高二物理人教版选修3-1测定电池的电动势和内阻教学计划

高二物理人教版选修3-1测定电池的电动势和内阻教学计划

　　一、教材内容分析

　　本课是高中物理选修3—1的第二章第十节，这节课内容是测量电池的电动势与内阻，测量电动势和内阻对于合理使用电源具有重要的意义。本节课主要介绍了用伏安法测量电源的电动势和内阻的电路以及用图像法处理实验数据。

　　二、设计理念与设计思路

　　本节教学中主要让学生应用已经学过的闭合电路欧姆定律的相关知识设计电路图，测量电池电动势和内阻，在教师的引导下，让学生明白该怎么做，为什么这样做。通过本节课培养学生实验设计、实验操作、数据处理和误差分析的能力，还可以激发他们的学习兴趣。

　　本节课我们先明确实验目的，引导学生设计好实验方案，探讨实验操作细节，规范完成实验，做好误差分析和数据分析。

　　三、学情与教材分析

　　学生已学习了闭合电路欧姆定律、伏安法测电阻，对闭合电路的内、外电电路的有一定认识，但是由于对电学实验接触比较少，对于电路的设计能力仍需进一步的加强，这也是本实验的一个重要任务。另外，利用图像处理数据的能力的培养是本次实验探究的另一个重要任务。

　　四、教学目标

　　1.知识与技能：使学生学会实验电路图的设计

　　使学生掌握利用仪器测量电池电动势和内电阻的方法，通过实验开阔学生思路，激发兴趣。

　　2.过程与方法：学会实验电路图的设计、学会利用图像处理数据的方法、学会误差分析。

　　3.情感态度与价值观：使学生具备敢于质疑的习惯、严谨求实的态度和不断求索的精神，培养学生观察能力、思维能力和操作能力，提高学生对物理学习的兴趣。

　　五、重点、难点分析

　　1.重点：实验电路图的设计

　　2.难点：实验电路图的设计

　　六、教学方法：探究法、讨论法、实验法、

　　七、教学准备仪器：

　　电流表，电压表，滑动变阻器，开关，两节旧干电池，电池盒，导线各若干。

　　八、教学过程

　　这节课我们来测定电源的电动势和内电阻，请各组同学根据实验目的，设计好实验原理图，组内讨论后把优化的方案以图的形式画到黑板上。(以下，我假设几个学习小组，假设一些学生，假设几种情况举例，讲课时可以随机应变。)

　　同学纷纷画好他们的设计图。我让同学们仔细观察看哪些小组的设计方案相同，同学们认真查找，取掉了相同的设计方案，留下不同的设计方案。我分别请了几个小组的同学上台谈一谈他们设计的思路。

　　其中3小组的同学张茜画的电路图如下，3小组的张茜说：“我们用电压表测量路端电压，电流表测总电流，根据U=E-Ir列方程组求解E和r。

　　我问大家: “张茜他们的想法行吗?”同学们纷纷点头，我让同学们想想这种方案处理数据还有其它方法吗?6组李强同学说“还可以描出闭合电路的U—I图象求解E和r。”我建议他们试一试这种方法，看看哪些一种方法误解差小。

　　忽然4小组李梅站起来说：“我们的设计思路与3小组基本相同，就是电压表和电流表接的位置不同，如下图，我感觉我们的方案肯定也可以.”我故意问大家：“你们说4小组的方案和3小组的方案比较哪个更好?”

　　一分钟过去了，同学们都默不作声，有些同学甚至低声说，两种方案结果一样。

　　我问道：“哪一种测量的误差更小一些呢?”

　　顿时，教室里热闹起来，同学们开始了热烈的讨论，3小组同学认为他们测的路端电压比4小组更准确，但4小组同学认为他们的总电流准确，3小组测的'电流不是总电流，他们急切想找到解决问题的办法。

　　我问同学们利用闭合电路的U和I求E和r，能不能同时准确的测出电压和总电流，同学们纷纷表示不可以。我建议大家结合所选仪器和实验目的选一个误差更小的设计方案。

　　这时8小组的张森站起来，兴奋的说：“我认为3小组的设计方案误差更小，因为3小组的测量误差来源于电压表的分流作用，而电压表内阻远远大于滑动变阻和电流表电阻，它的分流很小。而4小组的误差来源于电流表的分压作用，电流表内阻并不是比滑动变阻器小很多，它的分压作用不能忽略。”听完张森的分析，同学们顿时明白过来。这时我及时提醒同学们：“以后大家设计实验方案时一定要注意既要围绕实验目的，又要减小实验误差。”

　　2小组同学设计了如下的电路图，小组代表张柯明说：“我们想利用闭合电路欧姆定律，用电流表测定电流，用电阻箱测电阻，列方程组求解E和r。

　　6小组的张松站起来说，这种方法还可以作R—1/I的图像，求出纵截距就是r，求出的图象的斜率就是电动势。

　　我肯定了他们两个人的做法，并提醒他们从R—1/I图象时，你们坐标原点的取法，然后我让他们到前面实验桌上取自己需要的仪器。

　　不一会张松跑过来生气地说，电流表只剩一个了，让张柯明拿走了，6小组同学顿时撅起嘴，生气了。我假装和6小组同学商量说：“你们能用其它仪器代替电流表吗?”听我这么一说，6小组的同学都不理我了。

　　这时5小组候林站起来说，大家看我们设计了下面的电路图

　　我认为我们跟张松的设计方案较接近，如果没有电流表，我们可用电压表来代替电流表。我们结合电阻箱的值很容易求出总电流，我们既能用U=E-Ir求解E和r,也可以用

　　求解E和r。你们可以试一下这种方案。

　　听完候林同学的分析我带头为他鼓起掌来，我说：“同学们，我们大家设计的都很好，也有道理。我们在设计实验电路时，一定要围绕实验原理，还要结合具有的实验仪器，减小实验误差，我们不仅要学会“有条件我们一定要做好实验，没有条件，我们要创造条件，还要做好实验。””层层优化我们的设计方案，测量电池电动势和内阻的方法很多，希望大家以本次实验为起点，不断设计出更好的实验方案。

　　接下来我让各小组上台，按照各组同学设计的方案领取仪器，我要求他们一一清点，轻拿轻放。同学们高高兴兴地将各组的“宝贝“领回去。教室顿时激动起来，我赶紧抬嗓门提醒：“别着急接通电路，大家接电路时要注意哪些问题呢?”

　　有的说要注意电压表电流表的电流流向;有的说要注意接线时把电源断开;有的说注意滑动电阻器滑片的位置和电阻箱开始的电阻;还有的说接线一定要牢固等等。听了同学们这么说，我才放心的让他们动手了。此时我在教室边走边看，发现问题我及时纠正，不到6分钟大家按电路图接好电路。他们认真地测量数据，记录结果，列方程或画图求解，认真地分析计算。我及时纠正他们错误解的读数方法。要求他们规范作图，正确处理实验结果。各小组做完后，我建议他们把电源交换着测，相互对照实验结果，交流方法，分析误差。同学们热情很高，用了20分钟基本上完成了实验任务。

　　剩下时间的我让同学们谈谈本次实验的收获：李岩说：我学了三种不同的方法测电源电动势和内电阻。

　　蒋鹏说：“我学会了正确的连接电路了。”

　　高利说：“我学会误差分析和处理数据的方法。”

　　王虎说：“我认为实验中电压表、电流表、电阻箱的读数很重要。可千万别马虎呀!”

　　我说：“大家说得很对，我们通过实验要学习实验方法、操作技巧及数据处理和误差分析技巧。这对我们以后的实验很重要，希望大家下去按要求完成实验报告，写出实验反思。”

　　作业：XXX