本節課內容為高二物理選修3—1的電動勢和內阻測定，通過伏安法進行電源的電動勢和內阻測量。教學設計旨在引導學生運用已學的閉合電路歐姆定律知識，設計實驗電路圖，并進行測量。在教師的指導下，學生將學習實驗操作步驟、數據處理及誤差分析，提升實驗設計能力和動手能力。重點在于實驗電路圖的設計，難點同樣集中于此。課程采用探究法、討論法和實驗法，準備了必要的實驗儀器進行實踐操作。通過小組討論和方案分享，學生們將優化設計方案并進行實驗，分析測量誤差，培養嚴謹求實的態度和探索精神。學生需完成實驗報告并進行反思，以鞏固所學知識。

本課是高二物理選修3—1的第二章第十節，內容為測定電池的電動勢和內阻。掌握電動勢與內阻的測量對于我們合理使用電源至關重要。本節主要講解了通過伏安法來測量電源的電動勢和內阻的電路，以及如何運用圖像法來處理實驗數據。

二、設計理念與設計思路

在本節教學中，我們將引導學生運用已學的閉合電路歐姆定律的相關知識設計電路圖，并進行電池電動勢和內阻的測量。在教師的指導下，幫助學生理解實驗的操作步驟和背后的原理。通過這節課，我們旨在培養學生的實驗設計、實驗操作、數據處理和誤差分析能力，并激發他們的學習興趣。

明確本次實驗的目的，引導學生設計實驗方案，探討實驗操作細節，規范實驗流程，最后進行誤差和數據分析。

三、學情與教材分析

學生們已經學習了閉合電路歐姆定律以及用伏安法測量電阻的基本知識，對閉合電路的內、外電路有了一定了解。然而，因接觸電學實驗不多，學生們在電路設計能力方面仍需進一步提升，這也是本實驗的重要任務之一。提高學生利用圖像處理實驗數據的能力也是本次實驗探索的一個關鍵環節。

四、教學目標

1. 知識與技能：讓學生掌握實驗電路圖的設計方法。

掌握使用儀器測量電池電動勢和內阻的方法，通過實驗擴展學生的思維，激發他們的學習熱情。

2. 過程與方法：學會設計實驗電路圖，掌握數據圖像處理的方法，學習誤差分析。

3. 情感態度與價值觀：培養學生敢于質疑的習慣、嚴謹求實的態度和探索精神，提高觀察能力、思維能力和動手能力，增強對物理學習的興趣。

五、重點、難點分析

1. 重點：實驗電路圖的設計。

2. 難點：實驗電路圖的設計。

六、教學方法：探究法、討論法、實驗法。

七、教學準備儀器：

電流表、電壓表、滑動變阻器、開關、兩節舊干電池、電池盒、導線若干。

八、教學過程

今天我們將測定電源的電動勢和內電阻。請各組同學根據實驗目標，設計好實驗原理圖，組內討論后將優化的方案以圖形式畫到黑板上。(以下，我將假設若干學習小組，并假設一些學生的情況，以便靈活應對實際授課需求。)

同學們紛紛完成了他們的設計圖。我邀請同學們仔細觀察，找出哪些小組的設計方案是相似的。經過討論，大家刪除了相同的設計方案，保留了不同的設計方案。我讓幾個小組的同學上臺分享他們的設計思路。

例如，3小組的張茜展示了他們的電路圖，并解釋說：“我們用電壓表測量路端電壓，用電流表測總電流，根據U=E-Ir列方程組求解E和r。”

我詢問：“張茜他們的想法可行嗎？”同學們紛紛點頭。我接著引導大家思考這種方案是否還有其他處理數據的方法。6組的李強同學提出：“我們還可以繪制閉合電路的U—I圖像來求解E和r。”我建議他們嘗試這種方法，看看哪種方法的誤差更小。

此時，4小組的李梅站起來說：“我們的設計思路與3小組相似，只是在電壓表和電流表的連接位置上有所不同，我覺得我們的方案也能實現。”我故意問大家：“你們覺得4小組的方案和3小組的方案，哪個更好？”

教室里瞬間安靜下來，同學們思考著，有的甚至小聲說道，兩者的結果應該是一樣的。

我問道：“那么，哪個方案的測量誤差更小呢？”

這時候，教室里熱鬧起來，學生們開始熱烈討論，3小組認為他們測的路端電壓更準確，而4小組認為他們的總電流更準確，大家急于找到解決這個問題的方法。

我詢問大家：利用閉合電路的U和I求E和r，能否同時準確測出電壓和總電流，同學們一致認為不可以。我建議大家依據所選儀器和實驗目的，選擇一個誤差更小的設計方案。

這時，8小組的張森興奮地發言：“我認為3小組的設計方案誤差更小，因為3小組的測量誤差主要來源于電壓表的分流作用，而電壓表的內阻遠大于滑動變阻器和電流表的電阻，其分流量可以忽略。相比之下，4小組的誤差則來源于電流表的分壓作用，而電流表的內阻并不比滑動變阻器小太多，其分壓作用是顯而易見的。”聽完張森的分析，大家恍若明白了過來。我及時提醒同學們：“以后在設計實驗方案時，務必要圍繞實驗目的，盡量減少實驗誤差。”

2小組的代表張柯明設計了如下電路圖：“我們想利用閉合電路歐姆定律，借助電流表測定電流，用電阻箱測電阻，列方程組求解E和r。”

6小組的張松則表示：“這種方法也可以繪制R—1/I的圖像，縱截距即為r，圖像斜率即為電動勢。”

我贊同他們的做法，并提醒他們注意坐標原點的選取，然后我鼓勵他們去前面的實驗桌取需要的儀器。

過了一會兒，張松氣呼呼地跑過來：“電流表只剩一個了，因為被張柯明拿走了。”6小組的同學頓時撅起嘴不高興了。我假裝和6小組的同學探討：“你們能否用其他儀器代替電流表？”聽我這么一說，6小組的同學紛紛不理我。

這時，5小組的候林站起來說：“大家看看我們設計的電路圖，我認為我們的方案與張松的設計相當接近。如果沒有電流表，我們可以用電壓表來代替。結合電阻箱的值，我們能夠輕松求出總電流，利用U=E-Ir來求解E和r，也可以使用來求解E和r。你們可以嘗試一下這個方案。”

聽完候林同學的分析，我帶頭為他鼓掌，并說：“同學們，大家的設計都很好，也有道理。在設計實驗電路時務必要圍繞實驗原理，同時結合現有的實驗儀器，以減少實驗誤差。我們不僅要學會在有條件下做好實驗，更要在沒有條件時創造條件，努力做好實驗。”希望通過這次實驗，大家能夠不斷優化實驗方案以測量電池的電動勢和內阻。

我讓各組上臺，根據同學們設計的方案領取儀器，并要求他們逐一清點，輕拿輕放。同學們高高興興地把各組的“寶貝”領回去，教室也隨之熱鬧起來。我提醒大家：“別急著接通電路，接電路時要注意哪些問題？”

有的同學提到要注意電壓表和電流表的電流流向；有的說在接線時要把電源斷開；還有的提到要留意滑動電阻器滑片的位置和電阻箱的初始阻值；甚至有的說接線一定要確保牢固等。聽了大家的發言，我才放下心來，讓他們動手操作。這時我在教室中巡視，發現問題及時糾正，經過不到6分鐘，大家便接好了電路。他們認真地測量數據并記錄結果，通過列方程或作圖求解，認真分析和計算。我也糾正他們在讀數時的錯誤方法，要求他們規范作圖，正確處理實驗結果。完成實驗后，我建議各組交換電源進行測量，相互對照實驗結果，交流方法，分析誤差。同學們熱情高漲，經過20分鐘基本完成了實驗任務。

我讓同學們分享這次實驗的收獲：李巖說：“我學到了三種不同的方法測電源電動勢和內阻。”

蔣鵬說：“我學會了如何正確連接電路。”

高利說：“我掌握了誤差分析和數據處理的方法。”

王虎則表示：“我認為實驗中電壓表、電流表和電阻箱的讀取非常重要，務必要小心。”

我回應道：“大家說得很好，通過實驗我們要學習實驗方法、操作技巧以及數據處理和誤差分析的技巧。這對未來的實驗至關重要，希望大家完成實驗報告，并寫出反思。”

作業：XXX