實驗：測定電池的電動勢和內(nèi)阻

1、實驗：測定電池的電動勢和內(nèi)阻教學設計 天津四中 王念舉一、學情分析學生在前面剛剛學習了“閉合電路的歐姆定律”，這正是本節(jié)實驗原理的理論基礎，但學生應用理論設計具體電路的能力不強，需在老師的引導下，得到實驗方案；學生做過一些電學實驗，對電學實驗的實驗步驟及注意事項比較清楚；對于數(shù)據(jù)處理，學生以前用到過描點法。二、學習內(nèi)容分析本節(jié)教學中主要讓學生自己根據(jù)已經(jīng)學過的閉合電路歐姆定理相關知識，把學過的知識更靈活地應用于實際，通過自己的探索，掌握測電池電動勢和內(nèi)阻的方法，同時通過實驗練習電學實驗的操作技能，學會圖象法處理數(shù)據(jù)的方法。三、教學目標（一）知識與技能1、掌握測定電池的電動勢和內(nèi)阻的實驗原理和實

2、驗方案。2、學會用圖象法處理實驗數(shù)據(jù)。（二）過程與方法經(jīng)過簡單變形推導，得出實驗原理，并根據(jù)實驗原理確定實驗方案（實驗電路）和實驗儀器，測得數(shù)據(jù)后選擇科學的數(shù)據(jù)處理方式，使學生體會應用理論解決具體問題的過程，學習科學的實驗方法。（三）情感、態(tài)度與價值觀培養(yǎng)學生利用已有的知識解決具體問題的意識，鍛煉學生思維能力和操作能力，提高學生對物理學習的動機和興趣。四、重難點分析重點：實驗原理，圖像法處理數(shù)據(jù)。難點：圖像法處理數(shù)據(jù)的數(shù)學依據(jù)，及圖像所能體現(xiàn)的物理信息。五、信息技術及其他學習資源的應用實物投影：展示學生設計的實驗方案（實驗電路圖），提升學生自豪感和自信心。PPT：提醒實驗步驟和注意事項，因字數(shù)

3、較多，比起板書，可以節(jié)約很多時間。 六、教學流程圖回顧閉合電路的歐姆定律并變形由變形公式對應得出三個實驗方案鞏固練習，拓展提高反饋練習，學以致用結(jié)束學生自己動手測量數(shù)據(jù)并記錄知識總結(jié)，談收獲實驗實施數(shù)據(jù)處理 小結(jié)對比平均值法與圖像法根據(jù)某實驗方案電路圖，讓學生設計實驗步驟，并說出每步需要注意的事項教學引入實驗原理及實驗方案實驗步驟及注意事項 七、教學過程1.教學引入師：前面我們學習了閉合電路的歐姆定律，它的表達式是什么？生：I=ER+r師：由這個表達式，大家開動腦筋，共能演變成多少種不同的寫法？要求新的寫法中必須含有1個E和1個r。請每組派一個代表，說一個結(jié)果。甲：E=I(R+r)乙：E=U外

4、+Ir 丙：E=U外+U外Rr2. 實驗原理及實驗方案師：我們這次實驗的目的就是測電池的電動勢和內(nèi)阻，剛才三位同學的表達式中都包含有E和r，只要測出表達式中其他未知量就可以求解E和r了。需要提醒大家的是，要想求解E和r，至少需要兩個方程，就至少要測出兩組不同的數(shù)據(jù)，因此測量過程中要有能改變電路的元器件。大家想到比較常用的元器件是什么？生：滑動變阻器或電阻箱。師：很好，他們都能起到改變電路總電阻從而改變其他物理量的作用，電阻箱優(yōu)點是能讀出接入電路的電阻值。下面，三個組的同學針對自己的表達式，設計電路，測量除E和r以外的其他未知量。教學活動：分組討論，得出最終結(jié)果，投影展示。甲：乙：丙：3實驗步驟

5、與注意事項師：如果選用乙組的方案，測量一個舊干電池的電動勢和內(nèi)阻，請大家設計實驗步驟。生：連接電路； 閉合開關，接通電路,測量并記錄；斷開開關，拆除電路，整理器材；處理記錄的數(shù)據(jù),求出電源的E和r。師：四個環(huán)節(jié)分別有哪些注意事項?生：開始開關應處于斷開狀態(tài),滑動變阻器阻值調(diào)到最大的一端； 調(diào)節(jié)滑動變阻器滑片的位置，多讀出幾組電流I、電壓U的值；先斷開，再拆除；列出若干組聯(lián)立方程，求出若干組E和r，最后取平均值減小誤差。4.實驗實施師：請同學們根據(jù)實驗步驟及注意事項，開始做實驗。5.誤差分析及數(shù)據(jù)處理師：實驗一般都存在誤差，誤差包含系統(tǒng)誤差和偶然誤差，這個實驗方案的系統(tǒng)誤差和偶然誤差是什么？如何

6、消除？生：系統(tǒng)誤差：電流表內(nèi)接會分壓，解決辦法是減小電流表內(nèi)阻。 偶然誤差：測量誤差，解決辦法是多次測量求平均值。師：在數(shù)據(jù)處理時，求平均值是減小偶然誤差的常用辦法，還有一種方法今天要重點介紹，就是圖像法，它在減小偶然誤差時更有效。同學們以I為橫坐標，以U為縱坐標建立直角坐標系，把測量的幾組I、U數(shù)據(jù)在坐標系中描點，會發(fā)現(xiàn)什么？生：（學生描點后）幾乎落在一條直線上。師：請大家用一條直線擬合這些數(shù)據(jù)，使盡量多的點落在這條直線上，不在直線上的點大致均衡分布在直線兩側(cè)，剔除明顯錯誤的數(shù)據(jù)。并從數(shù)學函數(shù)的角度解釋這些點分布在一條直線上的原因及斜率和截距所代表的含義。生：U=-Ir+E ，因r和E為定值，故U與I成一次函數(shù)關系，且直線的斜率為-r，與縱軸截距為E。師：為什么說他在減小誤差時更有效？生：他剔除了明顯錯誤的數(shù)據(jù)。6.總結(jié)根據(jù)閉合電路的歐姆定律，可以得出三種不同的實驗方案；注意電學實驗的規(guī)范性；數(shù)據(jù)處理時減小偶然的方法有平均值法和圖像法，二者的對比。八、教學反思采用啟發(fā)式教學，引導學生主動得出結(jié)論，而不是被動接受：如實驗原理的得出，先從表達式變形入手，對應著得到三種實驗方案，學生更易明白為什么會是這樣的三種方案。在實驗原理得出后，讓學生自己根據(jù)電路圖設計實驗步驟，并回想每個實驗步驟的注