1、 测量电源电动势和内阻 教案及教学设计 学 科： 物 理 年 级： 高 三 课 型： 复 习 课 授课内容： 测量电源电动势和内阻 授课教师： 朱 芸 2013 年 12 月 18 日 测量电源电动势和内阻教案及教学设计 贵阳一中 朱芸 教学课题 测量电源电动势和内阻 任务分析 普通高中物理课程标准 中“对学生科学探究及物理实验能力的基本 要求”，有以下要求： 1、提出问题 能发现与物理学有关的问题，从物理学的角度较明确地表述这些问题，认识发现问题和提出问题的意义 2、猜想与假设 对解决问题的方式和问题的答案提出假设，对物理实验结果进行预测，认识猜想与假设的重要性。 3、制定计划与设计实验 知
2、道实验目的和已有条件，制定实验方案，尝试选择实验方法及所需要的装置与器材，考虑实验的变量及其控制方法，认识制定计划的作用。 4、进行数据与收集证据 用多种方式收集数据，按说明书进行实验操作，会使用基本的实验仪器，如实记录实验数据，知道重复收集实验数据的意义，具有安全操作的意识，认识科学收集实验数据的重要性。 5、分析与论证 对实验数据进行分析处理，尝试根据实验现象和数据得出结论，对实验结果进行解释和描述，认识在实验中进行分析论证是很重要的。 6、评估 尝试分析假设与实验结果间的差异，注意探究活动中未解决的矛盾，发现新的问题，吸取经验教训，改进探究方案，认识评估的意义。 7、交流与合作 能写出实
3、验探究报告，在合作中注意既坚持原则又尊重他人，有合作精神，认识交流与合作的重要性。 重点 难点 1、分析两种电路图误差来源 2、 明确测量值与真实值间差异 学情分析 该实验为高考考纲要求实验，也是历年高考热点考察实验，但是学生在做题时，往往无法把握变式后的题型，其主要原因在于学生对该实验的实验目的不明确，不能作出正确的实验电路图，不清楚两种测量电路图的误差分析，而导致不能正确分析试题，本节课的重点就集中在帮助学生 认清 实验原理， 对两种电路图正确进行 误差分析， 明确两者的区别 ，并在此基础上拓展，以便切实提高学生在该实验部分的学习力。 课时目标 1、明确实验目的 2、明确误差来源 3、由误
4、差分析区别两种电路图的异同 课时安排 1 课时 教学程序设计 教学 步骤 教 学 过 程 设计 思路 知识回顾 完善实验过程 【提问 1】 在我们所学知识中， 哪 个原理可以帮助我们求解电源电动势和内阻？ 闭合电路欧姆定律： IrUE 说明： 1、 明确各物理意义： E 为电源电动势， U为路端电压， I 为干路电流， r 为电源内阻。 2、 分别带入两组 U、 I，则解方程求的 E 和 r。 3、该方程是二元一次方程，只能求解两个未知量，若回路中还含有其他未知量，则该方程无法进行求解。 【提问 2】 现在我们是打算在实验中测得电源电动势，应用原理就是闭合电路欧姆定律，请问如何获得 U1、 I
5、1、 U2、 I2？试思考需要用到哪些实验仪器？ 利用电压表测 U，利用电流表测 I，滑动变阻器 R，待测电源，开关一个，导线若干。 现在 请各位同学 以学习小组为单位， 利用刚才所 提到的仪器，设计一个电路可以测量电源的电动势和内阻 。 电压表测 U，电流表测 I，调节滑动变阻器 R 多次测量，代入 U1、 I1、 U2、 I2，解二元一次方程，即可解得 E 和 r。 最后进行误差分析 明确实验目的和实验原理 明确实验仪器 设计实验电路 激发 思考 教师总结 【学生活动】 【思考】 1、如果两个表都是理想表，请问两种电路测得结果是否一样？ 2、如果不是理想表，两种方法有何区别？ 系统误差产生
6、于何处？ 3、误差导致测量值与真实值间有何偏差？ 请小组代表就刚才思考问题进行回答，有不恰当处或有待完善之处请同组成员补充，也可请其他小组补充、修正。 【教师 分析 】 【引导一】 根据误差来源分析 ： 图 1 误差 源自于电流表不是干路电流，则真正用于计算电动势和内阻的表达式为： 00 )( rIIUE VA ； 图 2 误差源自于电压表不是路端电压，则真正用于计算电动势和内阻的表达式为： 00 )( IrUUE AV 。 式中 0E 、 0r 为真实值， 可以利用解二元一次方程组的方法，求出 0E 、 0r ，对比 E、 r，则可明确测量值与 真实值间差异。 （此处只做引导思考，不做演算）
7、 【引导二】上述方法可行，但复杂、不易算，能不能有更简便的思路来进行误差分析？（提示：等效电源） 图 1 分析 其中等效电源电动势 E 等 和内阻为 r 等 ： E 等 = rRRVVE 真 r 等 = rR rRVV结论： E 测 = E 等 E 真 学生通过 对比思考、小组讨论、自评和互评的方式，达到知识生成，思路反馈，养成自主探究的学习习惯。 教师以提示方式为主，引导学生将自主关系明确化，并系统创设情景 激发思考 r 测 = r 等 r 真 图 2 分析 其中等效电源电动势 E 等 和内阻为 r 等 ： E 等 = E 真 r 等 = rRA 结论： E 测 = E 等 = E 真 r
8、测 = r 等 r 真 两个实验电路图都存在系统误差，但是在图 2 中得到的内阻 r，其相对误差大，因此在教材中以图 1 作为测量电路图。 【扩展思考】 若在图 1 中没有电流表怎么办？或者图 2 中没有电压表怎么办？另有定值电阻、电阻箱 可供选择。 【学生活动】 就扩展思考题，学生以学习小组为单位展开讨论，后小组代表回答，其他小组进行补充、修正 。 【引导】 以图 1 缺少电流表为例 目标： 用已有仪器构建电流表 思路： 能够知道电流的仪器都可以用作电流表。 方法： 1、已知阻值的电阻在已知电压情况下，可等效一个电流表 2、已知内阻的电压表也可等效为一个电流表 （为了多次测量的目的，一般选择
9、电阻箱，作为已知电阻等效电流表） 化 。 拓展思路，为高考电路创新设计打基础。 类比分析 课后思考 类比： 若缺少电压表时，用已有仪器构建电压表，同理，已知阻值的电阻和已知内阻的电流表都可以构建电压表。 创新电路图 E 测 = E 等 E 真 r 测 = r 等 r 真 E 测 = E 等 = E 真 r 测 = r 等 r 真 【课后思考】 1、还可以用图像法求的电动势和内阻？方法如何？ 2、图像中横、纵坐标的物理意义如何？用什么表示 E 和 r？ 3、图像法中如何表示测量值与真实值间偏差？ 4、若可用仪器中只有定值电阻，还可以用哪些方法求得 E 和 r？ 延伸思考，探寻多种数据处理方法。 V A
