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视频标签：电动势和内阻
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视频课题：高中物理人教版选修3-1第二章实验测定电池的电动势和内阻_辽宁省 - 抚顺
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高中物理人教版选修3-1第二章实验测定电池的电动势和内阻_辽宁省 - 抚顺
教学目标
【学习目标】
1. 用多种方法测量同一电池的电动势和内阻
2.进一步理解闭合电路欧姆定律
3 .针对实验测得的结果进行误差分析
【过程与方法】从闭合电路欧姆定律的多种形式出发设计多种方案测定电池的电动势和内阻的电路图,采纳其中三种重要方法进行实验探究,通过小组学生合作分别完成测量实验数据和用朗威教学常用软件和Excel进行处理数据画图得出测量结果,掌握实验器材的使用方法、 掌握学校数字化实验设备的使用,完成每一个学习环节都需小组学生合作探究并不断创新思维的学习方法,再利用小组学生实验过程中发现的测量结果有较大差异展开误差分析,培养学生学习物理的科学方法,体会实验设计带来的系统误差。
【情感态度与价值观】通过用理论设计实验,实验结果又反映了每一种理论设计带来的系统误差,学生建立辩证统一的唯物主义思想认识观;逐步形成实事求是的科学态度观。
2学情分析
教学背景:
本节课《实验:测定电池的电动势和内阻》,上课教师是抚顺市第六中学物理组晋文梅,视频教学班级是抚顺市第六中学2014级高二.二班,本班学生基础知识比较好,但迁移实验方法、 物理知识的能力和创新思维能力不强,学生分析解决问题的能力还需要提高。因测定电池的电动势和内阻实验是高中物理实验的热点,而且命题不局限于课本上的某一种方法,所以本节课内容选择了用多种方法完成《测定电池的电动势和内阻》的学习。在物理课上学生学习了闭合电路欧姆定律、做了描绘小灯泡伏安特性曲线和练习使用多用电表等电学实验,在力学和电学实验中还应用过学校数字化实验室的设备及朗威教学软件处理数据画图得结论,在信息技术课上学生学习过在Excel中处理数据画图像并利用公式进行计算等知识,学生具备了基本的实验操作技能和应用朗威教学软件和Excel处理数据得出实验结论的能力,能使本节课的教学顺利进行。
本节课教师从引导启发广开学生思路的角度给出问题、 学生以小组为单位充分合作探究出解决问题的方案、实验测量、数据处理并派小组同学代表展示的方式完成教学过程的三大部分。本节课的始终都以学生为课堂教学的主体,以此激发学生的学习兴趣,进一步提高实验技能,提高创新思维能力,同时在探究过程中学生充分体会物理实验带来的喜悦,又从实验中获得新知识,并认识到在日常的物理学习中用多种方法做同一个实验、用多种方法解同一个题目对深刻理解物理定律有重要意义。
教学环节:
(1)用实验原理设计实验电路图
教师引导学生回顾含有电源电动势和内阻的定律——闭合电路欧姆定律,得出测定电池电动势和内阻的实验原理,再从闭合电路欧姆定律的多种表述形式出发由小组学生合作探究设计出多种测定电池电动势和内阻的电路图并展示设计思想,再经全班同学分析讨论并由学生代表评价从而选出本节课实验采纳的三种典型电路图,简称为方法一、方法二和方法三。
(2)实验测量、 数据处理、展示实验结果。
方法一:用电流传感器、电压传感器滑动变阻器开关等测量两节干电池串联后的电动势和内阻。
“小组学生合作完成实验数据测量” →用朗威常用软件处理数据画直线——读出截距和斜率即得出电池的电动势和内阻的测量值→展示测量结果。
方法二和方法三:用电流表、电阻箱开关等测量同一个电源的电动势和内阻;用电压表、电阻箱开关等测量同一个电源的电动势和内阻。
“小组学生合作完成实验数据测量” →在Excel中记录数据画直线读出斜率和截距——在Excel中用公式计算出电池的电动势和内阻的测量值→分别展示用两种方法的测量结果。
(3)误差分析
利用小组学生用三种方法测得的实验结果有较大差异,展开实验误差分析,从方法二入手。
方法一的误差分析采用比较法,教师启发引导学生将方法一和方法三电路图对照观察分析,经“小组学生合作探究”即可得出两种方法的误差原因完全相同的结论。
学法:
学生采用实验探究学习法,通过本节课培养学生学会两点:
1、将闭合电路欧姆定律灵活应用到测定电池的电动势和内阻实验中,再由用不同方法测得结果的差异分析每一个设计电路图带来的系统误差。
2、解决问题的基本途径:提出问题→探究解决方法→实验探究→解决问题→站较高角度提出新问题→探究解决问题→归纳总结。
3重点难点
重点:实验原理和实验器材的使用
难点:用ExceL画图线得到结论以及误差 分析
4教学过程
4.1第一学时
4.1.1教学活动
活动1【导入】创设情境 导入新课
教师1:引入新课——描述电源性能的两个物理量是什么?
学生1:思考回答,电源的电动势和内阻
教师点题:我们这节课就来学习:实验:测定电池的电动势和内阻。
教师2:指导学生明确学习目标。
学生2:明确学习目标
教师3:引入问题——哪个定律中含有电源的电动势和内阻这两个物理量?
学生3:思考回答,闭合电路欧姆定律。
教师4:导入实验原理,闭合电路欧姆定律就是我们这节课测定电池的电动势和内阻的实验原理。
学生4:思考闭合电路欧姆定律内容
教师5:提出问题——闭合电路欧姆定律由哪些表述形式?
学生5:小组学生代表展示闭合电路欧姆定律多种表述形式的公式
活动2【活动】探究1 设计多种测定电源的电动势和内阻 的电路图
教师1:提出探究1——设计多种测定电池的电动势和内阻的电路图。目的是激发学习兴趣步入创新思维,学生主动学习本节课。
学生1:小组学生合作探究并由学生代表展示小组设计的电路图。目的是让学生广开思路,充分创新思维。
教师2:分别让设计组代表讲设计思想
学生2:学生代表展示设计思想
教师3:让小组之间相互评价设计的所有电路图
学生3:学生代表到前面来给出对所有电路图的评价,指出电路图好与不好及原因。
教师4:针对学生代表提出的问题指导设计组完善电路图和与其对应的闭合电路欧姆定律方程
学生4:设计组完善电路图和与其对应的闭合电路欧姆定律方程
教师5:从学生设计的多种电路图中选出三种典型的电路图作为本节课使用的实验电路图称为方法一、方法二和方法三。
活动3【活动】探究二（1）用方法一测定电池的电动势和内阻
教师1:指导学生用电流传感器、电压传感器、滑动变阻器和开关等测量两节干电池串联后的电动势和内阻。
学生1:连线并测量数据再应用朗威常用软件处理数据画图像得出测量结果
教师2:在黑板上画表格为学生展示测量结果做好准备
学生2:把测量结果填入黑板表格中
教师3:观察各小组学生的测量结果
学生3:观察其他组测量结果并体会物理实验带来的喜悦
活动4【活动】探究二（2）分别用方法二和方法三测定同一电源的电动势和内阻
教师1:指导学生用电流表、电阻箱和开关等测量同一个电源的电动势和内阻。
学生1:连线并测量数据再应用Excel处理数据画图得出测量结果
教师2:在黑板上画表格为学生展示测量结果做好准备
学生2:把测量结果填入黑板表格中
教师3:指导学生用电压表、电阻箱和开关等测量同一个电源的电动势和内阻。
学生3:连线并测量数据再应用Excel处理数据画图得出测量结果
教师4:了解小组学生用三种方法测得结果的实验过程中发现的问题
学生4:把测量结果填入黑板表格中并比较用三种方法测量的结果的差异
活动5【活动】探究三：误差分析
教师1:引导学生说出实验过程中发现的问题
学生1:小组代表说出小组实验过程中发现的问题——用方法二测得的电源内阻比用方法一和方法三测得的内阻明显大,电动势也偏大。
教师2:让学生认识到实验过程一定存在误差
学生2:思考实验带来误差的原因
教师3:指导学生将方法二的电路图和闭合电路欧姆定律方程对照起来进行比较分析误差原因
学生3:小组学生代表分析误差原因——没有考虑电流表存在内阻从而导致的电流表分压,测得的内阻实际是电源内阻和电流表内阻的总和,导致电池内阻测量值偏大。
教师4:板书 r测 > r真 ,引入等效电源概念,分析等效电源的电动势和内阻,引导学生继续分析电流表的内阻没有影响到电动势的测量值,纠正学生对方法二测得电动势偏大的认识,引导学生认识是方法一和方法三测得的电动势偏小这一事实。
学生4:积极思考方法一和方法三测得的电动势偏小的原因
教师5:指导学生将方法三的电路图和闭合电路欧姆定律方程对照起来进行比较分析误差原因
学生5:小组学生代表分析误差原因——没有考虑电压表分流从而导致闭合电路欧姆定律方程中电流偏小。
教师6:教师引导学生用等效电源的思路分析——将电源和电压表看成一个等效电源,启发学生思考电源的电动势什么情况等于路端电压
学生6:学生思考回答开路情况下,电源的电动势等于路端电压。
教师7:继续启发学生推理——电源和电压表并联后组成等效电源的电动势等于开路时的路端电压
学生7:学生受启发,小组同学代表写出等效电源的电动势和内阻的表达式,并分析电源电动势和内阻测量值都偏小的原因。
教师8:分析方法一的误差,引导学生用比较法分析方法一和方法三的电路图导致误差的原因是一样的。
学生8:分析出用方法一测得的电源电动势和内阻测量值都小于真实值
活动6【活动】课堂总结
学生1:谈本节课用多种方法测定电池的电动势和内阻的学习感受
教师1: 总结本节课学习内容
教师2:点评用多种方法做同一个实验和用多种方法解同一个题目对深刻理解物理规律、提高实验技能,提高创新思维能力都有重要意义。
活动7【作业】教材P71 问题与练习1、2、3
教师1: 布置作业
学生1:明确作业
教师2:让课代表领取学生的课后练习
学生2:领取学生的课后练习
高二物理 第二章 恒定电流
第十节 实验：测定电池的电动势和内阻 学案
【学习目标和实验目的】
1. 用多种方法测量同一电池的电动势和内阻
2. 进一步理解闭合电路欧姆定律
3 .针对实验测得的结果进行误差分析
【教学重点和难点】
重点：实验原理和实验器材的使用
难点：用ExceL画图线得到结论以及误差 分析
【自主学习】
1.闭合电路欧姆定律的内容
2.测定电源的电动势和内电阻的实验原理是
3.由闭合电路欧姆定律写出电源电动势E、内电阻r与路端电压U、电流I 的关系式，为 。
4. 根据这个关系式，你可以利用哪些实验器材来测定电源的电动势E和内电阻r？画出实验电路图。
5.根据闭合电路欧姆定律，写出电源电动势E、内电阻r与电路电流I 、电路外电阻R的关系式，为 。根据这个关系式，你可以利用哪些实验器材来测定电源的电动势E和内电阻r？画出实验电路图。
6.根据闭合电路欧姆定律，写出电源电动势E、内电阻r与路端电压U 、电路外电阻R的关系式，为 。根据这个关系式，你可以利用哪些实验器材来测定电源的电动势E和内电阻r？画出实验电路图。
7.你还能画出哪些电路图测定电源电动势和内阻
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电路图1： 需测的物理量 使用的器材 |
电路图2： 需测的物理量 使用的器材 |
电路图3： 需测的物理量 使用的器材 |
| R/Ω | 4.0 | 10.0 | 16.0 | 22.0 | 28.0 |
| I/A | 1.00 | 0.50 | 0.34 | 0.25 | 0.20 |
| 1/I |
| R/Ω | 60.5 | 35.2 | 20.0 | 13.7 | 9.9 | 5.8 | 4.3 | 3.5 | 2.9 | 2.5 |
| U/V | 2.58 | 2.43 | 2.22 | 2.00 | 1.78 | 1.40 | 1.18 | 1.05 | 0.93 | 0.85 |
| 1/R | ||||||||||
| 1/U |
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电路图1： 需测的物理量 方程： |
电路图2： 需测的物理量 方程： |
电路图3： 需测的物理量 方程： |
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电路图4： 需测的物理量 方程： |
电路图5： 需测的物理量 方程： |
电路图6： 需测的物理量 方程： |
| 方法一测量结果 | E = ( V ) |
| R = (Ω) |
| 方法二测量结果 | E = ( V ) |
| R = (Ω) |
| 方法三测量结果 | E = ( V ) |
| R = (Ω) |
| 实验原理 | 设计方案 | 误差分析 |
 |
方法二电路图 |
误差原因： r测 r真 E测 E真 |
| 实验原理 | 设计方案 | 误差分析 |
  |
方法三电路图 |
误差原因： r测 r真 E测 E真 |
| 方法一设计方案 | 方法三设计方案 | 误差分析 |
| 方法一电路图 |
方法三电路图 |
误差原因： r测 r真 E测 E真 |
| 实验原理 | 方法一 | 方法二 | 方法三 |
 →U = - r I + E |
  |
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|
设计方案 |
方法一电路图 |
方法二电路图 |
方法三电路图 |
| 误差分析 |
误差原因： r测 r真 E测 E真 |
误差原因： r测 r真 E测 E真 |
误差原因： r测 r真 E测 E真 |
视频来源：优质课网 www.youzhik.com
