电源的输出功率和外电阻的关系

电源的输出功率和外电阻的关系北京市十五中学-——李莹课题电源的输出功率和外电阻的关系学科物理学校北京第十五中学姓名李莹教材版本人民教育出版社大纲版职称中教二级年级高二性别女学历本科年龄30（一）指导思想与理论依据教育改革的核心是从应试教育转变科学的教育观，就是以人为本的教育观。科学教育观和物理新课程理念是教学设计的根本指导思想。在教学中，不仅要看到所教的学科知识，而且要看到相应的知识在学生发展中起什么作用，在提高人的知识水平的同时，提高他的基本素质，丰富他的精神世界，以学生的发展为本，促进全面的、和谐的、可持续的发展。（二）教学背景分析教学对象是高中二年级的学生，虽然电学知识和我们的生活有着密不可分的联系，但他们对此的理性认识不够，更不能做到经常去观察、思考、分析，亲自动手探究，所以应该充分发挥学生的主动性，使其成为课堂的主体，用实验的方法，通过分工合作，观察探究而最终找到答案。通过直观明了的实验数据证实自己的猜想，实验中不断的发现新的问题并加以解决，在轻松愉悦的教学环境中学到知识，并学会与人合作的基本技能，达到快乐学习的效果。通过实验增强动手能力，在彼此的交流中共同进步，真正的作到“体验科学探究过程，了解科学研究方法，增强创新意识和实践能力，提高学生的科学素养。人才的教育不是知识的灌输，把学生当作知识的仓库，不如给他们几把钥匙，让他们自动地去开发知识的宝库，自我获得解决问题的方法和改造社会的能力。所以我指导学生围绕学习重点，展开积极的思维活动，相互交换信息，让学生主动探索，积极思考，在活动中自我发现问题、分析问题、解决问题，在教学策略的指导下，安排一系列教学事项，引起注意和兴趣，呈现各种刺激、学生应积极主动地参与，配合协调，在自我实践和锻炼中，学会思考，学会应用，逐步提高学生的自学能力，逐步掌握独立获取知识的方法，为终身发展，形成科学世界观和科学价值观打下基础，真正的做到从生活走向物理，从物理走向社会，还物理于社会！（三）教学目标（1）知识与技能掌握电源的输出功率和外电阻之间的关系，知道内外电阻相等时电源的输出功率最大。知道电源的效率。理解电源输出功率随外电阻变化关系的图象。通过理论推导掌握物理中求极值的方法。能独立的完成简单的电路设计，熟练掌握基本电学仪器的使用方法，掌握基本的实验技能。了解电压电流等传感器的使用方法，能使用计算机辅助完成物理实验，提高实验的精确度。（2）过程与方法1．通过探究“电源输出功率和外电阻的关系”的过程中，初步学会“实验—分析—猜想—实验验证—归纳结论”的科学探究方法。2．学生进行理论推导，结合数学知识探究求解极值问题的方法。3．学生动手实验，并思考现象，用描点作图法画出曲线，在老师的指导下边观察实验现象，边分析讨论电源输出功率和外电阻的关系。4．学生用传感器计算机辅助实验，快速的采集数据，并自动绘图，在老师的指导下找出电源输出功率最大时，内外电阻的关系。（3）情感态度与价值观1．通过理论推导掌握求极值的方法，学会用数学方法解决物理问题，提高学生的综合素质，体现学科之间的渗透。2．在动手实验探究的过程中，学会分工合作，提高动手能力，体现物理是以实验为基础的学科特点；在探究过程中，体会科学家探索自然规律的科学态度和科学精神，体验成功的喜悦，体会合作的快乐。3．在计算机辅助实验的过程，体会现代科技给科学工作带来的便捷，激发学生探索物理规律的兴趣。4．通过公式推导，实验探讨，图象分析的方法研究电源输出功率和外电阻的关系，培养学生用多种方法分析问题的能力。5．通过外电阻的变化而引起功率的变化的深入分析，树立事物之间存在普遍的相互联系的观点。锁定重难点、正确设计电路图，准确迅速的完成电路的连接。准确读出电压电流表的示数，熟练操作电学元件正确的进行简单的电学实验。熟练掌握电流电压传感器的使用方法，会进行数据采集，并利用计算机辅助实验，正确的进行操作。掌握物理中求解极值问题的方法。分析图象找到规律，弄清什么条件下电源的输出功率最大。教学流程图（四）教与学互动设计教学环节及时间安排教师活动学生活动教学资源安排创设情境，激情导入提出问题：外电阻满足什么条件时电源的输出功率最大？介绍方法：用理论推导和实验两种方法探究。思索猜测根据兴趣自由组合导学提示探究指南自主合作探究探究第一组：理论推导设电源电动势为ε，内阻为r，电源的外电路电阻为R，则电源的输出功率为：P=I2R=RrRRrR222)(【合作交流】怎样进行变换才能得到极值?【思路点拨】可以利用数学上求极值的方法,对式子进行变换,使得分母在一定条件下有最小值,此时得出功率的最大值.【结论】当R=r时，输出功率P取极大值：rPP42max电源的效率：，当R=r时，η=0.5分组探究合作交流共同探讨通过实验探究,增强学生的动手能力,强化物理学是实验学科的观念,同时培养学生务用数学中的求极值方法解决物理问题,体现学科之间的渗透,培养学生的综合能力.电池,单刀开关,电线.电流表,电压表,电阻箱,电阻第二组:实验探究构思实验,探讨创建实验电路图.分工合作,开始实验探究.细心观察实验现象,认真记录实验数据.计算整理数据,描点画图象.分析探讨,归纳总结规律,得出结论.实求真的严谨的科学态度;分工合作使学生增强合作意识,培养集体主义观念.圈.验证探究结果：利用传感器和计算机探究.构思实验,探讨创建实验电路图连接设备和实验仪器,创建表格,准备采集数据.开始采集数据.整理数据,绘图.观察分析,探讨交流,得出结论.【诱思导学】1.曲线中的顶点对应的外电阻值和电源的内阻有什么关系?2.当电源的输出功率最大时,电源的效率是多少?利用传感器和计算机设备进行实验,提高了实验的精确度,同时也开阔了学生的视野,激发他们对物理的兴趣,培养创新的意识.朗威DISLab.计算机,电池,电阻箱,电阻圈.单刀开关.电线.电流传感器,电压传感器,数据采集器,传输线.交流结论分享成功每组分别派代表进行展示交流教师回放录象，总结探究过程中的闪光点和不足学生积极思考,认真回顾,交流心得体会.投影仪计算机总结对同学探讨的结论给予肯定和鼓励,不同方法所得到的结论是一致的练习巩固认真思考，用所学知识解决实际问题计算机投影仪（五）学习效果评价教师使用多媒体投影或其它手段出示练习题，或将检测题发布在校园专题网上。学生练习，并把存在的疑点当堂反馈给教师或通过专题网提交给教师。教师针对学生普遍存在的疑点给予解释，至于个别问题，个别同学面谈。