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1、《測定電源電動勢和內(nèi)阻》的教學(xué)設(shè)計 設(shè)計人：邢濤（高二物理） 一、教材內(nèi)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(nèi)容是測量電源的電動勢與內(nèi)阻，是閉合電路歐姆定律的一次實際應(yīng)用。電源的特性主要是由電動勢與內(nèi)阻來描述，因此測量電動勢和內(nèi)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(nèi)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(shè)計理念與設(shè)計思路 本節(jié)教學(xué)中，主要是讓學(xué)生應(yīng)用已學(xué)的閉合電路歐姆定律的相關(guān)知識，測量電源電動勢和內(nèi)阻，在教學(xué)中鼓勵學(xué)生在教師的引導(dǎo)下，探究清楚應(yīng)該怎么做，為什么要這么做？本節(jié)

2、內(nèi)容涉及到動手實驗及用圖像處理數(shù)據(jù)，通過學(xué)生自己的探索，不但可以讓其把學(xué)過的知識應(yīng)用于實際，還可以激發(fā)學(xué)生們的學(xué)習(xí)興趣。聞創(chuàng)溝燴鐺險愛氌譴凈禍測。 隨著目的的明確，設(shè)計測量方案，要求學(xué)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(xué)一起討論合理的方法，引導(dǎo)其對所得到的結(jié)果進行分析、總結(jié)。殘騖樓諍錈瀨濟溆塹籟婭騍。 三、學(xué)情分析 知識基礎(chǔ)：學(xué)生通過對前幾節(jié)內(nèi)容的學(xué)習(xí)，知道電源的電動勢和內(nèi)阻，也知道閉合電路的歐姆定律的基本內(nèi)容。 能力基礎(chǔ)：學(xué)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(chǔ)：大部分學(xué)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(xué)重點：電源電動勢和內(nèi)阻的測量原理，實驗數(shù)據(jù)的處理。 教學(xué)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(xué)準(zhǔn)備 電流表，電壓表，滑動變阻器，開關(guān)，一節(jié)電池，電池盒，導(dǎo)線若干。 六、教學(xué)流程設(shè)計 開始 激趣 教學(xué)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(shè)計實驗方案 選擇適當(dāng)?shù)膬x器 方案設(shè)計 儀器選擇 教師輔導(dǎo)， 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(xué)生表達測量結(jié)果

4、結(jié)論表達 師生共同總結(jié) 課堂總結(jié) 實驗誤差（系統(tǒng)誤差） 誤差分析 七、教學(xué)過程設(shè)計 教學(xué)過程 教學(xué)活動內(nèi)容 學(xué)生活動 達到效果 復(fù) 習(xí) 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(nèi)容是什么？表達式如何？（基本內(nèi)容：閉合電路的電流跟電源的電動勢成正比，跟內(nèi)、外電路的電阻之和成反比。） 學(xué)生回答 （電動勢、內(nèi)阻） 學(xué)生回答 表達式：I=E/(R+r) 回顧已學(xué)知識，引導(dǎo)學(xué)生思考如何測量電源的電動勢和內(nèi)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(nèi)電阻，應(yīng)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(guān)，導(dǎo)線，干電池； 學(xué)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(xué)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(xué)生熟悉實驗電路圖，為實物連接做準(zhǔn)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(dāng)選擇實驗器材，根據(jù)電路圖正確連接實驗電路；（開始開關(guān)應(yīng)處于斷開狀態(tài)，滑動變阻器阻值調(diào)到最大的一端.） 閉合開關(guān)，接通電路，調(diào)節(jié)滑動變阻器滑片的位置，讀出電流I、電壓U的值，重復(fù) 5～6 次，列表記錄； 斷開開關(guān)，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(xué)生知道做電學(xué)實驗的基本步驟，培養(yǎng)學(xué)生的嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)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(xué)生學(xué)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(nèi)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(cè)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(yīng)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(nèi)電阻 讓學(xué)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(xué)生知道圖像特殊點的物理意義 注 意 事 項 【注意事項】 采用內(nèi)接法； 量程選擇適當(dāng)，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(cè)均勻分布。 強調(diào)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(xué)們進一步討論，這個E、r測量得到的 數(shù)值是偏大還是偏??？（提示：利用圖線及合理的推理） 可以請幾位同學(xué)發(fā)言，最后得到結(jié)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(dāng)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(jié)果誤差產(chǎn)生的原因 通過分析誤差產(chǎn)生原因的分析，加強對實際電路的理解。 同時，也讓學(xué)生認(rèn)識到減小誤差的方法 教學(xué)設(shè)計的反思 這節(jié)課的設(shè)計意圖要讓學(xué)生在教師的引導(dǎo)下掌握測量電源電動勢和內(nèi)阻的原理和方法，教師的引導(dǎo)只是為了讓學(xué)生更加高效的學(xué)習(xí)，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(nèi)容的設(shè)計環(huán)環(huán)相扣，注重培養(yǎng)學(xué)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(xué)生情況可能還應(yīng)根據(jù)最后要達到的目標(biāo)做一些調(diào)整，有些環(huán)節(jié)，如歐姆定律的三種形式和相應(yīng)的電路圖可以改成教師引導(dǎo)，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(xué)生的情況做一些必要的調(diào)整才是最合理的。