探究电源输功率与外电阻的变化关系.doc

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1、探究电源输出功率P出随外电阻R的变化关系江苏省大港中学纪金忠【教学目标】1、知识与技能（a）通过科学猜想，得出电源输出功率与外电阻的关系。（b）通过实验探究，验证猜想的结论;并从理论上给予论证。（c）通过引导学生进行大胆猜想、启发学生设计探究方案、体验科学探究的方法，培养学生理论推导能力、实验设计能力、动手操作能力、数据采集和数据处理能力。2、过程与方法（a）通过教师提出问题，启发学生大胆猜想，自行设计实验方案验证猜想（b）通过探究方案的设计，体验电学实验设计的注意事项，并学会分析、比较、选择电路，领会电学实验设计的思想和方法。3、情感态度价值观热情：在实验设计、操

2、作过程中逐步积蓄探究热情，培养学生勇于探究的精神。参与：养成主动参与科学探究的良好学习习惯。交流：在自由、开放、平等的探究交流空间，能互相配合，互相鼓励，友好评价，和谐相处。哲学思考：理论指导实践；实践检验理论。目标形成依据：【教材分析】1、实验题既能考查学生对中学常用器材的熟悉情况，又可以考查学生是否理解基本的实验思想和方法，而且还可以考查学生分析推断和创新思维能力，因此实验设计题频频出现在高考卷上。2、“电源输出功率与外电路电阻的变化关系”是电学中的一个重要规律。需要学生对闭合电路欧姆定律有较为深刻的理解，而且在实验过程中涉及到较多知识点，有助于学生对电学实验的

3、设计思想的领悟。【学情分析】1、学生对电学实验的考查有惧怕心理，发现问题、研究问题和解决问题的能力和创新思维能力较弱。2、通过之前的学习，学生对闭合电路欧姆定律已经有了较深的理解，这对本节课做了一个比较好的铺垫。3、面对新问题、新思路，学生有浓厚的探究欲望，为其思维的发散提供了较大的空间。【教学重点】用实验研究电源输出功率随外电阻的变化关系【教学难点】设计实验方案、电路连接【课前准备】提出问题科学猜想得出结论理论推证实验探究设计方案讨论方案数据处理讨论交流数据采集分组实验实验拓展干电池（2节）、滑动变阻器、电压表（0～3V）、电流表（0～0.6A）、定值电阻（10Ω

4、）、导线若干、作图坐标纸（两张），各组自备计算器（如果需要别的器材可以向实验员申请添加）。【设计思路】【教学过程】一、提出问题，大胆猜想师：前面我们已经学习了“闭合电路欧姆定律”的有关知识，今天我们一起来探讨“电源输出功率随外电阻的变化关系”。那么什么是电源的输出功率呢？生：P出=UI师：当外电阻R变大时，U如何变？生：变大师：当外电阻R变大时，I如何变？生：变小师：那么当外电阻R变大时，输出功率P出应如何变化呢？是增大还是减小呢？请同学们猜猜看，并简要谈谈你的猜想依据。比一比，哪个小组的猜想最为合理？生：各小组热烈讨论，提出猜想可能出现的猜想有：（1）外电阻增大时

5、，电源输出电流减小，所以输出功率也要随之减少；（2）外电阻增大时，电源输出电压升高，所以输出功率要随之增大；（3）外电阻增大时，电源输出电压升高，而输出电流要减小，由公式P＝UI可知，当外电阻为某一阻值时电源输出功率应出现最大值。（4）当外电阻为0时（即短路），电源输出功率为0；当外电阻无穷大时（即断路），电源输出功率也为0；当电源所接上的电阻既不是0又不是无穷大时，它输出的功率均大于0，因此根据“极端法”应猜想为“先增大后减小”。二、设计实验，探究猜想师：同学们刚才在猜想时表现得既有勇气，也很有见解，但我们的猜想对不对呢？今天我们就先从实验的角度来探究电源输出功率

6、P出随外电阻R的变化关系。教师启发：我们研究两个物理量之间的变化关系通常可以选择用数学图象，而实验探究中我们可以用描点法绘出其变化关系曲线，所以关键就在于我们能设计实验测出多组（P，R）值，讨论1:实验室里没有直接测量功率的仪器,怎样就可以得到功率P了呢?生：可以利用Ｐ＝ＵＩ计算下面同学们分组设计实验方案。1、设计方案（比一比，哪一组设计的方案最为简便合理）各小组设计一个初步方案AV（1）投影较好的方案,请学生介绍方案设计思路,进行讨论得到电路如图(1)讨论2:以上电路还有什么需要改进的吗?视学生反应情况而定，若无反应，再对学生进行启发和引导：我们从前面的猜想中可以

7、看出，电源输出功率随着外电阻增大先增大后减小。为了验证这两个结论，就必须要把外电阻调得很小，这样极易损坏电源，为了保护电源，应对上述电路作怎样的改进？（比一比，哪一组最先想出最佳的方案）AVEr内r‘改进后的实验电路图如图所示： 这样测出的输出功率应该是“等效电源”的输出功率.讨论3：本实验中是要多次改变外电阻的，那么怎么确定外电阻呢？生：用R=U/I代替讨论4：此实验中应记录哪些数据？应如何设计记录表格？生:设计记录表格,投影较好的,讨论5：如何把电源输出功率与外电阻变化关系直观地表示出来？生：作出P出——R图线2、学生分组实验，采集数据（比一比，哪组连接电路