第2节科学测量：电源的电动势和内阻（表格式教学设计）物理鲁科版必修第三册

2025-09-15

| 17页

| 526人阅读

| 1人下载

精品

第2节科学测量：电源的电动势和内阻（教学设计）

年级	高二	学科		物理	教师
课题	第2节科学测量：电源的电动势和内阻
教学目标	物理观念		能明确电动势和内阻的物理意义，理解测量原理与闭合电路欧姆定律的关联，深化“电源特性由电动势和内阻表征”的物理观念。
	科学思维		能根据闭合电路欧姆定律推导测量公式（），分析伏安法测电源参数的误差来源，提升逻辑推理与误差分析能力。
	科学探究		能完成“伏安法测量电源电动势和内阻”实验，规范操作仪器、处理数据并绘制图像求参数，提升实验探究能力。
	科学态度与责任		通过实验操作体会严谨性的重要性，认识电源参数测量在实际电路设计中的作用，树立科学实验与实践应用结合的责任意识。
教学重难点	重点：掌握伏安法测电源电动势和内阻的原理与实验操作。难点：分析实验误差来源及处理图像数据求参数。
教学过程
教师活动						学生活动
教学引入生活问题驱动1：某品牌电动车在冬季时续航能力大幅缩水，达到了40%的减少，厂家解释这一现象是由于电池内阻增大导致的。生活问题驱动2：某用户发现自己的手机在显示还有20%的电量时突然关机，经过维修人员检查后解释是电池老化导致内阻变大所致。这些解释是否真的可信呢？						如何量化评估电池的健康状态？

学科网（北京）股份有限公司

新课讲授一、核心探究

探究活动1：原始方案设计竞赛

任务：要求每组学生在5分钟内，利用提供的电压表（量程0-3V）、电流表（量程0-0.6A）、滑动变阻器（量程0-50Ω）、开关以及若干导线，设计出一个可行的电路方案。

方案A：电流表外接式，即电流表与电源并联，测量流经电路的电流。

方案B：电流表内接式，即电流表串联在电路中，直接测量电流。

方案C：定值电阻保护式，通过串联一个定值电阻来保护电流表，防止电流过大损坏电表。

通过实物投影展示典型方案，引导学生辨析各种方案的优劣。

问题1：

1. 滑动变阻器阻值范围选择的依据是什么？

2. 电表量程匹配的安全性问题如何考虑？

3. 电源内阻微小性对电路结构的影响有哪些？

案例研讨：某实验组的数据记录如下：

I(A)	0.12	0.20	0.31	0.32	0.50	0.57
U(V)	1.37	1.32	1.24	1.18	1.10	1.05

任务驱动

认真参与

问题2：

1. 在直接代数法计算时，为何要选择相距较远的数据对进行计算？

2. 当图像法处理数据时，如果出现第三个点明显偏离直线，可能的原因是什么？

3. 比较公式法与图像法在处理数据时的优劣。

分组进行图线绘制，要求：

1. 坐标轴分度值的标注要规范。

2. 异常点处理策略需要明确说明。

3. 斜率计算采用△U/△I。

认知冲突呈现：

两组使用相同的器材测得电动势E分别为1.48V和1.52V，内阻r分别为0.50Ω和0.45Ω，如何解释这种差异？

探究活动2：

1719540026735 1. 系统误差剧场：通过分角色扮演电压表、电流表、导线电阻等，用情景剧的形式演示分流/分压效应。

2. 等效电源建模：

探究活动3：

假设实验室突然遭遇器材短缺，现有以下器材：

A组：电压表+电阻箱

B组：电流表+电阻箱

C组：两个电压表+定值电阻

请设计替代方案。

思维引导：

1. 伏阻法方程变形：1/U = (r/E)(1/R) + 1/E。

2. 安阻法线性处理：R = E/I - r。

3. 伏伏法电流推算：I=(U1-U2)/R0。

新课讲授二、深度拓展