2019-2020年高二物理一輪復(fù)習(xí) 3-1 2.9《實(shí)驗(yàn)：測(cè)定電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻》教學(xué)案.doc
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2019-2020年高二物理一輪復(fù)習(xí) 3-1 2.9《實(shí)驗(yàn)：測(cè)定電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻》教學(xué)案 一、教材分析 “實(shí)驗(yàn)：測(cè)定電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻”是人教版高中物理選修3-1第二章第九節(jié)的內(nèi)容，它是閉合電路歐姆定律的深化和實(shí)際應(yīng)用，學(xué)生通過(guò)本節(jié)課的學(xué)習(xí)，既能鞏固電學(xué)問(wèn)題的分析思路，加深對(duì)閉合電路歐姆定律的理解，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生合作、探究、交流能力，具有很重要的實(shí)際意義。。 二、教學(xué)目標(biāo)[ 一、知識(shí)與技能 1、理解閉合電路歐姆定律內(nèi)容 2、理解測(cè)定電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的基本原理，體驗(yàn)測(cè)定電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的探究過(guò)程。 3、用解析法和圖象法求解電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻。 4、使學(xué)生掌握利用儀器測(cè)量電池電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻的方法，并通過(guò)設(shè)計(jì)電路和選擇儀器，開(kāi)闊思路，激發(fā)興趣。 二、過(guò)程與方法 1、體驗(yàn)實(shí)驗(yàn)研究中獲取數(shù)據(jù)、分析數(shù)據(jù)、尋找規(guī)律的科學(xué)思維方法。 2、學(xué)會(huì)利用圖線處理數(shù)據(jù)的方法。 三、情感態(tài)度與價(jià)值觀 使學(xué)生理解和掌握運(yùn)用實(shí)驗(yàn)手段處理物理問(wèn)題的基本程序和技能，具備敢于質(zhì)疑的習(xí)慣、嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的態(tài)度和不斷求索的精神，培養(yǎng)學(xué)生觀察能力、思維能力和操作能力，提高學(xué)生對(duì)物理學(xué)習(xí)的動(dòng)機(jī)和興趣。 三、教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn) 重點(diǎn)：利用圖線處理數(shù)據(jù) 難點(diǎn)：如何利用圖線得到結(jié)論以及實(shí)驗(yàn)誤差的分析 四、學(xué)情分析 1．知識(shí)基礎(chǔ)分析： ?、僬莆樟碎]合電路歐姆定律，會(huì)利用該定律列式求解相關(guān)問(wèn)題。 ?、谡莆樟穗娏鞅?、電壓表的使用方法。 2．學(xué)習(xí)能力分析： ?、賹W(xué)生的觀察、分析能力不斷提高，能夠初步地、獨(dú)立發(fā)現(xiàn)事物內(nèi)在聯(lián)系和一般規(guī)律的能力。 ?、诰哂谐醪降母爬w納總結(jié)能力、邏輯推力能力、綜合分析能力。 五、教學(xué)方法 實(shí)驗(yàn)法，講解法 六、課前準(zhǔn)備 1．學(xué)生的學(xué)習(xí)準(zhǔn)備：預(yù)習(xí)學(xué)案。 2．教師的教學(xué)準(zhǔn)備：多媒體課件制作，課前預(yù)習(xí)學(xué)案，課內(nèi)探究學(xué)案，課后延伸拓展學(xué)案。3．教學(xué)環(huán)境的設(shè)計(jì)和布置：兩人一組，實(shí)驗(yàn)室內(nèi)教學(xué)。 七、課時(shí)安排：1課時(shí) 八、教學(xué)過(guò)程 （一）預(yù)習(xí)檢查、總結(jié)疑惑 （二）情景引入、展示目標(biāo) 回顧上節(jié)所學(xué)內(nèi)容，引入新內(nèi)容 教師： 上堂課我們學(xué)習(xí)了閉合電路的歐姆定律，那么此定律文字怎么述？公式怎么寫(xiě)？ 學(xué)生： 閉合電路中的電流跟電源的電動(dòng)勢(shì)成正比，跟整個(gè)電路的電阻成反比，這就是閉合電路的歐姆定律。 提出問(wèn)題：現(xiàn)在有一個(gè)干電池，要想測(cè)出其電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻，你需要什么儀器，采用什么樣的電路圖，原理是什么？ 學(xué)生討論后，得到的大致答案為：由前面的閉合電路歐姆定律I=E/（r+R）可知E=I（R＋r），或E=U＋I(xiàn)r，只需測(cè)出幾組相應(yīng)的數(shù)值便可得到，可以采用以下的電路圖： 這幾種方法均可測(cè)量，今天我們這節(jié)課選擇用測(cè)量的這一種。 （三）合作探究、精講點(diǎn)播 1.實(shí)驗(yàn)原理：閉合電路歐姆定律E=U＋I(xiàn)r 2.實(shí)驗(yàn)器材： 學(xué)生回答： 測(cè)路端電壓； 測(cè)干路電流，即過(guò)電源的電流。需測(cè)量的是一節(jié)干電池，電動(dòng)勢(shì)約為1.5V，內(nèi)電阻大約為零點(diǎn)幾歐。 電流表、電壓表及滑動(dòng)變阻器的規(guī)格要根據(jù)實(shí)驗(yàn)的具體需要來(lái)確定，看看我們用到的電路圖里面、各需測(cè)的是什么？ 提出問(wèn)題：選用電路圖時(shí)，還可將接在外面，原則上也是可以的，那么我們?cè)谧鰧?shí)驗(yàn)時(shí)是否兩個(gè)都可以，還是哪一個(gè)更好？為什么？ 學(xué)生回答：兩種方式測(cè)量都會(huì)帶來(lái)誤差。 采用圖1 示數(shù)準(zhǔn)確 示數(shù)偏小 采用圖2 示數(shù)準(zhǔn)確 示數(shù)偏小 選用哪種方式，要根據(jù)實(shí)際測(cè)量的需要確定，現(xiàn)在要想測(cè)出電源的內(nèi)阻，如果采用圖2方式，最后得到的結(jié)果相當(dāng)于電源內(nèi)阻與電流表內(nèi)阻的總和，而兩者相差又不太多，這樣一來(lái)誤差就會(huì)比較大，所以應(yīng)采用圖1的電路圖。明確各儀器的規(guī)格： 電流表0～0.6A量程，電壓表0～3V量程。 滑動(dòng)變阻器0～50Ω。 此外，開(kāi)關(guān)一個(gè)，導(dǎo)線若干。 3.數(shù)據(jù)處理： 原則上，利用兩組數(shù)據(jù)便可得到結(jié)果，但這樣做誤差會(huì)比較大，為此，我們可以多測(cè)幾組求平均，也可以將數(shù)據(jù)描在圖上，利用圖線解決問(wèn)題。 明確： ①圖線的縱坐標(biāo)是路端電壓，它反映的是：當(dāng)電流I增大時(shí)，路端電壓U將隨之減小，U與I成線性關(guān)系，U=E—Ir。也就是說(shuō)它所反映的是電源的性質(zhì)，所以也叫電源的外特性曲線。 ②電阻的伏安特性曲線中，U與I成正比，前提是R保持一定，而這里的U－I圖線中，E、r不變，外電阻R改變，正是R的變化，才有I和U的變化。 實(shí)驗(yàn)中至少得到5組數(shù)據(jù)，畫(huà)在圖上擬合出一條直線。要求：使多數(shù)點(diǎn)落在直線上，并且分布在直線兩側(cè)的數(shù)據(jù)點(diǎn)的個(gè)數(shù)要大致相等，這樣，可使偶然誤差得到部分抵消，從而提高精確度。 討論：將圖線延長(zhǎng)，與橫縱軸的交點(diǎn)各代表什么情況？ 歸納：將圖線兩側(cè)延長(zhǎng)，分別交軸與A、B點(diǎn)。 A點(diǎn)意味著開(kāi)路情況，它的縱軸截距就是電源電動(dòng)勢(shì)E。 說(shuō)明： ①A、B兩點(diǎn)均是無(wú)法用實(shí)驗(yàn)實(shí)際測(cè)到的，是利用得到的圖線向兩側(cè)合理外推得到的。 ②由于r一般很小，得到的圖線斜率的絕對(duì)值就較小。為了使測(cè)量結(jié)果準(zhǔn)確，可以將縱軸的坐標(biāo)不從零開(kāi)始，計(jì)算r時(shí)選取直線上相距較遠(yuǎn)的兩點(diǎn)求得。 4.誤差分析： 實(shí)驗(yàn)中的誤差屬于系統(tǒng)誤差，請(qǐng)同學(xué)們進(jìn)一步討論，得到的數(shù)值是偏大還是偏??？（提示：利用圖線及合理的推理） 可以請(qǐng)幾位同學(xué)發(fā)言，最后得到結(jié)論。 因?yàn)?電壓表的分流作用 所以 I真=I測(cè)＋I(xiàn)v 即 （I真—I測(cè)）↑， 反映在圖線上： 當(dāng) U=0時(shí)，Iv→0 I→I真 故 r真＞r測(cè) E真＞E測(cè) 5.布置作業(yè)： 認(rèn)真看書(shū)，寫(xiě)好實(shí)驗(yàn)報(bào)告。 （四）反思總結(jié)，當(dāng)堂檢測(cè)。 教師組織學(xué)生反思總結(jié)本節(jié)課的主要內(nèi)容，并進(jìn)行當(dāng)堂檢測(cè)。 設(shè)計(jì)意圖：引導(dǎo)學(xué)生構(gòu)建知識(shí)網(wǎng)絡(luò)并對(duì)所學(xué)內(nèi)容進(jìn)行簡(jiǎn)單的反饋糾正。（課堂實(shí)錄） （五）發(fā)導(dǎo)學(xué)案、布置預(yù)習(xí)。 九、板書(shū)設(shè)計(jì) 一、實(shí)驗(yàn)原理： 二、實(shí)驗(yàn)步驟： 三、數(shù)據(jù)處理： 計(jì)算： 圖像： 四、誤差分析： 十、教學(xué)反思：本節(jié)課重在數(shù)據(jù)處理、誤差分析。 學(xué)校：臨清三中 學(xué)科：物理 編寫(xiě)人：孫風(fēng)武 審稿人：盛淑貞 多用電表學(xué)案 E r S 課前預(yù)習(xí)學(xué)案 一、預(yù)習(xí)目標(biāo) 學(xué)習(xí)測(cè)量電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的方法,掌握科學(xué)測(cè)量的主要步驟。 二、預(yù)習(xí)內(nèi)容 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 測(cè)定電源的________________。 圖2.6-1 二、實(shí)驗(yàn)原理 1、圖2.6-1中，電源電動(dòng)勢(shì)E、內(nèi)電阻r，與路端電壓U、電流I的關(guān)系可寫(xiě)為 E=______________。（1） 2、圖2.6-2中，電源電動(dòng)勢(shì)E、內(nèi)電阻r、電流I、電阻R的關(guān)系可寫(xiě)為 E=______________。（2） 3、圖2.6-3中電源E、內(nèi)電阻r、路端電壓U、電阻R的關(guān)系可寫(xiě)為 E=______________。（3） E r R E r R 圖2.6-2 圖2.6-3 I/A U/V 實(shí)驗(yàn)原理1是本節(jié)課的重點(diǎn)。測(cè)出幾組U,I數(shù)值，帶入(1)式得到的方程兩兩組成方程組，可得到E，r值。這種方法誤差較大。還可以多測(cè)出幾組U,I值，然后在U-I坐標(biāo)平面內(nèi)描出各組U、I值所對(duì)應(yīng)的點(diǎn)，然后通過(guò)這些點(diǎn)畫(huà)一直線，如圖2.6-4所示，直線與縱軸的的交點(diǎn)的縱坐標(biāo)就是電池的電動(dòng)勢(shì)的大小，直線與橫軸的交點(diǎn)的橫坐標(biāo)就是電池的短路電流Io=E/r，因此可求的內(nèi)電阻r=E/Io。 三、實(shí)驗(yàn)器材 _________ 、__________、__________、__________、開(kāi)關(guān)、 導(dǎo)線。 三、提出疑惑 同學(xué)們，通過(guò)你的自主學(xué)習(xí)，你還有哪些疑惑，請(qǐng)把它填在下面的表格中 疑惑點(diǎn) 疑惑內(nèi)容 課內(nèi)探究學(xué)案 一、學(xué)習(xí)目標(biāo) 學(xué)會(huì)科學(xué)處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的方法，有公式法和圖像法。 學(xué)習(xí)重難點(diǎn)：圖像法計(jì)算E、r。 二、學(xué)習(xí)過(guò)程 實(shí)驗(yàn)步驟 1.連接電路。如圖2.6-1所示。電流表取0.6A量程，電壓表 o Io I/A 取3V量程，移動(dòng)觸頭位置使連入電路中的有效阻值_______。 圖2.6-4 2.測(cè)幾組（I，U）值。閉合電鍵，移動(dòng)變阻器觸頭位置，使電流有明顯示數(shù)，記下一組（I，U）值，斷開(kāi)電鍵。用同樣方法，多次移動(dòng)變阻器觸頭位置，記錄多組（I，U）值，然后斷開(kāi)電鍵。 3.建立坐標(biāo)系、描點(diǎn)?？v軸表示__________,橫軸表示__________,取合適的標(biāo)度，使所描坐標(biāo)點(diǎn)分布絕大部分坐標(biāo)紙，必要時(shí)縱坐標(biāo)可以_________________。 4.據(jù)描出的坐標(biāo)點(diǎn)作出U-I圖像。應(yīng)使圖象盡量多的通過(guò)描出的點(diǎn)，不在圖象上的點(diǎn)要盡量對(duì)稱的分布于圖線兩側(cè)，誤差很大，應(yīng)堅(jiān)決舍棄。 5.測(cè)算電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻。準(zhǔn)確讀出U-I圖線與縱軸和橫軸的交點(diǎn)坐標(biāo)，并帶入U(xiǎn)=E-Ir中，算出E=?r=? 【典型例題】 用電流表和電壓表測(cè)定電池的電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)電阻r，所用的電路如圖2.6-5所示，一位同學(xué)測(cè)得六組數(shù)據(jù)如下表中所示。 組別 I(A) U(V) 1 0.12 1.37 2 0.20 1.32 3 0.31 1.24 4 0.32 1.18 5 0.50 1.10 6 0.57 1.05 (1)試根據(jù)這些數(shù)據(jù)在圖2.6-6中作出U-I圖線。 （2）根據(jù)圖線得出電池的電動(dòng)勢(shì)E=____V,電池的內(nèi)電阻r= ________ ?。 （3）若不作出圖線，只選用其中兩組U和I數(shù)據(jù)， 可利用公式E=U1+I1r,E=U2+I2r算出E和r，這樣做可能得出誤差很大的結(jié)果，選用第______組和第 ______組的數(shù)據(jù)，求得E和r誤差最大。 （三）反思總結(jié) 誤差分析是難點(diǎn) (四)當(dāng)堂檢測(cè) 1.在《測(cè)定電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻》的實(shí)驗(yàn)中，待測(cè)電池、開(kāi)關(guān)和導(dǎo)線配合下列哪些儀器.可以達(dá)到測(cè)定目的( ) A.一只電流表和一只滑動(dòng)變阻器 B.一只電流表和一只電壓表 C.一只電流表和一只電阻箱 D.一只電壓表和一只電阻箱 2.下面給出多種用伏安法測(cè)電池電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻的數(shù)據(jù)處理方法，其中既減小偶然誤差，又直觀、簡(jiǎn)便的方法是 （ ） A．測(cè)出兩組I，U的數(shù)據(jù)，代入方程組E=U1+I1r和E=U2+I2r中，即可求出E和r B．多測(cè)幾組I，U的數(shù)據(jù)，求出幾組E，r，最后分別求出其平均值 C．測(cè)出多組I，U的數(shù)據(jù)，畫(huà)出U—I圖像，再根據(jù)圖像求E，r D．多測(cè)出幾組I，U數(shù)據(jù)，分別求出I和U的平均值，用電壓表測(cè)出開(kāi)路時(shí)的路端電壓即為電壓勢(shì)E，再用閉合電路歐姆定律求出內(nèi)電阻r 3.現(xiàn)有器材：量程為10.0mA、內(nèi)阻約30-40的電流表一個(gè)，定值電阻R1=150，定值電阻R2=100，單刀單擲開(kāi)關(guān)S，導(dǎo)線若干。要求利用這些器材測(cè)量一干電池（電動(dòng)勢(shì)約1.5V）的電動(dòng)勢(shì)。 （1）按要求在實(shí)物圖上連線。 （2）用已知量和直接測(cè)得量表示的待測(cè)電動(dòng)勢(shì)的表達(dá)式為E= ，式中各直接測(cè)得量的意義是： . 課后練習(xí)與提高 1.用電壓表、電流表測(cè)定a、b兩節(jié)干電池的電動(dòng)勢(shì)Ea、Eb和內(nèi)電阻ra、rb時(shí)，畫(huà)出的圖線如圖所示，則( ) A、.Ea>Eb，ra>rb B、Ea>Eb，ra下載提示(請(qǐng)認(rèn)真閱讀)
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