《测量电源电动势和内阻》实验教学设计教案

《测量电源电动势和内阻》实验教学设计教案从教材分析、学情分析、教法分析、学法指导、教学过程几个方面来加以阐述。一、教材分析地位：测电源电动势和内阻按照新课标要求是一节实验课，是高考的必考实验之一。更是高考电学实验中热点。能力要求较高。这节课是对前面内容闭合电路欧姆定律的巩固应用和加深理解。在实验数据处理中涉及到的图像法是一种很重要也很常用的方法。所以本节课既是知识的学习也是方法的学习。重点：因为这节课是一节实验课，所以我确定这节课的重点是实验原理的理解，实验方案，器材的选择，图象法的应用。难点：由于现阶段的学生理性思维还不够成熟，有些物理方法的应用还不够熟练，所以这节课的难点是图像法的应用，器材选择以及误差的分析。对于重难点的突破本着低起点、小步子的原则，逐步问题引导学生、自主探究、以练代学、边练边学的方式实现自我突破。二.新课学习后学生的现状分析从学生看，通过闭合电路欧姆定律的学习，学生对《测电源的电动势和内阻》原理有了一些基本的了解，具时体来说，学生的状况如下。知识方面：通过新课的学习学生对“测电源的电动势和内阻”的实验原理、目的容易理解，在路端电压和电流的关系上有初步认识；多数同学都知道U—I图像中图像与纵坐标的交点表示待测电源的电动势，图像的斜率的绝对值表示内阻。方法方面：新课学习后，前面“测金属丝电阻率”和“描绘小灯泡的伏安特性曲线”打下了一定的基础，本实验的基本方法一伏安法（伏特表和电流表结合测量）学生们掌握的较为容易，但在其他方法上处理起来较为陌生，比方说用电流表和电阻箱结合测量一一安阻法、电压表和电阻箱结合测量一一伏阻法等，其实就是伏安法的变形，有些学生难以掌握。能力方面：数据处理上纵轴的起点不从零开始的情况下较陌生，作图时用图像与横轴的夹角的正切值表示斜率的错误也时常出现。安阻法，伏阻法不能将横纵两轴的物理量”化曲为直“，滑动变阻器的大小难以选择，实验电路图不能准确画出，处理数据的能力有待加强，误差分析，创新设计能力更待提高。三、教学方法,学法指导物理教学重在启发思维、教会方法，所以依据实际学情，主要采取问题启发法、自主探究法等教学方法，这样做的目的是降低难度，激发学生的学习热情和学习欲望，通过启发的方式引导学生自主探究。利用实际训练学习和巩固新知，达到既学会知识又学会方法的目的。四、教学过程（两课时）本着以学生为主体的原则我将设计情境导入、实验原理探究、数据处理分析、小结、巩固练习六个环节。环节一：情景引入。回忆闭合电路殴姆定律E二U+Ir及电源的电学特性,根据情景出一个小练习让学生求解电源的电动势和内阻，这样做是为让学生从已有知识入手，既降低学习难度也为本节课的学习做知识准备。环节二：实验原理探究实验原理探究是这节课的主要内容，问题引导：.闭合电路殴姆定律的三种表达式中如何确定E和r，哪种方便.如何在实验中测出相关量.根据所测量如何设计电路图.如何选择器材，重点在滑动变阻器的大小选择上作出理论分析，让学生加深印象。这个过程引导学生来完成，在过程中遇到的问题通过多元对话的方式解决，比如老师的点拨、同学间的相互讨论和相互指导。实验方案的确定，这是本节课的重点。这个重点的突破借助刚才的练习和小组讨论可以轻松完成，各组可在黑板上展示设计方案，其他组的同学进行点评，最后对存在的问题进行修正。学生会做出几种正确的方案，在肯定学生的同时提醒学生本节课主要以伏安法为例进行探究。图1 图2环节三：数据处理，图象分析。在数据处理环节上，先用解析法，在导入复习时已经练习过。体会计算法和图像法两种不同的方法处理数据的优劣。而图像法是这节课的难点，对此在导学案上层层设置任务，引导学生在数据采集、坐标选取和点的描绘等等，实现了难点的边练边学。让学生先按常规纵坐标起点作图，图象有何特点，求解时有什么困难，如何解决。再按纵坐标非零起点作图，体会两种作法的区别与好处。同时对电源内阻的选择上有什么要求。对于大部分同学来说连线时会有些问题，在黑板上做集中演示，给学生一个正确的做法，规范学生的作图。让学生结合数学知识通过讨论的方式得出图线的物理意义，数学方程，斜率，截距的含义。求内阻时易错问题重点强调。在这个过程中不断向学生强化善于用数学方法研究物理问题的思维。环节四：误差分析在误差分析上是一难点，学生理解较困难，可根据学生实际讲解。用伏安法测量时两种接法的区别，引导学生分析误差出现的原因。思考：1、如果两个表都是理想表，请问两种电路测得结果是否一样？2、如果不是理想表，两种方法有何区别？系统误差产生于何处？3、误差导致测量值与真实值间有何偏差？请小组代表就刚才思考问题进行回答，有不恰当处或有待完善之处请同组成员补充，也可请其他小组补充、修正。教师分析：【引导一】根据误差来源分析：图1误差源自于电流表不是干路电流，则真正用于计算电动势和内阻的表达式为：E=U+(I+1)r;0 AV0图2误差源自于电压表不是路端电压，则真正用于计算电动势和内阻的表达式为：E=(U+U)+Ir。0VA0

式中石、〃为真实值，可以利用解二元一次方程组的方法，求出0 0E、丫，对比E、r,则可明确测量值与真实值间差异。0 0（此处只做引导思考，不做演算）【引导二】上述方法可行，但复杂、不易算，能不能有更简便的思路来进行误差分析？（提示：等效电源）路来进行误差分析？（提示：等效电源）其中等效电源电动势E等和内阻为r等:结论R V—R+结论R V—R+rV=E等<E=r等<r真Rr V——R+r

V测其中等效电源电动势E等和内阻为其中等效电源电动势E等和内阻为结论E等=E'E=测

r==R+rAE真两个实验电路图都存在系统误差两个实验电路图都存在系统误差等但是在图2中得到的内阻r，其相对误差大，因此在教材中以图1作为测量电路图。【引导三】作图像比较理想和实际两种情况，进而找到误差及其造成误差的原因环节五实验原理拓展。用电流表和电阻箱结合测量一一安阻法、电压表和电阻箱结合测量一一伏阻法，其实就是伏安法的变形，学生也难以掌握。尤其是处理数据中用图象法处理时化曲为直要求较高可作例题处理。让学生体会。用电流表、电阻箱测量用电压表、电阻箱测量 1 人一r纵轴截距：E 斜率：日环节六处理习题加以巩固某同学要测量某电源的电动势和内阻，根据实验室提供的器材，设计了如图的实验电路。(1)请根据电路图将如图乙的器材连接成电路⑵闭合开关后，调节电阻箱接入电路的阻值。得到多组电阻箱接入电路的阻值R和对应的电压表的示数上为了比较准确地得出实验结论。该同学准备用直线图象来处理实验数据，图象的纵坐标表示电压表读数U，则图象的横坐标表示的物理量应该是。⑶该同学又尝试用另一种图象来处理数据。即根据测得的多组电阻箱的阻值R和记录的对