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12.3 实验：电池电动势和内阻的测量 教学设计
一、课标要求
条目 说明
电路与能量主题 依据《普通高中物理课程标准（2017年版2020年修订）》必修三“电路与能量”主题，通过实验测量电池的电动势和内阻，掌握伏安法、伏阻法、安阻法等多种测量方法，理解实验误差来源与修正方法，能根据实验数据绘制U-I图像并计算电动势和内阻。
核心素养 培养科学思维（图像法处理数据、误差分析）、科学探究（实验设计与操作）、科学态度与责任（尊重数据、实事求是）。
二、教学内容与重难点
条目 说明
教学内容 1. 伏安法测量原理与电路连接；2. U-I图像法求E、r；3. 伏阻法、安阻法原理与数据处理；4. 实验误差分析与修正方法。
教学重点 伏安法测量与U-I图像处理；误差来源（电压表分流、电流表分压）及修正思路。
教学难点 理解“图像法斜率为内阻”“电压表分流导致E、r偏小”；掌握不同测量方法的选择与误差修正。
三、学生学情
条目 说明
知识基础 已学习闭合电路欧姆定律，知道U=E Ir，能理解路端电压与电流关系，但对“图像斜率=内阻”缺乏直观认识。
能力水平 具备初步的电路连接与数据记录能力，能使用坐标纸描点，但对“误差修正”“等效电源”需引导。
兴趣与动机 对“电池电量”“充电宝输出”有直观兴趣，愿意通过多种方法探究电池参数。
四、学习目标（四维核心素养）
目标维度 内容
1. 物理观念 形成“电池电动势是开路电压，内阻是斜率”“电压表分流导致测量值偏小”的物理观念，理解不同测量方法的适用条件。
2. 科学思维 能用U-I图像斜率求内阻，能用公式法列方程组求E、r，能根据电压表内阻选择外接或内接法。
3. 科学探究 通过“伏安法”实验，采集6组U、I数据，绘制U-I图像并计算E、r；通过“伏阻法”实验，采集5组U、R数据，用公式法计算E、r。
4. 科学态度与责任 认识实验误差不可避免，树立“尊重数据、诚实记录”的科学态度，理解“等效电源”思想在修正中的应用。
五、评价任务
任务类型 说明
课堂提问 伏安法测量原理？U-I图像斜率物理意义？电压表分流导致E、r如何变化？
实验操作 观察学生是否正确连接电路、调节变阻器、记录6组数据、绘制U-I图。
数据处理 检查学生能否用图像法求出E、r，能否用公式法列方程组求解。
误差分析 判断学生能否说出“电压表分流→E测六、教学准备
准备 说明
教师 PPT课件、伏安法实验板（干电池+电流表+电压表+滑动变阻器）、坐标纸、U-I图像打印单、伏阻法/安阻法原理图、误差分析卡片、例题打印单。
学生 预习“U-I图像法”，分组（4人/组），明确分工：连接员、读数员、记录员、绘图员。
七、学习活动设计（40分钟）
环节 教师活动（详案） 学生活动（详案） 时间 设计意图
1. 引入：电池参数如何测 ①提问：电动势、内阻未知，如何测量？ ②展示多种方法：伏安法、伏阻法、安阻法。 ①猜测方法，记录“需测U、I或U、R或I、R”。 ②口述：至少两组数据才能解两个未知数。 3分钟 用问题激发兴趣，引出多种测量方法。
2. 伏安法原理与连接 ①讲解：U=E Ir，测U、I即可求E、r；展示外接法电路图。 ②示范：连接电路，调节变阻器，记录第一组U、I。 ①分组连接电路，检查电表量程。 ②记录第一组U、I，估算E≈U（I=0时）。 5分钟 通过亲手连接，掌握伏安法操作流程。
3. 数据采集与图像法 ①指导：调节变阻器，记录6组U、I，范围要大。 ②示范：在坐标纸上描点，画直线，求斜率=r，截距=E。 ①分组采集数据，填写表格。 ②描点连线，计算斜率与截距，记录E、r。 10分钟 通过图像法，建立“斜率=内阻”直观认识。
4. 伏阻法原理与数据处理 ①讲解：E=U+Ir，I=U/R，得E=U+U/R·r；展示电阻箱电路。 ②示范：改变R，记录U，用公式法列方程组求E、r。 ①分组操作：改R→记U→列方程。 ②用计算器解方程组，记录E、r。 5分钟 通过公式法，体验不同测量思路。
5. 误差分析与修正 ①讲解：电压表分流→I真=I测+Iv→E测6. 误差分析——等效电源法 ①讲解：把电压表与电源并联，等效电动势E'=E·Rv/(Rv+r)，等效内阻r'=Rv∥r。 ②示范：用等效电源法计算修正值。 ①代入Rv=3000Ω，计算E'、r'。 ②记录：E'7. 例题巩固 ①投影例题1：U-I图线读数求E、r；强调“纵截距=E，斜率绝对值=r”。 ②强调：图线不从零开始时，截距仍为E，斜率仍为r。 ①独立读图，计算E、r，与实验值对比。 ②记录：纵截距=E，斜率绝对值=r。 5分钟 及时诊断读图能力，强化图像法应用。
8. 小结与作业布置 ①用思维导图回顾：伏安法→图像法→误差修正→伏阻法。 ②布置作业：完成PPT例题2并写误差分析。 ①补充导图空缺，拍照保存。 ②记录作业要求，齐读“斜率绝对值=r”。 2分钟 形成知识网络，延伸课后思考。
八、作业设计
类型 内容
课堂完成 教材习题
课后拓展 课后练习题
九、板书设计与教学反思
板书设计 教学反思
12.3 实验：电池电动势和内阻的测量 1. 伏安法：U=E Ir→斜率=r，截距=E 2. 误差：电压表分流→E测

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