12.3實(shí)驗(yàn)：電池電動(dòng)勢和內(nèi)阻的測量(1)教學(xué)設(shè)計(jì)-2023-2024學(xué)年高二上學(xué)期物理人教版（2019）必修第三冊科目授課時(shí)間節(jié)次--年—月—日（星期——）第—節(jié)指導(dǎo)教師授課班級、授課課時(shí)授課題目（包括教材及章節(jié)名稱）12.3實(shí)驗(yàn)：電池電動(dòng)勢和內(nèi)阻的測量(1)教學(xué)設(shè)計(jì)-2023-2024學(xué)年高二上學(xué)期物理人教版（2019）必修第三冊教學(xué)內(nèi)容分析1.本節(jié)課的主要教學(xué)內(nèi)容為：實(shí)驗(yàn)：電池電動(dòng)勢和內(nèi)阻的測量(1)。

2.教學(xué)內(nèi)容與學(xué)生已有知識的聯(lián)系：本節(jié)課將引導(dǎo)學(xué)生回顧并運(yùn)用閉合電路歐姆定律，通過實(shí)驗(yàn)探究電池電動(dòng)勢和內(nèi)阻的測量方法，與教材中“電路的基本概念”和“電路的測量”等內(nèi)容緊密相關(guān)。核心素養(yǎng)目標(biāo)培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究能力，通過實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)分析和結(jié)果解釋，提升學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作技能和科學(xué)思維。增強(qiáng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度和社會(huì)責(zé)任，認(rèn)識到物理學(xué)在技術(shù)應(yīng)用中的重要性，激發(fā)學(xué)生對能源和環(huán)境問題的關(guān)注和思考。學(xué)習(xí)者分析1.學(xué)生已經(jīng)掌握了哪些相關(guān)知識：學(xué)生在學(xué)習(xí)本節(jié)課之前，已經(jīng)學(xué)習(xí)了閉合電路歐姆定律、電路的基本元件、電路的串并聯(lián)規(guī)律等基礎(chǔ)知識。此外，他們還具備一定的實(shí)驗(yàn)操作技能，能夠使用電流表、電壓表等測量工具。

2.學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、能力和學(xué)習(xí)風(fēng)格：高二學(xué)生通常對物理學(xué)科有著濃厚的興趣，喜歡動(dòng)手操作和探究實(shí)驗(yàn)。他們在學(xué)習(xí)過程中表現(xiàn)出較強(qiáng)的動(dòng)手實(shí)踐能力和觀察能力。學(xué)習(xí)風(fēng)格上，部分學(xué)生偏好通過實(shí)驗(yàn)來理解和掌握知識，而另一部分學(xué)生則更傾向于理論學(xué)習(xí)。

3.學(xué)生可能遇到的困難和挑戰(zhàn)：在實(shí)驗(yàn)過程中，學(xué)生可能會(huì)遇到電池電動(dòng)勢不穩(wěn)定、電路連接不當(dāng)?shù)葐栴}，導(dǎo)致測量數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確。此外，對于電動(dòng)勢和內(nèi)阻的概念理解不深，可能會(huì)影響他們對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析和解釋。同時(shí)，部分學(xué)生可能對閉合電路歐姆定律的應(yīng)用不夠熟練，難以在實(shí)驗(yàn)中正確運(yùn)用。針對這些困難，教師需要引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)前的充分準(zhǔn)備，加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)過程中的指導(dǎo)，以及實(shí)驗(yàn)后的總結(jié)和反思。教學(xué)資源-軟硬件資源：電流表、電壓表、滑動(dòng)變阻器、電池、導(dǎo)線、開關(guān)、實(shí)驗(yàn)板、數(shù)據(jù)采集器

-課程平臺：物理實(shí)驗(yàn)演示軟件、在線實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)系統(tǒng)

-信息化資源：電動(dòng)勢和內(nèi)阻測量實(shí)驗(yàn)的視頻教程、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理的電子表格模板

-教學(xué)手段：多媒體教學(xué)設(shè)備（投影儀、電腦）、實(shí)物教具（電池、電路元件）、實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書教學(xué)實(shí)施過程1.課前自主探索

教師活動(dòng)：

發(fā)布預(yù)習(xí)任務(wù)：通過在線平臺或班級微信群，發(fā)布預(yù)習(xí)資料（如PPT、視頻、文檔等），明確預(yù)習(xí)目標(biāo)和要求。例如，要求學(xué)生預(yù)習(xí)閉合電路歐姆定律的基本原理和電動(dòng)勢、內(nèi)阻的概念。

設(shè)計(jì)預(yù)習(xí)問題：圍繞“電池電動(dòng)勢和內(nèi)阻的測量”課題，設(shè)計(jì)一系列具有啟發(fā)性和探究性的問題，如“如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來測量電池的電動(dòng)勢？”、“內(nèi)阻對電路的影響有哪些？”等。

監(jiān)控預(yù)習(xí)進(jìn)度：利用平臺功能或?qū)W生反饋，監(jiān)控學(xué)生的預(yù)習(xí)進(jìn)度，確保預(yù)習(xí)效果。例如，通過查看學(xué)生的在線筆記或提問情況來評估預(yù)習(xí)質(zhì)量。

學(xué)生活動(dòng)：

自主閱讀預(yù)習(xí)資料：按照預(yù)習(xí)要求，自主閱讀預(yù)習(xí)資料，理解閉合電路歐姆定律和電動(dòng)勢、內(nèi)阻的概念。

思考預(yù)習(xí)問題：針對預(yù)習(xí)問題，進(jìn)行獨(dú)立思考，記錄自己的理解和疑問。例如，學(xué)生可能會(huì)提出關(guān)于如何選擇合適的測量工具的問題。

教學(xué)方法/手段/資源：

自主學(xué)習(xí)法：引導(dǎo)學(xué)生自主思考，培養(yǎng)自主學(xué)習(xí)能力。

信息技術(shù)手段：利用在線平臺、微信群等，實(shí)現(xiàn)預(yù)習(xí)資源的共享和監(jiān)控。

作用與目的：

幫助學(xué)生提前了解“電池電動(dòng)勢和內(nèi)阻的測量”課題，為課堂學(xué)習(xí)做好準(zhǔn)備。

培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和獨(dú)立思考能力。

2.課中強(qiáng)化技能

教師活動(dòng)：

導(dǎo)入新課：通過實(shí)驗(yàn)演示或現(xiàn)實(shí)生活中的電池應(yīng)用案例，引出“電池電動(dòng)勢和內(nèi)阻的測量”課題，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

講解知識點(diǎn)：詳細(xì)講解電池電動(dòng)勢和內(nèi)阻的測量方法，結(jié)合實(shí)例幫助學(xué)生理解。例如，講解如何通過改變電路中的電阻來測量電動(dòng)勢和內(nèi)阻。

組織課堂活動(dòng)：設(shè)計(jì)小組討論，讓學(xué)生根據(jù)預(yù)習(xí)內(nèi)容提出實(shí)驗(yàn)方案，并討論可能的實(shí)驗(yàn)誤差。

學(xué)生活動(dòng)：

聽講并思考：認(rèn)真聽講，積極思考老師提出的問題。

參與課堂活動(dòng)：積極參與小組討論，提出自己的實(shí)驗(yàn)方案和見解。

教學(xué)方法/手段/資源：

講授法：通過詳細(xì)講解，幫助學(xué)生理解電池電動(dòng)勢和內(nèi)阻的測量方法。

實(shí)踐活動(dòng)法：設(shè)計(jì)小組實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生在實(shí)踐中掌握測量技能。

作用與目的：

幫助學(xué)生深入理解電池電動(dòng)勢和內(nèi)阻的測量方法，掌握相關(guān)技能。

3.課后拓展應(yīng)用

教師活動(dòng)：

布置作業(yè)：布置設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案和進(jìn)行實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析的作業(yè)，鞏固學(xué)習(xí)效果。

提供拓展資源：提供與電池電動(dòng)勢和內(nèi)阻測量相關(guān)的拓展資源，如實(shí)驗(yàn)報(bào)告模板、相關(guān)學(xué)術(shù)文章鏈接等。

學(xué)生活動(dòng)：

完成作業(yè)：認(rèn)真完成老師布置的作業(yè)，包括實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)和數(shù)據(jù)分析。

拓展學(xué)習(xí)：利用老師提供的拓展資源，進(jìn)行進(jìn)一步的學(xué)習(xí)和思考。

教學(xué)方法/手段/資源：

自主學(xué)習(xí)法：引導(dǎo)學(xué)生自主完成作業(yè)和拓展學(xué)習(xí)。

反思總結(jié)法：引導(dǎo)學(xué)生對自己的學(xué)習(xí)過程和成果進(jìn)行反思和總結(jié)。

作用與目的：

鞏固學(xué)生在課堂上學(xué)到的電池電動(dòng)勢和內(nèi)阻的測量知識點(diǎn)和技能。

通過反思總結(jié)，幫助學(xué)生發(fā)現(xiàn)自己的不足并提出改進(jìn)建議，促進(jìn)自我提升。知識點(diǎn)梳理1.閉合電路歐姆定律

-閉合電路歐姆定律公式：\(E=I(R+r)\)

-其中，\(E\)表示電源電動(dòng)勢，\(I\)表示電路中的電流，\(R\)表示電路中的總電阻，\(r\)表示電源的內(nèi)阻。

-電動(dòng)勢：電源在單位正電荷通過時(shí)所做的功，單位為伏特（V）。

-內(nèi)阻：電源內(nèi)部的電阻，通常由電源材料和結(jié)構(gòu)決定。

2.電池電動(dòng)勢和內(nèi)阻

-電池電動(dòng)勢：電池在理想狀態(tài)下，兩端電壓的差值。

-內(nèi)阻：電池內(nèi)部的電阻，導(dǎo)致電池在放電過程中電壓下降。

-測量方法：通過實(shí)驗(yàn)測量電池在不同負(fù)載下的電壓，分析電池的電動(dòng)勢和內(nèi)阻。

3.測量電動(dòng)勢和內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)

-實(shí)驗(yàn)原理：根據(jù)閉合電路歐姆定律，通過測量電路中的電流和電壓，可以計(jì)算出電動(dòng)勢和內(nèi)阻。

-實(shí)驗(yàn)步驟：

1.準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)器材：電流表、電壓表、滑動(dòng)變阻器、電池、導(dǎo)線等。

2.連接電路：按照電路圖連接實(shí)驗(yàn)器材，確保電路連接正確。

3.測量電壓和電流：調(diào)整滑動(dòng)變阻器的阻值，記錄不同負(fù)載下的電壓和電流值。

4.計(jì)算電動(dòng)勢和內(nèi)阻：根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，利用閉合電路歐姆定律公式計(jì)算電動(dòng)勢和內(nèi)阻。

-實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)：

1.選擇合適的電池，確保電池電壓在實(shí)驗(yàn)范圍內(nèi)。

2.注意電路連接的準(zhǔn)確性，避免短路或接觸不良。

3.多次測量取平均值，提高實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。

4.電動(dòng)勢和內(nèi)阻的影響

-電動(dòng)勢：電動(dòng)勢越高，電路中的電流越大。

-內(nèi)阻：內(nèi)阻越大，電路中的電流越小，電壓下降越明顯。

-實(shí)際應(yīng)用：在設(shè)計(jì)和分析電路時(shí)，需要考慮電池的電動(dòng)勢和內(nèi)阻，以確保電路的正常工作和性能。

5.電池的類型和特性

-干電池：具有體積小、便于攜帶、使用方便等特點(diǎn)，適用于低功耗設(shè)備。

-蓄電池：具有充電和放電功能，適用于需要反復(fù)充放電的設(shè)備。

-鋰電池：具有高能量密度、長循環(huán)壽命、安全性能好等特點(diǎn)，適用于高功耗設(shè)備。

6.電池的使用與維護(hù)

-使用電池時(shí)，避免過度放電和過充，以免損壞電池。

-定期檢查電池性能，及時(shí)更換老化或損壞的電池。

-在存放電池時(shí)，避免高溫、潮濕等不良環(huán)境，以延長電池使用壽命。

7.電池的應(yīng)用

-電池在日常生活中廣泛應(yīng)用于各種電子設(shè)備，如手機(jī)、電腦、相機(jī)等。

-電池在工業(yè)領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用，如電力供應(yīng)、通信設(shè)備、交通工具等。

-電池在科研領(lǐng)域具有重要作用，如新能源技術(shù)、航天技術(shù)等。板書設(shè)計(jì)①閉合電路歐姆定律

-公式：\(E=I(R+r)\)

-電動(dòng)勢\(E\)：電源兩端電壓差

-電流\(I\)：電路中流過的電荷量

-總電阻\(R\)：電路外部電阻之和

-內(nèi)阻\(r\)：電源內(nèi)部電阻

②電池電動(dòng)勢和內(nèi)阻

-電動(dòng)勢：電池理想狀態(tài)下的電壓

-內(nèi)阻：電池內(nèi)部電阻，影響電壓輸出

-測量方法：通過實(shí)驗(yàn)測量不同負(fù)載下的電壓和電流

③實(shí)驗(yàn)步驟

-準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)器材：電流表、電壓表、滑動(dòng)變阻器、電池、導(dǎo)線等

-連接電路：按照電路圖正確連接實(shí)驗(yàn)器材

-測量數(shù)據(jù)：調(diào)整滑動(dòng)變阻器，記錄電壓和電流值

-計(jì)算結(jié)果：利用公式計(jì)算電動(dòng)勢和內(nèi)阻

④實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)

-選擇合適電池，確保電壓在實(shí)驗(yàn)范圍內(nèi)

-注意電路連接，避免短路或接觸不良

-多次測量取平均值，提高實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)確性

⑤電池類型和特性

-干電池：體積小，便于攜帶

-蓄電池：可充電，適用于反復(fù)充放電設(shè)備

-鋰電池：高能量密度，長循環(huán)壽命

⑥電池使用與維護(hù)

-避免過度放電和過充

-定期檢查電池性能，及時(shí)更換老化電池

-存放電池時(shí)，避免高溫、潮濕等不良環(huán)境

⑦電池應(yīng)用

-日常生活：手機(jī)、電腦、相機(jī)等

-工業(yè)領(lǐng)域：電力供應(yīng)、通信設(shè)備、交通工具等

-科研領(lǐng)域：新能源技術(shù)、航天技術(shù)等課后作業(yè)1.實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題

-題目：設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)方案，測量一個(gè)新電池的電動(dòng)勢和內(nèi)阻。

-答案：實(shí)驗(yàn)方案包括以下步驟：

1.準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)器材：電流表、電壓表、滑動(dòng)變阻器、電池、導(dǎo)線等。

2.連接電路：按照電路圖連接實(shí)驗(yàn)器材，確保電路連接正確。

3.測量電壓和電流：調(diào)整滑動(dòng)變阻器的阻值，記錄不同負(fù)載下的電壓和電流值。

4.計(jì)算電動(dòng)勢和內(nèi)阻：根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，利用公式\(E=I(R+r)\)計(jì)算電動(dòng)勢和內(nèi)阻。

5.重復(fù)實(shí)驗(yàn)，取平均值以提高準(zhǔn)確性。

2.數(shù)據(jù)分析題

-題目：已知某電池在不同負(fù)載下的電壓和電流數(shù)據(jù)，計(jì)算其電動(dòng)勢和內(nèi)阻。

-答案：假設(shè)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下：

-負(fù)載1：\(I_1=0.5A\)，\(V_1=1.5V\)

-負(fù)載2：\(I_2=1.0A\)，\(V_2=1.2V\)

-負(fù)載3：\(I_3=1.5A\)，\(V_3=0.9V\)

根據(jù)公式\(E=I(R+r)\)，我們可以通過以下步驟計(jì)算電動(dòng)勢和內(nèi)阻：

1.選擇兩組數(shù)據(jù)，計(jì)算\(R\)：\(R=\frac{V}{I}\)

-對于負(fù)載1：\(R_1=\frac{1.5V}{0.5A}=3\Omega\)

-對于負(fù)載2：\(R_2=\frac{1.2V}{1.0A}=1.2\Omega\)

2.計(jì)算內(nèi)阻\(r\)：\(r=\frac{E-V}{I}\)

-對于負(fù)載1：\(r=\frac{E-1.5V}{0.5A}\)

-對于負(fù)載2：\(r=\frac{E-1.2V}{1.0A}\)

3.解方程組，求出電動(dòng)勢\(E\)和內(nèi)阻\(r\)。

3.應(yīng)用題

-題目：一個(gè)電路由一個(gè)電池和一個(gè)電阻組成，已知電池的電動(dòng)勢為5V，內(nèi)阻為0.5Ω，電阻為10Ω。計(jì)算電路中的電流和電阻上的電壓。

-答案：根據(jù)閉合電路歐姆定律\(E=I(R+r)\)，我們可以計(jì)算電流\(I\)：

\(I=\frac{E}{R+r}=\frac{5V}{10\Omega+0.5\Omega}=0.45A\)

電阻上的電壓\(V_R\)為：

\(V_R=I\timesR=0.45A\times10\Omega=4.5V\)

4.比較題

-題目：比較以下兩種情況下電池的電動(dòng)勢和內(nèi)阻：

1.電池直接連接到負(fù)載。

2.電池通過一個(gè)開關(guān)連接到負(fù)載。

-答案：在第一種情況下，電池的電動(dòng)勢和內(nèi)阻保持不變。在第二種情況下，當(dāng)開關(guān)關(guān)閉時(shí)，電池的電動(dòng)勢和內(nèi)阻也不變。當(dāng)開關(guān)打開時(shí)，電路中沒有電流流過，因此電動(dòng)勢和內(nèi)阻的測量將不準(zhǔn)確。

5.判斷題

-題目：電池的電動(dòng)勢是指電池內(nèi)部產(chǎn)生的電流。

-答案：錯(cuò)誤。電池的電動(dòng)勢是指電池在理想狀態(tài)下，兩端電壓的差值，它不是電池內(nèi)部產(chǎn)生的電流。電池的電動(dòng)勢是推動(dòng)電流流動(dòng)的力。課堂小結(jié)，當(dāng)堂檢測課堂小結(jié)：

1.本節(jié)課我們學(xué)習(xí)了電池電動(dòng)勢和內(nèi)阻的概念，以及如何通過實(shí)驗(yàn)測量它們。

2.我們了解到閉合電路歐姆定律在測量電動(dòng)勢和內(nèi)阻中的應(yīng)用。

3.通過實(shí)驗(yàn)，我們學(xué)會(huì)了如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案、連接電路、測量數(shù)據(jù)以及計(jì)算電動(dòng)勢和內(nèi)阻。

4.我們認(rèn)識到電池電動(dòng)勢和內(nèi)阻對電路性能的影響，以及在實(shí)際應(yīng)用中的重要性。

當(dāng)堂檢測：

1.簡述閉合電路歐姆定律的公式，并解釋電動(dòng)勢、電流、總電阻和內(nèi)阻的含義。

2.解釋電池電動(dòng)勢和內(nèi)阻的概念，并說明它們對電路性能的影響。

3.設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)方案，測量一個(gè)新電池的電動(dòng)勢和內(nèi)阻。

4.給出以下實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)：\(I_1=0.5A\)，\(V_1=1.5V\)，\(I_2=1.0A\)，\(V_2=1.2V\)，計(jì)算電池的電動(dòng)勢和內(nèi)阻。

5.分析以下情況：當(dāng)電池通過一個(gè)開關(guān)連接到負(fù)載時(shí)，電池的電動(dòng)勢和內(nèi)阻是否會(huì)改變？

答案：

1.閉合電路歐姆定律的公式為\(E=I(R+r)\)。電動(dòng)勢\(E\)是電源兩端電壓差，電流\(I\)是電路中流過的電荷量，總電阻\(R\)是電路外部電阻之和，內(nèi)阻\(r\)是電源內(nèi)部電阻。

2.電池電動(dòng)勢是指電池在理想狀態(tài)下，兩端電壓的差值。內(nèi)阻是電池內(nèi)部的電阻，影響電壓輸出。它們對電路性能的影響包括電流大小和電壓分布。

3.實(shí)驗(yàn)方案：

-準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)器材：電流表、電壓表、滑動(dòng)變阻器、電池、