《第03节 研究闭合电路》教学设计1

《测量电源电动势和内阻》教学设计教学目标了解并掌握测量电源电动势和内阻的实验原理和实验方法学会用计算法和图像法科学的处理数据通过实验培养学生观察能力、思维能力和操作能力，提高学生对物理学习的动机和兴趣；并培养学生实事求是的科学态度、严谨的逻辑推理和运算能力通过小组合作学习，培养学生团结合作的精神教学重难点重点：伏安法测量电源电动势和内阻的实验方案的设计难点：用图象法处理实验数据教学方法分组实验法、多媒体教学、讲授法教学用具多媒体、手机、相关实验器材课程类型新授课课时安排1课时教学过程引入新课教师：我们已经学习了闭合电路的欧姆定律，请大家写出有关的公式。学生：会议并写出闭合电路欧姆定律公式教师：这节课我们就根据闭合电路的欧姆定律，来测量电源的电动势和内阻新课教学实验目的：学会用伏安法测量电源电动势和内阻，掌握实验原理，会选取实验器材，熟悉实验步骤；掌握测量数据的处理方法，特别是用U-I图象处理数据实验原理小组讨论：通过预习课本内容，结合导学案，讨论用伏安法测量电源电动势和内阻所依据的原理。学生展示：根据闭合电路欧姆定律可得出：E=U+Ir实验器材教师提出问题：现在有两节干电池，要想测其电动势和内阻，你需要什么仪器？学生讨论回答：电压表、电流表、滑动变阻器（电阻箱）、开关、导线实验电路教师：根据你选的器材，设计出实验电路学生讨论后，可以得到多种实验方案，并展示他们的设计方案用电压表、电流表、滑动变阻器测量。如图：原理公式：E=U+Ir用电流表、电阻箱测量。如图：原理公式：E=IR+Ir用电压表、电阻箱测量。如图：原理公式：这几种方法均可测量，今天我们这节课选择第一中测量方案。实验步骤（1）按图1连接好电路．（2）把变阻器的滑片移动到使阻值最大的一端．（3）闭合电键，调节变阻器，使电流表有明显示数．记录一组电流表和电压表的示数，用同样方法测量并记录几组I、U值，并填入表格中．

第1组第2组第3组第4组第5组第6组U/VI/A断开开关，拆除电路，整理好器材．注意事项教师引导学生总结实验中需要注意的事项闭合开关前，滑动变阻器的划片应位移阻值最大值处；示数稳定后，快读快断。数据处理原则上，利用两组数据便可得到结果，但这样做误差会比较大，为此，我们多测几组数据求平均值，也可以将数据描在图上，利用图线解决问题。明确：图线的纵坐标是路端电压，它反映的是：当电流强度I增大时，路端电压U将随之减小，U与I成线性关系，U=E-Ir。也就是说它所反映的是电源的性质，所以也叫电源的外特性曲线。电阻的伏安特性曲线中，U与I成正比，前提是R保持不变，而这里的U-I图象中，E、r不变，外电阻R变化。正是R的变化，才有I和U的变化。实验中至少得到6组实验数据，画在图像上拟合出一条直线。要求：使尽可能多点落在直线上，并且分布在直线两侧的数据点的个数要大致相等，这样，可使偶然误差得到部分抵消，从而提高精确度。讨论：将图线延长，与横纵轴的交点各代表什么情况？归纳：将图线两侧延长，纵轴截距点意味着断路情况，它的数值代表电源电动势E。横轴截距点意味着短路情况，它的数值就是短路电流。说明：（1）两个截距点是无法用实验实际测得的，是利用得到的图线向两侧合理外推得到的。（2）由于r一般很小，得到的图线斜率的绝对值就较小。为了使测量结果较准确，可以将纵轴的坐标不从零开始，计算r时选取直线上相距较远的两点求得。带学生处理完数据，教师用手机连接电脑，直接展示他们的数据处理结果。误差分析本实验采用电流表内接法：存在系统误差，是由于电压表的分流引起的，使电流表的示数小于电池的输出电流．因为，而，U越大，越大，U趋近于零时，也趋近于零．所以此种情况下图线与横轴的交点为真实的短路电流，而图线与纵轴的交点为电动势的测量值，比真实值偏小．修正后的图线如图所示，显然，E、r的测量值都比真实值偏小，、．小结通过本节课的学习，同学们对伏安法测量电源电动势和内阻的原理、方法、过程及注意事项都有了一定的认识和了解；利