彭佑才《测量电源的电动势和内阻》教学设计

贵州省高中物理杨永忠名师工作室观摩课、示范课教学设计方案学校：大方实验高中 设计者：彭佑才主题、单元或课的名称人教版高中物理选修3-1：第二章 恒定电流-第九节 实验：测定电源的电动势和内阻学科 高中物理年级 高二班 教学目标知识与技能1、了解并掌握测定电池的电动势和内阻的原理和实验方法。2、学习用图象法处理实验数据。过程与方法1、通过微课视频的学习，设计电路和选择仪器，开阔思路，激发兴趣。2、体验实验研究中获取数据、分析数据、寻找规律的科学思维方法。情感态度与价值观1、使学生理解和掌握运用实验手段处理物理问题的基本程序和技能。2、具备敢于质疑的习惯、严谨求实的态度和不断求索的精神，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。学习者特征分析知识基础学生在学本课之前，已经学习过电动势，欧姆定律，串并联电路和闭合电路的欧姆定律的相关知识，并掌握了电流表、电压表的使用方法。能力基础学生的观察、分析能力不断提高，具有初步的概括归纳总结能力、逻辑推理能力、综合分析能力。学习者特征分析1. 学习者为高二年级的学生，具有一定的理论推导能力；2. 学生都是以小组为合作单位，同学们可以在互相帮助中完成。学习动机分析学生学习的目的是为了了解物理知识在生活中的应用，并能够应用物理知识解释生活中的现象。学习风格分析通过微课学习让学生了解怎样将所学知识应用在探究活动中，培养学生热衷于科学研究不断进取的精神。教学内容教材分析本课出自人教版高中物理选修3-1第二章第九节，它是闭合电路欧姆定律的深化和实际应用，学生通过本节课的学习，既能加深对闭合电路欧姆定律的理解，又能激发学生的学习兴趣，培养学生的合作、探究、动手能力，具有很重要的实际意义。教学重难点：重点：掌握实验原理和方法，学会处理实验数据难点：用图象法处理实验数据及实验误差的分析。信息化教学媒体和资源的选择和运用：1. 微课视频： 2.PPT：教学准备：1师准备：根据学生情况，拟写教学设计，录制微课和制作课件，上网查找资料；2学生准备：课前预习，自主梳理串并联电路、闭合电路的欧姆定律的相关知识，了解伏安法测未知电阻的方法。教学过程（活动）教学环节教学内容师生活动及意图复习引入首先带领学生回顾闭合电路的欧姆定律和伏安法测电阻，接着开门见山地引入新课：这节课我们就根据闭合电路的欧姆定律，来测量电池的电动势和内阻。让学生回顾知识，轻松引入课题，消除学生的紧张心理。新课教学 一、微视频讲解实验操作一、微视频讲解实验操作实验目的：1、掌握用伏特表和电流表测定电源的电动势和内阻的方法；进一步理解闭合电路欧姆定律。 2、掌握用图象法求电动势和内阻的方法。实验原理：1、电路：如图所示2、原理：闭合电路的欧姆定律。实验器材：电流表、电压表、电池、滑动变阻器、开关、导线若干、坐标纸、铅笔。实验步骤：1、按原理图连接实物图。2、把变阻器的滑片移动到使电阻最大的一端。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，用同样的方法测量并记录几组U、I值，并填入表格中。123456U/VI/A4、断开电键，拆除电路，整理好器材。学生先看微视频，了解电流表选用外接法的原因，掌握实验原理及电路图。然后让学生进行分组实验，老师巡视学生实验的操作情况。真正动手实践，尊重实验现实。二、微视频讲解实验数据的处理二、微视频讲解实验数据的处理公式法 ：取六组对应的U、I数据，数据满足的关系式U1=E-I1r、 U2=E-I2r、 U3 =E-I3r让第1式和第4式联立方程，第2式和第5式联立方程，第3式和第6式联立方程，这样解得三组E、r，取其平均值作为电池的电动势E和内阻r的大小。（这种处理方式，造成的误差较大，一般不采用）图像法：以路端电压U为纵轴、干路电流I为横轴建立U-I坐标系，在坐标平面内描出各组（U，I）值所对应的点，然后尽量多地通过这些点作一条直线，不在直线上的点大致均匀分布在直线两侧，如图所示，则：（1）图线与纵轴交点为电动势E。（2）图线与横轴交点为短路电流 （3）图线斜率的绝对值为内阻学生通过对微视频的学习，懂得了处理数据的方法。同时让学生学会了怎样求电源的电动势和内阻。增强运用图像处理数据的能力，培养看图的能力以及分析问题、解决问题的能力。三、 微视频讲解误差分析 三、 微视频讲解误差分析1、由读数引起的误差。2、用图象法求E和r时，由于作图不准确造成的误差。3、本实验采用如右图所示的测量电路是存在系统误差的，这是由于电压表V的分流IV引起的，使电流表A的示数I测小于电池的输出电流I真。 因为：I真=I测+Iv，而 所以：U越大，Iv越大， U趋近于零时，Iv也趋近于零。由右图可知，图线与横轴的交点为真实的短路电流，E测E真、r测r真。4、若采用如右图4所示电路，电流表测得值是真实的，但由于电流表A的分压，使电压表V的示数U测小于电池的输出电压U真。 因为U真=U测+UA，而UA=IRA, 所以I越大，UA越大，I趋近于零时，UA也趋近于零。通过误差分析，能让学生明白电流表外接和内接时，测得值和真实值的关系，教会学生分析问题的方法，提高分析问题的能力。四、测电源电动势和内阻的其他方法四、测电源电动势和内阻的其他方法A、用如图所示的电路，作 图像与右图等效，测得的电动势无偏差，但内阻偏大。B、用如图所示的电路，作 图像。 与右图等效，测得的电动势和内阻均偏小。 通过创新学习和对比学习，培养学生的创新精神，使学生的学习能力得到提高。三.课堂小结1、本实验的原理是什么？采用什么样的电路图进行侧量？2、如何对实验数据进行处理？3、采用不同电路进行测量时，引起误差的原因及结果？学生：1、U=E-Ir,采用电流表外接法进行测量。2、一般采用公式法和图像法，但图像法误差较小。3、若采用电流表外接法，电压表分流，使E测E真，r测r真.课堂小结部分用三个问题引出本节课的重难点，学生容易掌握本节知识的精华。四.作业1、课下阅读课本，完成实验报告。2、尝试对本次实验进行误差分析。3、若要用方案一测水果电池的电阻，电流表是内接还是外接，实验过程中应该注意哪些问题？作业部分是本节课的延伸。本节课在上课过程中，未讲解关于水果电池的电动势和内阻的测定，但学习的目的就是为了解决实际问题，因此而做这样作业安排。教学流程图组织教学复习引入新课 数据处理及习题巩固微视频学习实验操作及习题巩固微视频学习 误差分析及习题巩固微视频学习 测电动势和内阻的其它方法及习题巩固微视频学习 以问答的方式进行小结课外作业结束教学评价：1、希望通过本节课的学习让学生掌握实验仪器的选择、原理、数据处理、误差分析等知识点。2、本节课采用微课进行教学，学生通过每个微视频的学习后，分组讨论、合作交流开展完成，充分体现了新课程理念，师生互动、生生互动得以张扬。3、本节课内容较为抽象，学生难以理解，通过学生微视频学习后，自主总结，在再此基础上加以习题的训练，以此得到巩固和加强。板书设计： 实验：测定电源的电动势和内阻一、实验操作实验目的实验原理实验器材实验步骤二、数据处理公式法图像法三、误差分析引起误差的原因及导致的结果四、探索新方法测电源电动势和内阻伏组法安组法教学反思：课前反思：思考本节课应该将微课用在课前还是课中，如果用在课前，从时间和空间上不够现实。如果用在课中该怎样用呢？之前听过三节利用微课进行教学的观摩课，一节课只有一个微课，感觉学生听了，什么都记不住，有点流于形式。思考微课能不能分成几个部分呢？于是就试着做了，感觉效果还可以，这样就定了下来。课后反思：将微课按内容分板块进行教学的方式，效果很好，而且配套对应的辅助练习，使学生对所学知识能及时得到巩固。按照实验的顺序教学，思路清晰，学生能清楚地掌握所学知识，同时对其它实验的学习起到了示范的作用。但是对虚拟实验的开展，由于学生对电脑操作不熟悉，导致连接实物图时偏离了主题，也浪费大量的时间，使得这节课后面的教学时间有点紧。7