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2019-2020年高中物理 2.6 電源的電動勢和內(nèi)阻教案 教科版選修3-1 一、教材分析 “實驗：測定電池的電動勢和內(nèi)阻”是人教版高中物理選修3-1第二章第九節(jié)的內(nèi)容，它是閉合電路歐姆定律的深化和實際應(yīng)用，學(xué)生通過本節(jié)課的學(xué)習(xí)，既能鞏固電學(xué)問題的分析思路，加深對閉合電路歐姆定律的理解，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生合作、探究、交流能力，具有很重要的實際意義。。 二、教學(xué)目標(biāo) 一、知識與技能 1、理解閉合電路歐姆定律內(nèi)容 2、理解測定電源的電動勢和內(nèi)阻的基本原理，體驗測定電源的電動勢和內(nèi)阻的探究過程。 3、用解析法和圖象法求解電動勢和內(nèi)阻。 4、使學(xué)生掌握利用儀器測量電池電動勢和內(nèi)電阻的方法，并通過設(shè)計電路和選擇儀器，開闊思路，激發(fā)興趣。 二、過程與方法 1、體驗實驗研究中獲取數(shù)據(jù)、分析數(shù)據(jù)、尋找規(guī)律的科學(xué)思維方法。 2、學(xué)會利用圖線處理數(shù)據(jù)的方法。 三、情感態(tài)度與價值觀 使學(xué)生理解和掌握運用實驗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)求實的態(tài)度和不斷求索的精神，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)和興趣。 三、教學(xué)重點難點 重點：利用圖線處理數(shù)據(jù) 難點：如何利用圖線得到結(jié)論以及實驗誤差的分析 四、學(xué)情分析 1．知識基礎(chǔ)分析： 　?、僬莆樟碎]合電路歐姆定律，會利用該定律列式求解相關(guān)問題。 　?、谡莆樟穗娏鞅?、電壓表的使用方法。 　　2．學(xué)習(xí)能力分析： 　?、賹W(xué)生的觀察、分析能力不斷提高，能夠初步地、獨立發(fā)現(xiàn)事物內(nèi)在聯(lián)系和一般規(guī)律的能力。 　?、诰哂谐醪降母爬w納總結(jié)能力、邏輯推力能力、綜合分析能力。 五、教學(xué)方法 實驗法，講解法 六、課前準(zhǔn)備 1．學(xué)生的學(xué)習(xí)準(zhǔn)備：預(yù)習(xí)學(xué)案。 2．教師的教學(xué)準(zhǔn)備：多媒體課件制作，課前預(yù)習(xí)學(xué)案，課內(nèi)探究學(xué)案，課后延伸拓展學(xué)案。3．教學(xué)環(huán)境的設(shè)計和布置：兩人一組，實驗室內(nèi)教學(xué)。 七、課時安排：1課時 八、教學(xué)過程 （一）預(yù)習(xí)檢查、總結(jié)疑惑 （二）情景引入、展示目標(biāo) 回顧上節(jié)所學(xué)內(nèi)容，引入新內(nèi)容 教師： 上堂課我們學(xué)習(xí)了閉合電路的歐姆定律，那么此定律文字怎么述？公式怎么寫？ 學(xué)生： 閉合電路中的電流跟電源的電動勢成正比，跟整個電路的電阻成反比，這就是閉合電路的歐姆定律。 提出問題：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？ 學(xué)生討論后，得到的大致答案為：由前面的閉合電路歐姆定律I=E/（r+R）可知E=I（R＋r），或E=U＋I(xiàn)r，只需測出幾組相應(yīng)的數(shù)值便可得到，可以采用以下的電路圖： 這幾種方法均可測量，今天我們這節(jié)課選擇用測量的這一種。 （三）合作探究、精講點播 1.實驗原理：閉合電路歐姆定律E=U＋I(xiàn)r 2.實驗器材： 學(xué)生回答： 測路端電壓； 測干路電流，即過電源的電流。需測量的是一節(jié)干電池，電動勢約為1.5V，內(nèi)電阻大約為零點幾歐。 電流表、電壓表及滑動變阻器的規(guī)格要根據(jù)實驗的具體需要來確定，看看我們用到的電路圖里面、各需測的是什么？ 提出問題：選用電路圖時，還可將接在外面，原則上也是可以的，那么我們在做實驗時是否兩個都可以，還是哪一個更好？為什么？ 學(xué)生回答：兩種方式測量都會帶來誤差。 采用圖1 示數(shù)準(zhǔn)確 示數(shù)偏小 采用圖2 示數(shù)準(zhǔn)確 示數(shù)偏小 選用哪種方式，要根據(jù)實際測量的需要確定，現(xiàn)在要想測出電源的內(nèi)阻，如果采用圖2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1的電路圖。明確各儀器的規(guī)格： 電流表0～0.6A量程，電壓表0～3V量程。 滑動變阻器0～50Ω。 此外，開關(guān)一個，導(dǎo)線若干。 3.數(shù)據(jù)處理： 原則上，利用兩組數(shù)據(jù)便可得到結(jié)果，但這樣做誤差會比較大，為此，我們可以多測幾組求平均，也可以將數(shù)據(jù)描在圖上，利用圖線解決問題。 明確： ①圖線的縱坐標(biāo)是路端電壓，它反映的是：當(dāng)電流I增大時，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。 實驗中至少得到5組數(shù)據(jù)，畫在圖上擬合出一條直線。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。 討論：將圖線延長，與橫縱軸的交點各代表什么情況？ 歸納：將圖線兩側(cè)延長，分別交軸與A、B點。 A點意味著開路情況，它的縱軸截距就是電源電動勢E。 說明： ①A、B兩點均是無法用實驗實際測到的，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，計算r時選取直線上相距較遠(yuǎn)的兩點求得。 4.誤差分析： 實驗中的誤差屬于系統(tǒng)誤差，請同學(xué)們進(jìn)一步討論，得到的數(shù)值是偏大還是偏小？（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＋I(xiàn)v 即 （I真—I測）↑， 反映在圖線上： 當(dāng) U=0時，Iv→0 I→I真 故 r真＞r測 E真＞E測 5.布置作業(yè)： 認(rèn)真看書，寫好實驗報告。 （四）反思總結(jié)，當(dāng)堂檢測。 教師組織學(xué)生反思總結(jié)本節(jié)課的主要內(nèi)容，并進(jìn)行當(dāng)堂檢測。 設(shè)計意圖：引導(dǎo)學(xué)生構(gòu)建知識網(wǎng)絡(luò)并對所學(xué)內(nèi)容進(jìn)行簡單的反饋糾正。（課堂實錄） （五）發(fā)導(dǎo)學(xué)案、布置預(yù)習(xí)。 九、板書設(shè)計 一、實驗原理： 二、實驗步驟： 三、數(shù)據(jù)處理： 計算： 圖像： 四、誤差分析： 十、教學(xué)反思：本節(jié)課重在數(shù)據(jù)處理、誤差分析。