視頻標(biāo)簽：電動勢和內(nèi)阻

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視頻課題：高中物理人教版選修3-1第二章實驗 測定電池的電動勢和內(nèi)阻探究影響水果電池的電動勢和內(nèi)電阻的因素_鄭州

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高中物理人教版選修3-1第二章實驗 測定電池的電動勢和內(nèi)阻探究影響水果電池的電動勢和內(nèi)電阻的因素_鄭州市第一0一中學(xué)

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實驗：水果電池 
——探究影響水果電池的電動勢和內(nèi)電阻的因素 
一、教學(xué)設(shè)計思路 
根據(jù)學(xué)生認(rèn)知規(guī)律和新課程基本理念，本節(jié)課以教材為載體，通過復(fù)習(xí)鞏固測定電池電動勢、內(nèi)阻的相關(guān)知識；引出本節(jié)課進(jìn)行實驗探究的電路并掌握實驗的基本原理、測量數(shù)據(jù)的處理方法；通過實驗探究親歷水果電池的制作過程；在學(xué)生親歷實驗全過程中，掌握測定電池電動勢和內(nèi)阻的方法和數(shù)據(jù)分析過程；在班級交流分享實驗成果和進(jìn)一步探討分析實驗理論，提高學(xué)生的實驗操作能力和團(tuán)體合作、歸納總結(jié)的能力。 
二、教學(xué)目標(biāo) （一）知識與技能 
1.復(fù)習(xí)回顧幾種測定電池電動勢和內(nèi)阻的實驗電路，理解本實驗所采用的實驗方法及其原理 
2.能熟練畫出實驗電路圖 
3.了解水果電池的制作方法，并測量其基本參數(shù)，拓展書本知識 4.能正確連接實驗電路并測量相關(guān)數(shù)據(jù)，掌握實驗的基本技能 
（二）過程與方法 
1.親身經(jīng)歷實驗探究的過程，掌握實驗探究的方法 
2.能正確記錄實驗數(shù)據(jù)，并對數(shù)據(jù)進(jìn)行有效整合，歸納總結(jié)實驗結(jié)論 （三）情感態(tài)度價值觀 
1.通過測定水果電池，培養(yǎng)其知識遷移能力和實踐能力，進(jìn)而培養(yǎng)其創(chuàng)新精神 2.通過本實驗，培養(yǎng)學(xué)生將物理知識應(yīng)用于生活和生產(chǎn)實踐的意識 三、教學(xué)重點 
本實驗所采用的實驗方法及其原理 四、教學(xué)難點 
本實驗所采用的實驗方法及其原理 五、教學(xué)資源 （一）實驗設(shè)備 
西紅柿、橘子、蘋果、梨、土豆等若干，毫米刻度尺、銅片、鋅片、鐵片、鋁片、數(shù)字萬用表、電阻箱、電鍵、導(dǎo)線、導(dǎo)線夾若干 （二）多媒體設(shè)備、展臺 六、教學(xué)方法 
探究法、講解法、合作學(xué)習(xí)法 
 
                    
             
                    
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七、教學(xué)流程圖  
 
  
 
 
 
 
八、教學(xué)過程 （一） 新課引入 教師： 
1、同學(xué)們！去年生日的時候，上小學(xué)的妹妹送給了我一個珍貴的禮物，可是，一年過去了，它不再好好工作了。大家有什么辦法，可以讓它重新響起來嗎？  
（請兩位同學(xué)交流） 
2、哦，請坐，這真是一個大膽的想法！實際上，我們的很多發(fā)現(xiàn)，就是在一些奇思妙想當(dāng)中產(chǎn)生的，水果究竟能不能發(fā)電，我們一起來做個小實驗。 （老師做實驗） 看似普普通通的水果，它是如何擁有了魔力發(fā)電的呢？讓我們一起進(jìn)入今天的課題：水果電池 
在之前的學(xué)習(xí)當(dāng)中我們已經(jīng)知道，電動勢和內(nèi)電阻是電源的非常重要的參數(shù)，那么，能否設(shè)計一個電路測出電源的電動勢和內(nèi)阻呢？ 
（小組討論2分鐘，進(jìn)入新課） （二）新課教學(xué) 
1.請其中三個小組通過展臺交流所設(shè)計電路以及電路基本原理（寫出表達(dá)式）（技能目標(biāo)1、2） 
2.教師對交流的小組進(jìn)行評價： 
①第一個設(shè)計電路是利用滑動變阻器、安培表、伏特表將電池與外電路聯(lián)系
生活小現(xiàn)象引入 實驗電路分析 
小組設(shè)計電路 班級交流討論 水果電池方案提出 實驗結(jié)論歸納 實驗成果分享 
制作水果電池 生活應(yīng)用 結(jié)論升華 合作親歷實驗
經(jīng)歷科學(xué)猜想 課后作業(yè) 
 
                    
             
                    
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起來，利用電動勢與外電路的關(guān)系IrUE，多次測量求解，實驗原理的核心公式是：IrUE 
②第二個設(shè)計電路是利用變阻器箱、安培表將電池與外電路聯(lián)系起來，利用電動勢與外電路的關(guān)系IrIRE，多次測量求解，實驗原理的核心公式是：IrIRE 
③第三個設(shè)計電路是利用變阻器箱、安培表將電池與外電路聯(lián)系起來，利用電動勢與外電路的關(guān)系RUrUE/，多次測量求解，實驗原理的核心公式是：RUrUE/ 
3.設(shè)計電路的選擇及實驗數(shù)據(jù)處理方法探討：（技能目標(biāo)1） 
大家提供的三種方案，都非常好。在之前的實驗課中呢，我們也已經(jīng)采用這些方法進(jìn)行過一些實驗。那么今天，我們要學(xué)習(xí)一種新的方法來進(jìn)行今天的實驗。    
    
大家請先觀察這兩個電路，思考：如何用這樣的方案去測定電動勢和內(nèi)電阻、有什么好處？ 
（請同學(xué)交流、分析） 
老師總結(jié)：根據(jù)閉合電路歐姆定律，在電壓表直接接在電源兩端時，測得的就是電源電動勢。當(dāng)有外電路，調(diào)整電阻箱阻值，當(dāng)電壓表表示數(shù)減小為原來的一半時，電源內(nèi)電壓也為電源電動勢的一半，此時，電源內(nèi)阻應(yīng)該剛好等于外電路的電阻，通常情況下電壓表內(nèi)阻遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于電阻箱阻值，外電路電阻近似等于電阻箱阻值，即電源電動勢為電路開路時的路端電壓，內(nèi)阻為電壓表示數(shù)是開路電壓一半時電阻箱的阻值。這種方法叫做半偏電壓法。今天我們的是實驗就采用這種方法測電源電動勢和內(nèi)電阻。 
現(xiàn)在，請大家觀察實驗桌上的器材，大家可能發(fā)現(xiàn)，有一個數(shù)字萬用表。下面，簡單向大家介紹一下數(shù)字萬用表的使用方法。 
數(shù)字萬用表相對來說，屬于比較簡單的測量儀器。它有表盤、液晶面板，利用數(shù)字來顯示我們測得的數(shù)據(jù)，我們大家可以看到，表盤上不同區(qū)域?qū)��?yīng)不同的功能，今天，我們主要利用萬用表來測量電壓，因此，只需要選直流電壓擋，大家在化學(xué)課上都已經(jīng)接觸過水果電池了，我們知道水果電池的電動勢實際上是屬于比較小的，我們可以將它直接置于2V直流電壓擋即可。同時，我們可以來觀察一下數(shù)字萬用表下方的這些插口，這四個插口，從左到右，分別是20A、mA、COM口和VΩHz，從顏色上我們可以看出，COM口主要插入我們的黑表筆，今天我們需要用萬用表測量電壓，只需要把紅表筆插入VΩHz口就可以了。這個時候，大家可能發(fā)現(xiàn)，液晶面板上什么也沒有顯示啊，這時，最后一步，請大家把左上的POWER鍵按下，就可以使用數(shù)字萬用表了。 
 
                    
             
                    
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4.實驗探究一、水果電池的制作 
生活中可以用水果制作電池，請大家結(jié)合你們在化學(xué)上所學(xué)的知識，來進(jìn)行我們的第一個課堂小實驗，制作一個水果電池，并請測量它的電動勢。 
教師：各個小組測出的電動勢不盡相同。大家可以思考一下，水果電池的電動勢和內(nèi)阻與那些因素有關(guān)？ 
（學(xué)生思考，交流） 展示學(xué)生猜想： 
①與水果的種類、成熟程度有關(guān)  ②與電極材料有關(guān)  
③與兩電極的插入深度有關(guān)  ④與兩電極的間距有關(guān) 5.實驗探究二：探究影響水果電池電動勢和內(nèi)阻的因素 
老師已經(jīng)準(zhǔn)備好了各種實驗器材，同學(xué)們利用變阻箱、數(shù)字萬用表等進(jìn)行測量，數(shù)據(jù)測量結(jié)束后，計算得到相應(yīng)電池的電動勢和內(nèi)阻。 
要規(guī)劃好電路連接，注意及時斷開電鍵，注意電表正負(fù)極，請大家抓緊時間作實驗。 
分組實驗探究：（技能目標(biāo)3、4；過程目標(biāo)1、2；情感目標(biāo)1、2） 
（1）實驗小組為： 
第一組：探究水果電池電動勢與水果種類的關(guān)系 第二組：探究水果電池電動勢與兩極片材料的關(guān)系 第三組：探究水果電池電動勢、內(nèi)電阻與兩極板間距離的關(guān)系 第四組：探究水果電池電動勢、內(nèi)電阻與兩極板插入深度的關(guān)系 （2）老師到各組進(jìn)行巡視并現(xiàn)場指導(dǎo)（重點到第三組、第四組） ①指出電路連接中可能出現(xiàn)的問題（電鍵未斷開、電路連接及正負(fù)接線柱等） ②萬用表沒有示數(shù)的原因 
③水果電池制作中的各種問題（電極不能太遠(yuǎn)、時間不能太長） 6.分享實驗成果（過程目標(biāo)2） 
（1）利用展臺請四個組進(jìn)行交流。教師進(jìn)行適時點評。 （學(xué)生交流后，教師總結(jié)） 
1、不同種類的水果,電動勢不同。酸性越強的水果，其電動勢越高。  
2、水果電池電動勢與兩極片材料有關(guān)，銅鋅材料作電極，效果最好。  3、水果電池電動勢與兩極板間距離無關(guān)、兩極板間距離越小，內(nèi)阻越小  4、水果電池電動勢與兩極板插入深度無關(guān)、兩極板插入深度越深，內(nèi)阻越小  
（2）理論分析：我們的探究只是找到了影響水果電池的電動勢和內(nèi)電阻的一些因素，實際的情況肯定比我們的探究要更加的復(fù)雜。那么，大家是否思考過為什么是這樣的？ 
（學(xué)生交流后，教師總結(jié)） 
 
                    
             
                    
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①水果電池是原電池，其兩電極存在金屬活動性上的差異，正負(fù)極活動性差異越大，電動勢越大。  
②不同水果PH值不同，PH值越小的水果，H＋濃度越大，水果電池的電動勢越大。  
③水果汁液（電解液）越豐富，自由電荷越多，電池內(nèi)阻越小  
④由電阻定律的表達(dá)式SlR/可知，增加電極間距，相當(dāng)于增加導(dǎo)體長度，水果電池的內(nèi)阻增大；增加電極插入深度，相當(dāng)于增大導(dǎo)體橫截面積，所以電池的內(nèi)阻減小。 
  （三）歸納總結(jié)（情感目標(biāo)2） 
1.通過今天的實驗，同學(xué)們不僅學(xué)習(xí)到了一種新的測定電動勢和內(nèi)電阻的簡單快捷的方法，同時也對水果電池有了更加深刻的認(rèn)識。學(xué)習(xí)，是為了將來我們有一天，能夠?qū)⑺鶎W(xué)的知識真正應(yīng)用于生活當(dāng)中，如何應(yīng)用呢？ 
（觀看視頻：2380片橙子能給IPhone手機充電） 
2．課下，我們還可以繼續(xù)探究。從青蛙腿帶來的靈感，到現(xiàn)在電池已經(jīng)發(fā)展了200多年。從水果電池到所有的化學(xué)電池，它們的工作原理都是一樣的。負(fù)極失去電子發(fā)生了氧化反應(yīng)，正極得到電子發(fā)生了還原反應(yīng)，電子的定向移動形成了電流，從而把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為了電能，目前，電池向著體積小、容量大、壽命長的方向發(fā)展，科學(xué)探究永無止境，我們今天的探究只是邁出了一小步。有時候，對于一個司空見慣的現(xiàn)象的思考，是可以引領(lǐng)我們步入一個新時代的。體會生活中的美好，我們要常懷創(chuàng)新之心、求真之心、合作之心、報效之心。科學(xué)之路并不是一帆風(fēng)順的，路漫漫其修遠(yuǎn)兮，吾將上下而求索。 3、課后作業(yè)： 
①進(jìn)一步鞏固有關(guān)影響水果電池電動勢和電阻方面的知識； ②復(fù)習(xí)實驗電路、操作步驟、數(shù)據(jù)處理、誤差分析； ③完成實驗報告。 
4、今天的課就到這里.，謝謝大家！下課！ 八、板書設(shè)計 
水果電池 
實驗?zāi)康模?nbsp;
1、制作水果電池 
2、探究影響電動勢和內(nèi)阻的因素 實驗原理：

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