实验：测定电池的电动势和内阻

1、实验：测定电池的电动势和内阻教学设计 天津四中 王念举一、学情分析学生在前面刚刚学习了“闭合电路的欧姆定律”，这正是本节实验原理的理论基础，但学生应用理论设计具体电路的能力不强，需在老师的引导下，得到实验方案；学生做过一些电学实验，对电学实验的实验步骤及注意事项比较清楚；对于数据处理，学生以前用到过描点法。二、学习内容分析本节教学中主要让学生自己根据已经学过的闭合电路欧姆定理相关知识，把学过的知识更灵活地应用于实际，通过自己的探索，掌握测电池电动势和内阻的方法，同时通过实验练习电学实验的操作技能，学会图象法处理数据的方法。三、教学目标（一）知识与技能1、掌握测定电池的电动势和内阻的实验原理和实

2、验方案。2、学会用图象法处理实验数据。（二）过程与方法经过简单变形推导，得出实验原理，并根据实验原理确定实验方案（实验电路）和实验仪器，测得数据后选择科学的数据处理方式，使学生体会应用理论解决具体问题的过程，学习科学的实验方法。（三）情感、态度与价值观培养学生利用已有的知识解决具体问题的意识，锻炼学生思维能力和操作能力，提高学生对物理学习的动机和兴趣。四、重难点分析重点：实验原理，图像法处理数据。难点：图像法处理数据的数学依据，及图像所能体现的物理信息。五、信息技术及其他学习资源的应用实物投影：展示学生设计的实验方案（实验电路图），提升学生自豪感和自信心。PPT：提醒实验步骤和注意事项，因字数

3、较多，比起板书，可以节约很多时间。 六、教学流程图回顾闭合电路的欧姆定律并变形由变形公式对应得出三个实验方案巩固练习，拓展提高反馈练习，学以致用结束学生自己动手测量数据并记录知识总结，谈收获实验实施数据处理 小结对比平均值法与图像法根据某实验方案电路图，让学生设计实验步骤，并说出每步需要注意的事项教学引入实验原理及实验方案实验步骤及注意事项 七、教学过程1.教学引入师：前面我们学习了闭合电路的欧姆定律，它的表达式是什么？生：I=ER+r师：由这个表达式，大家开动脑筋，共能演变成多少种不同的写法？要求新的写法中必须含有1个E和1个r。请每组派一个代表，说一个结果。甲：E=I(R+r)乙：E=U外

4、+Ir 丙：E=U外+U外Rr2. 实验原理及实验方案师：我们这次实验的目的就是测电池的电动势和内阻，刚才三位同学的表达式中都包含有E和r，只要测出表达式中其他未知量就可以求解E和r了。需要提醒大家的是，要想求解E和r，至少需要两个方程，就至少要测出两组不同的数据，因此测量过程中要有能改变电路的元器件。大家想到比较常用的元器件是什么？生：滑动变阻器或电阻箱。师：很好，他们都能起到改变电路总电阻从而改变其他物理量的作用，电阻箱优点是能读出接入电路的电阻值。下面，三个组的同学针对自己的表达式，设计电路，测量除E和r以外的其他未知量。教学活动：分组讨论，得出最终结果，投影展示。甲：乙：丙：3实验步骤

5、与注意事项师：如果选用乙组的方案，测量一个旧干电池的电动势和内阻，请大家设计实验步骤。生：连接电路； 闭合开关，接通电路,测量并记录；断开开关，拆除电路，整理器材；处理记录的数据,求出电源的E和r。师：四个环节分别有哪些注意事项?生：开始开关应处于断开状态,滑动变阻器阻值调到最大的一端； 调节滑动变阻器滑片的位置，多读出几组电流I、电压U的值；先断开，再拆除；列出若干组联立方程，求出若干组E和r，最后取平均值减小误差。4.实验实施师：请同学们根据实验步骤及注意事项，开始做实验。5.误差分析及数据处理师：实验一般都存在误差，误差包含系统误差和偶然误差，这个实验方案的系统误差和偶然误差是什么？如何

6、消除？生：系统误差：电流表内接会分压，解决办法是减小电流表内阻。 偶然误差：测量误差，解决办法是多次测量求平均值。师：在数据处理时，求平均值是减小偶然误差的常用办法，还有一种方法今天要重点介绍，就是图像法，它在减小偶然误差时更有效。同学们以I为横坐标，以U为纵坐标建立直角坐标系，把测量的几组I、U数据在坐标系中描点，会发现什么？生：（学生描点后）几乎落在一条直线上。师：请大家用一条直线拟合这些数据，使尽量多的点落在这条直线上，不在直线上的点大致均衡分布在直线两侧，剔除明显错误的数据。并从数学函数的角度解释这些点分布在一条直线上的原因及斜率和截距所代表的含义。生：U=-Ir+E ，因r和E为定值，故U与I成一次函数关系，且直线的斜率为-r，与纵轴截距为E。师：为什么说他在减小误差时更有效？生：他剔除了明显错误的数据。6.总结根据闭合电路的欧姆定律，可以得出三种不同的实验方案；注意电学实验的规范性；数据处理时减小偶然的方法有平均值法和图像法，二者的对比。八、教学反思采用启发式教学，引导学生主动得出结论，而不是被动接受：如实验原理的得出，先从表达式变形入手，对应着得到三种实验方案，学生更易明白为什么会是这样的三种方案。在实验原理得出后，让学生自己根据电路图设计实验步骤，并回想每个实验步骤的注