陜西省藍田縣高中物理 第二章 恒定電流 第二章 恒定電流 2.8 多用電表教案1 新人教版選修3-1.doc

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第八節(jié)多用電表 教學任務分析： “多用電表”是人教版高中物理選修3-1第二章第八節(jié)的內容，它是電流表、電壓表改裝學完后，研究歐姆表的改裝問題，又是閉合電路歐姆定律的深化和實際應用，學生通過本節(jié)課的學習，既能鞏固電學問題的分析思路，加深對閉合電路歐姆定律的理解，激發(fā)學生的學習興趣，培養(yǎng)學生合作、探究、交流能力，具有很重要的實際意義。 本節(jié)課的三維目標制定如下： 1．知識與技能 ①能利用閉合電路歐姆定律方法測量電阻的阻值。 ②掌握歐姆表的原理，知道多用電表的原理。 2．過程與方法 ①通過對歐姆表原理的分析，提高學生綜合應用知識解決問題的能力。 ②通過探究、合作，培養(yǎng)學生的創(chuàng)造性思維，提高表達、交流能力。 3．情感態(tài)度與價值觀 ①培養(yǎng)學生熱愛科學，探究物理的興趣。 ②培養(yǎng)學生合作、探究、勇于創(chuàng)新的精神。 教學重點、難點： 重點：歐姆表和多用電表的制作原理。 難點：理解歐姆表和多用電表的制作原理。 學習者分析： 1．知識基礎分析： ①掌握了閉合電路歐姆定律，并已熟練掌握了電路串并聯(lián)的規(guī)律，會利用該定律列式求解相關問題。 ②掌握了電流表改裝成大量程電流表和電壓表的原理和刻度方法。 2．學習能力分析： ①學生的觀察、分析能力不斷提高，能夠初步地、獨立發(fā)現(xiàn)事物內在聯(lián)系和一般規(guī)律的能力。 ②具有初步的概括歸納總結能力、邏輯推力能力、綜合分析能力。 教學設計： 1、 教學模式 （自）學——（導）學——（互）學 2、教學方法 探究式教學法、講授法、討論法 教學用具： 探究導學稿、多媒體、PPT課件 教學流程： 雙量程多用電表 組合，設計電路圖 歐姆表的原理 學生分析、求解 給例題 復習回顧：如果將表頭改裝成電流表和電壓表的原理 提出問題：如何利用表頭測電阻？ 教 師 學 生 設計方案，將電流表改裝成歐姆表 對探究問題進行完善，發(fā)現(xiàn)本質規(guī)律 設置問題，引導學生進一步探究 出示電流表電壓表歐姆表的電路圖 課堂總結交流 單量程多用電表 教學過程設計： 一、激情引入 （一） 復習舊知識，為學習新知識做鋪墊 問題：串聯(lián)電路的作用是________,并聯(lián)電路的作用是_______ （二）理解將將表頭改裝成電流表和電壓表的原理 問題：表頭G的滿偏電流Ig和滿偏電壓Ug一般都比較?。砍梯^?。?，如果要測量較大的電流怎么辦？我們能否自己設計電路將它改造讓它測較大的電流？要測較大的電壓又如何改造？在下面方框中分別畫出你設計的電路圖。 （學生課前完成畫在學案的方框內） G Ig Rg R I A I U RA IR ①把表頭改裝成電流表的方法：給表頭并聯(lián)一個適當?shù)姆至麟娮? ②把表頭改裝成電流表的原理：并聯(lián)電阻的分流作用。 G Ig Rg R Ug UR U V Ig U RV ①把表頭改裝成電壓表的方法：給表頭串聯(lián)一個適當?shù)姆謮弘娮? ②把表頭改裝成電壓表的原理：串聯(lián)電阻的分壓作用。 提出課后探究問題：你能設計出有兩個（或更多）量程的電壓表（或電流表）嗎？若能，請畫出電路圖。 問題：能否把電流表改裝成直接測量電阻的歐姆表? 二、新課教學 （一）歐姆表 探究一：討論——如何把表頭改裝成測電阻的歐姆表 （投影）教材例題1： 教師引導學生分析、求解，對求解結果進行總結、點評。 教師：通過以上計算同學們有何啟發(fā)？如何將電流表轉換成直接測量電阻的儀表？談談你的設想。 學生：請各小組學生代表發(fā)言，并請學生上黑板完成以下內容。 1、設計出改裝的原理圖 2．原理：根據閉合電路歐姆定律制成的 3、歐姆表的表頭刻度 （1）AB短接，調節(jié)R使得指針滿偏（歐姆調零）。 目的是什么？或有什么作用？ 原理： 最大限度利用表盤刻度 （2）指針指在中間刻度處，所測電阻值是多少？ 把此電阻稱為中值電阻，中值電阻的大小跟哪些因素有關？ 由電源電動勢和表頭滿偏電流決定 （3）歐姆表刻度的特點： 思考： 1. 表頭顯示的一直是電路中的電流的大小，但改裝后我們要從表頭上讀出的卻是A、B間所接電阻的大小，若A、B間接一根電阻可以忽略的導線時，表頭的指針指向哪里？此處所標電阻刻度值為多大？若A、B直接斷開，表頭的指針指向哪里？此處所標電阻刻度值為多大？ 2. 若A、B間接入某一電阻Rx 時，歐姆表表頭的指針恰好指向滿偏刻度的1／4處，Rx 多大？若指針恰好指向滿偏刻度的1／8處，Rx 多大？ 3. 歐姆表的刻度盤上所標示的電阻刻度均勻嗎？能否簡要證明你的推測？ 數(shù)據： I/mA 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Rx/Ω 將上圖中的電流值分別轉化為相應電阻值。 師：最后，將靈敏電流的符號和刻度值都去掉，保留電阻值，將原來的“mA”位置換上一個漂亮的“Ω”，這樣靈敏電流表就改裝成的歐姆表。 關于歐姆表請同學們思考一下問題： ［課件展示］ 我們發(fā)現(xiàn)，在刻度盤上，指針偏角越大（電流越大），所表示的電阻值_________，指針偏角越小，所表示的電阻值_________，而且，刻度盤_______________（均勻/不均勻）。能否簡要證明你的推測？ 生：偏角越大，所表示的電阻值越小，指針偏角越小，所表示的電阻值越大，而且，刻度盤不均勻。 師：外電阻和電流是一一對應的關系，所以我們可以電流來表示外電阻，但是他們的關系不是正比例關系，所以表盤不是均勻的，當電路中電流越大，未知電阻Rx就越小，當電流最大時，外電阻為零，所以歐姆表的零刻度在最右端，也就是電流滿偏處，當電流越小時，未知電阻Rx就越大，當電流為0時，未知電阻接近于∞，所以，電阻最大端，應當在左側，歐姆表的刻度極值位置與其他電表的刻度極值位置恰恰相反。用歐姆表測電阻時，應注意：在指針指向表盤中間附近時，測量值比較準確。 歐姆表刻度的特點： 歐姆表的刻度不是均勻的，零刻度在刻度盤最右邊，越往左刻度密度越大。 4、歐姆表的讀數(shù) 0 5 10 15 Ω Ω 20 30 40 50 100 200 500 ∞ 1K ［課件展示］ 問題1:圖示中各次的電阻分別為多少？ 問題2:實際使用的歐姆表具有多個量程可以選擇，有10檔、100檔、1000檔等，如果實驗中選擇的是100檔，圖示中各次的電阻分別為多少？ 問題3:實際使用中怎樣確定歐姆表選擇哪一檔？怎樣才能使測得電阻的阻值更精確？ （1）分別用10檔、100檔、1000檔測量阻值約為1750Ω電阻，指針將指著何處？ （2）若都有一段上述弧長的誤差，誤差各多少？ 探究結果：讀數(shù)時要注意，在中值電阻附近讀數(shù)比較準確。 學生歸納探究結論：歐姆表的電路圖、原理、刻度的方法和特點 （二）多用電表 探究二： 1.繪圖設計——用一塊表頭改裝成既能測電壓、電流又能測電阻的多用表 1．出示電流表、歐姆表、電壓表的原理圖 學生探究活動：要求學生組合成簡單的多用電表，注意電源與表頭的連接。 各小組討論后，將設計的電路圖畫出來，請一位代表在黑板上完成。 2．引導分析電路結構 學生設計電路圖 通過分析，體會等效思想 2.設計電路圖——如何擴大多用表量程 學生探究活動：各小組討論后，將設計的電路圖畫出來，請一位代表在黑板上完成。 出示雙量程多用電表電路圖，引導學生分析各擋功能，比較量程大小 ［課件展示］說出上圖中那些位置是電流擋、那些位置是電壓擋、那些位置是歐姆擋？哪些位置的量程大？ （三）課堂總結、點評 教師活動：讓學生概括總結本節(jié)的內容。請一個同學到黑板上總結，其他同學在導學稿上總結，然后請同學評價黑板上的小結內容。 學生活動：認真總結概括本節(jié)內容，并把自己這節(jié)課的體會寫下來、比較黑板上的小結和自己的小結，看誰的更好，好在什么地方。 （四）實例探究 歐姆表的使用 【例1】某人用多用電表按正確步驟測量一電阻的阻值，當選擇歐姆擋“1”擋測量時，指針指示位置如下圖所示，則其電阻值是__________。如果要用這只多用電表測量一個約200歐的電阻，為了使測量比較精確，選擇開關應選的歐姆擋是_________。改變擋位調整倍率后，要特別注意重新____________________。 答案：12Ω，“10擋”，調整歐姆零點 【例2】調整歐姆零點后，用“10”擋測量一個電阻的阻值，發(fā)現(xiàn)表針偏轉角度極小，那么正確的判斷和做法是 A．這個電阻值很小 B．這個電阻值很大 C．為了把電阻值測得更準確些，應換用“1”擋，重新調整歐姆零點后測量。 D．為了把電阻值測得更準確些，應換用“100”擋，重新調整歐姆零點后測量。 答案：BD 歐姆表的測量原理 【例3】如圖所示為多用電表歐姆擋的原理示意圖。其中，電流表的滿偏電流為300μA，內阻rg=100Ω，調零電阻最大值R=50kΩ，串聯(lián)的定值電阻R0=50Ω，電池電動勢E=1.5V。用它測量電阻Rx，能準確測量的阻值范圍是 A．30～80 kΩ B.3～8 kΩ C. 300～800 Ω D.30～80Ω 解析：用歐姆當測量電阻時，指針指在表盤中央附近時測量結果比較準確。當電流最大時，由，其中為歐姆表的內阻。得 用它測量電阻Rx時，當指針指在表盤中央時得 故能準確測量的阻值范圍是5kΩ附近。選項B正確。 【課余作業(yè)】 1、完善導學稿 2、預習多用電表的原理和構造，并了解多用電表的使用方法和使用中的注意事項 【板書設計】 一、歐姆表 1、例題 2、電路圖 3、原理： 4、歐姆表的表頭刻度 5、歐姆表的讀數(shù) 二、多用電表 1、單量程多用電表電路圖 2、多量程多用電表電路圖 【課后反思】 附： 2016——2017學年度第一學期高二物理導學稿 課型：新授　主備人：張晶審核人：時間：16年11月19日 班級：＿＿＿＿＿＿＿　姓名：＿＿＿＿＿＿ 第 二 章 恒 定 電 流 第八節(jié)多用電表（第一課時） ★學習要求 1．知識與技能 ①能利用閉合電路歐姆定律方法測量電阻的阻值。 ②掌握歐姆表的原理，知道多用電表的原理。 2．過程與方法 ①通過對歐姆表原理的分析，提高學生綜合應用知識解決問題的能力。 ②通過探究、合作，培養(yǎng)學生的創(chuàng)造性思維，提高表達、交流能力。 3．情感態(tài)度與價值觀 ①培養(yǎng)學生熱愛科學，探究物理的興趣。 ②培養(yǎng)學生合作、探究、勇于創(chuàng)新的精神。 ★學習重點 多用電表的使用及歐姆表的原理 ★學習難點 歐姆表的原理 ★學習方法 探究法、討論法（教師啟發(fā)、引導，學生自主閱讀、思考，討論、交流學習成果。） ★學習過程 【預習導引】 問題：表頭G的滿偏電流Ig和滿偏電壓Ug一般都比較?。砍梯^?。?，如果要測量較大的電流怎么辦？我們能否自己設計電路將它改造讓它測較大的電流？要測較大的電壓又如何改造？在下面方框中分別畫出你設計的電路圖。 ①把表頭改裝成電流表的方法： ①把表頭改裝成電壓表的方法： ②把表頭改裝成電流表的原理： ②把表頭改裝成電壓表的原理： 提出課后探究問題：你能設計出有兩個（或更多）量程的電壓表（或電流表）嗎？若能，請畫出電路圖。 【創(chuàng)設情景】 問題：能否把電流表改裝成直接測量電阻的歐姆表? 【討論與交流】 探究一：討論——如何把表頭改裝成測電阻的歐姆表 例1.如圖電源的電動勢E=1.5V,內阻r=0.5Ω,電流表滿偏電流Ig=10 mA,電流表電阻7.5Ω,A、B為接線柱. (1)用導線把A、B直接連起來,此時應把可變電阻R1調節(jié)為多少才能使電流表恰好達到滿偏電流 (2)調到滿偏后保持R1的值不變,在A、B間接一個150Ω的電阻R2,電流表指針指著多少刻度的位置? (3)如果把任意電阻R接在A、B間,電流表讀數(shù)I與R的值有什么關系? R1 A B E r 1、設計出改裝的原理圖 2．原理： 3、歐姆表的表頭刻度 思考： 以例一為例探究 1.表頭顯示的一直是電路中的電流的大小，但改裝后我們要從表頭上讀出的卻是A、B間所接電阻的大小，若A、B間接一根電阻可以忽略的導線時，表頭的指針指向哪里？此處所標電阻刻度值為多大？若A、B直接斷開，表頭的指針指向哪里？此處所標電阻刻度值為多大？ 2.若A、B間接入某一電阻Rx 時，歐姆表表頭的指針恰好指向滿偏刻度的1／4處，Rx 多大？若指針恰好指向滿偏刻度的1／8處，Rx 多大？ 3.歐姆表的刻度盤上所標示的電阻刻度均勻嗎？能否簡要證明你的推測？ 數(shù)據： I/mA 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Rx/Ω ［課件展示］ 我們發(fā)現(xiàn)，在刻度盤上，指針偏角越大（電流越大），所表示的電阻值_________，指針偏角越小，所表示的電阻值_________，而且，刻度盤_______________（均勻/不均勻）。能否簡要證明你的推測？ 歐姆表的表頭刻度特點： 探究二： 1.繪圖設計——用一塊表頭改裝成既能測電壓、電流又能測電阻的多用表 2.設計電路圖——如何擴大多用表量程 【建構新知】 一、歐姆表 1、 歐姆表的原理 歐姆表是據_________定律制成的測量電阻的儀表，可直接讀出電阻值，比用伏安法測電阻方便。 原理.如右圖示： 調零時.Ig=_________ 測量時. I= _________ 只要將對應Rx值的電流刻度Ⅰ改為阻值Rx,即為歐姆表。 由于I與R的非線性關系，表盤上電流刻度是_____的,其對應的電阻刻度卻是______的電阻零刻度在電流滿偏處。 2、 注意：_____筆接歐姆表內部電源負極，而_____筆接內部電源的正極。 二、多用電表 1、 原理：多用電表由一只靈敏的直流電表（表頭）與若干元件組成測量電路，每進行一種測量時只使用其中的一部分電路，其他部分不起作用。 （1）直流電流擋 直流電流擋的幾個擋位實際是由同一表頭________改裝而成的幾個量程不同的電流表。 （2）直流電壓擋： 直流電壓擋的幾個擋位實際是由同一表頭_________改裝而成的幾個量程不同的電壓表. （3）歐姆擋(歐姆表) 【實例探究】 歐姆表的使用 【例1】某人用多用電表按正確步驟測量一電阻的阻值，當選擇歐姆擋“1”擋測量時，指針指示位置如下圖所示，則其電阻值是__________。如果要用這只多用電表測量一個約200歐的電阻，為了使測量比較精確，選擇開關應選的歐姆擋是_________。改變擋位調整倍率后，要特別注意重新____________________。 【例2】調整歐姆零點后，用“10”擋測量一個電阻的阻值，發(fā)現(xiàn)表針偏轉角度極小，那么正確的判斷和做法是 A．這個電阻值很小 B．這個電阻值很大 C．為了把電阻值測得更準確些，應換用“1”擋，重新調整歐姆零點后測量。 D．為了把電阻值測得更準確些，應換用“100”擋，重新調整歐姆零點后測量。 歐姆表的測量原理 【例3】如圖所示為多用電表歐姆擋的原理示意圖。其中，電流表的滿偏電流為300μA，內阻rg=100Ω，調零電阻最大值R=50kΩ，串聯(lián)的定值電阻R0=50Ω，電池電動勢E=1.5V。用它測量電阻Rx，能準確測量的阻值范圍是 A．30～80 kΩ B.3～8 kΩ C. 300～800 Ω D.30～80Ω 【回顧小結】 【課余作業(yè)】 1、完善導學稿 2、預習多用電表的原理和構造，并了解多用電表的使用方法和使用中的注意事項 【資料袋】 數(shù)字萬用表 　　現(xiàn)在，數(shù)字式測量儀表已成為主流，已經取代模擬式儀表。與模擬式儀表相比，數(shù)字式儀表靈敏度高，精確度高，顯示清晰，過載能力強，便于攜帶，使用更簡單。下面以費思泰克FT368型數(shù)字萬用表為例，簡單介紹其具體參數(shù)意義，使用方法和注意事項。 　　基本特點： 　　1、４４/5位真有效值萬用表，最大顯示數(shù)字: 49999； 　　2、工業(yè)級設計，國軍標GJB品質 　　3、超寬頻響范圍高達200KHz，寬范圍電容和電阻測量，功能更強大； 　　4、0.025%的基本直流精確度，真有效值測量，數(shù)據更準確； 　　5、配備USB接口，數(shù)據傳輸更方便,與FaithtechView軟件配合可實現(xiàn)趨勢繪圖功能，數(shù)據查看、實時觀測、邏輯分析、單通道示波功能和諧波分析等功能 　　6、具有交流電壓、直流電壓、交流電流、直流電流、電阻、電容、二極管、通斷性、頻率、溫度、占空比、脈寬、相對值、dBV、dBmV、電導等測量功能； 　　7、FAST、MIN和MAX模式可以極速捕捉0.25毫秒的瞬時信號； 　　8、專利設計：手動或自動二極管篩選電壓設定； 　　(1)使用方法 　　a使用前，應認真閱讀有關的使用說明書，熟悉刀盤、按鈕、插孔的作用. 　　b將刀盤撥離OFF位置即為開機。 　　c基本測量：根據需要撥到相應位置，交直流電壓的測量：可直接顯示混合信號的主流分量和交流分量，表筆插入相應的插孔。 　　d其他功能的測量溫度，二極管篩選，溫度，頻率，占空比，快速脈沖，dB，邏輯分析，示波，趨勢繪圖，諧波分析，通斷性，電導，電容的測量均可以實現(xiàn)。 　　(2).使用注意事項 　　a電流插孔是為了測量電流用的，不用的時候禁止使用本插孔，否則萬用表將可能被燒毀。 　　b萬用表貓人量程是自動量程，如果想使用規(guī)定量程，請按量程選擇鍵 　　c當插錯插孔時，萬用表有報警。使用趨勢繪圖，示波，邏輯分析 ，諧波分析等功能時，請查看量程選擇和刀盤位置。 指針萬用表與數(shù)字萬用表的比較 　　指針式與數(shù)字式萬用表各有優(yōu)缺點。　指針萬用表是一種平均值式儀表，它具有直觀、形象的讀數(shù)指示。(一般讀數(shù)值與指針擺動角度密切相關,所以很直觀)。　數(shù)字萬用表是瞬時取樣式儀表。它采用0.3秒取一次樣來顯示測量結果，有時每次取樣結果只是十分相近，并不完全相同，這對于讀取結果就不如指針式方便。 指針式萬用表一般內部沒有放大器，所以內阻較小，比如MF-10型，直流電壓靈敏度為100千歐/伏。MF-500型的直流電壓靈敏度為20千歐/伏?！?shù)字式萬用表由于內部采用了運放電路，內阻可以做得很大，往往在1M歐或更大。(即可以得到更高的靈敏度)。這使得對被測電路的影響可以更小，測量精度較高?！≈羔樖饺f用表由于內阻較小，且多采用分立元件構成分流分壓電路。所以頻率特性是不均勻的(相對數(shù)字式來說)，而指針式萬用表的頻率特性相對好一點。　指針式萬用表內部結構簡單，所以成本較低，功能較少，維護簡單，過流過壓能力較強?！?shù)字式萬用表內部采用了多種振蕩，放大、分頻保護等電路，所以功能較多。比如可以測量溫度、頻率(在一個較低的范圍)、電容、電感，做信號發(fā)生器等等?！?shù)字式萬用表由于內部結構多用集成電路所以過載能力較差，(不過現(xiàn)在有些已能自動換檔，自動保護等，但使用較復雜)，損壞后一般也不易修復?！?shù)字式萬用表輸出電壓較低(通常不超過1伏)。對于一些電壓特性特殊的元件的測試不便(如可控硅、發(fā)光二極管等)。 指針式萬用表輸出電壓較高，(有10.5伏、12伏等)。電流也大(如MF-500*1歐檔最大有100毫安左右)可以方便的測試可控硅、發(fā)光二極管等?！τ诔鯇W者應當使用指針式萬用表，對于非初學者應當使用兩種儀表。 【課后反思】