：公式法 测量若干组数据，利用E=U+Ir 解方程
解方程组 E=U1+I1r
E=U1+I1r
可得
方法二：图象法
E＝ U ＋ Ir 得：U ＝－rI ＋ E
相当于二元一次方程k=－r b=E
（1）作图方法
（2）电源的电动势 E
思考：直线与I轴交点是不是短路电流？它表示的意义是什么？
（2）电源的内阻 r
①根据这条直线可以推出 U ＝ 0 时的短路电流。根据 求出电源的内阻 r。
②由k=－r通过求解 U-I 图像斜率的绝对值也可以求出电源的内阻 r，即 求出电源的内阻
实验一：测量干电池的电动势和内阻
1.实验器材：待测旧电池一节，滑动变阻器，电压表（0~3V），电流表（0~0.6A），导线若干，开关一只，铅笔，坐标纸。
2.实验电路
3.实验步骤
(1)确定电流表、电压表的量程，按实验电路图连接好电路，并将滑动变阻器的滑片移到使接入电路的阻值为最大值的一端。
(2)闭合开关S，接通电路，将滑动变阻器的滑片由一端向另一端移动，从电流表有明显读数开始，记录一组电流表、电压表读数。
(3)同方法，依次记录多组U、I值。(4)断开开关S，拆除电路。
(5)利用公式法和图像法求出电动势和内阻。
4.实验数据
序号
1
2
3
4
5
6
电压U/V
1.45
1.40
1.30
1.25
1.20
1.10
电流I/A
0.060
0.120
0.240
0.260
0.360
0.480
5.实验数据处理
，E=1.50V，电源内阻
6.注意事项
(1)实验前必须把变阻器的滑片置于阻值最大的位置，以防止出现烧坏电流表的事故。
(2)为了使电池的路端电压变化明显，电池的内阻宜大些。
(3) 读数要快，读完后立即切断电源。
(4)作U-I图像时，要尽量使多数点落在直线上，不在直线上的点均匀分布在直线两侧。
(5)作U-I图像时，如果出现某组数据对应的点偏离直线较远，就表明这组数据的偶然误差较大，可将该点舍去。
(6)纵坐标可不从零开始，直线的斜率等于电源内阻，计算内阻时，要在直线上取两较远点
(7)图线与纵轴交点的纵坐标等于电源电动势，与横轴交点的横坐标等于短路电流7.误差分析
把图中的R和电流表看成外电路，则电压表看成内电路的一部分，故实际测出的是电池和电压表这个整体等效的r和E。
误差来源于电压表的分流作用，适宜测小内阻电源。
知识拓展
电流表看成内电路的一部分，故实际测出的是电池和电流表这个整体等效的r和E。
E测=E r测=r+RA>r
误差来源于电流表的分压作用，适宜测大内阻电源。
提出问题：如何减小误差
重点讲解图像法
3.思考：直线与I轴交点是不是短路电流？它表示的意义是什么？
提示电路图连接
提问学生实验需要注意哪些事项？
6.图象与纵坐标轴的交点代表什么？图像斜率代表什么？
1.认真思考。
（若学生完成情况较好，鼓励学生像全班同学讲解）
认真思考整体方法和细节
3.由于U轴的起点不为0，故直线与I轴交点不是短路电流而是U＝1.20V时的电流。
6.学生思考回答
1、评价学生的思路情况。
2、评价学生听老师讲解情况。
评价图像法解题思路
评价学生数形结合处理问题的能力
环节四：课堂小结
1.求电源的电动势 E，电源的内阻 r
①公式法 ②图像法
这条直线与U坐标轴的交点值表示断路时的路端电压，这时的电压 U 等于电源的电动势 E。
2.误差分析
误差来源于电压表的分流作用，适宜测小内阻电源。
1、展示思维导图
2、引导学生小结，根据学生表述，查漏补缺，并有针对性地进行讲解补充。
小组讨论，发言总结本节课得失
1、评价学生的讨论情况和发言情况。2、评价学生对本节课的掌握情况
环节五：作业设计
教材 练习与应用
第1、3题
指导学生完成练习，批改练习。
按要求完成练习。
从完成情况和书写情况等方面进行评价。
环节六：主板书设计
一、实验思路 实验一：测量干电池的电动势和内阻
1.U-I法：E=U+Ir 1.实验器材
2.I-R法：E=IR+Ir 2.实验电路
3. U-R法： 3.实验步骤
二、物理量的测量 4.实验数据
应该进行多次测量U、I 数据 5. 实验数据处理
三、数据分析
方法一：公式法
方法二：图象法
教学反思
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