2024-2025学年新教材高中物理 第四章 闭合电路 第3节 测量电源的电动势和内阻教案 粤教版必修3

2024-2025学年新教材高中物理第四章闭合电路第3节测量电源的电动势和内阻教案粤教版必修3课题：科目：班级：课时：计划3课时教师：单位：一、教材分析《2024-2025学年新教材高中物理第四章闭合电路第3节测量电源的电动势和内阻教案》以粤教版必修3为蓝本，本节内容紧密围绕闭合电路的基本原理，深入探讨如何准确测量电源的电动势和内阻。通过本节课的学习，学生将掌握实验方法、数据处理技巧以及基本电路理论。课程设计强调理论与实践相结合，以教材为核心，通过实验演示和课后习题，加深学生对电动势与内阻概念的理解，培养其科学思维和动手操作能力，符合高中物理教学实际需求。二、核心素养目标二、核心素养目标：本节课通过测量电源的电动势和内阻，旨在培养学生以下核心素养：首先，深化物理观念，理解闭合电路中电动势与内阻的概念，形成对电路本质的认识；其次，提升科学探究能力，通过实验设计和数据分析，掌握科学的研究方法和技巧；再次，强化科学思维能力，培养学生运用物理原理解决实际问题的能力，促进知识迁移；最后，增强科学态度与责任感，强调实验操作的规范性和数据处理的准确性，培养学生严谨的科学态度和团队合作精神。通过本节课的学习，学生将全面提升物理学科核心素养，为未来的学术和职业发展打下坚实基础。三、教学难点与重点1.教学重点

-电动势与内阻的定义及其物理意义：重点讲解电动势是电源内部非静电力做功能力的表征，内阻则是电源内部电阻的总和。通过实例解释其在闭合电路中的作用和影响。

-测量电动势和内阻的实验原理：强调使用电压表和电流表进行测量的基本原理，以及如何根据欧姆定律和闭合电路的特性进行计算。

-实验数据的处理方法：重点教授如何通过图象法分析数据，找出电动势和内阻的最佳估计值。

-实验注意事项：指出在实验操作中应遵守的规则，如仪器的正确使用、读数的准确性、电路连接的可靠性等。

2.教学难点

-理解电动势与内阻的抽象概念：学生往往难以理解电动势并非电压，而是电源的一种属性，需要通过模型和实例来辅助理解。

-实验误差的分析：学生需要理解实验中可能出现的误差来源，如仪器误差、读数误差和操作误差，并学会如何通过重复实验和数据处理来减小误差。

-图象法的应用：对于如何从图象中准确地读取电动势和内阻值，学生可能会感到困惑。需要详细解释图象的斜率和截距的物理意义。

-实验操作技巧：学生可能在实验操作中遇到困难，如电路连接不牢固、电流表和电压表的使用不当等，需要教师进行演示和个别指导。

-数据处理中非线性关系的理解：当实验数据呈现非线性关系时，学生可能不理解其原因，需要解释电源内阻随电流变化的可能性。四、教学资源准备1.教材：

-确保每位学生都准备了粤教版高中物理必修3教材，以便课堂上能直接跟随教师讲解，查阅相关概念和原理。

-提供与本节课相关的课后习题和拓展阅读资料，以供学生课后复习和巩固知识。

2.辅助材料：

-准备电动势与内阻相关的概念图、电路图、实验操作流程图等多媒体资源，用于课堂上的直观展示和解释。

-收集电源内部结构和工作原理的动画视频，帮助学生形象地理解电动势和内阻的产生机制。

-准备实验误差分析的相关图表和案例，以便在课堂上讨论和分析。

3.实验器材：

-准备充足的电源、电压表、电流表、电阻箱、导线等实验器材，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出现故障或危险。

-配备必要的实验防护用品，如绝缘手套、护目镜等，确保学生在实验操作中的安全。

4.教室布置：

-在教室前方设置讲台和投影设备，方便教师讲解和展示辅助材料。

-将教室划分为理论教学区、实验操作台和小组讨论区，以适应不同的教学活动。

-在实验操作区配备足够的空间和工具，如实验桌、电源插座、储物柜等，方便学生进行实验操作和材料存放。

-在小组讨论区设置白板或写字板，供学生记录讨论成果和思路。五、教学流程1.导入新课（用时5分钟）

-通过提问方式回顾上一节内容，闭合电路的基本原理，引导学生思考电源在电路中的作用。

-以实际生活中的电池使用为例，提出问题：“电池的电动势和内阻对电路有何影响？”引发学生对本节课主题的兴趣。

-简要介绍本节课的教学目标和内容，明确学习测量电源电动势和内阻的方法。

2.新课讲授（用时15分钟）

-详细讲解电动势与内阻的定义，通过图示和实例阐述其在闭合电路中的作用。

-电动势：电源内部非静电力做功能力的表征，单位是伏特（V）。

-内阻：电源内部电阻的总和，单位是欧姆（Ω）。

-指出测量电动势和内阻的实验原理，以及实验中应注意的事项。

-使用电压表和电流表进行测量，依据欧姆定律和闭合电路特性进行计算。

-强调实验操作的规范性和数据处理的准确性。

-通过图象法分析数据，讲解如何准确地读取电动势和内阻值。

-解释图象的斜率和截距的物理意义。

-演示如何从图象中找出电动势和内阻的最佳估计值。

3.实践活动（用时15分钟）

-分组进行测量电源电动势和内阻的实验，确保每位学生都能参与操作。

-指导学生正确使用电压表、电流表等实验器材。

-监督学生进行实验操作，纠正错误，确保实验的准确性。

-引导学生观察实验现象，记录数据，并分析实验误差的来源。

-讨论仪器误差、读数误差和操作误差等可能的误差来源。

-教授如何通过重复实验和数据处理减小误差。

-组织学生进行图象法数据处理，验证实验结果。

-指导学生绘制电流-电压图象，分析斜率和截距。

-解释实验结果与理论值的差异，探讨可能的原因。

4.学生小组讨论（用时10分钟）

-让学生针对以下三个方面进行讨论，举例回答问题：

-电动势与内阻在实际电路中的应用：例如，在手机电池选型时，电动势和内阻对电池性能的影响。

-实验误差分析：讨论实验中可能出现的误差，如何发现并解决这些问题。

-图象法数据处理：分析实验数据，讨论如何通过图象法准确获取电动势和内阻值。

-各小组汇报讨论成果，互相交流，共同提高。

5.总结回顾（用时5分钟）

-强调本节课的重点内容，即测量电源电动势和内阻的实验原理、操作技巧以及数据处理方法。

-指出学生在实验中普遍遇到的问题，总结经验教训，提醒注意事项。

-鼓励学生在课后继续深入研究相关知识点，巩固所学知识。

总用时：45分钟。六、教学资源拓展1.拓展资源：

-推荐阅读：与本节课相关的物理期刊文章，探讨电动势和内阻的最新研究进展，以及在实际应用中的技术挑战。

-研究报告：鼓励学生查阅相关的研究报告，了解电源内阻对电路性能的具体影响，以及如何优化电源设计。

-科普书籍：提供一些关于电学基础和电源技术的科普书籍，帮助学生更深入地理解电源工作的原理。

-实验视频：收集一些专业的物理实验视频，特别是涉及电动势和内阻测量的实验，以便学生能够观察和学习不同的实验操作技巧。

2.拓展建议：

-学生可以通过查阅上述资源，自主研究电源的种类、特性以及它们在现代社会中的应用。

-鼓励学生进行小型研究项目，例如设计一个小型的电源，并测量其电动势和内阻，将理论应用到实践中。

-组织学生参与学校或社区的科普活动，通过制作展板、演示实验等形式，向公众普及电动势和内阻的相关知识。

-提供机会让学生与专业人士交流，例如邀请电源工程师来校讲座，让学生了解电源技术在工程实践中的应用和挑战。

-建议学生参加科学竞赛或研究性学习项目，深入研究电动势和内阻测量技术的改进，锻炼科研能力和创新思维。七、课堂小结，当堂检测1.课堂小结（用时5分钟）

-简要回顾本节课的核心内容，包括电动势与内阻的定义、测量原理、实验操作技巧以及数据处理方法。

-强调学生在实验中应注意的事项，如正确使用仪器、减小实验误差等。

-总结学生在小组讨论中的精彩观点和发现的问题，促进学生之间的相互学习。

-指出电动势和内阻在闭合电路中的应用，激发学生对物理学科的兴趣。

2.当堂检测（用时10分钟）

-设计以下题目进行当堂检测，以检验学生对本节课知识点的掌握情况：

1.解释电动势和内阻的定义，并说明它们在闭合电路中的作用。

2.简述测量电源电动势和内阻的实验原理，以及实验中如何操作电压表和电流表。

3.请举例说明实验误差的来源，并简述如何减小这些误差。

4.使用图象法分析电流-电压数据，计算电源的电动势和内阻。

5.分析电源内阻对电路性能的影响，并讨论如何优化电源设计。

-学生在规定时间内完成检测题目，教师对答案进行点评，指出学生的错误和不足之处，及时给予反馈。

-对于检测中出现的问题，教师应进行分析，找出原因，针对性地进行讲解和辅导。

-鼓励学生在课后对检测题目进行复习，巩固所学知识。

-根据当堂检测的情况，教师应及时调整教学进度和方法，以确保学生对知识点的掌握。八、教学反思与改进在本次教学活动中，我注意到学生在理解电动势和内阻的概念上存在一些困难，特别是在实验操作和数据处理环节。为了更好地评估教学效果并找出需要改进的地方，我计划进行以下反思活动：

首先，我会在课后收集学生的课后习题完成情况，了解他们在哪些知识点上遇到了难题，哪些地方掌握得不够牢固。这样可以帮助我发现教学中可能忽视的问题。

其次，我会组织一次小组讨论，让学生谈谈在实验过程中遇到的困难和挑战，以及他们对实验操作和数据处理的看法。通过学生的反馈，我可以了解到实验教学中存在的不足，进而改进教学方法。

此外，我还会邀请同事听课，让他们从旁观者的角度对我的教学进行评价，提出意见和建议。他们的专业意见将有助于我找到教学中的盲点，从而提高教学质量。

针对这些反思活动，我将制定以下改进措施：

1.对于学生在概念理解上的困难，我计划在未来的教学中增加一些生活实例和示意图，让学生更加直观地理解电动势和内阻的含义。

2.在实验操作方面，我将加强学生对仪器的培训，确保他们能够熟练掌握电压表、电流表等实验器材的使用方法。同时，增加实验操作的演示和指导，帮助学生掌握正确的实验技巧。

3.在数据处理环节，我将详细讲解图象法的原理和应用，通过举例让学生更好地理解图象法的含义。此外，增加一些课堂练习，让学生在实践中学会分析数据，提高数据处理能力。

4.针对同事的建议和意见，我会认真考虑并调整教学策略，如调整课堂节奏、增加互动环节等，以提高教学效果。板书设计1.标题：

-测量电源的电动势和内阻

2.重点概念：

-电动势：E=V+Ir（伏特）

-内阻：r（欧姆）

3.实验原理：

-欧姆定律：V=IR

-闭合电路：E=V+Ir

4.实验步骤：

-连接电路

-测量电压和电流

-计算电动势和内阻

5.数据处理：

-图象法：I-V图

-斜率：E

-截距：Er

6.注意事项：

-仪器校准

-减小误差

-安全操作

7.总结：

-电动势与内阻的关系

-实验技巧与数据处理

板书设计将采用以下特点：

-目的明确：每个部分都紧密围绕教学内容，突出教学目标。

-结构清晰：条理分明，从概念到原理，再到实验步骤和数据处理，层次感强。

-简洁明了：用符号和关键词代替冗长的解释，如E、V、I、r等，简洁明了。

-准确精炼：每个公式和步骤都经过精炼，确保准确无误。

-概括性强：通过图象法和关键数据，概括整个实验的核心内容。

-艺术性和趣味性：使用不同颜色的粉笔，突出重点；适时使用简笔画，如电路图、图象曲线，使板书更具吸引力。课后拓展1.拓展内容：

-推荐阅读材料：提供一些关于电源工作原理、电动势和内阻特性的科普文章，帮助学生深入理解电源的工作机制。

-视频资源：收集一些物理实验视频，特别是涉及电动势和内阻测量的实验，让学生能够直观地了解实验操作过程和技巧。

-拓展项目：设计一些拓展项目，如制作一个小型的电源并测量其电动势和内阻，让学生将理论知识应用到实践中。

-研究报告：鼓励学生查阅相关的研究报告，了解电源内阻对电路性能的具体影响，