(教学设计)第12章 第3节 实验：电池电动势和内阻的测量2023-2024学年新教材高中物理必修第三册(人教版2019)

(教学设计)第12章第3节实验：电池电动势和内阻的测量2023-2024学年新教材高中物理必修第三册(人教版2019)学校授课教师课时授课班级授课地点教具课程基本信息1.课程名称：高中物理必修第三册（人教版2019）第12章第3节实验：电池电动势和内阻的测量

2.教学年级和班级：高二年级

3.授课时间：2023-2024学年第二学期第10周星期三第2节

4.教学时数：1课时核心素养目标培养学生实验操作能力，通过实际测量电池电动势和内阻，提高学生的实验设计、数据采集和处理能力；培养学生科学思维能力，让学生学会从实验现象中分析问题、解决问题，形成科学探究的思维方式；增强学生对物理概念的理解，提升物理学科的应用意识和创新能力。学习者分析1.学生已经掌握了电路基本元件的认识，了解了电动势和内阻的概念，以及相关的电学公式，如欧姆定律等。在实验操作方面，学生已经完成了简单的电路连接和电压、电流的测量。

2.学生对实验操作表现出较高的兴趣，具备一定的动手能力。在学习风格上，学生倾向于通过实践来加深对物理概念的理解。此外，学生在小组合作中表现出良好的沟通和协作能力。

3.学生可能在以下方面遇到困难和挑战：对实验原理的理解不够深入，导致实验操作时无法准确把握测量方法；实验数据处理和分析能力较弱，难以得出准确的实验结论；实验中可能出现的误差和异常现象，需要引导学生进行合理分析。教学方法与手段1.教学方法：采用讲授法讲解电动势和内阻的概念，实验法进行实际测量，讨论法引导学生分析实验数据，以培养学生的实验操作能力和科学思维能力。

2.教学手段：利用PPT展示电动势和内阻的理论知识，使用实物模型进行直观演示，通过教学软件模拟实验过程，提高学生对实验的理解和兴趣。教学过程1.导入新课

-各位同学，大家好！今天我们将进行一个新的实验——测量电池的电动势和内阻。在正式开始实验之前，我想请大家回顾一下我们之前学过的电路知识，比如电动势和内阻的概念，以及它们在电路中的作用。

2.理论讲解

-首先，我们需要明确电动势和内阻的定义。电动势是指电源在单位时间内将能量转化为电能的能力，通常用符号ε表示；而内阻是指电源内部的电阻，用符号r表示。

-接下来，我们来看一下电动势和内阻的测量原理。根据闭合电路欧姆定律，电路中的总电压U等于电动势ε减去电流I乘以内阻r，即U=ε-Ir。我们可以通过改变外部电阻的值，测量不同电阻下的电压和电流，从而计算出电动势和内阻。

-现在，请大家翻开课本第12章第3节，我们一起来看一下实验的具体步骤和注意事项。

3.实验准备

-在开始实验之前，请确保你们的实验桌上有以下器材：电源、电压表、电流表、滑动变阻器、导线、开关等。

-请大家按照课本上的电路图连接好电路，注意正负极的连接，确保电路连接正确无误。

-连接好电路后，请将滑动变阻器的阻值调整到最大，然后闭合开关，观察电压表和电流表的读数。

4.实验操作

-现在，请大家按照以下步骤进行实验：

-缓慢调整滑动变阻器的阻值，观察电压表和电流表的读数变化，并记录下来。

-每次调整阻值后，等待电压和电流稳定，然后记录下对应的电压U和电流I的值。

-重复上述步骤，至少测量五组不同的阻值下的电压和电流。

-在实验过程中，请注意以下几点：

-确保电路连接正确，避免短路或断路现象。

-记录数据时要准确无误，避免读数误差。

-保持实验桌面的整洁，避免实验器材的损坏。

5.数据处理

-实验完成后，请将测得的数据整理在一张表格中，包括阻值、电压和电流的数值。

-根据测得的数据，我们可以绘制U-I曲线，通过曲线的斜率和截距计算出电动势ε和内阻r的值。

-现在，请大家拿出计算器，一起计算一下我们实验中的电动势和内阻。

6.结果讨论

-经过计算，我们得到了电动势和内阻的数值。现在，请大家相互交流一下，分享一下你们的实验结果和实验过程中的体会。

-有没有同学发现实验结果与理论值有出入？请大家分析一下可能的原因，比如实验误差、仪器精度等。

-通过实验，我们不仅测量了电动势和内阻，还加深了对电路知识的理解。请大家思考一下，这个实验对我们的学习和实际应用有什么意义？

7.总结反馈

-好的，同学们，今天我们通过实验测量了电池的电动势和内阻，了解了实验的原理和操作步骤，也分析了实验数据和结果。希望大家能够将所学知识运用到实际生活中，不断提高自己的实验能力和科学素养。

-在实验过程中，大家表现出了良好的实验操作技巧和团队合作精神，值得表扬。同时，也请大家注意实验安全，遵守实验室规定。

-最后，我想请大家再次回顾一下本节课的主要内容，确保自己对电动势和内阻的概念、测量原理以及实验操作有了清晰的认识。

8.布置作业

-作为课后作业，请大家完成以下任务：

-根据今天的实验数据，撰写一份实验报告，包括实验目的、原理、步骤、结果和讨论。

-阅读课本第12章的其他内容，预习下一节课将要学习的知识。知识点梳理1.电动势的概念与计算

-电动势的定义：电动势是指电源在单位时间内将其他形式的能量转化为电能的能力，用符号ε表示，单位为伏特（V）。

-电动势的计算公式：ε=W/q，其中W为电源所做的功，q为通过电源的电荷量。

2.内阻的概念与影响

-内阻的定义：内阻是指电源内部的电阻，用符号r表示，单位为欧姆（Ω）。

-内阻的影响：内阻会导致电源的输出电压随电流的增大而降低，影响电路的正常工作。

3.闭合电路欧姆定律

-闭合电路欧姆定律的表达式：U=ε-Ir，其中U为电路中的总电压，I为电路中的总电流。

-闭合电路欧姆定律的应用：通过测量电路中的电压和电流，可以计算出电源的电动势和内阻。

4.实验原理与操作

-实验原理：利用闭合电路欧姆定律，通过改变外部电阻的值，测量不同电阻下的电压和电流，从而计算出电动势和内阻。

-实验操作：按照电路图连接电路，调整外部电阻的值，测量并记录电压和电流的数值，重复实验多次以提高精度。

5.实验数据处理与分析

-实验数据的整理：将测得的电压和电流数据整理在表格中，以便于后续的分析和处理。

-U-I曲线的绘制：根据测得的数据，绘制U-I曲线，通过曲线的斜率和截距计算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，如仪器精度、读数误差等，并提出相应的改进措施。

6.电池电动势与内阻的测量方法

-电池电动势的测量：通过实验测量电池在不同负载下的电压，计算其电动势。

-电池内阻的测量：通过实验测量电池在不同负载下的电压和电流，利用闭合电路欧姆定律计算内阻。

7.实验注意事项与安全

-实验注意事项：确保电路连接正确，避免短路或断路现象；准确记录数据，避免读数误差；保持实验桌面的整洁，避免实验器材的损坏。

-实验安全：遵守实验室规定，注意实验操作过程中的安全，避免触电、短路等危险情况。

8.应用拓展

-电动势与内阻在实际电路中的应用：理解电动势和内阻对电路性能的影响，如电源的输出电压、电流等。

-电池性能评估：通过测量电池的电动势和内阻，评估电池的性能和寿命。课堂1.课堂评价

-在课堂教学中，我会通过以下方式对学生进行评价：

-提问：在讲解电动势和内阻的概念、实验原理及操作步骤时，我会随机提问学生，以检查他们对知识点的理解和掌握情况。对于学生的回答，我会给予及时的反馈，对于正确或出色的回答，我会给予表扬和鼓励；对于错误或不完整的回答，我会耐心引导并帮助他们找到正确答案。

-观察：在实验操作过程中，我会密切观察学生的操作是否规范，是否能够正确使用实验器材，以及是否能够按照实验步骤进行操作。对于操作不规范或出现问题的学生，我会及时指出并指导他们改正。

-测试：在课堂的最后，我会进行一次简短的测试，以检查学生对本节课内容的掌握程度。测试可能包括选择题、填空题或计算题，旨在评估学生对电动势和内阻概念的理解，以及实验数据的处理能力。

2.作业评价

-对于学生的作业，我会进行以下评价：

-批改：我会认真批改学生的作业，检查他们是否能够准确地完成实验报告，是否能够正确地绘制U-I曲线，以及是否能够合理地分析实验结果。在批改过程中，我会记录下学生常见的错误和不足之处，以便在课堂上进行针对性的讲解和指导。

-点评：在课堂上，我会对学生的作业进行集体点评，指出普遍存在的问题，并提供正确的解题方法和思路。对于作业完成得较好的学生，我会当众表扬，以激励其他学生的学习积极性。

-反馈：我会及时将作业评价结果反馈给学生，让他们了解自己的学习效果。对于需要改进的地方，我会给出具体的建议和指导，鼓励学生继续努力，不断提高自己的实验能力和数据处理能力。

-鼓励：在作业评价中，我会特别注重鼓励学生，对于他们在作业中取得的进步，我会给予积极的认可和鼓励，以增强他们的自信心和学习动力。内容逻辑关系①电动势和内阻的概念及其测量

-重点知识点：电动势的定义、内阻的概念、闭合电路欧姆定律。

-重点词：电动势（ε）、内阻（r）、总电压（U）、总电流（I）。

-重点句：电动势是电源将其他形式的能量转化为电能的能力；内阻是电源内部的电阻；闭合电路欧姆定律表达式U=ε-Ir。

②实验原理与操作步骤

-重点知识点：实验的原理、电路连接、数据测量与记录。

-重点词：电路图、滑动变阻器、电压表、电流表、数据记录。

-重点句：通过改变外部电阻的值，测量不同电阻下的电压和电流，计算电动势和内阻；确保电路连接正确，避免短路或断路。

③实验数据处理与分析

-重点知识点：数据的整理、U-I曲线的绘制、误差分析。

-重点词：数据整理、U-I曲线、斜率、截距、误差分析。

-重点句：根据实验数据绘制U-I曲线，通过曲线的斜率和截距计算电动势和内阻；分析实验误差，提出改进措施。反思改进措施（一）教学特色创新

1.实验教学与理论教学相结合，通过实验操作加深学生对电动势和内阻概念的理解。

2.引入现代教学手段，如利用多媒体软件模拟实验过程，提高学生的学习兴趣和参与度。

（二）存在主要问题

1.教学管理方面，课堂纪律维护有待加强，部分学生在实验操作过程中注意力不集中。

2.教学组织方面，实验时间安排不够紧凑，导致部分学生无法在规定时间内完成实验操作。

3.教学方法方面，课堂互动不足，学生主动参与度有待提高。

（三）改进措施

1.加强教学管理，制定明确的课堂规则，确保学生在实验操作过程中能够集中注意力。同时，增加巡回指导，及时纠正学生的操作错误，提高实验效果。

2.优化实验时间安排，提前做好实验准备工作，确保实验能够按时开始和结束。对于操作较慢的学生，可以适当延长实验时间，或者安排课后辅导，帮助他们完成实