《電源電動(dòng)勢(shì)及內(nèi)阻的測(cè)量》學(xué)習(xí)任務(wù)單

《電源電動(dòng)勢(shì)及內(nèi)阻的測(cè)量》學(xué)習(xí)任務(wù)單學(xué)習(xí)任務(wù)單課程基本信息學(xué)科高中物理年級(jí)學(xué)期課題滬科版（2020）必修第三冊(cè)第十章電路及其應(yīng)用第六節(jié)電源電動(dòng)勢(shì)及內(nèi)阻的測(cè)量學(xué)生信息姓名學(xué)校班級(jí)學(xué)號(hào)學(xué)習(xí)目標(biāo)目標(biāo)一：理解電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的概念；目標(biāo)二：掌握測(cè)量電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)原理；目標(biāo)三：能夠運(yùn)用合適的實(shí)驗(yàn)器材進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作；目標(biāo)四：學(xué)會(huì)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理結(jié)果并得出結(jié)論，提高數(shù)據(jù)分析能力；目標(biāo)五：能分析實(shí)驗(yàn)誤差產(chǎn)生的原因并嘗試改進(jìn)實(shí)驗(yàn)。課前學(xué)習(xí)任務(wù)1、仔細(xì)閱讀教材中關(guān)于電源電動(dòng)勢(shì)及內(nèi)阻測(cè)量的相關(guān)內(nèi)容，對(duì)基本概念有初步的認(rèn)識(shí)。2、查找一些生活中與電源相關(guān)的設(shè)備，思考電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻可能對(duì)這些設(shè)備產(chǎn)生的影響。課上學(xué)習(xí)任務(wù)思考：同學(xué)們，咱們?nèi)粘Ｊ褂玫氖謾C(jī)電池用久了之后，為啥續(xù)航能力就下降了呢？這就和咱們今天要學(xué)的電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻有關(guān)哦?！緦W(xué)習(xí)任務(wù)一】電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻概念理解1、電源電動(dòng)勢(shì)：咱們先來(lái)了解一下電源電動(dòng)勢(shì)是個(gè)啥。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，電源電動(dòng)勢(shì)就像是電源內(nèi)部的一種“力量”，它能推動(dòng)電荷在電路中定向移動(dòng)。就好比是一個(gè)水泵，把水從低處抽到高處一樣，電源電動(dòng)勢(shì)把正電荷從負(fù)極“抽”到正極。那在教材里，它的定義是啥呢？大家可以在教材中找一找。誰(shuí)能舉個(gè)生活中的例子來(lái)說(shuō)明電源電動(dòng)勢(shì)的存在呢？（讓同學(xué)們積極發(fā)言互動(dòng)）2、電源內(nèi)阻：那電源內(nèi)阻又是什么呢？其實(shí)啊，電源內(nèi)部也不是暢通無(wú)阻的，它有一定的電阻，這就是內(nèi)阻。這個(gè)內(nèi)阻會(huì)對(duì)電路產(chǎn)生影響哦。想象一下，電流在電源內(nèi)部流動(dòng)的時(shí)候，就像人在一個(gè)有點(diǎn)擁擠的過(guò)道里走，會(huì)受到一些阻礙。大家在教材里看看內(nèi)阻是怎么定義的，然后和同桌互相講講。大家想一想，如果電源內(nèi)阻變大了，會(huì)對(duì)電路中的電流和電壓有什么影響呢？（再次互動(dòng)，讓同學(xué)們討論并發(fā)表看法）【學(xué)習(xí)任務(wù)二】測(cè)量電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)原理1、實(shí)驗(yàn)原理推導(dǎo)：咱們現(xiàn)在要開(kāi)始研究怎么測(cè)量電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻啦。根據(jù)咱們學(xué)過(guò)的歐姆定律和閉合電路的歐姆定律，我們可以推導(dǎo)出一個(gè)關(guān)系式。假設(shè)我們有一個(gè)電源，電動(dòng)勢(shì)為E，內(nèi)阻為r，外電路接了一個(gè)電阻R，電路中的電流為I，路端電壓為U。那根據(jù)閉合電路的歐姆定律，E＝U+Ir。這個(gè)式子可很重要哦，它就是我們測(cè)量電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的理論依據(jù)。大家一起跟著我在本子上推導(dǎo)一下這個(gè)式子，看看能不能理解。有同學(xué)能說(shuō)一說(shuō)這個(gè)式子中每個(gè)量在實(shí)驗(yàn)中怎么測(cè)量嗎？（鼓勵(lì)同學(xué)們思考回答）2、實(shí)驗(yàn)電路圖設(shè)計(jì)：知道了原理，我們就要設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)電路圖啦。那我們需要用到哪些實(shí)驗(yàn)器材呢？對(duì)啦，有電源、電流表、電壓表、滑動(dòng)變阻器還有導(dǎo)線和開(kāi)關(guān)。那怎么把這些器材連接起來(lái)呢？大家可以在本子上畫(huà)一畫(huà)電路圖，然后和小組同學(xué)交流一下，看看誰(shuí)的電路圖最合理。（小組互動(dòng)討論，之后請(qǐng)小組代表展示電路圖并講解）【學(xué)習(xí)任務(wù)三】實(shí)驗(yàn)操作1、實(shí)驗(yàn)器材選擇與檢查：現(xiàn)在我們要開(kāi)始做實(shí)驗(yàn)啦。首先呢，我們要選擇合適的實(shí)驗(yàn)器材。大家看看桌子上的電流表、電壓表，它們的量程要怎么選擇呢？這就需要我們根據(jù)電源的電動(dòng)勢(shì)大概估算一下電流和電壓的范圍哦。還有滑動(dòng)變阻器，我們要選擇阻值合適的。選好器材之后，我們還要檢查一下這些器材有沒(méi)有損壞，比如電流表和電壓表的指針能不能靈活轉(zhuǎn)動(dòng)啊之類(lèi)的。誰(shuí)能說(shuō)說(shuō)電流表和電壓表量程選擇的依據(jù)呢？（讓同學(xué)回答）2、連接電路與數(shù)據(jù)測(cè)量：接下來(lái)我們就開(kāi)始連接電路啦。按照我們?cè)O(shè)計(jì)好的電路圖，小心翼翼地連接導(dǎo)線，可別接錯(cuò)了哦。連接好之后，我們要進(jìn)行數(shù)據(jù)測(cè)量。改變滑動(dòng)變阻器的阻值，記錄下對(duì)應(yīng)的電流值I和電壓值U。多測(cè)幾組數(shù)據(jù)，這樣我們得到的結(jié)果會(huì)更準(zhǔn)確。在測(cè)量數(shù)據(jù)的時(shí)候，有同學(xué)發(fā)現(xiàn)什么問(wèn)題或者有什么小技巧嗎？（互動(dòng)分享）【學(xué)習(xí)任務(wù)四】數(shù)據(jù)處理與結(jié)論得出1、數(shù)據(jù)處理方法：我們得到了好多組電流和電壓的數(shù)據(jù)，那怎么根據(jù)這些數(shù)據(jù)求出電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻呢？我們可以用圖像法。把U作為縱坐標(biāo)，I作為橫坐標(biāo)，把我們得到的數(shù)據(jù)描在坐標(biāo)紙上，然后畫(huà)出一條直線。這條直線的斜率和截距就和電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻有關(guān)系哦。大家試著在坐標(biāo)紙上畫(huà)出這個(gè)圖像，然后根據(jù)圖像求出電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)阻r。有同學(xué)在畫(huà)圖或者計(jì)算的時(shí)候遇到困難了嗎？（及時(shí)解答同學(xué)們的問(wèn)題）2、結(jié)論得出：根據(jù)我們的數(shù)據(jù)處理結(jié)果，我們就可以得出電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的值啦。然后我們要把這個(gè)結(jié)果和電源的標(biāo)稱(chēng)值對(duì)比一下，看看誤差有多大?！緦W(xué)習(xí)任務(wù)五】誤差分析與實(shí)驗(yàn)改進(jìn)1、誤差分析：我們求出的結(jié)果和標(biāo)稱(chēng)值可能會(huì)有一些誤差，那這些誤差是怎么產(chǎn)生的呢？大家想一想，在我們實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中，哪些環(huán)節(jié)可能會(huì)導(dǎo)致誤差呢？是電流表和電壓表的讀數(shù)誤差？還是實(shí)驗(yàn)器材本身的精度問(wèn)題？或者是我們的實(shí)驗(yàn)原理本身就存在一定的近似呢？大家分組討論一下，然后每個(gè)小組派一個(gè)代表來(lái)說(shuō)一說(shuō)你們組分析的結(jié)果。（小組討論后代表發(fā)言）2、實(shí)驗(yàn)改進(jìn)：知道了誤差產(chǎn)生的原因，我們就可以想辦法改進(jìn)實(shí)驗(yàn)啦。如果是讀數(shù)誤差，我們可以多測(cè)幾次取平均值；如果是器材精度問(wèn)題，我們可以換用更精密的器材。那大家還有什么其他的改進(jìn)方法嗎？（鼓勵(lì)同學(xué)們提出創(chuàng)新的改進(jìn)方法）總結(jié)提升：今天的課我們學(xué)習(xí)了電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的概念，還親手做了測(cè)量它們的實(shí)驗(yàn)。通過(guò)這個(gè)實(shí)驗(yàn)，我們不僅學(xué)會(huì)了實(shí)驗(yàn)操作，還掌握了數(shù)據(jù)處理和誤差分析的方法。大家在這個(gè)過(guò)程中有什么收獲或者遇到什么困難呢？可以互相分享一下哦。課堂習(xí)題：【練習(xí)1】在測(cè)量電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)中，如果電壓表的內(nèi)阻很大，電流表的內(nèi)阻很小可以忽略不計(jì)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)畫(huà)出的UI圖像，其斜率表示____________，截距表示____________。【練習(xí)2】在做測(cè)量電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)時(shí)，若實(shí)驗(yàn)中得到兩組數(shù)據(jù)，當(dāng)電流I1＝0.1A時(shí)，路端電壓U1＝1.9V；當(dāng)電流I2＝0.2A時(shí)，路端電壓U2＝1.8V。根據(jù)這些數(shù)據(jù)求出電源電動(dòng)勢(shì)E＝＿_(dá)__________，內(nèi)阻r＝＿_(dá)__________。（假設(shè)實(shí)驗(yàn)原理符合E＝U+Ir）課后作業(yè)：1、完成教材上關(guān)于本節(jié)內(nèi)容的課后練習(xí)題。2、思考如果電源內(nèi)阻為零，電路中的各種情況會(huì)發(fā)生什么變化