《測(cè)量電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻》

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1、 《測(cè)量電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻》 教案及教學(xué)設(shè)計(jì) 學(xué) 科： 物 理 年 級(jí)： 高 三 課 型： 復(fù) 習(xí) 課 授課內(nèi)容： 測(cè)量電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻 授課教師： 朱 蕓 2013年12月18日 《測(cè)量電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻》教案及教學(xué)設(shè)計(jì) 貴陽(yáng)一中 朱蕓 教學(xué)課題 測(cè)量電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻 任務(wù)分析 《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)》中“對(duì)學(xué)生科學(xué)探究及物理實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ幕疽蟆?，有以下要求?、提出問(wèn)題—

2、—能發(fā)現(xiàn)與物理學(xué)有關(guān)的問(wèn)題，從物理學(xué)的角度較明確地表述這些問(wèn)題，認(rèn)識(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題和提出問(wèn)題的意義2、猜想與假設(shè)——對(duì)解決問(wèn)題的方式和問(wèn)題的答案提出假設(shè)，對(duì)物理實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行預(yù)測(cè)，認(rèn)識(shí)猜想與假設(shè)的重要性。3、制定計(jì)劃與設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)——知道實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵延袟l件，制定實(shí)驗(yàn)方案，嘗試選擇實(shí)驗(yàn)方法及所需要的裝置與器材，考慮實(shí)驗(yàn)的變量及其控制方法，認(rèn)識(shí)制定計(jì)劃的作用。4、進(jìn)行數(shù)據(jù)與收集證據(jù)——用多種方式收集數(shù)據(jù)，按說(shuō)明書(shū)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，會(huì)使用基本的實(shí)驗(yàn)儀器，如實(shí)記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，知道重復(fù)收集實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的意義，具有安全操作的意識(shí)，認(rèn)識(shí)科學(xué)收集實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的重要性。5、分析與論證——對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，嘗試根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和數(shù)據(jù)得出

3、結(jié)論，對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行解釋和描述，認(rèn)識(shí)在實(shí)驗(yàn)中進(jìn)行分析論證是很重要的。6、評(píng)估——嘗試分析假設(shè)與實(shí)驗(yàn)結(jié)果間的差異，注意探究活動(dòng)中未解決的矛盾，發(fā)現(xiàn)新的問(wèn)題，吸取經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，改進(jìn)探究方案，認(rèn)識(shí)評(píng)估的意義。7、交流與合作——能寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)探究報(bào)告，在合作中注意既堅(jiān)持原則又尊重他人，有合作精神，認(rèn)識(shí)交流與合作的重要性。 重點(diǎn) 難點(diǎn) 1、分析兩種電路圖誤差來(lái)源 2、明確測(cè)量值與真實(shí)值間差異 學(xué)情分析 該實(shí)驗(yàn)為高考考綱要求實(shí)驗(yàn)，也是歷年高考熱點(diǎn)考察實(shí)驗(yàn)，但是學(xué)生在做題時(shí)，往往無(wú)法把握變式后的題型，其主要原因在于學(xué)生對(duì)該實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)?zāi)康牟幻鞔_，不能作出正確的實(shí)驗(yàn)電路圖，不清楚兩種測(cè)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(diǎn)就集中在幫助學(xué)生認(rèn)清實(shí)驗(yàn)原理，對(duì)兩種電路圖正確進(jìn)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(shí)提高學(xué)生在該實(shí)驗(yàn)部分的學(xué)習(xí)力。 課時(shí)目標(biāo) 1、明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 2、明確誤差來(lái)源 3、由誤差分析區(qū)別兩種電路圖的異同 課時(shí)安排 1課時(shí) 教學(xué)程序設(shè)計(jì) 教學(xué) 步驟 教 學(xué) 過(guò) 程 設(shè)計(jì) 思路 知識(shí)回顧 完善實(shí)驗(yàn)過(guò)程 激發(fā) 思考 教師總結(jié)

5、 創(chuàng)設(shè)情景 激發(fā)思考 類(lèi)比分析 課后思考 【提問(wèn)1】 在我們所學(xué)知識(shí)中，哪個(gè)原理可以幫助我們求解電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻？ 閉合電路歐姆定律： 說(shuō)明： 1、明確各物理意義：E為電源電動(dòng)勢(shì)，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(gè)未知量，若回路中還含有其他未知量，則該方程無(wú)法進(jìn)行求解。

6、 【提問(wèn)2】 現(xiàn)在我們是打算在實(shí)驗(yàn)中測(cè)得電源電動(dòng)勢(shì)，應(yīng)用原理就是閉合電路歐姆定律，請(qǐng)問(wèn)如何獲得U1、I1、U2、I2？試思考需要用到哪些實(shí)驗(yàn)儀器？ 利用電壓表測(cè)U，利用電流表測(cè)I，滑動(dòng)變阻器R，待測(cè)電源，開(kāi)關(guān)一個(gè)，導(dǎo)線若干。 現(xiàn)在請(qǐng)各位同學(xué)以學(xué)習(xí)小組為單位，利用剛才所提到的儀器，設(shè)計(jì)一個(gè)電路可以測(cè)量電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻。 電壓表測(cè)U，電流表測(cè)I，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R多次測(cè)量，代入U(xiǎn)1、I1、U2、I2，解二元一次方程，即可解得E和r。 最后進(jìn)行誤差分析 【學(xué)生活動(dòng)】 【思考】 1、如果兩個(gè)表都是理想表，請(qǐng)問(wèn)兩種電路測(cè)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(cè)量值與真實(shí)值間有何偏差？ 請(qǐng)小組代表就剛才思考問(wèn)題進(jìn)行回答，有不恰當(dāng)處或有待完善之處請(qǐng)同組成員補(bǔ)充，也可請(qǐng)其他小組補(bǔ)充、修正。 【教師分析】 【引導(dǎo)一】 根據(jù)誤差來(lái)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(jì)算電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的表達(dá)式為：； 圖2誤差源自于電壓表不是路端電壓，則真正用于計(jì)算電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的表達(dá)式為：。 式中、為真實(shí)值，可以利用解二元一次方程組的方法，求出、，對(duì)比E、r，則可明確測(cè)量值與真實(shí)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(jiǎn)便的思路來(lái)進(jìn)行誤差分析？（提示：等效電源） 圖1分析 其中等效電源電動(dòng)勢(shì)E等和內(nèi)阻為r等： E等 = E真 r等 = 結(jié)論： E測(cè) = E等 < E真 r測(cè) = r等< r真 圖2分析 其中等效電源電動(dòng)勢(shì)E等和內(nèi)阻為r等： E等 = E真 r等 = 結(jié)論： E測(cè) = E等 = E真 r測(cè) = r等 ＞ r真 兩個(gè)實(shí)驗(yàn)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(duì)誤差大，因此在

9、教材中以圖1作為測(cè)量電路圖。 【擴(kuò)展思考】 若在圖1中沒(méi)有電流表怎么辦？或者圖2中沒(méi)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(dòng)】 就擴(kuò)展思考題，學(xué)生以學(xué)習(xí)小組為單位展開(kāi)討論，后小組代表回答，其他小組進(jìn)行補(bǔ)充、修正。 【引導(dǎo)】 以圖1缺少電流表為例 目標(biāo)：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(gè)電流表 2、已知內(nèi)阻的電壓表也可等效為一個(gè)電流表 （為了多次測(cè)量的目的，一般選擇電阻箱，作為已知電阻等效電流表） 類(lèi)比： 若缺少電壓表時(shí)，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(cè) = E等 < E真 r測(cè) = r等< r真 A E測(cè) = E等 = E真 r測(cè) = r等 ＞ r真 【課后思考】 1、還可以用圖像法求的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻？方法如何？ 2、圖像中橫、縱坐標(biāo)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(cè)量值與真實(shí)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(shí)驗(yàn)?zāi)康暮蛯?shí)驗(yàn)原理 明確實(shí)驗(yàn)儀器 設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)電路 學(xué)生通過(guò)對(duì)比思考、小組討論、自評(píng)和互評(píng)的方式，達(dá)到知識(shí)生成，思路反饋，養(yǎng)成自主探究的學(xué)習(xí)習(xí)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(jì)打基礎(chǔ)。 延伸思考，探尋多種數(shù)據(jù)處理方法。