2024-2025學(xué)年新教材高中物理 第12章 電能 電能守恒定律 3 實(shí)驗(yàn)：電池電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的測(cè)量教學(xué)設(shè)計(jì) 新人教版必修第三冊(cè)

2024-2025學(xué)年新教材高中物理第12章電能電能守恒定律3實(shí)驗(yàn)：電池電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的測(cè)量教學(xué)設(shè)計(jì)新人教版必修第三冊(cè)主備人備課成員教材分析嘿，親愛(ài)的同學(xué)們，今天我們要一起探索物理世界的奇妙之處，特別是關(guān)于電能和電能守恒定律的內(nèi)容。咱們高中物理新教材第12章里，有一個(gè)非常有趣的實(shí)驗(yàn)——電池電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的測(cè)量。這個(gè)實(shí)驗(yàn)不僅可以幫助我們理解電池的工作原理，還能讓我們親手感受物理學(xué)的魅力。準(zhǔn)備好了嗎？讓我們一起踏上這趟知識(shí)之旅吧！????核心素養(yǎng)目標(biāo)1.科學(xué)探究能力：學(xué)會(huì)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、收集數(shù)據(jù)、分析結(jié)果，提高實(shí)驗(yàn)操作和數(shù)據(jù)分析能力。

2.科學(xué)思維：理解電能的概念，掌握電能守恒定律，培養(yǎng)邏輯推理和抽象思維能力。

3.科學(xué)態(tài)度與責(zé)任：認(rèn)識(shí)到電能應(yīng)用的重要性，培養(yǎng)對(duì)科學(xué)探究的積極態(tài)度和責(zé)任感。

4.科學(xué)、技術(shù)、社會(huì)與環(huán)境意識(shí)：了解電池電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的實(shí)際應(yīng)用，增強(qiáng)對(duì)能源和環(huán)境保護(hù)的認(rèn)識(shí)。學(xué)習(xí)者分析1.學(xué)生已經(jīng)掌握了哪些相關(guān)知識(shí)：

同學(xué)們?cè)谇懊娴膶W(xué)習(xí)中已經(jīng)接觸了電流、電壓、電阻等基本概念，對(duì)電路的組成和簡(jiǎn)單電路的分析也有所了解。對(duì)于電能和電功的基礎(chǔ)知識(shí)，大家應(yīng)該也有一定的認(rèn)知。

2.學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、能力和學(xué)習(xí)風(fēng)格：

大部分學(xué)生對(duì)物理實(shí)驗(yàn)充滿興趣，喜歡通過(guò)動(dòng)手操作來(lái)探索科學(xué)現(xiàn)象。他們的學(xué)習(xí)能力較強(qiáng)，能夠快速掌握新概念。學(xué)習(xí)風(fēng)格上，既有喜歡通過(guò)實(shí)驗(yàn)直觀感受物理現(xiàn)象的學(xué)生，也有偏好通過(guò)公式推導(dǎo)理解物理規(guī)律的學(xué)生。

3.學(xué)生可能遇到的困難和挑戰(zhàn)：

在學(xué)習(xí)電池電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的測(cè)量時(shí)，學(xué)生可能會(huì)遇到以下困難：一是理解電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的概念，二是正確操作實(shí)驗(yàn)器材，三是分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，四是將實(shí)驗(yàn)結(jié)果與理論進(jìn)行對(duì)比。這些挑戰(zhàn)需要通過(guò)教師的引導(dǎo)和學(xué)生的積極參與來(lái)克服。學(xué)具準(zhǔn)備多媒體課型新授課教法學(xué)法講授法課時(shí)第一課時(shí)師生互動(dòng)設(shè)計(jì)二次備課教學(xué)方法與策略1.采用講授法結(jié)合實(shí)驗(yàn)操作，講解電池電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的基本原理，確保學(xué)生理解概念。

2.組織小組討論，引導(dǎo)學(xué)生分析實(shí)驗(yàn)過(guò)程中可能出現(xiàn)的問(wèn)題，培養(yǎng)合作學(xué)習(xí)和批判性思維。

3.實(shí)施項(xiàng)目導(dǎo)向?qū)W習(xí)，讓學(xué)生分組設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，自主完成測(cè)量任務(wù)，提高解決問(wèn)題的能力。

4.使用多媒體教學(xué)，通過(guò)動(dòng)畫(huà)演示電池內(nèi)部工作原理，幫助學(xué)生直觀理解復(fù)雜概念。

5.利用實(shí)物電池和萬(wàn)用表等實(shí)驗(yàn)器材，讓學(xué)生在動(dòng)手操作中深化對(duì)電能測(cè)量的認(rèn)識(shí)。教學(xué)過(guò)程一、導(dǎo)入新課

（老師）同學(xué)們，今天我們來(lái)學(xué)習(xí)一個(gè)非常有意思的物理現(xiàn)象——電能。在日常生活中，我們離不開(kāi)電能，比如手機(jī)充電、家用電器等。那么，電能究竟是什么呢？它是如何產(chǎn)生的？又是如何被利用的呢？今天，我們就一起來(lái)揭開(kāi)電能的神秘面紗。

二、新課講授

（老師）首先，我們來(lái)了解一下電能的概念。電能是指電荷在電場(chǎng)力作用下所做的功，通常用符號(hào)W表示。電能的單位是焦耳（J）。那么，電能是如何產(chǎn)生的呢？

（學(xué)生）老師，電能是不是由電池產(chǎn)生的？

（老師）很好，同學(xué)們的回答很準(zhǔn)確。電池是電能的常見(jiàn)來(lái)源。電池內(nèi)部有化學(xué)反應(yīng)，將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能。接下來(lái)，我們來(lái)看一下電池的工作原理。

（老師）電池的工作原理可以用以下公式表示：E=V-Ir，其中E表示電池的電動(dòng)勢(shì)，V表示電池兩端的電壓，I表示電流，r表示電池的內(nèi)阻。這個(gè)公式告訴我們，電池兩端的電壓等于電動(dòng)勢(shì)減去電流與內(nèi)阻的乘積。

（老師）那么，如何測(cè)量電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻呢？接下來(lái)，我們將進(jìn)行一個(gè)實(shí)驗(yàn)。

三、實(shí)驗(yàn)演示

（老師）同學(xué)們，現(xiàn)在請(qǐng)大家觀察一下實(shí)驗(yàn)桌上的器材：電池、電流表、電壓表、滑動(dòng)變阻器、導(dǎo)線等。接下來(lái)，我將演示如何測(cè)量電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻。

（老師）首先，我們將電池、電流表、電壓表和滑動(dòng)變阻器按照電路圖連接起來(lái)。注意，電流表要串聯(lián)在電路中，電壓表要并聯(lián)在電路中。

（老師）接下來(lái)，閉合開(kāi)關(guān)，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的阻值，觀察電流表和電壓表的示數(shù)。記錄下不同阻值下的電流和電壓值。

（老師）同學(xué)們，現(xiàn)在我們已經(jīng)得到了一系列的電流和電壓值。接下來(lái)，我們要分析這些數(shù)據(jù)，找出電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻。

四、數(shù)據(jù)分析

（老師）同學(xué)們，現(xiàn)在我們來(lái)分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。首先，我們要畫(huà)出電流-電壓（I-V）曲線。以電流為橫坐標(biāo)，電壓為縱坐標(biāo)，將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)點(diǎn)繪制在坐標(biāo)系中。

（老師）接下來(lái)，我們要根據(jù)I-V曲線找出電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻。首先，從曲線的截距可以讀出電池的電動(dòng)勢(shì)。然后，根據(jù)曲線的斜率可以計(jì)算出電池的內(nèi)阻。

（老師）同學(xué)們，現(xiàn)在請(qǐng)大家根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，畫(huà)出I-V曲線，并計(jì)算出電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻。

五、課堂小結(jié)

（老師）同學(xué)們，今天我們學(xué)習(xí)了電池電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的測(cè)量。通過(guò)實(shí)驗(yàn)，我們了解了電池的工作原理，學(xué)會(huì)了如何測(cè)量電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，大家要注意安全，正確操作實(shí)驗(yàn)器材。

（老師）此外，我們還分析了實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，找出了電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻。這個(gè)過(guò)程不僅鍛煉了我們的實(shí)驗(yàn)操作能力，還提高了我們的數(shù)據(jù)分析能力。

（老師）同學(xué)們，電能是現(xiàn)代社會(huì)不可或缺的能量形式。希望你們通過(guò)今天的學(xué)習(xí)，能夠更加深入地了解電能，為將來(lái)在能源、電子等領(lǐng)域的發(fā)展打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

六、課后作業(yè)

（老師）同學(xué)們，今天的課后作業(yè)是：閱讀課本相關(guān)內(nèi)容，思考以下問(wèn)題：

1.電池電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻在實(shí)際應(yīng)用中有哪些作用？

2.如何提高電池的電動(dòng)勢(shì)和降低內(nèi)阻？

3.電池電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的測(cè)量在科學(xué)研究中有何意義？

（老師）希望大家認(rèn)真完成作業(yè)，下節(jié)課我們將一起討論這些問(wèn)題。下課！拓展與延伸一、拓展閱讀材料

1.《電池的歷史與發(fā)展》：了解電池從早期到現(xiàn)代的發(fā)展歷程，以及不同類型電池的工作原理和應(yīng)用。

2.《電化學(xué)原理》：深入研究電化學(xué)的基本概念，如電解質(zhì)、電極反應(yīng)、電池的充放電過(guò)程等。

3.《電能的轉(zhuǎn)換與應(yīng)用》：探討電能與其他能量形式（如熱能、機(jī)械能）的轉(zhuǎn)換過(guò)程，以及電能在家用、工業(yè)和交通等領(lǐng)域的應(yīng)用。

二、課后自主學(xué)習(xí)和探究

1.**電池能量密度研究**：

-學(xué)生可以調(diào)查不同類型電池的能量密度，如鋰離子電池、鎳氫電池等，并比較它們的優(yōu)缺點(diǎn)。

-探究影響電池能量密度的因素，如材料、設(shè)計(jì)、制造工藝等。

2.**電池的環(huán)保問(wèn)題**：

-研究電池對(duì)環(huán)境的影響，包括電池材料的開(kāi)采、電池廢棄后的處理等。

-探討如何通過(guò)技術(shù)創(chuàng)新和回收利用來(lái)減少電池對(duì)環(huán)境的負(fù)面影響。

3.**太陽(yáng)能電池板的工作原理**：

-通過(guò)閱讀拓展材料，了解太陽(yáng)能電池板的基本工作原理，包括光伏效應(yīng)、半導(dǎo)體材料等。

-設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的太陽(yáng)能電池板模型，并嘗試分析其效率。

4.**電能存儲(chǔ)技術(shù)**：

-研究電能存儲(chǔ)的不同技術(shù)，如超級(jí)電容器、電池儲(chǔ)能系統(tǒng)等。

-分析這些技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用前景，以及它們?nèi)绾螏椭鉀Q電力供應(yīng)的峰谷差異問(wèn)題。

5.**電路設(shè)計(jì)與優(yōu)化**：

-利用所學(xué)知識(shí)，設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的電路，如照明電路、充電電路等。

-分析電路的效率和安全性，并提出優(yōu)化方案。

6.**電能與氣候變化**：

-研究電能使用與氣候變化之間的關(guān)系，包括電力生產(chǎn)過(guò)程中的碳排放。

-探討如何通過(guò)提高能源效率和使用可再生能源來(lái)減少碳排放。反思改進(jìn)措施反思改進(jìn)措施（一）教學(xué)特色創(chuàng)新

1.**實(shí)驗(yàn)與實(shí)踐相結(jié)合**：我在教學(xué)中注重將理論知識(shí)與實(shí)驗(yàn)操作相結(jié)合，通過(guò)實(shí)際操作讓學(xué)生更加直觀地理解電能的概念和測(cè)量方法。這種特色使得學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中不僅能夠掌握知識(shí)，還能提高動(dòng)手能力和解決問(wèn)題的能力。

2.**案例教學(xué)引入**：我嘗試在講解電池電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻時(shí)，引入了實(shí)際生活中的案例，如手機(jī)電池、電動(dòng)汽車等，讓學(xué)生感受到物理知識(shí)的應(yīng)用價(jià)值，激發(fā)他們的學(xué)習(xí)興趣。

反思改進(jìn)措施（二）存在主要問(wèn)題

1.**理論講解過(guò)于冗長(zhǎng)**：在講解電池電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的公式時(shí)，我發(fā)現(xiàn)自己的講解過(guò)于冗長(zhǎng)，導(dǎo)致學(xué)生注意力分散，對(duì)公式的理解不夠深入。

2.**學(xué)生參與度不足**：在實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，我發(fā)現(xiàn)部分學(xué)生參與度不高，有的學(xué)生甚至只是旁觀，沒(méi)有真正投入到實(shí)驗(yàn)操作中去。

3.**評(píng)價(jià)方式單一**：目前的評(píng)價(jià)方式主要是通過(guò)實(shí)驗(yàn)報(bào)告和課堂表現(xiàn)來(lái)評(píng)價(jià)學(xué)生的學(xué)習(xí)成果，這種評(píng)價(jià)方式可能無(wú)法全面反映學(xué)生的實(shí)際學(xué)習(xí)情況。

反思改進(jìn)措施（三）

1.**精簡(jiǎn)理論講解**：為了提高學(xué)生的注意力，我將在今后的教學(xué)中對(duì)理論講解進(jìn)行精簡(jiǎn)，提煉出關(guān)鍵點(diǎn)，并通過(guò)圖表、動(dòng)畫(huà)等形式幫助學(xué)生理解。

2.**增強(qiáng)學(xué)生參與度**：我計(jì)劃在實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)增加學(xué)生的互動(dòng)環(huán)節(jié)，如小組討論、角色扮演等，讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中扮演不同的角色，提高他們的參與度和積極性。

3.**多樣化評(píng)價(jià)方式**：為了更全面地評(píng)價(jià)學(xué)生的學(xué)習(xí)成果，我將嘗試引入更多的評(píng)價(jià)方式，如課堂提問(wèn)、小測(cè)驗(yàn)、學(xué)生自評(píng)和互評(píng)等，以更全面地了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情況。

4.**加強(qiáng)校企合作**：我計(jì)劃與相關(guān)企業(yè)合作，邀請(qǐng)專業(yè)人士來(lái)校進(jìn)行講座，讓學(xué)生了解電能領(lǐng)域的最新技術(shù)和應(yīng)用，同時(shí)為學(xué)生提供實(shí)習(xí)機(jī)會(huì)，讓學(xué)生將理論知識(shí)與實(shí)際工作相結(jié)合。

5.**課后輔導(dǎo)與答疑**：對(duì)于學(xué)習(xí)上有困難的學(xué)生，我將提供課后輔導(dǎo)和答疑服務(wù)，幫助他們克服學(xué)習(xí)中的障礙，提高學(xué)習(xí)效果。板書(shū)設(shè)計(jì)①電能的概念

-電能：電荷在電場(chǎng)力作用下所做的功

-單位：焦耳（J）

②電池電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻

-公式：E=V-Ir

-E：電池的電動(dòng)勢(shì)

-V：電池兩端的電壓

-I：電流

-r：電池的內(nèi)阻

③實(shí)驗(yàn)測(cè)量

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

-實(shí)驗(yàn)步驟：連接電路、讀取數(shù)據(jù)、繪制I-V曲線、計(jì)算電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻

④數(shù)據(jù)分析

-I-V曲線：電流-電壓曲線

-電動(dòng)勢(shì)：曲線的截距

-內(nèi)阻：曲線的斜率

⑤實(shí)驗(yàn)結(jié)論

-電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻

-實(shí)驗(yàn)結(jié)果與理論對(duì)比

⑥應(yīng)用與意義

-電能的應(yīng)用領(lǐng)域

-電能守恒定律的重要性課堂小結(jié)，當(dāng)堂檢測(cè)同學(xué)們，今天我們一起探索了電能的奧秘，學(xué)習(xí)了電池電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的測(cè)量方法?，F(xiàn)在，讓我們來(lái)做一個(gè)簡(jiǎn)要的課堂小結(jié)，回顧一下今天所學(xué)的內(nèi)容。

首先，我們明確了電能的概念，它是電荷在電場(chǎng)力作用下所做的功，單位是焦耳（J）。這是我們理解電能的基礎(chǔ)。

接著，我們深入探討了電池電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的概念。電動(dòng)勢(shì)是電池兩端的電壓，它等于電動(dòng)勢(shì)減去電流與內(nèi)阻的乘積。我們通過(guò)公式E=V-Ir來(lái)表示這個(gè)關(guān)系。這個(gè)公式對(duì)于我們理解電池的工作原理至關(guān)重要。

在實(shí)驗(yàn)部分，我們學(xué)習(xí)了如何使用電池、電流表、電壓表和滑動(dòng)變阻器等器材來(lái)測(cè)量電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻。實(shí)驗(yàn)步驟包括連接電路、讀取數(shù)據(jù)、繪制I-V曲線和計(jì)算電動(dòng)勢(shì)及內(nèi)阻。這個(gè)過(guò)程不僅鍛煉了我們的實(shí)驗(yàn)操作能力，還提高了我們的數(shù)據(jù)分析能力。

在數(shù)據(jù)分析環(huán)節(jié)，我們通過(guò)I-V曲線找出了電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻。這是將理論知識(shí)應(yīng)用于實(shí)踐的過(guò)程，也是我們學(xué)習(xí)物理的重要途徑。

現(xiàn)在，讓我們進(jìn)行當(dāng)堂檢測(cè)，以檢驗(yàn)大家對(duì)今天所學(xué)內(nèi)容的掌握情況。

1.電池電動(dòng)勢(shì)的單位是什么？

A.瓦特（W）

B.焦耳（J）

C.伏特（V）

D.安培（A）

2.電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻之間的關(guān)系可以用哪個(gè)公式表示？

A.E=V+Ir

B.E=V-Ir

C.E=V*Ir

D.E=V/Ir

3.在實(shí)驗(yàn)中，如何通過(guò)I-V曲線找到電池的電動(dòng)勢(shì)？

A.通過(guò)曲線的