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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探究影响水果电池的电动势和内电阻的因素_郑州
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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探究影响水果电池的电动势和内电阻的因素_郑州市第一0一中学
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实验：水果电池
——探究影响水果电池的电动势和内电阻的因素
一、教学设计思路
根据学生认知规律和新课程基本理念，本节课以教材为载体，通过复习巩固测定电池电动势、内阻的相关知识；引出本节课进行实验探究的电路并掌握实验的基本原理、测量数据的处理方法；通过实验探究亲历水果电池的制作过程；在学生亲历实验全过程中，掌握测定电池电动势和内阻的方法和数据分析过程；在班级交流分享实验成果和进一步探讨分析实验理论，提高学生的实验操作能力和团体合作、归纳总结的能力。
二、教学目标 （一）知识与技能
1.复习回顾几种测定电池电动势和内阻的实验电路，理解本实验所采用的实验方法及其原理
2.能熟练画出实验电路图
3.了解水果电池的制作方法，并测量其基本参数，拓展书本知识 4.能正确连接实验电路并测量相关数据，掌握实验的基本技能
（二）过程与方法
1.亲身经历实验探究的过程，掌握实验探究的方法
2.能正确记录实验数据，并对数据进行有效整合，归纳总结实验结论 （三）情感态度价值观
1.通过测定水果电池，培养其知识迁移能力和实践能力，进而培养其创新精神 2.通过本实验，培养学生将物理知识应用于生活和生产实践的意识 三、教学重点
本实验所采用的实验方法及其原理 四、教学难点
本实验所采用的实验方法及其原理 五、教学资源 （一）实验设备
西红柿、橘子、苹果、梨、土豆等若干，毫米刻度尺、铜片、锌片、铁片、铝片、数字万用表、电阻箱、电键、导线、导线夹若干 （二）多媒体设备、展台 六、教学方法
探究法、讲解法、合作学习法
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七、教学流程图
八、教学过程 （一） 新课引入 教师：
1、同学们！去年生日的时候，上小学的妹妹送给了我一个珍贵的礼物，可是，一年过去了，它不再好好工作了。大家有什么办法，可以让它重新响起来吗？
（请两位同学交流）
2、哦，请坐，这真是一个大胆的想法！实际上，我们的很多发现，就是在一些奇思妙想当中产生的，水果究竟能不能发电，我们一起来做个小实验。 （老师做实验） 看似普普通通的水果，它是如何拥有了魔力发电的呢？让我们一起进入今天的课题：水果电池
在之前的学习当中我们已经知道，电动势和内电阻是电源的非常重要的参数，那么，能否设计一个电路测出电源的电动势和内阻呢？
（小组讨论2分钟，进入新课） （二）新课教学
1.请其中三个小组通过展台交流所设计电路以及电路基本原理（写出表达式）（技能目标1、2）
2.教师对交流的小组进行评价：
①第一个设计电路是利用滑动变阻器、安培表、伏特表将电池与外电路联系
生活小现象引入 实验电路分析
小组设计电路 班级交流讨论 水果电池方案提出 实验结论归纳 实验成果分享
制作水果电池 生活应用 结论升华 合作亲历实验
经历科学猜想 课后作业
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起来，利用电动势与外电路的关系IrUE，多次测量求解，实验原理的核心公式是：IrUE
②第二个设计电路是利用变阻器箱、安培表将电池与外电路联系起来，利用电动势与外电路的关系IrIRE，多次测量求解，实验原理的核心公式是：IrIRE
③第三个设计电路是利用变阻器箱、安培表将电池与外电路联系起来，利用电动势与外电路的关系RUrUE/，多次测量求解，实验原理的核心公式是：RUrUE/
3.设计电路的选择及实验数据处理方法探讨：（技能目标1）
大家提供的三种方案，都非常好。在之前的实验课中呢，我们也已经采用这些方法进行过一些实验。那么今天，我们要学习一种新的方法来进行今天的实验。
大家请先观察这两个电路，思考：如何用这样的方案去测定电动势和内电阻、有什么好处？
（请同学交流、分析）
老师总结：根据闭合电路欧姆定律，在电压表直接接在电源两端时，测得的就是电源电动势。当有外电路，调整电阻箱阻值，当电压表表示数减小为原来的一半时，电源内电压也为电源电动势的一半，此时，电源内阻应该刚好等于外电路的电阻，通常情况下电压表内阻远远大于电阻箱阻值，外电路电阻近似等于电阻箱阻值，即电源电动势为电路开路时的路端电压，内阻为电压表示数是开路电压一半时电阻箱的阻值。这种方法叫做半偏电压法。今天我们的是实验就采用这种方法测电源电动势和内电阻。
现在，请大家观察实验桌上的器材，大家可能发现，有一个数字万用表。下面，简单向大家介绍一下数字万用表的使用方法。
数字万用表相对来说，属于比较简单的测量仪器。它有表盘、液晶面板，利用数字来显示我们测得的数据，我们大家可以看到，表盘上不同区域对应不同的功能，今天，我们主要利用万用表来测量电压，因此，只需要选直流电压挡，大家在化学课上都已经接触过水果电池了，我们知道水果电池的电动势实际上是属于比较小的，我们可以将它直接置于2V直流电压挡即可。同时，我们可以来观察一下数字万用表下方的这些插口，这四个插口，从左到右，分别是20A、mA、COM口和VΩHz，从颜色上我们可以看出，COM口主要插入我们的黑表笔，今天我们需要用万用表测量电压，只需要把红表笔插入VΩHz口就可以了。这个时候，大家可能发现，液晶面板上什么也没有显示啊，这时，最后一步，请大家把左上的POWER键按下，就可以使用数字万用表了。
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4.实验探究一、水果电池的制作
生活中可以用水果制作电池，请大家结合你们在化学上所学的知识，来进行我们的第一个课堂小实验，制作一个水果电池，并请测量它的电动势。
教师：各个小组测出的电动势不尽相同。大家可以思考一下，水果电池的电动势和内阻与那些因素有关？
（学生思考，交流） 展示学生猜想：
①与水果的种类、成熟程度有关 ②与电极材料有关
③与两电极的插入深度有关 ④与两电极的间距有关 5.实验探究二：探究影响水果电池电动势和内阻的因素
老师已经准备好了各种实验器材，同学们利用变阻箱、数字万用表等进行测量，数据测量结束后，计算得到相应电池的电动势和内阻。
要规划好电路连接，注意及时断开电键，注意电表正负极，请大家抓紧时间作实验。
分组实验探究：（技能目标3、4；过程目标1、2；情感目标1、2）
（1）实验小组为：
第一组：探究水果电池电动势与水果种类的关系 第二组：探究水果电池电动势与两极片材料的关系 第三组：探究水果电池电动势、内电阻与两极板间距离的关系 第四组：探究水果电池电动势、内电阻与两极板插入深度的关系 （2）老师到各组进行巡视并现场指导（重点到第三组、第四组） ①指出电路连接中可能出现的问题（电键未断开、电路连接及正负接线柱等） ②万用表没有示数的原因
③水果电池制作中的各种问题（电极不能太远、时间不能太长） 6.分享实验成果（过程目标2）
（1）利用展台请四个组进行交流。教师进行适时点评。 （学生交流后，教师总结）
1、不同种类的水果,电动势不同。酸性越强的水果，其电动势越高。
2、水果电池电动势与两极片材料有关，铜锌材料作电极，效果最好。 3、水果电池电动势与两极板间距离无关、两极板间距离越小，内阻越小 4、水果电池电动势与两极板插入深度无关、两极板插入深度越深，内阻越小
（2）理论分析：我们的探究只是找到了影响水果电池的电动势和内电阻的一些因素，实际的情况肯定比我们的探究要更加的复杂。那么，大家是否思考过为什么是这样的？
（学生交流后，教师总结）
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①水果电池是原电池，其两电极存在金属活动性上的差异，正负极活动性差异越大，电动势越大。
②不同水果PH值不同，PH值越小的水果，H＋浓度越大，水果电池的电动势越大。
③水果汁液（电解液）越丰富，自由电荷越多，电池内阻越小
④由电阻定律的表达式SlR/可知，增加电极间距，相当于增加导体长度，水果电池的内阻增大；增加电极插入深度，相当于增大导体横截面积，所以电池的内阻减小。
（三）归纳总结（情感目标2）
1.通过今天的实验，同学们不仅学习到了一种新的测定电动势和内电阻的简单快捷的方法，同时也对水果电池有了更加深刻的认识。学习，是为了将来我们有一天，能够将所学的知识真正应用于生活当中，如何应用呢？
（观看视频：2380片橙子能给IPhone手机充电）
2．课下，我们还可以继续探究。从青蛙腿带来的灵感，到现在电池已经发展了200多年。从水果电池到所有的化学电池，它们的工作原理都是一样的。负极失去电子发生了氧化反应，正极得到电子发生了还原反应，电子的定向移动形成了电流，从而把化学能转化为了电能，目前，电池向着体积小、容量大、寿命长的方向发展，科学探究永无止境，我们今天的探究只是迈出了一小步。有时候，对于一个司空见惯的现象的思考，是可以引领我们步入一个新时代的。体会生活中的美好，我们要常怀创新之心、求真之心、合作之心、报效之心。科学之路并不是一帆风顺的，路漫漫其修远兮，吾将上下而求索。 3、课后作业：
①进一步巩固有关影响水果电池电动势和电阻方面的知识； ②复习实验电路、操作步骤、数据处理、误差分析； ③完成实验报告。
4、今天的课就到这里.，谢谢大家！下课！ 八、板书设计
水果电池
实验目的：
1、制作水果电池
2、探究影响电动势和内阻的因素 实验原理：
视频来源：优质课网 www.youzhik.com
