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視頻標簽：電動勢和內阻
所屬欄目：高中物理優質課視頻
視頻課題：高中物理人教版選修《測定電池的電動勢和內阻》陜西省優課
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高中物理人教版選修《測定電池的電動勢和內阻》陜西省優課
《測定電池的電動勢和內阻》教學設計
【教學目標】 1.知識與技能：
（1）理解和掌握測量電池電動勢和內阻的實驗原理；
（2）根據實驗原理能選擇合適的儀器正確設計實驗電路實驗； （3）理解并掌握處理物理實驗數據的科學方法。 2.過程與方法：
（1）引導學生參與討論設計方案、選擇合適儀器設計電路進行實驗，開闊思路，激發物理學習興趣；
（2）體驗實驗研究中獲取數據、分析數據、尋找規律的科學思維方法；
（3）引導同學互動、師生互動交流，感受問題情境，共同體驗探究規律的喜悅，共創愉快高效的人文課堂。 3.情感態度與價值觀：
（1）主動培養將所學知識應用于實踐的勇氣，主動探究實現知識的遷移； （2）培養敢于質疑的習慣、嚴謹求實的科學態度和不斷求索的頑強精神； （3）使學生理解和掌握運用實驗手段處理物理問題的基本程序和技能； （4）培養學生觀察能力、辯證思考等思維能力和操作能力等。 【教學重點】
測定電池的電動勢和內阻的原理 ，實驗方案設計、實驗及實驗數據處理。 【教學難點】
測定電池的電動勢和內阻的實驗方案設計及實驗數據收集處理。 【流程設計】
【教學資源】
教材；待測干電池，待測鉛蓄電池，雙量程電流表（0-0.6A-3A），雙量程電壓表（0-5V-15V），電阻箱、滑動變阻器(0-10kΩ)、開關、導線若干組,制作水果電池的水果（蘋果，橙子及土豆）；電腦、投影儀、課件、課件翻頁器等。
觀察電池 導入課題 小組討論 展示交流 小結歸納 學生實驗 教師指導 討論交流 小結追問 引發思考 分享成果 評價歸納 選擇器材 分組實驗 探究方案 展示交流 聯系生活 倡導環保
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【教學過程】
一．觀察電池、導入課題： 教師：首先引導學生觀察不同的待測電池，然后聯系實際強調電池在日常生活中的重要應用，明確學習探究的主要任務：測定電池的電動勢和內阻的實驗方案設計、實驗、數據收集處理等，引入探究學習課題——測定電池的電動勢和內阻。
引導學生分析實驗測量原理，有閉合電路歐姆定律及推導式提出三種不同的策略思路。
學生：由閉合電路歐姆定律
及推導式
和
可得三
種不同的測量思路，分別命名為安阻法，伏安法及伏阻法。 二．探究方案、展示交流：
1．教師引導：引導學生討論不同的測量方法涉及的器材選擇和電路設計 2．小組討論： 學生：在討論具體方法的測定電池電動勢和內阻的實驗方案，探討得到較為準確電池電動勢和內阻的數據搜集、處理的方法。
討論選擇自己小組所需的器材，依據已學的全電路的有關規律，討論設計的各種測定電池電動勢和內阻的原理實驗方案與數據搜集、處理的方法。 教師:巡視參與學生討論。 3．展示交流：
學生根據提供器材，經小組討論后，展示測定電池的電動勢和內阻實驗的典型方案和數據搜集、處理的方法。 4．小結歸納：
歸納典型實驗設計和數據處理的方案。 （1）典型實驗設計方案：
方案一：伏安法：利用電壓表和電流表測定電池電動勢和內阻 原理：E=U+Ir
所需器材：待測電池，電壓表，電流表，滑動變阻器，開關，導線若干
方案二：安阻法：利用電流表和電阻箱測定電池電動勢和內阻
原理：E=IR+Ir
所需器材：待測電池，電流表，電阻箱，開關，導線若干
方案三：伏阻法：利用電壓表和電阻箱測定電池電動勢和內阻
原理：E=U+Ur/R
所需器材：待測電池，電壓表，電阻箱，開關，導線若干
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（2）數據處理的方案： 方法一：代數法：
伏安法:改變連入電路的阻值，從電流表和電壓表中讀取多組（I、U）的值，由兩組所測量的數據代入U = E−Ir可聯立求解E和r的值。同理，據其它多組數據同理計算出對應的E、r值，求E、r的平均值.即為所測電源的電動勢和內阻。
安阻法:改變連入電路的阻值，從電流表和電壓表中讀取多組（I、R）的值，由兩組所測量的數據代入E=IR+Ir可聯立求解E和r的值。同理，據其它多組數據同理計算出對應的E、r值，求E、r的平均值.即為所測電源的電動勢和內阻。
伏阻法:改變連入電路的阻值，從電流表和電壓表中讀取多組（I、R）的值，由兩組所測量數據代入E=U+Ur/R可聯立求解E和r的值。同理，據其它多組數據同理計算出對應的E、r值，求E、r的平均值.即為所測電源的電動勢和內阻。
方法二：解析圖像法：(圖略)
伏安法解析式： U=-Ir+E 安阻法解析:
伏阻法解析式:
三．選擇器材、分組實驗：
教師：通過微課展示，教給學生制作水果電池的基本方法。實驗前引導學生思考實驗有關注意事項，明確實驗任務；實驗中教師全面觀察學生實驗情況，糾正學生操作不足，指導學生實驗；實驗后期提醒學生完善實驗表格、整理實驗器材、做好展示準備。
學生：做好實驗分工，按照實驗方案選擇合適實驗器材，正確連接實驗電路。檢查無誤后有序實驗，做好數據搜集、記錄。按照處理實驗數據的各種方法處理實驗數據。
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選擇器材：根據測定電池電動勢和內阻的設計方案，選擇所需器材，估算并根據有關參數選擇電流表、電壓表的量程，并選取總阻值配套的滑動變阻器或變阻箱，開關及導線。
連接電路：根據原理圖連接電路圖，注意檢查電表量程、正負極性、連人電路電阻阻值、開關閉合狀況等。 數據收集：閉合開關，調節滑動變阻器或電阻箱，使電流表或電壓表有明顯示數，記錄一組電表的示數，用同樣的方法測量并記錄6—8組數據。所讀數據有效位數要符合讀數規則，記錄在設計合理的表格中。 整理器材：斷開開關，收拾整理好器材。
處理數據：用excel軟件處理實驗數據，得到電池電動勢和內阻的實驗結果，并對結果進行分析. 實驗數據記錄表：（附在學生學案后） 物理量/
單位
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四、分享成果、評價歸納：
學生：分組展示實驗成果。各小組將本組討論的典型數據處理方案在全班展示、同學質疑討論交流。展示實驗數據記錄表，公式法、圖像法處理得到的實驗結果，其它同學質疑交流討論。
教師：參與質疑、討論、交流并點評，待學生展示后，對典型實驗方案、數據處理方案及實驗結果進行評價。 五、小結追問、引發思考：
學生：在教師引導下及時對探究學習內容進行小結。 教師：在師生互動交流基礎上，引導學生思考其它各種不同的測定電池電動勢和內阻的實驗方案。同時，在強調多次測量求平均值、圖像法擬合減小誤差的基礎上，對于實驗分析系統誤差存在的影響，將于下節課中再討論，引發學生思考。 六、聯系生活、倡導環保： 師生討論，達成共識：
解決問題往往有多種方法， 要培養多角度思考問題的習慣！ 電池的應用很廣泛，但廢舊電池的潛在危害很大！
我國是世界上頭號干電池生產和消費大國，有資料表明，我國有1400多家電池生產企業，干電池的生產量早已超過美國躍居世界第一，接近全世界一半。 如此龐大的電池數量，污染應引起大家的高度重視！讓每個廢舊電池不去破壞污染我們生存的環境，必要且緊迫！
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