高一物理 必修三 《实验：电池电动势和内阻的测量》教学设计

1、 PAGE PAGE 512.3实验：电池电动势和内阻的测量建文外国语学校 叶助林一、教材分析实验：电池电动势和内阻的测量是普通高中教科书物理必修第三册第十二章第3节的内容。它安排在闭合电路欧姆定律之后，是闭合电路欧姆定律的深化和实际应用。教材设置了实验思路、物理量的测量、数据分析、参考案例、练习与应用五个环节，注意到了学生以前的学习基础，体现了教材对电学问题的分析思路和闭合电路欧姆定律应用的重视，符合学生学习认知规律，与课标要求一致，从而较好地落实学生的科学探究和科学态度的物理核心素养教育。二、学情分析高二学生对于电源有一定的生活经验，例如知道干电池两极间的电压是1.5 V，初步了解电源内部

2、的工作机理。通过前面的学习，学生已经掌握电压表电流表的使用方法，知道电动势和内阻、闭合电路欧姆定律，会利用闭合电路欧姆定律列式求解路端电压与负载的关系以及U-I图像，具备实验测量电源电动势和内阻的学习条件。学生已经初步具备了发现问题，并通过科学探究解决问题的能力，但由于对电学实验接触比较少，对电路的分析以及处理数据能力仍需进一步加强。而且“电池电动势和内阻的测量”的实验方法多样性，涉及“公式变形”“数形结合”等思想，对学生有一定的难度。三、教学目标与核心素养（一）教学目标1了解并掌握测量电池的电动势和内阻的原理和实验方法。2学习用图像法处理实验数据。3会对测量误差进行分析，了解测量中减小误差的

3、方法。（二）核心素养物理观念：通过掌握测量电池的电动势和内阻的原理和实验方法，培养学生用实验观点研究问题的观念。科学思维：通过分析测量电池的电动势和内阻的原理，培养学生从实验操作性思考问题的能力。科学探究：通过探究测量电池的电动势和内阻的实验方法，理解闭合电路欧姆定律的本质科学态度与责任：通过本节内容的学习，使学生体会设计实验的思想，增强理论联系实际的习惯和意识。四、教学重点1、电路的连接和实验器材的选择，选择测量方案；2、实验数据处理和图像法处理实验数据。五、教学难点1. 根据实验数据得出结论后，要判断图像的斜率和截距等的意义；2. 理解实验思路，并能列式和变形，通过对比数学方程得出结论。创

4、设情境提出问题创设情境提出问题交流讨论设计方案分工协作实验探究数据处理误差分析合作共建课堂小结七、教学过程（一）创设情境，提出问题1.通过演示电压表测量电池两端电压的过程，学生们会看到接外电阻与不接外电阻时电压表的读数不同，使学生产生电压表测量的不是电源电动势的物理观念。2.探究路端电压与电动势的关系，提出问题：怎样设计实验来测量电源的电动势和内阻？（二）交流讨论，设计方案1.引导学生根据闭合电路欧姆定律，思考：通过测量哪些物理量可以计算电池的电动势和内阻。2.学生通过思考可以得出伏安法测量电池电动势和内阻的实验方案：电压表、电流表测量实验原理：根据闭合电路的欧姆定律，电源电动势E、内阻r，与

5、路端电压U、电流I的关系可以写成 E=UIr.一般希望知道E和r因此需要测出路端电压U和电流I，有两个未知数，所以至少要测出U、I的两组数据EU1I1rEU2I2r联立两个关于E、 r的方程，从中解出E和r。实验电路：实验器材：电压表、电流表加上一个滑动变阻器R，就能测定电源的电动势E和内阻r。测量电路可以这样连接。这是测量电动势和内阻的一种方法。3.引导学生思考：如果只有一个电流表没有电压表，你能设计出测量电源电动势和内阻的电路吗？还需要什么器材？如果只有一个电压表呢？电流表、电阻箱测量EIRIr实验原理：EIRIrEUIr根据这个式子如果能够知道I、R的两组数据，也是可以得到关于E、r的两

6、个方程，于是能够从中解出E和r。实验电路：实验器材：电流可以用已给的电流表测量出来，而电阻我们可以选用用电阻箱，它方便读数，方便调节电阻大小以便获得多组数据。电压表、电阻箱测量实验原理：EUIr 如果能够得到U、R的两组数据，也可以通过解方程得E和r。实验电路：实验器材：电压我们通过给定的电压表测量，电阻还是用电阻箱就好了。（三）分工协作，实验探究根据伏安法测量电池电动势和内阻的实验原理，实验中进行多次测量并记录数据，学生在实验过程中可以体验分工协作、参与实验的乐趣。电压U电流I（四）数据处理，误差分析1数据处理指导学生运用两种方法得出电池电动势和内阻的值，体会不同方法之间的优劣性，提高学生的

7、严谨细致、实事求是的科学态度。(1)公式法：联立六组对应的U、I数据，满足关系式U1EI1r、U2EI2r、U3EI3r，让第1式和第4式联立方程，第2式和第5式联立方程，第3式和第6式联立方程，这样解得三组E、r，取其平均值作为电池的电动势E和内阻r。(2)图象法：在坐标纸上以路端电压U为纵轴、干路电流I为横轴建立UI坐标系，在坐标平面内描出各组(I，U)值所对应的点，然后尽量多地通过这些点作一条直线，不在直线上的点大致均匀分布在直线两侧，则直线与纵轴交点的纵坐标值即是电池电动势的大小(一次函数的纵轴截距)，直线的斜率绝对值即为电池的内阻r，即req blc|rc|(avs4alco1(f(U,I)。2误差分析(1)偶然误差：电表读数及用图象法求E和r时作图不准确。(2)系统误差：如实验原理图甲中由于电压表的分流，测量结果是：E测E真，r测r真。通过误差分析培养学生进益求精、不断探索的科学态度和责任。（五）合作共建，课堂小结通过和学生一起进行课堂总结，帮助学生形成本节课的知识结构。第3第3节