《电源电动势和内阻的测量》学习情况分析本课为陆科版高中物理选修课3-1,是学习用实验方法测定电源电动势和内阻,是对以前学过的闭合电路欧姆定律的深化理解和实际应用。在这节课之前,学生已经做过两次电学实验,熟悉了伏安法测电阻。学生也有从电路内阻和外阻来分析电路的意识,但用伏安法测量电源电动势和内阻有一定的思维跨度。至于图像法,学生在验证牛顿第二定律、测量金属丝电阻率等实验中也用过,但用图像来分析问题还是第一次。教材设置专门在这个实验中作为一节出现在教材中,希望通过这个实验突破用图像法处理数据的问题。 由于本部分为实验课,既要强调学生对实验原理的理解,又要注重学生动手操作能力的培养,因此组织学生以小组为单位进行实验,采用探索、讲授、讨论、比较等方式。对于实验原理,要引导学生利用闭合电路欧姆定律设计实验方案,组织学生讨论各种方案的优缺点,最终确定一个实验方案。加深学生对闭合电路欧姆定律的理解和认识,培养学生根据实验目的设计实验方案和实验步骤的能力。对于动手实验和数据处理,要让学生自主探索,师生共同讨论,让学生体会图像法在数据处理方面的优越性,以及需要注意的问题,培养学生的沟通合作、探索创新能力。
最后让学生表达实验结果,并引导学生对结果进行分析、比较和总结。培养学生表达展示、评价和反思的能力。教学效果分析一、教学过程效果1.视频介绍环节,通过播放学生熟悉的广告,吸引学生注意力,提出猜想,激发学生探索兴趣,复习电压表、电流表和万用表的使用方法以及闭合电路的电路分析。设计实验方案环节,复习所学知识,引导学生学会根据闭合电路欧姆定律的变形表达,设计间接测量方法,介绍实验原理。通过设计过程,学生在头脑中初步形成了设计实验的技巧和方法。同时,让学生熟悉实验电路图,为动手操作做好准备3.确定实验步骤环节,让学生根据自己做过的两个电学实验设计步骤,小组内相互配合,相互交流,讨论补充,最终完善实验步骤和注意事项。 让学生了解做电学实验的基本步骤,培养学生严谨的科学态度和追求卓越的精神。4.实验记录环节,学生学会了收集和记录实验数据,体会到合作的重要性。5.数据处理阶段,学生学会了如何处理实验数据,哪种处理方法更好,了解了哪种方法的误差更小,可以使用多种方法处理实验数据,了解了图像中特殊点的物理意义。课后探索作业延伸了学生对于误差分析的思考,拓展了学生的思维,激发了学生课后继续探索的热情。
二、教学目标实现效果 1.在知识与技能方面,学生了解闭合电路欧姆定律的内容和测量电源电动势与内阻的基本原理,体验实验探索的过程;知道如何使用仪器测量电池的电动势与内阻,能够选用所需的仪器、设计简单的实验电路,能够运用代数方法、图解法处理数据,求解电动势与内阻; 2.在过程与方法方面,通过知识复习和原理讲解,学生了解测量电源电动势与内阻的实验原理和方法;通过实验数据的处理,学生学会如何处理实验数据、分析实验结果;通过实验原理的讲解与分析,学生学会分析实验误差。 3、在情感态度与价值观方面,让学生学会运用实验手段处理物理问题的基本程序和技巧,养成敢于质疑的习惯,培养严谨求实的态度和不断探索的精神,培养学生的观察能力、思维能力和操作能力,提高学生学习物理的积极性和兴趣。《电源电动势与内阻的测量》课本分析本课为鲁科版高中物理选修课3-1节,本课内容是学习用实验方法测定电源的电动势和内阻。在本节课之前,学生刚刚学过闭合电路欧姆定律,了解电源的特性主要是用电动势和内阻来描述的。因此,本节课是对闭合电路欧姆定律的深化和实际应用,是高中物理中最重要的电学实验之一。 作为教学大纲要求的四个电学实验之一,本课的重点突破是利用伏安法测量电源的电动势和内阻,以及一种处理实验数据的新方法——利用图像方法处理实验数据。
实验原理有助于学生进一步深化对伏安法测电阻的认识,图像法处理数据是物理实验中常用的方法,对培养学生运用数学方法处理物理问题的能力具有重要意义。《测量电源电动势与内阻》教学设计按以下方式设计:1.课本分析本课为陆科版高中物理选修课3-1节,本课内容是学习用实验方法测定电源电动势与内阻。在这节课之前,学生刚刚学过闭合电路欧姆定律,了解电源的特性主要是用电动势和内阻来描述的。因此,本节课是对闭合电路欧姆定律的深化和实际应用,是高中物理中最重要的电工实验之一。 作为教学大纲要求的四个电学实验之一,本课的重点突破是利用伏安法测量电源的电动势和内阻,以及一种新的实验数据处理方法——利用图像法处理实验数据。实验原理有助于学生进一步加深对伏安法测电阻的理解,而图像法处理数据是物理实验中常用的方法,对培养学生运用数学方法处理物理问题的能力具有重要意义。2.教学方法分析由于本课为实验课,需要强调学生对实验原理的理解和动手能力的培养,因此组织学生分组进行实验,采用探究、讲授、讨论、比较等方式。对于实验原理,在教学中应注意引导学生利用闭路欧姆定律设计实验方案,并组织学生讨论各种方案的优缺点,最终确定实验方案。
加深学生对闭合电路欧姆定律的理解和认识,培养学生根据实验目的设计实验方案和实验步骤的能力。对于动手实验和数据处理,让学生自主探索,师生共同讨论,让学生体会图像法在处理数据方面的优越性,以及需要注意的问题,培养学生沟通合作、探索创新的能力。最后让学生表达实验结果,指导他们对结果进行分析、比较和总结。培养学生表达展示、评价和反思的能力。 3.学习方法指导 在知识方面,学生已经学习了闭合电路欧姆定律,有了从电路内外电阻角度分析电路的意识。但由于接触电学实验较少,分析电路的能力还有待进一步加强,这也是本次实验探索的重要任务。 能力方面,学生具备基本的实验操作技能,有一定的数学基础,能用代数方法采集数据、处理数据,能根据实验数据画点。但对图像方法处理数据的理解和运用则比较困难,因此利用图像处理数据能力的培养是本次实验探索的另一项重要任务。情感方面,大部分学生乐于观察,善于思考,对探索新事物有浓厚的兴趣。本课充分利用学生的兴趣,通过自主探索、动手操作等方式,进一步培养学生严谨的科学态度,发展学生的动手能力。针对以上学情特点,拟采用合作、探索、小组学习等方式进行。4、教案实验:测定电池的电动势和内阻。 指导老师使学生掌握用实验方法处理物理问题的基本程序和技巧,养成敢于质疑的习惯,培养严谨求实的态度和不断探索的精神,培养学生的观察能力、思维能力和操作能力,提高学生学习物理的动力和兴趣。
教学重点与难点 教学重点: 电源电动势和内阻的测量原理高中物理电源电动势,以及实验数据的处理。 教学难点: 实验方案设计,实验数据的处理与分析。 实验设备 干电池、电流表、电压表、滑动变阻器、电阻箱、开关、导线 几种教学方式 小组实验探究、讨论交流、启发式教学、实验演示 教学时间 课堂教学过程 教学活动内容 学生活动与板书达到效果 课前演示 小实验 播放视频(南孚电池广告)。 【问题1】视频里的电池坏了,是因为电池的哪个物理量发生了变化? 【问题2】我们想通过实验来验证猜想是否正确,应该怎么测? 【问题3】电压表能直接测电动势吗? 【问题4】电流表能直接测电池内阻吗? 学生回答并思考电池电动势与内阻的测定,吸引学生注意力,激发学生探索兴趣,复习万用表的使用方法。 新课引入 复习所学知识,介绍实验原理 【知识回顾】电源内部电路中涉及哪些原理,与内部电阻的内阻有关? 闭合电路的欧姆定律的基本内容是什么? 怎样表达? (基本内容:闭合电路中的电流与电源电动势成正比,与内外电路电阻之和成反比。表达式:I=E/(R+r)IrIR 学生回答 1.实验原理 引导学生思考如何测量电源电动势与内阻,确定实验方法 原理分析 示意图讲解 【问题】现有一节干电池,为测量它的电动势和内阻,利用桌上的设备,结合实验原理,应采用什么样的电路图? 【实验电路】为了减少误差和时间关系高中物理电源电动势,本课只选取伏安法方案三进行实验测量。
2.实验方案 小组讨论 实验电路 代表在黑板上画出电路 让学生思考实验原理与实验电路的选择 通过变化形式了解各种实验方法 让学生熟悉示意图,做好实物连接准备 实验步骤 要求学生结合以前做过电工实验的经验,写出实验步骤及相应步骤中需要注意事项。 【实验步骤】 根据电路图适当选择实验设备,正确连接实验电路;(一开始开关应处于断开状态,滑动变阻器阻值调到最大一端)闭合开关,接通电路,调整滑动变阻器滑块位置,读出电流I和电压U的值,反复断开开关,拆电路,整理设备; 4.整理设备,处理记录数据,计算电源的E。测几组数据,数据变化范围要较大; 3.实验步骤 学生思考实验步骤及注意事项,并分组交流,知道物理连接的要点及注意事项。 物理连接 【物理连接】 学生根据实验电路图,分组操作,连接设备,让学生了解做电工实验的步骤,培养学生严谨的科学态度和追求卓越的精神。 实验记录 数据记录表 【数据记录】 组 电流I(A) 电压U(V) 学生改变连接在电路上的滑动变阻器的阻值,得到至少六组数据,记录在学习案例的图表中,让学生学习如何收集和记录实验数据。 数据处理 推导 讲解公用图方法 讲解绘图要求 【数据处理方法】 求出它们的平均值。
(消除误差) 图解法:为减少实验误差,本实验一般采用图解法处理实验数据,根据数据画出UI图形,所得图形的延长线与U轴的交点即为电动势轴的交点,即为短路电流,短路图形的斜率绝对值即为电源内阻r,即 (要求:使大多数点落在直线上,直线两边分布的数据点个数要大致相等,这样可以部分抵消偶然的误差,从而提高精度。) 4、数据处理 让学生了解如何处理实验数据,哪种处理方法更好。知道哪种方法误差较小,用多种方法处理实验数据,可以让学生知道图形中特殊点的物理意义。 例题 【例题】如图所示,这是某电源某次测量的电动势与内阻的图形,关于此图形的说法正确的是?