2024年 第八章 实验十 测定电源的电动势和内阻教案 鲁科版选修3-1

2024年第八章实验十测定电源的电动势和内阻教案鲁科版选修3-1课题：科目：班级：课时：计划1课时教师：单位：一、课程基本信息1.课程名称：测定电源的电动势和内阻

2.教学年级和班级：高中二年级选修3-1班

3.授课时间：2024年XX月XX日（第X节）

4.教学时数：2课时（90分钟）二、核心素养目标1.理解并掌握测定电源电动势和内阻的实验原理，培养科学探究和实验操作能力；

2.学会运用闭合电路欧姆定律分析实际电路问题，提高问题分析和解决能力；

3.培养实验数据的处理和误差分析能力，增强实证意识和科学思维能力；

4.增强团队合作意识，提高实验报告撰写和交流表达能力。三、重点难点及解决办法重点：

1.电源电动势和内阻的实验测定原理。

2.闭合电路欧姆定律的应用。

3.实验数据的处理和误差分析。

难点：

1.实验操作中的注意事项和控制变量法的应用。

2.电路图的分析和电路元件的作用理解。

3.数据分析与结论推导过程中逻辑思维能力的运用。

解决办法及突破策略：

1.通过教师示范和分组实验，让学生直观感受实验操作流程，强调注意事项，采用控制变量法减少实验误差。

2.利用多媒体和实物演示电路图，解释电路元件的作用，帮助学生理解电路工作原理。

3.引导学生通过小组讨论和问题解答，锻炼逻辑思维和分析能力，提供实验数据分析的模板和指导，帮助学生进行有效分析。四、教学资源准备1.教材：

-确保每位学生都有《物理选修3-1》教材，提前指导学生预习第八章相关内容，特别是关于电源电动势和内阻的测定部分。

-准备课堂讲义，包括实验原理、步骤、注意事项以及数据记录表格，供学生在实验过程中参考。

2.辅助材料：

-准备电源电动势和内阻的实验原理图、电路图、以及实验操作流程图，以图片或图表形式展示，帮助学生直观理解。

-制作或搜集与实验相关的教学视频，如电源电动势的概念解释、实验操作演示等，以便在课堂上播放，增强学生认知。

-准备实验数据处理的示例图表，展示如何从实验数据中分析得出电动势和内阻的值。

3.实验器材：

-准备足够的实验套件，包括电源、电阻箱、电流表、电压表、导线、滑动变阻器等，确保每组学生都能进行实验操作。

-检查所有实验器材的功能性和安全性，确保实验过程中不会发生故障或事故。

-提前进行实验器材的调试，确保实验数据的准确性。

4.教室布置：

-将教室分为理论教学区和实验操作区，理论教学区配备多媒体教学设备，方便展示辅助材料。

-实验操作区设置足够的空间供学生分组进行实验，每组配备实验台和必要的实验器材。

-布置教室环境时，考虑实验操作的便捷性和安全性，如合理布局电源插座位置，避免实验时导线交织。

-设立小组讨论区，配备白板或挂图，供学生在实验前后进行讨论和记录。

为确保教学效果，教师应在课前充分准备和检查教学资源，确保一切就绪。同时，对实验器材的维护和安全使用给予高度重视，确保学生在安全的环境中学习和实践。五、教学实施过程1.课前自主探索

教师活动：

-发布预习任务：通过学校的学习平台或班级微信群，发布关于电源电动势和内阻测定原理的预习资料，包括PPT、教学视频和预习指南，明确预习目标和要求。

-设计预习问题：围绕测定电源电动势和内阻的实验原理，设计问题如“电动势和内阻的概念是什么？”“闭合电路欧姆定律如何应用于实验中？”以引导学生自主思考。

-监控预习进度：通过学习平台的数据分析功能，跟踪学生的预习进度，及时给予反馈，确保预习效果。

学生活动：

-自主阅读预习资料：学生按照预习指南，自主阅读教材和提供的资料，理解电源电动势和内阻的基本概念。

-思考预习问题：针对预习问题，学生进行独立思考，记录下自己的理解和解题思路。

-提交预习成果：学生将预习笔记、问题清单等预习成果提交至学习平台或直接发送给老师。

教学方法/手段/资源：

-自主学习法：鼓励学生自主探索，培养独立学习能力。

-信息技术手段：利用在线平台、微信群等工具，实现资源的共享和预习进度的监控。

作用与目的：

-帮助学生提前熟悉实验原理，为课堂学习奠定基础。

-培养学生自主学习能力和对物理概念的理解。

2.课中强化技能

教师活动：

-导入新课：通过一个简短的视频，展示电池在日常生活和科技中的应用，引出测定电源电动势和内阻的重要性，激发学生兴趣。

-讲解知识点：详细讲解电动势的定义、内阻的概念，以及闭合电路欧姆定律在实验中的应用，结合电路图和实验数据进行分析。

-组织课堂活动：设计小组讨论和实验操作活动，让学生在实践中掌握测定电动势和内阻的技能。

-解答疑问：在学生讨论和实验操作过程中，解答学生提出的问题，提供实时指导。

学生活动：

-听讲并思考：学生认真听讲，积极思考老师提出的问题，参与课堂讨论。

-参与课堂活动：学生在小组内进行讨论，共同完成实验操作，记录数据，分析结果。

-提问与讨论：在实验和讨论中，学生针对遇到的问题提出疑问，与同学和老师进行讨论。

教学方法/手段/资源：

-讲授法：通过讲解和图示，帮助学生理解抽象的物理概念。

-实践活动法：通过实验操作，让学生体验理论知识的应用。

-合作学习法：小组合作促进学生之间的交流和思维碰撞。

作用与目的：

-加深学生对实验原理的理解，掌握实验技能。

-培养学生的动手操作能力和团队合作能力。

3.课后拓展应用

教师活动：

-布置作业：根据课堂内容，布置相关的课后作业，如实验数据的处理和分析，巩固学习效果。

-提供拓展资源：推荐相关的学术文章、在线课程和视频，供学生深入了解电动势和内阻的相关知识。

-反馈作业情况：及时批改作业，给出个性化的反馈和建议。

学生活动：

-完成作业：学生认真完成作业，对实验数据进行分析，巩固课堂所学。

-拓展学习：利用教师提供的资源，进行进一步的自主学习，拓宽知识面。

-反思总结：学生对学习过程进行反思，总结实验操作中的成功经验和改进之处。

教学方法/手段/资源：

-自主学习法：鼓励学生自主完成作业和深入探究。

-反思总结法：引导学生通过反思，促进自我提升。

作用与目的：

-巩固课堂学习，提高学生的理论知识和实践技能。

-通过拓展学习，增强学生的学术兴趣和探究精神。

-通过反思总结，培养学生自我评价和自我改进的能力。六、知识点梳理1.电源电动势的概念与定义

-电源电动势是指电源内部非静电力做功，将其他形式的能量转换为电能的能力，单位为伏特（V）。

-电动势与电源的种类和状态有关，是闭合电路欧姆定律的重要组成部分。

2.内阻的概念与影响

-内阻是指电源内部存在的电阻，它会影响电源输出电压和电流。

-在实际电路中，内阻会导致电源输出电压降低，影响电路性能。

3.闭合电路欧姆定律

-闭合电路欧姆定律表明，在闭合电路中，电流I与电源电动势E和电路总电阻R（包括内阻r和外接电阻R）之间的关系为：I=E/(R+r)。

-通过闭合电路欧姆定律，可以推导出电源电动势和内阻的计算方法。

4.电源电动势和内阻的测定方法

-实验原理：利用闭合电路欧姆定律，通过测量不同外接电阻下的电流和电压，计算出电动势和内阻。

-实验步骤：包括电路连接、数据测量、数据记录和分析等。

5.实验数据的处理和误差分析

-数据处理：使用图示法或解析法处理实验数据，找出电动势和内阻的值。

-误差分析：分析实验中可能出现的误差来源，如读数误差、仪器误差、电路连接误差等，并探讨减少误差的方法。

6.实验操作技巧与注意事项

-确保实验器材的正确使用和安全性。

-掌握电路图的分析和连接方法。

-注意实验过程中的读数准确性，避免误操作。

-控制变量法的应用，减少实验误差。

7.团队合作与实验报告撰写

-分组合作：学生在小组内分工合作，共同完成实验操作和数据记录。

-实验报告：按照科学报告的格式，撰写实验报告，包括实验目的、原理、步骤、数据、分析、结论等。

8.知识点的实际应用

-了解电源电动势和内阻在实际电路中的作用，如电池性能评估、电路设计等。

-掌握测定电源电动势和内阻的方法，应用于科学研究和工程技术中。七、课堂小结，当堂检测课堂小结：

本节课我们主要学习了以下内容：

1.电源电动势的概念、定义以及与电源种类和状态的关系。

2.内阻的概念、影响以及在实际电路中的作用。

3.闭合电路欧姆定律的原理和应用，特别是用于测定电源电动势和内阻的方法。

4.实验操作技巧、数据处理和误差分析的方法。

5.团队合作完成实验，并撰写实验报告。

-解释电源电动势和内阻的概念，并了解它们在电路中的作用。

-应用闭合电路欧姆定律进行电路分析，测定电源电动势和内阻。

-正确操作实验器材，进行实验数据的测量和处理。

-分析实验误差，掌握控制变量法以减少误差。

-与小组成员有效合作，完成实验任务并撰写实验报告。

当堂检测：

为了检验学生对本节课知识点的掌握情况，设计了以下当堂检测内容：

1.选择题：

-以下哪个选项正确描述了电源电动势的概念？

-在闭合电路中，电流I与电源电动势E和总电阻R之间的关系是什么？

-实验中，如何通过改变外接电阻来测定电源的电动势和内阻？

2.填空题：

-电源电动势的单位是______。

-内阻会影响电源的______和______。

-在闭合电路欧姆定律中，电流I等于______除以总电阻______。

3.简答题：

-描述测定电源电动势和内阻的实验原理。

-解释为什么在实验中需要使用控制变量法。

4.实践题：

-根据实验数据，绘制电流-电压图，并计算出电动势和内阻的值。

-分析实验过程中可能出现的误差，并提出相应的解决措施。

5.合作题：

-以小组为单位，讨论并完成实验报告的撰写，包括实验目的、原理、步骤、数据、分析、结论等。

教师可以根据学生的答题情况，及时了解学生对知识点的掌握程度，并对学生的疑问进行解答和指导。通过当堂检测，不仅能够巩固学生的知识，还能够培养学生的应用能力和团队合作能力。八、教学反思与改进在这次关于测定电源电动势和内阻的教学中，我首先关注到了学生对基本概念的理解。我发现，尽管我在课堂开始时进行了详细的讲解，但部分学生在实验操作中仍然对电动势和内阻的概念有些混淆。这提示我，在未来的教学中，我需要更加注重基本概念的反复讲解，并设计一些简单的练习，让学生在实际操作中加深对概念的理解。

其次，在实验操作环节，我发现部分学生对于电路图的连接和实验仪器的使用存在困难。这表明我需要在实验前对学生进行更加详细的操作指导，并考虑增加一些示范操作的视频，以便学生在预习时就能对实验步骤有更直观的了解。

另外，在数据处理和误差分析方面，我发现学生对于实验数据的处理不够熟练，对于误差的分析也不够深入。这提示我，在未来的教学中，我需要加强对数据处理方法的讲解，并设计一些练习，让学生在实际操作中掌握数据处理的方法。同时，我还需要加强对误差来源的讲解，并引导学生运用控制变量法来减少误差。板书设计①条理清楚、重点突出、简洁明了：

-重点知识点：

1.电源电动势的概念与定义

2.内阻的概念与影响

3.闭合电路欧姆定律

4.电源电动势和内阻的测定方法

5.实验数据的处理和误差分析

6.实验操作技巧与注意事项

7.团队合作与实验报告撰写

-重点词句：

-"电动势：电源内部非静电力做功的能力"

-"内阻：电源内部存在的电阻"

-"闭合电路欧姆定律：I=E/(R+r)"

-"测定电动势和内阻：通过测量不同外接电阻下的电流和电压"

-"数据处理：图示法或解析法"

-"误差分析：分析误差来源，减少误差"

②艺术性和趣味性：

-使用彩色粉笔，突出重点知识点和词句，增加视觉吸引力。

-设计有趣的插图或符号，如电池图标、电路图符号等，增加趣味性。

-使用图表、流程图等形式，直观展示实验步骤和数据处理方法。

-在板书设计中融入与电源电动势和内阻相关的趣味小故事或应用实例，激发学生兴趣。典型例题讲解例题1：

题目：一个电池的电动势为1.5V，内阻为0.5Ω。如果将这个电池与一个2Ω的外接电阻相连，求电路中的电流和电源两端的电压。

解答：根据闭合电路欧姆定律，电流I=E/(R+r)。将已知数值代入公式得到：I=1.5V/(2Ω+0.5Ω)=1.5V/2.5Ω=0.6A。电源两端的电压U=I*R=0.6A*2Ω=1.2V。

例题2：

题目：一个电池的电动势为3V，内阻为1Ω。如果将这个电池与一个5Ω的外接电阻相连，求电路中的电流和电源两端的电压。

解答：同样根据闭合电路欧姆定律，电流I=E/(R+r)。将已知数值代入公式得到：I=3V/(5Ω+1Ω)=3V/6Ω=0.5A。电源两端的电压U=I*R=0.5A*5Ω=2.5V。

例题3：

题目：一个电池的电动势为2V，内阻为0.2Ω。如果将这个电池与一个1Ω的外接电阻相连，求电路中的电流和电源两端的电压。

解答：根据闭合电路欧姆定律，电流I=E/(R+r)。将已知数值代入公式得到：I=2V/(1Ω+0.2Ω)=2V/1.2Ω=1.67A。电源两端的电压U=I*R=1.67A*1Ω=1.67V。

例题4：

题目：一个电池的电动势为4V，内阻为2Ω。如果将这个电池与一个3Ω的外接电阻相连，求电路中的电流和电源两端的电压。

解答