新教材高中物理 第12章 电能 电能守恒定律 3 实验：电池电动势和内阻的测量教学设计 新人教版必修第三册

新教材高中物理第12章电能电能守恒定律3实验：电池电动势和内阻的测量教学设计新人教版必修第三册课题：课时：1授课时间：2025教材分析新教材高中物理第12章“电能电能守恒定律”3实验：电池电动势和内阻的测量教学设计，以新人教版必修第三册为基础，旨在通过实验引导学生深入理解电能守恒定律，培养学生的实验操作能力和科学探究精神。实验内容与课本知识紧密相连，贴近实际，符合教学实际需求。核心素养目标培养学生运用物理实验探究电池电动势和内阻的能力，强化学生对电能守恒定律的理解，提升科学探究素养；锻炼学生分析实验数据、解决实际问题的能力，培养严谨的科学态度和团队合作精神。教学难点与重点1.教学重点

-理解电动势和内阻的概念，能够区分电动势和电压。

-掌握电动势和内阻的测量方法，理解闭合电路欧姆定律在实验中的应用。

-能够通过实验数据验证闭合电路欧姆定律，并计算出电池的电动势和内阻。

2.教学难点

-正确连接实验电路，确保实验数据的准确性。

-分析实验数据，识别并排除实验误差。

-理解电动势与内阻的关系，并能通过实验结果推导出电池的电动势。

-在实际操作中，学生可能难以准确读取电压表和电流表的示数，导致实验结果误差较大。

-学生在分析实验数据时，可能对如何处理非线性关系感到困惑，需要教师引导学生理解并应用数学工具。教学资源-软硬件资源：电压表、电流表、滑动变阻器、电源、导线、电池组、开关、电路板

-课程平台：多媒体教学设备（投影仪、计算机）

-信息化资源：闭合电路欧姆定律相关视频资料、实验步骤及注意事项文档

-教学手段：实验指导书、教学演示文稿、物理实验软件教学过程设计1.导入新课（5分钟）

目标：引起学生对电池电动势和内阻的兴趣，激发其探索欲望。

过程：

开场提问：“同学们，你们在使用电池的时候，有没有想过电池内部的电动势和内阻是如何工作的？它们对电池的性能有什么影响？”

展示一些日常生活中常见的电池和电子设备的图片或视频片段，让学生初步感受电池在生活中的应用。

简短介绍电池电动势和内阻的基本概念，为接下来的学习打下基础。

2.电池电动势和内阻基础知识讲解（10分钟）

目标：让学生了解电池电动势和内阻的基本概念、组成部分和原理。

过程：

讲解电池电动势的定义，包括其与电池化学性质的关系。

详细介绍电池电动势的测量方法和原理，使用示意图帮助学生理解。

3.电池电动势和内阻案例分析（20分钟）

目标：通过具体案例，让学生深入了解电池电动势和内阻的特性和重要性。

过程：

选择几个典型的电池应用案例进行分析，如手机电池、太阳能电池等。

详细介绍每个案例的背景、电池电动势和内阻的特点，以及它们在实际应用中的重要性。

引导学生思考这些案例中电池电动势和内阻如何影响设备的性能和寿命。

4.学生小组讨论（10分钟）

目标：培养学生的合作能力和解决问题的能力。

过程：

将学生分成若干小组，每组选择一个与电池电动势和内阻相关的主题进行深入讨论，如“如何提高电池的电动势？”或“内阻对电池性能的影响”。

小组内讨论该主题的现状、挑战以及可能的解决方案。

每组选出一名代表，准备向全班展示讨论成果。

5.课堂展示与点评（15分钟）

目标：锻炼学生的表达能力，同时加深全班对电池电动势和内阻的认识和理解。

过程：

各组代表依次上台展示讨论成果，包括主题的现状、挑战及解决方案。

其他学生和教师对展示内容进行提问和点评，促进互动交流。

教师总结各组的亮点和不足，并提出进一步的建议和改进方向。

6.课堂小结（5分钟）

目标：回顾本节课的主要内容，强调电池电动势和内阻的重要性和意义。

过程：

简要回顾本节课的学习内容，包括电池电动势和内阻的基本概念、测量方法、案例分析等。

强调电池电动势和内阻在电子设备性能和电池寿命中的重要性，鼓励学生进一步探索和应用相关知识。

7.课堂实验（20分钟）

目标：通过实验操作，让学生亲身体验电池电动势和内阻的测量。

过程：

教师演示电池电动势和内阻的测量实验步骤，并强调注意事项。

学生分组进行实验，测量不同电池的电动势和内阻。

学生记录实验数据，分析数据，得出结论。

8.课后作业（5分钟）

目标：巩固学习效果，提高学生的实践能力。

过程：

布置课后作业，要求学生完成以下任务：

（1）根据课堂实验数据，绘制电池电动势和内阻的关系图。

（2）撰写实验报告，总结实验过程、结果和心得体会。学生学习效果学生学习效果主要体现在以下几个方面：

1.知识掌握

学生能够准确理解电池电动势和内阻的概念，区分电动势与电压的区别。

学生掌握了闭合电路欧姆定律在电池电动势和内阻测量中的应用。

学生能够通过实验验证闭合电路欧姆定律，并能计算出电池的电动势和内阻。

2.实验技能

学生学会了正确连接实验电路，能够独立完成电池电动势和内阻的测量实验。

学生能够识别并排除实验中的常见误差，提高实验数据的准确性。

学生通过实验操作，提高了动手能力和实验技能。

3.分析与解决问题的能力

学生能够分析实验数据，识别并排除实验误差，提高数据分析能力。

学生能够运用所学知识解决实际问题，如根据电池的电动势和内阻选择合适的电池。

学生在小组讨论中，能够提出创新性的想法和建议，提高团队合作和沟通能力。

4.科学探究精神

学生在实验过程中，培养了严谨的科学态度和求真务实的精神。

学生通过实验探究，提高了对科学研究的兴趣，激发了对物理学科的热情。

学生在分析实验数据时，学会了运用科学方法，培养了科学思维。

5.创新意识

学生在讨论电池电动势和内阻的未来发展或改进方向时，能够提出创新性的想法和建议。

学生在解决实际问题时，能够运用所学知识，发挥创新精神，提高解决问题的能力。

学生在课堂展示中，能够清晰表达自己的观点，锻炼了创新思维和表达能力。

6.综合素质

学生在课堂学习中，提高了自主学习能力和终身学习能力。

学生在团队合作中，学会了尊重他人、倾听他人意见，培养了良好的团队精神。

学生在课堂讨论和实验操作中，锻炼了沟通能力、组织能力和领导能力。课堂小结，当堂检测课堂小结：

本节课我们学习了电池电动势和内阻的基本概念、测量方法以及闭合电路欧姆定律的应用。通过实验，我们验证了电池电动势和内阻的存在，并掌握了如何通过实验数据计算出电池的电动势和内阻。以下是本节课的重点内容总结：

1.电池电动势是指电池在没有电流通过时，两极之间的电压差。

2.内阻是电池内部存在的电阻，它会导致电池在放电过程中电压下降。

3.闭合电路欧姆定律描述了电路中电流、电压和电阻之间的关系。

4.通过实验，我们学会了如何测量电池的电动势和内阻，并能够根据实验数据计算出具体数值。

当堂检测：

为了检测学生对本节课内容的掌握情况，我们将进行以下检测：

1.选择题：请根据所学知识，选择正确的答案。

a.电池电动势是指什么？

A.电池放电时的电压

B.电池充电时的电压

C.电池两极之间的电压差

D.电池内部电阻

b.电池的内阻会对电池性能产生什么影响？

A.提高电池的放电效率

B.降低电池的放电效率

C.不影响电池的放电效率

D.使电池无法放电

2.填空题：请根据所学知识，填写空白处。

电池电动势（E）与内阻（r）和外部电阻（R）之间的关系可以用公式______表示。

3.简答题：请简述如何通过实验测量电池的电动势和内阻。板书设计①电池电动势和内阻

-电池电动势（E）：电池两极间的电压差，单位为伏特（V）。

-内阻（r）：电池内部存在的电阻，单位为欧姆（Ω）。

②闭合电路欧姆定律

-公式：E=I(R+r)

-其中，E为电动势，I为电流，R为外部电阻，r为内阻。

③实验步骤

-连接电路：将电压表、电流表、滑动变阻器、电池组等元件按照电路图连接。

-调节电路：调整滑动变阻器的阻值，观察电压表和电流表的示数。

-记录数据：记录不同阻值下的电压和电流值。

-计算结果：根据实验数据，计算电池的电动势和内阻。反思改进措施反思改进措施

（一）教学特色创新

1.实验教学与理论教学相结合：通过实验操作，让学生更直观地理解电池电动势和内阻的概念，提高学生的学习兴趣和动手能力。

2.小组合作学习：鼓励学生分组讨论，培养学生的合作精神和团队协作能力，同时激发学生的创新思维。

（二）存在主要问题

1.实验操作指导不够细致：部分学生在实验过程中可能对操作步骤理解不够，导致实验结果不准确。

2.学生对实验原理理解不透彻：部分学生对闭合电路欧姆定律的应用理解不够深入，影响了实验数据的分析和处理。

（三）改进措施

1.优化实验操作指导：在实验前，详细讲解实验步骤和注意事项，确保每个学生都能正确操作。

2.强化理论教学与实验结合：在讲解闭合电路欧姆定律时，结合实验数据进行分析，帮助学生更好地理解原理。

3.鼓励学生提问和讨论：在课堂上，鼓励学生提出问题，及时解答学生的疑惑，提高学生的参与度。

4.定期进行实验操作培训：针对实验操作中常见的问题，定期组织学生进行实验操作培训，提高学生的实验技能。课后作业1.**计算题**：

一个电池的电动势为1.5V，内阻为0.5Ω，当连接一个5Ω的外部电阻时，计算电路中的电流强度。

答案：根据欧姆定律，I=E/(R+r)=1.5V/(5Ω+0.5Ω)=0.25A。

2.**应用题**：

一台设备使用12V的电源，设备的电阻为10Ω。如果设备的实际电压下降到9.6V，求此时设备的实际功率。

答案：首先计算实际电流I=V/R=9.6V/10Ω=0.96A，然后计算功率P=V×I=9.6V×0.96A=9.216W。

3.**分析题**：

电池的电动势为2V，内阻为1Ω，外部电阻为4Ω。请分析当外部电阻增加到8Ω时，电池的输出功率如何变化。

答案：初始电流I=2V/(4Ω+1Ω)=0.4A，输出功率P=V×I=2V×0.4A=0.8W。当外部电阻增加到8Ω时，电流I=2V/(8Ω+1Ω)=0.2