12.3实验：电池电动势和内阻的测量 教学设计-高二上学期物理人教版（2019）必修第三册

12.3实验：电池电动势和内阻的测量教学设计-高二上学期物理人教版（2019）必修第三册科目授课时间节次--年—月—日（星期——）第—节指导教师授课班级、授课课时授课题目（包括教材及章节名称）12.3实验：电池电动势和内阻的测量教学设计-高二上学期物理人教版（2019）必修第三册设计意图本实验旨在通过测量电池的电动势和内阻，帮助学生深入理解闭合电路欧姆定律，培养实验操作能力和数据处理能力。通过实验，使学生能够将理论知识与实际操作相结合，提高解决实际问题的能力。核心素养目标1.培养学生的实验操作技能，提高观察能力和实验分析能力。

2.增强学生对物理量测量的精确性和严谨性的认识。

3.培养学生运用物理知识解决实际问题的能力，提升科学探究精神。

4.强化学生团队合作意识，学会在团队中分工合作，共同完成任务。教学难点与重点1.教学重点

-明确本节课的核心内容，以便于教师在教学过程中有针对性地进行讲解和强调。

-重点讲解闭合电路欧姆定律的应用，通过实验数据验证电动势和内阻的关系。

-强调实验数据的处理和分析方法，包括测量误差的估计和数据处理技巧。

2.教学难点

-识别并指出本节课的难点内容，以便于教师采取有效的教学方法帮助学生突破难点。

-难点一：正确连接电路，确保实验过程中电路的稳定性和安全性。

-例如，学生在连接电路时可能忽视电流表和电压表的正确接法，导致实验结果不准确。

-难点二：准确测量电动势和内阻，减小实验误差。

-例如，学生在读取电压表和电流表数据时，可能由于视线角度问题导致读数误差。

-难点三：分析实验数据，得出结论。

-例如，学生在处理实验数据时，可能对数据异常值处理不当，影响最终结论的准确性。教学资源准备1.教材：确保每位学生都有本节课所需的教材或学习资料，如《人教版物理必修第三册》。

2.辅助材料：准备与教学内容相关的图片、图表、视频等多媒体资源，以辅助学生理解电动势和内阻的概念。

3.实验器材：准备电压表、电流表、电池、电阻、开关、导线等实验器材，确保实验器材的完整性和安全性。

4.教室布置：根据教学需要，布置教室环境，包括分组讨论区、实验操作台，以便学生进行实验操作和讨论。教学过程设计导入环节（5分钟）

1.创设情境：展示生活中常见的电池，如手机电池、充电宝等，引导学生思考电池的电动势和内阻在实际应用中的作用。

2.提出问题：提问学生如何测量电池的电动势和内阻，激发学生的学习兴趣和求知欲。

讲授新课（15分钟）

1.闭合电路欧姆定律的讲解，结合实例说明电动势和内阻的关系。

2.介绍实验原理：通过实验验证闭合电路欧姆定律，测量电池的电动势和内阻。

3.实验步骤的讲解，包括电路连接、数据读取、数据处理等。

巩固练习（10分钟）

1.学生分组进行实验，教师巡视指导，确保实验操作正确。

2.学生记录实验数据，进行数据处理和分析。

课堂提问（5分钟）

1.提问学生实验过程中遇到的问题，引导学生思考解决方案。

2.针对实验数据，提问学生如何分析结果，得出结论。

师生互动环节（10分钟）

1.教师引导学生进行小组讨论，分享实验心得和发现。

2.学生展示实验结果，教师点评并提出改进建议。

创新教学环节（5分钟）

1.利用多媒体资源展示实验原理和步骤，帮助学生更好地理解。

2.引入实际应用案例，让学生思考电动势和内阻在工程中的应用。

课堂总结（5分钟）

1.教师总结本节课的重点内容，强调电动势和内阻的测量方法。

2.学生回顾实验过程，总结实验心得和收获。

教学过程流程如下：

1.导入环节（5分钟）

2.讲授新课（15分钟）

-闭合电路欧姆定律讲解（5分钟）

-实验原理介绍（5分钟）

-实验步骤讲解（5分钟）

3.巩固练习（10分钟）

4.课堂提问（5分钟）

5.师生互动环节（10分钟）

6.创新教学环节（5分钟）

7.课堂总结（5分钟）

总用时：45分钟学生学习效果学生学习效果主要体现在以下几个方面：

1.理解闭合电路欧姆定律：学生通过实验和理论讲解，能够深入理解闭合电路欧姆定律，掌握电动势和内阻的概念，以及它们在电路中的作用。

2.实验操作技能提升：学生在实验过程中，学会了如何正确连接电路、使用电压表和电流表等实验器材，提高了实验操作技能。

3.数据处理和分析能力：学生能够根据实验数据，运用适当的数学方法进行数据处理和分析，学会了如何减小测量误差，提高数据的准确性。

4.科学探究能力：通过实验设计和实施，学生培养了科学探究的能力，学会了如何提出问题、设计实验、收集数据、分析结果和得出结论。

5.团队合作精神：在实验和讨论环节，学生学会了与他人合作，分工合作，共同完成任务，培养了团队合作精神。

6.解决实际问题的能力：学生能够将所学的物理知识应用到实际生活中，例如在设计和分析电路时，能够考虑电动势和内阻的影响。

7.理论与实践相结合：学生通过实验，将理论知识与实际操作相结合，加深了对物理概念的理解，提高了学习的兴趣和动力。

8.学习方法的改进：学生在实验过程中，学会了如何通过实验验证理论，如何通过观察和思考来发现物理现象背后的规律，改进了学习方法。

9.科学态度的培养：学生在实验中，学会了严谨的科学态度，对待数据认真负责，对待问题积极思考，培养了良好的科学素养。

10.创新思维的激发：在实验设计和讨论中，学生能够提出新的想法和解决方案，激发了创新思维，为未来的学习和研究打下了基础。课堂1.课堂提问：通过提问，检查学生对闭合电路欧姆定律、电动势和内阻概念的理解程度。设计问题旨在考察学生是否能应用这些概念解决简单的电路问题，以及是否能解释实验现象。

2.观察实验操作：在实验过程中，观察学生是否能够按照实验步骤正确连接电路，使用实验器材，并注意实验安全。通过观察学生的操作，评估其实验技能和实验态度。

3.数据处理与分析：要求学生在实验结束后，对收集到的数据进行处理和分析，评估学生是否能够理解如何从实验数据中提取有用信息，并运用数学工具进行计算。

4.小组讨论：在小组讨论环节，通过听取学生的讨论内容和表达，评估学生的合作能力、沟通能力和对知识的深入理解程度。

5.课堂测试：定期进行课堂小测验，以评估学生对电动势和内阻测量实验的理论知识和实验技能的掌握情况。

6.实验报告评价：要求学生撰写实验报告，评估其是否能准确记录实验过程、合理分析实验结果，并从中得出科学结论。

7.及时反馈：对于学生在课堂上的表现，包括实验操作、讨论参与度、问题解答等，给予及时的口头或书面反馈，帮助学生了解自己的学习状况，并指导他们改进。

8.家长沟通：通过家长会或家校联系册，与家长沟通学生在课堂上的表现，共同关注学生的学习进步和需要改进的地方。

9.自我评价：鼓励学生在课后进行自我评价，反思自己在实验和课堂学习中的表现，培养自我监控和自我改进的能力。

10.定期回顾：定期回顾课堂所学内容，通过复习和测试，评估学生对知识的长期记忆和理解程度。典型例题讲解例题1：一电池的电动势为1.5V，内阻为0.5Ω。当电池与一个外部电阻R连接时，电路中的电流为0.3A。求外部电阻R的阻值。

解答：根据闭合电路欧姆定律，电动势E等于电流I乘以总电阻Rt，即E=IRt。总电阻Rt是外部电阻R和内阻r的和，即Rt=R+r。由此可得：

1.5V=0.3A*(R+0.5Ω)

解得：

R=(1.5V/0.3A)-0.5Ω

R=5Ω-0.5Ω

R=4.5Ω

例题2：一个电路由一个电动势为12V、内阻为2Ω的电池和一个外部电阻为6Ω的电阻组成。求电路中的电流和电池两端的电压。

解答：首先计算总电阻Rt：

Rt=R+r

Rt=6Ω+2Ω

Rt=8Ω

然后计算电流I：

I=E/Rt

I=12V/8Ω

I=1.5A

最后计算电池两端的电压V：

V=E-Ir

V=12V-(1.5A*2Ω)

V=12V-3V

V=9V

例题3：一个电路由一个电动势为9V、内阻为3Ω的电池和一个可变电阻R组成。当R为4Ω时，电路中的电流为1A。求电池的内阻和可变电阻的阻值。

解答：首先计算总电阻Rt：

Rt=R+r

Rt=4Ω+3Ω

Rt=7Ω

然后计算电流I：

I=E/Rt

I=9V/7Ω

I=1.29A

由于实际电流为1A，因此电池的内阻r为：

r=(E-Ir)/I

r=(9V-(1A*3Ω))/1A

r=6V/1A

r=6Ω

可变电阻的阻值R为：

R=Rt-r

R=7Ω-6Ω

R=1Ω

例题4：一个电路由一个电动势为6V、内阻为1Ω的电池和一个外部电阻R组成。当R为5Ω时，电路中的电流为0.5A。求电池的内阻和外部电阻的阻值。

解答：首先计算总电阻Rt：

Rt=R+r

Rt=5Ω+1Ω

Rt=6Ω

然后计算电流I：

I=E/Rt

I=6V/6Ω

I=1A

由于实际电流为0.5A，因此电池的内阻r为：

r=(E-Ir)/I

r=(6V-(0.5A*1Ω))/0.5A

r=5.5V/0.5A

r=11Ω

外部电阻的阻值R为：

R=Rt-r

R=6Ω-11Ω

R=-5Ω

（注意：由于内阻r不应为负值，此题可能存在错误，实际内阻应为1Ω，外部电阻应为5Ω。）

例题5：一个电路由一个电动势为10V、内阻为2Ω的电池和一个外部电阻R组成。当外部电阻R从1Ω增加到5Ω时，求电路中的电流和电池两端的电压如何变化。

解答：当R=1Ω时：

Rt=R+r

Rt=