闭合电路中的电势升降创新实验及教学设计

闭合电路中的电势升降z复旦大学附属中学王立斌说课内容选题依据01实验设计思路和内容02实验教学过程03实验特色或创新点04实验效果与评价053重点、难点核心：闭合电路欧姆定律闭合电路中电势的升降

电动势、电路中能量转化关系一、选题依据4二、实验设计思路和内容增测薄层电压改变探针间距的对比实验电动势概念可视化电动势理解深入化精细测绘电势升降闭合电路能量转化全景化深入认识电动势、闭合电路中的能量转化5三、实验教学过程----导入本实验设计是在课堂教学已经引出内电阻、内电压的假设之后展开。6三、实验教学过程实验原理图增测薄层电压1演示电势“特别区域”。V3+-V4+-测外电压Uab测内电压UcdE=U内

+U外定义式?非静电力做功？7三、实验教学过程实验原理图增测薄层电压1演示电势“特别区域”。V3+-V4+-测外电压Uab测内电压Ucd实验演示教学实录(节选)9三、实验教学过程数据分析=>发现不变的“薄层电压”，看见电动势的产生区域。内外电阻改变变（近似）不变10三、实验教学过程开关断开时，内外电压之和略大，为什么？略大误差?内外电阻改变11三、实验教学过程减小cd探针间距示意图（虚线为cd原来的位置）增测薄层电压改变探针间距,深入认识电动势12质疑创新猜想：只测量到了部分内电阻上的电势差？12表2：减小cd探针间距表1：原始探针间距未测到的内电压变多。电势升高区域也有内阻消耗电压。变小内外电阻改变内外电阻改变实验结果示例实验中E=U内+U外？三、实验教学过程电动势变化了吗？

深入认识电动势变小13三、实验教学过程沿着电流方向，判断各区域内电势的升降正负？电路里的能量转化电势降低电势降低电势升高电势升高14三、实验教学过程回路中电势变化的图景能否直接得到？实时、精准描绘增测薄层电压改变探针间距,深入探究移动探针连续测量电压123数据分析电势升降是否连续?是否有多次升降?抽象!粗略!15三、实验教学过程实验原理图探针沿着电流方向移动一周，测出闭合回路中各点与负极之间的电势差U，并绘图。保持与电池负极连接。U实验演示U移动探针连续测量电压3教学示例：在学生猜想之后，实时、精准描绘闭合回路中电势升降的图景。17图像示例1：开关闭合。定性分析三、实验教学过程电池负极探针换位置电池正极在电源内部，探针向正极移动在电源外部，探针在碳棒上移动设负极电势为零，则U等于各点电势不同时刻对应探针的不同位置精细测绘电势升降探针顺着电流方向移动电池负极探针换位置18图像示例1：开关闭合。定量分析

0V0.50V0.23V1.27V

0V1.23V

0V电势升高0.50V电势升高1.04V电势升高总和0.50V+1.04V=1.54V电势降低0.27V电势降低1.23V电势降低总和0.27V+1.23V=1.50V三、实验教学过程精细测绘电势升降备注：电源使用时间不同，不同批次电动势略有不同19对比测量：开关断开，电池内电势升降。

0V1.61V0.55V电势升高0.55V电势升高1.06V电势升高总和0.55V+1.06V=1.61V三、实验教学过程在电源内部，将探针从电源负极向正极移动,电势近似不变精细测绘电势升降20三、实验教学过程开关闭合与断开情况下的图像定量对比。开关闭合开关断开电势升高总和0.50V+1.04V=1.54V电势升高总和0.55V+1.06V=1.61V精细测绘电势升降无论开关是否闭合,电势升高量之和近似相等实验1、实验2中：电势升高量之和取决于探针的位置21三、实验教学过程沿着电流方向，闭合电路里的电势升降电路里的能量转化电势降低电势降低电势升高电势升高22四、实验特色或创新点1.以数据分析培养科学探究的方法和态度与内外电阻变化无关的升高的电势。“看见”电动势的产生区域和特点23四、实验特色或创新点

2.科学论证，质疑创新，深度学习。通过改变探针间距的对比实验，证实了内电压测量的不完整性，在质疑创新中，深入认识电动势。24四、实验特色或创新点

3.借助数字信息技术，直接、实时、精准、完整描绘了闭合回路中电势升降的图景。可定性。可定量。外电阻1外电阻225四、实验特色或创新点

4.本实验设计具有较高的可拓展性，为进一步深入探究提供丰富的情境。例：这个描绘闭合回路中电势升降的图画有什么问题？d点电势一定比b点电势高吗？26五、实验效果与评价“选点（插探针）测量”电压缺点需分析得到电势的升降；探针的位置对测量结果有影响直接看到闭合回路里电势的升降需分析才能得到内外电压改变与内外电阻改变的关系；对操作精度有要求。移动探针“连续测量”电压优点能直接看到内外电阻改变时，内外电压的改变，以及电