《第4节闭合电路的欧姆定律》教学设计(广东省市级优课)x-物理教案

通过实验与Excel操作复习《闭合电路的欧姆定律》教学设计一教学目标1．知道闭合电路的欧姆定律及相关实验，进一步感受电源路端电压随电流变化的关系．2．学会根据图象合理进行数据处理的方法，利用电脑软件（Excel表格制作）处理数据3．尝试分析电源电动势和内阻的测量误差，了解测量中减小误差的方法．二．学情分析在前面的学习中，学生们自己已学习了闭合电路欧姆定理E=U+Ir等相关知识，但对于测定电源的电动势和内阻方法还缺乏较好的总结，且对于图象法处理数据，方法较为单一，暂时不会利用电脑软件（Excel表格制作）处理数据，但这正是学生感兴趣的内容，通过学生自己的探索，不但把学过的知识应用于实际还可以激发他们的创新精神。三教材分析本节课是高中物理选修2—1的第一章第四节，这节课内容是在复习闭合电路的欧姆定律，测量电源的电动势与内阻，电源的特性主要由电动势与内阻来描述，因此测量电动势和内阻对于合理使用电源具有重要的意义，这一节在它的基础上，从实用的角度向学生提出了新的问题，即怎样简洁的测量电源的电动势与内阻？只有设计合理的实验电路，选择必要的实验器材，科学的处理数据，才能得到满意的结果。本节课主要总结用伏安法测量电源的电动势与内阻的电路以及一种新的处理实验数据的方法——用图象法处理实验数据。重点是：实验方案的获取与利用电脑软件（Excel表格制作）处理数据。难点是如何利用图线得到结论以及实验误差的分析。四授课内容（一）、复习导入（二）、科学探究♥在观察中提出物理问题 AVSAVSR观察：实验视频。。。思考1：求电动势E和内阻r的方法有哪些?♥利用信息手段处理实验数据的能力例.一位同学记录的6组数据见表。试根据这些数据在下图中画出U—I图线，并根据图线读出电池的电动势E=，电池的内阻r=Ω.UU/I/那么，除了手工描点画线，有没有更准确的画图方法呢？利用Excel处理数据师生同做。。。。。。 思考2：实验误差有哪些?1.偶然误差(1)由于电表读数不准引起误差.(2)用图象法求E和r时，由于作图不准确造成的误差.(3)测量过程中通电时间过长或电流过大，都会超越E、r变化.2.系统误差(1)若采用甲图，其U­I图象如图乙所示.由于电压表的分流作用造成误差.(2)若采用丙图，其U­I图象如图丁所示.由于电流表的分压作用造成误差.①E为真实值.②I短测<I短真.③因为r测＝EI短测，所以r测>r真，r测和RA的串联值，由于通常情况下电池的内阻较小，所以这时r测的误差非常大.♥对探究过程进行反思1.可选用旧电池：为了使电路的路端电压变化明显，电池的内阻宜大些，可选用已使用过一段时间的1号干电池.2.电流不要过大，读数要快：干电池在大电流放电时，电动势E会明显下降，内阻r会明显增大，故长时间放电不宜超过0.3A，短时间放电不宜超过0.5A.因此，实验中不要将I调得过大，读电表要快，每次读完立即断电.3.干电池内阻较小时路端电压U的变化也较小，即不会比电动势小很多.这种情况，在画U­I图线时纵轴的刻度可以不从零开始，而是根据测得的数据从某一个恰当值开始(横坐标I必须从零开始).此时，图线与横轴的交点横坐标不再表示短路电流，但是直线斜率的绝对值仍然表示电池的内阻.4.测出不少于6组(I，U)数据，且变化范围要大些.画U­I图线时，要使较多的点落在这条直线上，不在直线上的点要尽量均匀分布在直线的两侧，个别偏离直线太远的点可舍去不考虑，以减小偶然误差.（三）、明确考向考向1对实验原理和误差的考查[典例1]根据闭合电路的欧姆定律的原理，在测量一节干电池电动势E和内阻r的实验中，小明设计了如图甲所示的实验电路.甲乙(1)根据图甲所示实验电路，请在图乙中用笔画线代替导线，完成实物图的连接.(2)实验开始前，应先将滑动变阻器的滑片P移至(填“a”或“b”)端.(3)合上开关S1，S2接图甲中的1位置，改变滑动变阻器的阻值，记录下几组电压表示数和对应的电流表示数；S2改接图甲中的2位置，改变滑动变阻器的阻值，再记录下几组电压表示数和对应的电流表示数.在同一坐标系内分别描点作出电压表示数U和对应的电流表示数I的图象，如图丙所示，两直线在纵轴上的截距分别为UA、UB，与横轴的截距分别为IA、IB.丙S2接1位置时，作出的U－I图