2024年 第八章 實驗十 測定電源的電動勢和內阻教案 魯科版選修3-1

2024年第八章實驗十測定電源的電動勢和內阻教案魯科版選修3-1課題：科目：班級：課時：計劃1課時教師：單位：一、課程基本信息1.課程名稱：測定電源的電動勢和內阻

2.教學年級和班級：高中二年級選修3-1班

3.授課時間：2024年XX月XX日（第X節(jié)）

4.教學時數(shù)：2課時（90分鐘）二、核心素養(yǎng)目標1.理解并掌握測定電源電動勢和內阻的實驗原理，培養(yǎng)科學探究和實驗操作能力；

2.學會運用閉合電路歐姆定律分析實際電路問題，提高問題分析和解決能力；

3.培養(yǎng)實驗數(shù)據(jù)的處理和誤差分析能力，增強實證意識和科學思維能力；

4.增強團隊合作意識，提高實驗報告撰寫和交流表達能力。三、重點難點及解決辦法重點：

1.電源電動勢和內阻的實驗測定原理。

2.閉合電路歐姆定律的應用。

3.實驗數(shù)據(jù)的處理和誤差分析。

難點：

1.實驗操作中的注意事項和控制變量法的應用。

2.電路圖的分析和電路元件的作用理解。

3.數(shù)據(jù)分析與結論推導過程中邏輯思維能力的運用。

解決辦法及突破策略：

1.通過教師示范和分組實驗，讓學生直觀感受實驗操作流程，強調注意事項，采用控制變量法減少實驗誤差。

2.利用多媒體和實物演示電路圖，解釋電路元件的作用，幫助學生理解電路工作原理。

3.引導學生通過小組討論和問題解答，鍛煉邏輯思維和分析能力，提供實驗數(shù)據(jù)分析的模板和指導，幫助學生進行有效分析。四、教學資源準備1.教材：

-確保每位學生都有《物理選修3-1》教材，提前指導學生預習第八章相關內容，特別是關于電源電動勢和內阻的測定部分。

-準備課堂講義，包括實驗原理、步驟、注意事項以及數(shù)據(jù)記錄表格，供學生在實驗過程中參考。

2.輔助材料：

-準備電源電動勢和內阻的實驗原理圖、電路圖、以及實驗操作流程圖，以圖片或圖表形式展示，幫助學生直觀理解。

-制作或搜集與實驗相關的教學視頻，如電源電動勢的概念解釋、實驗操作演示等，以便在課堂上播放，增強學生認知。

-準備實驗數(shù)據(jù)處理的示例圖表，展示如何從實驗數(shù)據(jù)中分析得出電動勢和內阻的值。

3.實驗器材：

-準備足夠的實驗套件，包括電源、電阻箱、電流表、電壓表、導線、滑動變阻器等，確保每組學生都能進行實驗操作。

-檢查所有實驗器材的功能性和安全性，確保實驗過程中不會發(fā)生故障或事故。

-提前進行實驗器材的調試，確保實驗數(shù)據(jù)的準確性。

4.教室布置：

-將教室分為理論教學區(qū)和實驗操作區(qū)，理論教學區(qū)配備多媒體教學設備，方便展示輔助材料。

-實驗操作區(qū)設置足夠的空間供學生分組進行實驗，每組配備實驗臺和必要的實驗器材。

-布置教室環(huán)境時，考慮實驗操作的便捷性和安全性，如合理布局電源插座位置，避免實驗時導線交織。

-設立小組討論區(qū)，配備白板或掛圖，供學生在實驗前后進行討論和記錄。

為確保教學效果，教師應在課前充分準備和檢查教學資源，確保一切就緒。同時，對實驗器材的維護和安全使用給予高度重視，確保學生在安全的環(huán)境中學習和實踐。五、教學實施過程1.課前自主探索

教師活動：

-發(fā)布預習任務：通過學校的學習平臺或班級微信群，發(fā)布關于電源電動勢和內阻測定原理的預習資料，包括PPT、教學視頻和預習指南，明確預習目標和要求。

-設計預習問題：圍繞測定電源電動勢和內阻的實驗原理，設計問題如“電動勢和內阻的概念是什么？”“閉合電路歐姆定律如何應用于實驗中？”以引導學生自主思考。

-監(jiān)控預習進度：通過學習平臺的數(shù)據(jù)分析功能，跟蹤學生的預習進度，及時給予反饋，確保預習效果。

學生活動：

-自主閱讀預習資料：學生按照預習指南，自主閱讀教材和提供的資料，理解電源電動勢和內阻的基本概念。

-思考預習問題：針對預習問題，學生進行獨立思考，記錄下自己的理解和解題思路。

-提交預習成果：學生將預習筆記、問題清單等預習成果提交至學習平臺或直接發(fā)送給老師。

教學方法/手段/資源：

-自主學習法：鼓勵學生自主探索，培養(yǎng)獨立學習能力。

-信息技術手段：利用在線平臺、微信群等工具，實現(xiàn)資源的共享和預習進度的監(jiān)控。

作用與目的：

-幫助學生提前熟悉實驗原理，為課堂學習奠定基礎。

-培養(yǎng)學生自主學習能力和對物理概念的理解。

2.課中強化技能

教師活動：

-導入新課：通過一個簡短的視頻，展示電池在日常生活和科技中的應用，引出測定電源電動勢和內阻的重要性，激發(fā)學生興趣。

-講解知識點：詳細講解電動勢的定義、內阻的概念，以及閉合電路歐姆定律在實驗中的應用，結合電路圖和實驗數(shù)據(jù)進行分析。

-組織課堂活動：設計小組討論和實驗操作活動，讓學生在實踐中掌握測定電動勢和內阻的技能。

-解答疑問：在學生討論和實驗操作過程中，解答學生提出的問題，提供實時指導。

學生活動：

-聽講并思考：學生認真聽講，積極思考老師提出的問題，參與課堂討論。

-參與課堂活動：學生在小組內進行討論，共同完成實驗操作，記錄數(shù)據(jù)，分析結果。

-提問與討論：在實驗和討論中，學生針對遇到的問題提出疑問，與同學和老師進行討論。

教學方法/手段/資源：

-講授法：通過講解和圖示，幫助學生理解抽象的物理概念。

-實踐活動法：通過實驗操作，讓學生體驗理論知識的應用。

-合作學習法：小組合作促進學生之間的交流和思維碰撞。

作用與目的：

-加深學生對實驗原理的理解，掌握實驗技能。

-培養(yǎng)學生的動手操作能力和團隊合作能力。

3.課后拓展應用

教師活動：

-布置作業(yè)：根據(jù)課堂內容，布置相關的課后作業(yè)，如實驗數(shù)據(jù)的處理和分析，鞏固學習效果。

-提供拓展資源：推薦相關的學術文章、在線課程和視頻，供學生深入了解電動勢和內阻的相關知識。

-反饋作業(yè)情況：及時批改作業(yè)，給出個性化的反饋和建議。

學生活動：

-完成作業(yè)：學生認真完成作業(yè)，對實驗數(shù)據(jù)進行分析，鞏固課堂所學。

-拓展學習：利用教師提供的資源，進行進一步的自主學習，拓寬知識面。

-反思總結：學生對學習過程進行反思，總結實驗操作中的成功經(jīng)驗和改進之處。

教學方法/手段/資源：

-自主學習法：鼓勵學生自主完成作業(yè)和深入探究。

-反思總結法：引導學生通過反思，促進自我提升。

作用與目的：

-鞏固課堂學習，提高學生的理論知識和實踐技能。

-通過拓展學習，增強學生的學術興趣和探究精神。

-通過反思總結，培養(yǎng)學生自我評價和自我改進的能力。六、知識點梳理1.電源電動勢的概念與定義

-電源電動勢是指電源內部非靜電力做功，將其他形式的能量轉換為電能的能力，單位為伏特（V）。

-電動勢與電源的種類和狀態(tài)有關，是閉合電路歐姆定律的重要組成部分。

2.內阻的概念與影響

-內阻是指電源內部存在的電阻，它會影響電源輸出電壓和電流。

-在實際電路中，內阻會導致電源輸出電壓降低，影響電路性能。

3.閉合電路歐姆定律

-閉合電路歐姆定律表明，在閉合電路中，電流I與電源電動勢E和電路總電阻R（包括內阻r和外接電阻R）之間的關系為：I=E/(R+r)。

-通過閉合電路歐姆定律，可以推導出電源電動勢和內阻的計算方法。

4.電源電動勢和內阻的測定方法

-實驗原理：利用閉合電路歐姆定律，通過測量不同外接電阻下的電流和電壓，計算出電動勢和內阻。

-實驗步驟：包括電路連接、數(shù)據(jù)測量、數(shù)據(jù)記錄和分析等。

5.實驗數(shù)據(jù)的處理和誤差分析

-數(shù)據(jù)處理：使用圖示法或解析法處理實驗數(shù)據(jù)，找出電動勢和內阻的值。

-誤差分析：分析實驗中可能出現(xiàn)的誤差來源，如讀數(shù)誤差、儀器誤差、電路連接誤差等，并探討減少誤差的方法。

6.實驗操作技巧與注意事項

-確保實驗器材的正確使用和安全性。

-掌握電路圖的分析和連接方法。

-注意實驗過程中的讀數(shù)準確性，避免誤操作。

-控制變量法的應用，減少實驗誤差。

7.團隊合作與實驗報告撰寫

-分組合作：學生在小組內分工合作，共同完成實驗操作和數(shù)據(jù)記錄。

-實驗報告：按照科學報告的格式，撰寫實驗報告，包括實驗目的、原理、步驟、數(shù)據(jù)、分析、結論等。

8.知識點的實際應用

-了解電源電動勢和內阻在實際電路中的作用，如電池性能評估、電路設計等。

-掌握測定電源電動勢和內阻的方法，應用于科學研究和工程技術中。七、課堂小結，當堂檢測課堂小結：

本節(jié)課我們主要學習了以下內容：

1.電源電動勢的概念、定義以及與電源種類和狀態(tài)的關系。

2.內阻的概念、影響以及在實際電路中的作用。

3.閉合電路歐姆定律的原理和應用，特別是用于測定電源電動勢和內阻的方法。

4.實驗操作技巧、數(shù)據(jù)處理和誤差分析的方法。

5.團隊合作完成實驗，并撰寫實驗報告。

-解釋電源電動勢和內阻的概念，并了解它們在電路中的作用。

-應用閉合電路歐姆定律進行電路分析，測定電源電動勢和內阻。

-正確操作實驗器材，進行實驗數(shù)據(jù)的測量和處理。

-分析實驗誤差，掌握控制變量法以減少誤差。

-與小組成員有效合作，完成實驗任務并撰寫實驗報告。

當堂檢測：

為了檢驗學生對本節(jié)課知識點的掌握情況，設計了以下當堂檢測內容：

1.選擇題：

-以下哪個選項正確描述了電源電動勢的概念？

-在閉合電路中，電流I與電源電動勢E和總電阻R之間的關系是什么？

-實驗中，如何通過改變外接電阻來測定電源的電動勢和內阻？

2.填空題：

-電源電動勢的單位是______。

-內阻會影響電源的______和______。

-在閉合電路歐姆定律中，電流I等于______除以總電阻______。

3.簡答題：

-描述測定電源電動勢和內阻的實驗原理。

-解釋為什么在實驗中需要使用控制變量法。

4.實踐題：

-根據(jù)實驗數(shù)據(jù)，繪制電流-電壓圖，并計算出電動勢和內阻的值。

-分析實驗過程中可能出現(xiàn)的誤差，并提出相應的解決措施。

5.合作題：

-以小組為單位，討論并完成實驗報告的撰寫，包括實驗目的、原理、步驟、數(shù)據(jù)、分析、結論等。

教師可以根據(jù)學生的答題情況，及時了解學生對知識點的掌握程度，并對學生的疑問進行解答和指導。通過當堂檢測，不僅能夠鞏固學生的知識，還能夠培養(yǎng)學生的應用能力和團隊合作能力。八、教學反思與改進在這次關于測定電源電動勢和內阻的教學中，我首先關注到了學生對基本概念的理解。我發(fā)現(xiàn)，盡管我在課堂開始時進行了詳細的講解，但部分學生在實驗操作中仍然對電動勢和內阻的概念有些混淆。這提示我，在未來的教學中，我需要更加注重基本概念的反復講解，并設計一些簡單的練習，讓學生在實際操作中加深對概念的理解。

其次，在實驗操作環(huán)節(jié)，我發(fā)現(xiàn)部分學生對于電路圖的連接和實驗儀器的使用存在困難。這表明我需要在實驗前對學生進行更加詳細的操作指導，并考慮增加一些示范操作的視頻，以便學生在預習時就能對實驗步驟有更直觀的了解。

另外，在數(shù)據(jù)處理和誤差分析方面，我發(fā)現(xiàn)學生對于實驗數(shù)據(jù)的處理不夠熟練，對于誤差的分析也不夠深入。這提示我，在未來的教學中，我需要加強對數(shù)據(jù)處理方法的講解，并設計一些練習，讓學生在實際操作中掌握數(shù)據(jù)處理的方法。同時，我還需要加強對誤差來源的講解，并引導學生運用控制變量法來減少誤差。板書設計①條理清楚、重點突出、簡潔明了：

-重點知識點：

1.電源電動勢的概念與定義

2.內阻的概念與影響

3.閉合電路歐姆定律

4.電源電動勢和內阻的測定方法

5.實驗數(shù)據(jù)的處理和誤差分析

6.實驗操作技巧與注意事項

7.團隊合作與實驗報告撰寫

-重點詞句：

-"電動勢：電源內部非靜電力做功的能力"

-"內阻：電源內部存在的電阻"

-"閉合電路歐姆定律：I=E/(R+r)"

-"測定電動勢和內阻：通過測量不同外接電阻下的電流和電壓"

-"數(shù)據(jù)處理：圖示法或解析法"

-"誤差分析：分析誤差來源，減少誤差"

②藝術性和趣味性：

-使用彩色粉筆，突出重點知識點和詞句，增加視覺吸引力。

-設計有趣的插圖或符號，如電池圖標、電路圖符號等，增加趣味性。

-使用圖表、流程圖等形式，直觀展示實驗步驟和數(shù)據(jù)處理方法。

-在板書設計中融入與電源電動勢和內阻相關的趣味小故事或應用實例，激發(fā)學生興趣。典型例題講解例題1：

題目：一個電池的電動勢為1.5V，內阻為0.5Ω。如果將這個電池與一個2Ω的外接電阻相連，求電路中的電流和電源兩端的電壓。

解答：根據(jù)閉合電路歐姆定律，電流I=E/(R+r)。將已知數(shù)值代入公式得到：I=1.5V/(2Ω+0.5Ω)=1.5V/2.5Ω=0.6A。電源兩端的電壓U=I*R=0.6A*2Ω=1.2V。

例題2：

題目：一個電池的電動勢為3V，內阻為1Ω。如果將這個電池與一個5Ω的外接電阻相連，求電路中的電流和電源兩端的電壓。

解答：同樣根據(jù)閉合電路歐姆定律，電流I=E/(R+r)。將已知數(shù)值代入公式得到：I=3V/(5Ω+1Ω)=3V/6Ω=0.5A。電源兩端的電壓U=I*R=0.5A*5Ω=2.5V。

例題3：

題目：一個電池的電動勢為2V，內阻為0.2Ω。如果將這個電池與一個1Ω的外接電阻相連，求電路中的電流和電源兩端的電壓。

解答：根據(jù)閉合電路歐姆定律，電流I=E/(R+r)。將已知數(shù)值代入公式得到：I=2V/(1Ω+0.2Ω)=2V/1.2Ω=1.67A。電源兩端的電壓U=I*R=1.67A*1Ω=1.67V。

例題4：

題目：一個電池的電動勢為4V，內阻為2Ω。如果將這個電池與一個3Ω的外接電阻相連，求電路中的電流和電源兩端的電壓。

解答