高中物理選修《實(shí)驗(yàn)：測定電池的電動勢和內(nèi)阻》教學(xué)設(shè)計(jì)3

課題§2.9實(shí)驗(yàn)：測定電池的電動勢和內(nèi)阻授課教師教學(xué)目標(biāo)（一）知識與技能1、進(jìn)一步理解閉和電路歐姆定律2、了解并掌握測定電池的電動勢和內(nèi)阻的原理和實(shí)驗(yàn)方法。（二）過程與方法1、通過分析，設(shè)計(jì)電路和選擇電路2、學(xué)會利用圖線處理數(shù)據(jù)的方法。（三）情感、態(tài)度與價(jià)值觀1、通過設(shè)計(jì)電路和選擇儀器，開闊思路，培養(yǎng)學(xué)生觀察能力、思維能力和操作能力，提高學(xué)生對物理學(xué)習(xí)的動機(jī)同時(shí)激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。2、養(yǎng)成規(guī)范操作實(shí)驗(yàn)并能科學(xué)、合理地處理數(shù)據(jù)的習(xí)慣。3、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。4、培養(yǎng)學(xué)生合作探究的團(tuán)隊(duì)意識。教學(xué)重點(diǎn)掌握實(shí)驗(yàn)原理和方法，學(xué)會處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。教學(xué)難點(diǎn)用圖象法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。分組實(shí)驗(yàn)儀器電流表（或靈敏電流計(jì)），電壓表，滑動變阻器，開關(guān)，干電池一節(jié)（或水果一個），導(dǎo)線若干，坐標(biāo)紙一張教學(xué)過程教學(xué)過程教學(xué)過程教學(xué)過程教師活動學(xué)生活動（一）引入新課提問：我們已經(jīng)學(xué)習(xí)了閉合電路的歐姆定律，請大家寫出有關(guān)的公式。這節(jié)課我們就根據(jù)閉合電路的歐姆定律，來測量電池的電動勢和內(nèi)阻。（二）進(jìn)行新課1、實(shí)驗(yàn)原理提問：現(xiàn)在有一個干電池，要想測出其電動勢和內(nèi)電阻，你需要什么儀器，采用什么樣的電路圖，原理是什么？教師歸納：方案一：（1）主要器材：電壓表、電流表、可變電阻（如滑動變阻器）實(shí)驗(yàn)電路圖：（3）原理公式：方案二：主要器材：電流表、電阻箱實(shí)驗(yàn)電路圖：（3）原理公式：方案三：主要器材：電壓表、電阻箱實(shí)驗(yàn)電路圖：（3）原理公式：說明：這幾種方法均可測量，今天我們這節(jié)課選擇第一種測量方案。2、實(shí)驗(yàn)方法（1）選用電路方案一有兩種連接方式比較異同請學(xué)生思考：選用電路時(shí)，以上兩種連接方式是否兩個都可以？實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)有沒有誤差？哪一個更好？為什么？誤差分析：選用哪種方式，要根據(jù)實(shí)際測量的需要確定，現(xiàn)在要想測出電源的內(nèi)阻，如果采用圖乙方式，最后得到的結(jié)果相當(dāng)于電源內(nèi)阻與電流表內(nèi)阻的總和，而兩者相差又不太多，這樣一來誤差就會比較大，所以應(yīng)采用圖甲的電路圖。（2）實(shí)驗(yàn)器材：提問：除了電壓表、電流表、可變電阻（如滑動變阻器）外還需要那些器材？教師：引導(dǎo)學(xué)生閱讀教材69頁有關(guān)內(nèi)容，回答問題。1）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)？實(shí)驗(yàn)過程中會有何變化？實(shí)驗(yàn)中要注意什么？2）簡要寫出實(shí)驗(yàn)步驟。說明：=1\*GB3①準(zhǔn)備兩種電池：水果電池和舊干電池（一部分學(xué)生測量水果電池的電動勢和內(nèi)電阻，另一部分學(xué)生測量干電池的電動勢和內(nèi)電阻）=2\*GB3②測量水果電池的小組準(zhǔn)備靈敏電流計(jì)（因水果電池的電阻較大電流較?。?）數(shù)據(jù)記錄表次數(shù)123456電流I（A）電壓U（V）3、數(shù)據(jù)處理提問：在物理實(shí)驗(yàn)中我們常用的處理數(shù)據(jù)的方法有什么？（1）利用公式多次測量取平均值計(jì)算結(jié)果：=________,=_________.（2）圖象法明確：（1）圖線的縱坐標(biāo)是路端電壓，它反映的是：當(dāng)電流強(qiáng)度I增大時(shí)，路端電壓U將隨之減小，U與I成線性關(guān)系，U=E-Ir。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。（2）電阻的伏安特性曲線中，U與I成正比，前提是R保持一定，而這里的U-I圖線中，E、r不變，外電阻R改變，正是R的變化，才有I和U的變化。實(shí)驗(yàn)中至少得到6組以上實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，畫在圖上擬合出一條直線。要求：使多數(shù)點(diǎn)落在直線上，并且分布在直線兩側(cè)的數(shù)據(jù)點(diǎn)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。討論：將圖線延長，與橫縱軸的交點(diǎn)各代表什么情況？歸納：將圖線兩側(cè)延長，縱軸截距點(diǎn)意味著斷路情況，它的數(shù)值就是電源電動勢E。橫軸截距點(diǎn)（路端電壓U=0）意味著短路情況，它的數(shù)值就是短路電流。說明：①兩個截距點(diǎn)均是無法用實(shí)驗(yàn)實(shí)際測到的，是利用得到的圖線向兩側(cè)合理外推得到的。②由于r一般很小，得到的圖線斜率的絕對值就較小。為了使測量結(jié)果準(zhǔn)確，可以將縱軸的坐標(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。由U—I圖線得：E=_______，r=________。（三）課后小結(jié)這節(jié)課我們學(xué)習(xí)了測定電池的電動勢和內(nèi)阻的原理和實(shí)驗(yàn)方法。并學(xué)習(xí)了用圖象法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)?；貞洸懗鲩]合電路歐姆定律公式。學(xué)生分組討論并把設(shè)計(jì)方案寫在紙上各組派一名代表在實(shí)物投影上展示小組的討論結(jié)果學(xué)生利用閉合電路歐姆定律分析選用學(xué)生思考回答學(xué)生思考回答：還有開關(guān)一個，導(dǎo)線若干。學(xué)生閱讀教材、回答問題學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟學(xué)生自己設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)記錄表學(xué)生思考回答學(xué)生計(jì)算描點(diǎn)做圖學(xué)生在教師指導(dǎo)下分析學(xué)生思考回答作業(yè)=1\*GB3①完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告=2\*GB3②選修3-1第70-71頁1、2、3實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)（1）為了使電池的路端電壓變化明顯，電池的內(nèi)阻宜大些(選用已使用過一段時(shí)間的1號干電池)。（2）干電池在大電流放電時(shí)極化現(xiàn)象較嚴(yán)重，電動勢E會明顯下降，內(nèi)阻r會明顯增大，故長時(shí)間放電不宜超過O.3A，短時(shí)間放電不宜超過0.5A（3）在畫U-I圖線時(shí)，要使較多的點(diǎn)落在這條直線上或使各點(diǎn)均勻分布在直線的兩側(cè)，個別偏離直線太遠(yuǎn)的點(diǎn)可舍去不予考慮。這樣，就可使偶然誤差得到部分的抵消，從而提高精確度。（4）干電池內(nèi)阻較小時(shí)，路端電壓U的變化也較小，即不會比電動勢小很多，這時(shí)，在畫U-I圖線時(shí)，縱軸的刻度可以不從零開始，而是根據(jù)測得的數(shù)據(jù)從某一恰當(dāng)值開始(橫坐標(biāo)I必須從零開始)，