四、教学目标
1.知识与技能:使学生学会实验电路图的设计
使学生掌握利用仪器测量电池电动势和内电阻的方法 , 通过实验开阔学生思路 , 激发兴趣 。
2.过程与方法:学会实验电路图的设计、学会利用图像处理数据的方法、学会误差分析 。
3.情感态度与价值观:使学生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兴趣 。
五、重点、难点分析
1.重点:实验电路图的设计
2.难点:实验电路图的设计
六、教学方法:探究法、讨论法、实验法、
七、教学准备仪器:
电流表 , 电压表 , 滑动变阻器 , 开关 , 两节旧干电池 , 电池盒 , 导线各若干 。
八、教学过程
这节课我们来测定电源的电动势和内电阻 , 请各组同学根据实验目的 , 设计好实验原理图 , 组内讨论后把优化的方案以图的形式画到黑板上 。(以下 , 我假设几个学习小组 , 假设一些学生 , 假设几种情况举例 , 讲课时可以随机应变 。)
同学纷纷画好他们的设计图 。我让同学们仔细观察看哪些小组的设计方案相同 , 同学们认真查找 , 取掉了相同的设计方案 , 留下不同的设计方案 。我分别请了几个小组的同学上台谈一谈他们设计的思路 。
其中3小组的同学张茜画的电路图如下 , 3小组的张茜说:“我们用电压表测量路端电压 , 电流表测总电流 , 根据U=E-Ir列方程组求解E和r 。
我问大家: “张茜他们的想法行吗?”同学们纷纷点头 , 我让同学们想想这种方案处理数据还有其它方法吗?6组李强同学说“还可以描出闭合电路的U—I图象求解E和r 。”我建议他们试一试这种方法 , 看看哪些一种方法误解差小 。
忽然4小组李梅站起来说:“我们的设计思路与3小组基本相同 , 就是电压表和电流表接的位置不同 , 如下图 , 我感觉我们的方案肯定也可以.”我故意问大家:“你们说4小组的方案和3小组的方案比较哪个更好?”
一分钟过去了 , 同学们都默不作声 , 有些同学甚至低声说 , 两种方案结果一样 。
我问道:“哪一种测量的误差更小一些呢?”
顿时 , 教室里热闹起来 , 同学们开始了热烈的讨论 , 3小组同学认为他们测的路端电压比4小组更准确 , 但4小组同学认为他们的总电流准确 , 3小组测的电流不是总电流 , 他们急切想找到解决问题的办法 。
我问同学们利用闭合电路的U和I求E和r , 能不能同时准确的测出电压和总电流 , 同学们纷纷表示不可以 。我建议大家结合所选仪器和实验目的选一个误差更小的设计方案 。
这时8小组的张森站起来 , 兴奋的说:“我认为3小组的设计方案误差更小 , 因为3小组的测量误差来源于电压表的分流作用 , 而电压表内阻远远大于滑动变阻和电流表电阻 , 它的分流很小 。而4小组的误差来源于电流表的分压作用 , 电流表内阻并不是比滑动变阻器小很多 , 它的分压作用不能忽略 。”听完张森的分析 , 同学们顿时明白过来 。这时我及时提醒同学们:“以后大家设计实验方案时一定要注意既要围绕实验目的 , 又要减小实验误差 。”
2小组同学设计了如下的电路图 , 小组代表张柯明说:“我们想利用闭合电路欧姆定律 , 用电流表测定电流 , 用电阻箱测电阻 , 列方程组求解E和r 。
6小组的张松站起来说 , 这种方法还可以作R—1/I的图像 , 求出纵截距就是r , 求出的图象的斜率就是电动势 。
我肯定了他们两个人的做法 , 并提醒他们从R—1/I图象时 , 你们坐标原点的取法 , 然后我让他们到前面实验桌上取自己需要的仪器 。
不一会张松跑过来生气地说 , 电流表只剩一个了 , 让张柯明拿走了 , 6小组同学顿时撅起嘴 , 生气了 。我假装和6小组同学商量说:“你们能用其它仪器代替电流表吗?”听我这么一说 , 6小组的同学都不理我了 。
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