附件：教學設計課程基本信息課題專題十九《電學實驗》課型復習課學科

物理年級

高三學段

高中版本章節(jié)人教版必修3第11、12章教學目標

學生能夠闡述滑動變阻器兩種接法（限流、分壓）的原理、特點及適用條件，能依據實驗要求選擇恰當?shù)慕臃?。深入理解電流表內接法和外接法的原理，準確分析兩種接法產生誤差的原因，并能判斷實驗中應采用的接法。熟練掌握運用實驗數(shù)據求解電源電動勢和內阻的方法，會運用圖像法處理數(shù)據。教學重難點

重點：

1，滑動變阻器接法：理解限流接法和分壓接法的工作原理，明確二者在電路中的調節(jié)作用及適用范圍。2.

電流表接法：掌握電流表內接法和外接法的原理，能夠依據待測電阻與電流表、電壓表內阻的關系，合理選擇電流表的接法，以減小實驗誤差。3.數(shù)據處理：學會運用伏安法測量電源電動勢和內阻的數(shù)據處理方法，特別是利用U-I圖像的截距和斜率求解電源的電動勢和內阻。難點：1.

誤差分析：深入分析滑動變阻器兩種接法、電流表兩種接法以及測量電源電動勢和內阻實驗中產生誤差的原因，并能夠定量分析誤差的大小。2.

儀器選擇：根據實驗目的、實驗要求和給定的實驗器材，綜合考慮各種因素，合理選擇實驗儀器和實驗電路。學情分析學生在之前的學習中，已經掌握了部分電學基本概念和規(guī)律，如電阻、電流、電壓的概念，歐姆定律、串并聯(lián)電路的特點等，這為學習本實驗奠定了一定的知識基礎。然而，學生對這些知識的理解和運用還不夠深入，缺乏將理論知識應用到實際實驗中的能力。經過高中階段物理課程的學習，學生已經具備了一定的觀察能力、分析能力和邏輯思維能力，但在實驗設計、操作技能和數(shù)據處理方面的能力還有待提高。部分學生在實驗過程中可能會出現(xiàn)操作不規(guī)范、儀器使用不當?shù)葐栴}，在分析實驗數(shù)據和誤差時，可能缺乏深入思考和科學探究的能力。高中學生好奇心強，對物理實驗充滿興趣，具有一定的自主學習意識和團隊合作精神。但在學習過程中，部分學生可能存在畏難情緒，遇到復雜的實驗問題時，缺乏主動探究的勇氣和毅力。教學準備多媒體輔助教學教學過程教學任務教學內容設計意圖創(chuàng)新設計（含AI應用）

第一階段：（一）情境導入：沖突激趣，引發(fā)探究（5分鐘）

展示生活中常見的各種電源，如干電池、鋰電池等，提出問題：“我們在使用電源時，如何知道電源的電動勢和內阻呢？”引發(fā)學生思考，引出本節(jié)課的主題——測量電源電動勢和內阻。知識回顧：簡要回顧電源電動勢和內阻的概念，以及閉合電路歐姆定律的內容，為后續(xù)講解實驗原理做好鋪墊。

PPT圖片第二階段：新課教學

一測量電路和控制電路的選擇1．測量電路的接法——電流表的內接法、外接法(1)兩個接法比較項目內接法外接法電路圖誤差原因電流表分壓，U測＝Ux＋UA電壓表分流，I測＝Ix＋IV電阻測量值R測＝eq\f(U測,I測)＝Rx＋RA>Rx，測量值大于真實值R測＝eq\f(U測,I測)＝eq\f(RxRV,Rx＋RV)<Rx，測量值小于真實值適用條件RA?RxRV?Rx適用于測量大電阻小電阻(2)兩種電路的選擇①阻值比較法：先將待測電阻的估計值與電壓表、電流表內阻進行比較，若Rx較小，宜采用電流表外接法；若Rx較大，宜采用電流表內接法。簡單概括為“大內偏大，小外偏小”。②臨界值計算法：Rx<eq\r(RVRA)時，用電流表外接法；Rx>eq\r(RVRA)時，用電流表內接法。二．控制電路的接法——滑動變阻器的限流式、分壓式接法(1)兩種接法的比較(不考慮電源內阻)項目限流式接法分壓式接法兩種接法電路圖負載Rx上電壓調節(jié)范圍eq\f(RxE,Rx＋R0)≤U≤E(R0為滑動變阻器最大阻值)0≤U≤E負載Rx上電流調節(jié)范圍eq\f(E,Rx＋R0)≤I≤eq\f(E,Rx)(R0為滑動變阻器最大阻值)0≤I≤eq\f(E,Rx)閉合S前滑片P位置b端a端(2)滑動變阻器必須接成分壓電路的幾種情況①要求電壓表能從零開始讀數(shù)；②當待測電阻Rx?R0(滑動變阻器的最大阻值)時；③若采用限流式接法，電路中的最小電流仍超過電路中電表、電阻允許的最大電流。(3)滑動變阻器的最大阻值和用電器的阻值差不多且要求電壓不從零開始變化，通常情況下，由于限流式接法結構簡單、耗能少，優(yōu)先使用限流式接法。例題1學生實驗小組要測量量程為3V的電壓表V的內阻RV。可選用的器材有：多用電表，電源E(電動勢5V)，電壓表V1(量程5V，內阻約3kΩ)，定值電阻R0(阻值為800Ω)，滑動變阻器R1(最大阻值50Ω)，滑動變阻器R2(最大阻值5kΩ)，開關S，導線若干。完成下列填空：(1)利用多用電表粗測待測電壓表的內阻。首先應__CAB___(把下列實驗步驟前的字母按正確操作順序排列)。A．將紅、黑表筆短接B．調節(jié)歐姆調零旋鈕，使指針指向零歐姆C．將多用電表選擇開關置于歐姆擋“×10”位置再將多用電表的紅、黑表筆分別與待測電壓表的____________(選填“正極、負極”或“負極、正極”)相連，歐姆表的指針位置如圖(a)中虛線Ⅰ所示。為了減少測量誤差，應將選擇開關旋轉到歐姆擋________(選填“×1”“×100”或“×1k”)位置，重新調節(jié)后，測量得到指針位置如圖(a)中實線Ⅱ所示，則粗測得到的該電壓表內阻為________kΩ(結果保留1位小數(shù))。(2)為了提高測量精度，他們設計了如圖(b)所示的電路，其中滑動變阻器應選________(選填“R1”或“R2”)，閉合開關S前，滑動變阻器的滑片應置于________(選填“a”或“b”)端。(3)閉合開關S，滑動變阻器滑片滑到某一位置時，電壓表V1、待測電壓表的示數(shù)分別為U1、U，則待測電壓表內阻RV＝________(用U1、U和R0表示)。(4)測量得到U1＝4.20V，U＝2.78V，則待測電壓表內阻RV＝__________kΩ(結果保留3位有效數(shù)字)。三．測量電源的電動勢和內阻閉合電路歐姆定律：E＝U外＋U內。如果測量器材有電壓表和電流表，可用U－I法，即E＝U＋Ir。原理圖如圖甲所示，實物連接圖如圖乙所示。電池(被測電源)、電壓表、電流表、滑動變阻器、開關、導線、坐標紙、刻度尺、鉛筆等。方法一：列方程組求解電動勢和內阻的大小(1)eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(U1＝E－I1r,U4＝E－I4r))；(2)eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(U2＝E－I2r,U5＝E－I5r))；(3)eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(U3＝E－I3r,U6＝E－I6r))。根據以上三組方程分別求出E、r，再取其平均值作為電源的電動勢E和內阻r。方法二：用作圖法處理數(shù)據，如圖所示。(1)圖線與縱軸交點為E；(2)圖線的斜率的絕對值表示r＝eq\b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\co1(\f(ΔU,ΔI)))。結論：E測<E真，r測<r真。(2)若采用丙圖所示的電路，由于電流表的分壓作用，電流越大，電流表分壓越多，對應U真與U測的差越大。其U－I圖像如圖丁所示。結論：E測＝E真，r測>r真。創(chuàng)新點1“安阻法”測定電源電動勢和內阻1．實驗原理閉合電路的歐姆定律E＝IR＋Ir，電路圖如圖所示。2．實驗器材電池、電流表、電阻箱、開關、導線、坐標紙和刻度尺。3．數(shù)據處理(1)計算法：由eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(E＝I1R1＋I1r,E＝I2R2＋I2r))解方程組求得E、r。(2)圖像法：由E＝I(R＋r)可得①eq\f(1,I)＝eq\f(1,E)R＋eq\f(r,E)，可作eq\f(1,I)－R圖像(如圖甲所示)，eq\f(1,I)－R圖線的斜率k＝eq\f(1,E)，縱軸截距為eq\f(r,E)。②R＝E·eq\f(1,I)－r，可作R－eq\f(1,I)圖像(如圖乙所示)，R－eq\f(1,I)圖線的斜率k＝E，縱軸截距為－r。4．誤差分析(1)誤差來源：此電路相當于電流表相對于電源的內接法，電流表有電阻，導致內阻測量不準確。(2)結論：E測＝E真，r測＞r真(r測＝r真＋rA)。創(chuàng)新點2“伏阻法”測定電源電動勢和內阻例題2一學生小組測量某金屬絲(阻值約十幾歐姆)的電阻率?，F(xiàn)有實驗器材：螺旋測微器、米尺、電源E、電壓表(內阻非常大)、定值電阻R0(阻值10.0Ω)、滑動變阻器R、待測金屬絲、單刀雙擲開關K、開關S、導線若干。圖(a)是學生設計的實驗電路原理圖。完成下列填空：(1)實驗時，先將滑動變阻器R接入電路的電阻調至最大，閉合S。(2)將K與1端相連，適當減小滑動變阻器R接入電路的電阻，此時電壓表讀數(shù)記為U1，然后將K與2端相連，此時電壓表讀數(shù)記為U2。由此得到流過待測金屬絲的電流I＝________，金屬絲的電阻r＝________。(結果均用R0、U1、U2表示)(3)繼續(xù)微調R，重復(2)的測量過程，得到多組測量數(shù)據，見下表：U1(mV)0.570.710.851.141.43U2(mV)0.971.211.451.942.43(4)利用上述數(shù)據，得到金屬絲的電阻r＝14.2Ω。(5)用米尺測得金屬絲長度L＝50.00cm。用螺旋測微器測量金屬絲不同位置的直徑，某次測量的示數(shù)如圖(b)所示，該讀數(shù)為d＝________mm。多次測量后，得到直徑的平均值恰好與d相等。(6)由以上數(shù)據可得，待測金屬絲所用材料的電阻率ρ＝________×10－7Ω·m(保留2位有效數(shù)字)。例題3一同學探究阻值約為的待測電阻在范圍內的伏安特性?？捎闷鞑挠校弘妷罕鞻（量程為，內阻很大），電流表A（量程為，內阻為），電源E（電動勢約為，內阻不計），滑動變阻器R（最大阻值可選或），定值電阻（阻值可選或），開關S，導線若干。（1）要求通過的電流可在范圍內連續(xù)可調，在答題卡上將圖（a）所示的器材符號連線，畫出實驗電路的原理圖；（2）實驗時，圖（a）中的R應選最大阻值為________（填“”或“”）的滑動變阻器，應選阻值為______（填“”或“”）的定值電阻；（3）測量多組數(shù)據可得的伏安特性曲線。若在某次測量中，電壓表、電流表的示數(shù)分別如圖（b）和圖（c）所示，則此時兩端的電壓為______V，流過的電流為_____，此組數(shù)據得到的的阻值為_______（保留3位有效數(shù)字）。三、課堂小結引導學生回顧本節(jié)課的主要內容，包括實驗原理、實驗電路設計、實驗操作、數(shù)據處理和誤差分析等。通過課堂小結，幫助學生梳理知識體系，加深對實驗內容的理解和掌握。四、分層作業(yè)：1.

要求學生完成實驗報告，包括實驗目的、實驗原理、實驗器材、實驗步驟、實驗數(shù)據處理、實驗誤差分析和實驗結論等內容。2.

思考問題：如果實驗中只有一個電流表或一個電壓表，如何測量電源電動勢和內阻？

五、板書設計：方法一：列方程組求解電動勢和內阻的大小(1)eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(U1＝E－I1r,U4＝E－I4r))；(2)eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(U2＝E－I2r,U5＝E－I5r))；(3)eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(U3＝E－I3r,U6＝E－I6r))。根據以上三組方程分別求出E、r，再取其平均值作為電源的電動勢E和內阻r。方法二：用作圖法處理數(shù)據，如圖所示。(1)圖線與縱軸交點為E；(2)圖線的斜率的絕對值表示r＝eq\b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\co1(\f(ΔU,ΔI)))。教學反思一、課堂亮點1.聚焦高頻考點，針對性強：圍繞“伏安法測電阻”“測電源電動勢和內阻”“多用電表使用”三大核心實驗，整合高考真題題型（誤差分析、電路設計、數(shù)據處理），避免復習泛化，契合高三學生沖刺需求。2.注重實操落地，突破難點：通過“錯題重現(xiàn)+現(xiàn)場畫圖”的方式，強化學生對“內外接法選擇”“滑動變阻器分壓/限流接法判斷”的理解，對比不同實驗的電路差異，幫助學生建立“實驗原理→電路設計→誤差分析”的邏輯鏈。3.互動形式高效：采用“小組搶答誤差原因”“一對一糾錯電路草圖”等方式，調動學生參與度，及時暴露知識漏洞（如忽略電表內阻影響、實驗步驟順序錯誤），并當場答疑，提升復習即時性。二、存在問題1.學生基礎分化處理不足：部分基礎薄弱學生對“電流表改裝”“半偏法測電阻”等拓展實驗掌握不扎實，而課堂進度側重核心考點，未能充分兼顧分層需求。2.數(shù)據處理實操訓練欠缺：課堂以理論分析和錯題講解為主，學生動手處理實驗數(shù)據（如逐差法、圖像法求斜率）的機會較少，導致部分學生對“圖像截距、斜率的物理意義”理解流于表面。3.綜合實驗遷移能力薄弱：面對“結合傳感器的創(chuàng)新實驗”“多實驗原理融合的題目”，學生容易陷入思維定式，無法靈活運用所學知識設計方案，暴露知識遷移能力的短板。三、改進方向1.分層設計復習內容：為基礎薄弱學生提供“實驗原理清單+基礎電路模板”，課后布置針對性基礎題；為能力