《測量電源電動勢和內(nèi)阻》

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1、 《測量電源電動勢和內(nèi)阻》 教案及教學(xué)設(shè)計 學(xué) 科： 物 理 年 級： 高 三 課 型： 復(fù) 習 課 授課內(nèi)容： 測量電源電動勢和內(nèi)阻 授課教師： 朱 蕓 2013年12月18日 《測量電源電動勢和內(nèi)阻》教案及教學(xué)設(shè)計 貴陽一中 朱蕓 教學(xué)課題 測量電源電動勢和內(nèi)阻 任務(wù)分析 《普通高中物理課程標準》中“對學(xué)生科學(xué)探究及物理實驗?zāi)芰Φ幕疽蟆保幸韵乱螅?、提出問題—

2、—能發(fā)現(xiàn)與物理學(xué)有關(guān)的問題，從物理學(xué)的角度較明確地表述這些問題，認識發(fā)現(xiàn)問題和提出問題的意義2、猜想與假設(shè)——對解決問題的方式和問題的答案提出假設(shè)，對物理實驗結(jié)果進行預(yù)測，認識猜想與假設(shè)的重要性。3、制定計劃與設(shè)計實驗——知道實驗?zāi)康暮鸵延袟l件，制定實驗方案，嘗試選擇實驗方法及所需要的裝置與器材，考慮實驗的變量及其控制方法，認識制定計劃的作用。4、進行數(shù)據(jù)與收集證據(jù)——用多種方式收集數(shù)據(jù)，按說明書進行實驗操作，會使用基本的實驗儀器，如實記錄實驗數(shù)據(jù)，知道重復(fù)收集實驗數(shù)據(jù)的意義，具有安全操作的意識，認識科學(xué)收集實驗數(shù)據(jù)的重要性。5、分析與論證——對實驗數(shù)據(jù)進行分析處理，嘗試根據(jù)實驗現(xiàn)象和數(shù)據(jù)得出

3、結(jié)論，對實驗結(jié)果進行解釋和描述，認識在實驗中進行分析論證是很重要的。6、評估——嘗試分析假設(shè)與實驗結(jié)果間的差異，注意探究活動中未解決的矛盾，發(fā)現(xiàn)新的問題，吸取經(jīng)驗教訓(xùn)，改進探究方案，認識評估的意義。7、交流與合作——能寫出實驗探究報告，在合作中注意既堅持原則又尊重他人，有合作精神，認識交流與合作的重要性。 重點 難點 1、分析兩種電路圖誤差來源 2、明確測量值與真實值間差異 學(xué)情分析 該實驗為高考考綱要求實驗，也是歷年高考熱點考察實驗，但是學(xué)生在做題時，往往無法把握變式后的題型，其主要原因在于學(xué)生對該實驗的實驗?zāi)康牟幻鞔_，不能作出正確的實驗電路圖，不清楚兩種測量電路圖的誤差分析，而

4、導(dǎo)致不能正確分析試題，本節(jié)課的重點就集中在幫助學(xué)生認清實驗原理，對兩種電路圖正確進行誤差分析，明確兩者的區(qū)別，并在此基礎(chǔ)上拓展，以便切實提高學(xué)生在該實驗部分的學(xué)習力。 課時目標 1、明確實驗?zāi)康? 2、明確誤差來源 3、由誤差分析區(qū)別兩種電路圖的異同 課時安排 1課時 教學(xué)程序設(shè)計 教學(xué) 步驟 教 學(xué) 過 程 設(shè)計 思路 知識回顧 完善實驗過程 激發(fā) 思考 教師總結(jié)

5、 創(chuàng)設(shè)情景 激發(fā)思考 類比分析 課后思考 【提問1】 在我們所學(xué)知識中，哪個原理可以幫助我們求解電源電動勢和內(nèi)阻？ 閉合電路歐姆定律： 說明： 1、明確各物理意義：E為電源電動勢，U為路端電壓，I為干路電流，r為電源內(nèi)阻。 2、分別帶入兩組U、I，則解方程求的E和r。 3、該方程是二元一次方程，只能求解兩個未知量，若回路中還含有其他未知量，則該方程無法進行求解。

6、 【提問2】 現(xiàn)在我們是打算在實驗中測得電源電動勢，應(yīng)用原理就是閉合電路歐姆定律，請問如何獲得U1、I1、U2、I2？試思考需要用到哪些實驗儀器？ 利用電壓表測U，利用電流表測I，滑動變阻器R，待測電源，開關(guān)一個，導(dǎo)線若干。 現(xiàn)在請各位同學(xué)以學(xué)習小組為單位，利用剛才所提到的儀器，設(shè)計一個電路可以測量電源的電動勢和內(nèi)阻。 電壓表測U，電流表測I，調(diào)節(jié)滑動變阻器R多次測量，代入U1、I1、U2、I2，解二元一次方程，即可解得E和r。 最后進行誤差分析 【學(xué)生活動】 【思考】 1、如果兩個表都是理想表，請問兩種電路測得結(jié)果是否一樣？ 2、

7、如果不是理想表，兩種方法有何區(qū)別？系統(tǒng)誤差產(chǎn)生于何處？ 3、誤差導(dǎo)致測量值與真實值間有何偏差？ 請小組代表就剛才思考問題進行回答，有不恰當處或有待完善之處請同組成員補充，也可請其他小組補充、修正。 【教師分析】 【引導(dǎo)一】 根據(jù)誤差來源分析： 圖1誤差源自于電流表不是干路電流，則真正用于計算電動勢和內(nèi)阻的表達式為：； 圖2誤差源自于電壓表不是路端電壓，則真正用于計算電動勢和內(nèi)阻的表達式為：。 式中、為真實值，可以利用解二元一次方程組的方法，求出、，對比E、r，則可明確測量值與真實值間差異。 （此處只做引導(dǎo)思考，不做演算） 【引導(dǎo)二】上述方法可行，但復(fù)雜、

8、不易算，能不能有更簡便的思路來進行誤差分析？（提示：等效電源） 圖1分析 其中等效電源電動勢E等和內(nèi)阻為r等： E等 = E真 r等 = 結(jié)論： E測 = E等 < E真 r測 = r等< r真 圖2分析 其中等效電源電動勢E等和內(nèi)阻為r等： E等 = E真 r等 = 結(jié)論： E測 = E等 = E真 r測 = r等 ＞ r真 兩個實驗電路圖都存在系統(tǒng)誤差，但是在圖2中得到的內(nèi)阻r，其相對誤差大，因此在

9、教材中以圖1作為測量電路圖。 【擴展思考】 若在圖1中沒有電流表怎么辦？或者圖2中沒有電壓表怎么辦？另有定值電阻、電阻箱可供選擇。 【學(xué)生活動】 就擴展思考題，學(xué)生以學(xué)習小組為單位展開討論，后小組代表回答，其他小組進行補充、修正。 【引導(dǎo)】 以圖1缺少電流表為例 目標：用已有儀器構(gòu)建電流表 思路：能夠知道電流的儀器都可以用作電流表。 方法：1、已知阻值的電阻在已知電壓情況下，可等效一個電流表 2、已知內(nèi)阻的電壓表也可等效為一個電流表 （為了多次測量的目的，一般選擇電阻箱，作為已知電阻等效電流表） 類比： 若缺少電壓表時，用已有儀器

10、構(gòu)建電壓表，同理，已知阻值的電阻和已知內(nèi)阻的電流表都可以構(gòu)建電壓表。 V 創(chuàng)新電路圖 E測 = E等 < E真 r測 = r等< r真 A E測 = E等 = E真 r測 = r等 ＞ r真 【課后思考】 1、還可以用圖像法求的電動勢和內(nèi)阻？方法如何？ 2、圖像中橫、縱坐標的物理意義如何？用什么表示E和r？ 3、圖像法中如何表示測量值與真實值間偏差？ 4、若可用儀器中只有定值電阻，還可以用哪些方法求得E和r？ 明確實驗?zāi)康暮蛯嶒炘? 明確實驗儀器 設(shè)計實驗電路 學(xué)生通過對比思考、小組討論、自評和互評的方式，達到知識生成，思路反饋，養(yǎng)成自主探究的學(xué)習習慣。 教師以提示方式為主，引導(dǎo)學(xué)生將自主關(guān)系明確化，并系統(tǒng)化。 拓展思路，為高考電路創(chuàng)新設(shè)計打基礎(chǔ)。 延伸思考，探尋多種數(shù)據(jù)處理方法。