《8多用电表的原理》教学设计(安徽省市级优课)-物理教案

2.8多用电表的原理教学目标：1、通过对欧姆表的讨论，进一步提高应用闭合电路欧姆定律分析问题的能力，知道欧姆表测电阻的原理。2、了解欧姆表的内部结构和刻度特点。3、了解多用表的基本结构，知道多用表的测量功能。教学重点：欧姆表的制作原理。教学难点：理解欧姆表和多用电表的制作原理。教学方法：探究、讲授、讨论教学用具:电流表（10mA）多用电表(指针式、数字式)、电池、电位器、电阻箱、导线(若干)。教学过程：一、引入新课举例： 用多用电表检测洗衣机的故障，说明多用电表的用途广泛，引入课题。二、进行新课(一)欧姆表的原理回顾电压表的改装原理：给电流表串联一个大电阻分压，利用欧姆定律找到电压U和电流I的关系，在进行刻度。类比的方法提出问题：怎样把电流表改装成测电阻的欧姆表。1、改欧姆表的思路：（1）找到待测电阻R与电流的关系（2）给欧姆表的刻度2、设计电路图：把电流表和待测电阻串联，怎样使电路里产生电流，并且使电流表指针偏转不超过最大刻度？学生思考回答。原理图原理图根据上节我们学的闭合电路欧姆定律就可以知道：I=E/Rg+r+R1+RX要确定RX与I的关系，需要固定R1不变3、（板书）改欧姆表的原理：闭合电路欧姆定律I=E/Rg+r+R1+RX 根据改装原理，课件展示所需器材：电流表（10mA）、电源（1.5V）、电位器、红黑表笔。（二）欧姆表的刻度教师演示：利用欧姆表改装装置，把红黑表笔直接短接，电流表指针偏转到某一位置，根据RX（等于零）与I的对应关系，应在该位置刻上0Ω。提出问题：这样刻度的缺点？学生讨论回答：欧姆表的刻度没有充分利用整个表盘，可以把两表笔短接，调节R1使电流表指针达到满偏刻度。就可以像电流表的刻度一样充满整个表盘。提出问题：要使电流表指针达到满偏刻度，R1的阻值应调到多大？学生阅读教材例题，根据已知数据求解R1的阻值。课件展示:【例题】在如图所示的电路中，电源的电动势E＝1.5V，内阻R＝0.5Ω，电流表满偏电流Ig＝10mA，电流表电阻7.5Ω，A、B为接线柱。(1)用一条导线把A、B直接连起来，此时，应把可变电阻R1调节为多少才能使电流表恰好达到满偏电流？解析：由闭合电路欧姆定律：Ig=E/Rg+r+R1R1=142Ω注意：当R1的阻值调到142Ω时，应在满偏电流位置刻上0Ω，此后R1的阻值应保持142Ω不变。（板书）欧姆表内阻：R内=Rg+r+R1=150Ω课件动画展示:当把红黑表笔断开时，电流表指针停在0mA的位置，此时应在该位置刻上阻值是多少？学生思考回答问题：应在该位置刻上∞。通过例题第（2）问，继续刻度(2)调至满偏后保持R1的值不变，在A、B间接入一个150Ω的定值电阻R2，电流表指针指着多少刻度的位置？由闭合电路欧姆定律：I2=E/R内+R2=0.005A=5mA教师提出：（板书）中值电阻：R中=R内对欧姆表任意阻值进行刻度(3)如果把任意电阻R接在A、B之间，电流表读数I与R的值有什么关系？由闭合电路欧姆定律：I=E/R内+Rx代入数据：I=1.5V/150Ω+Rx利用（3）问得出的关系是代入下面表格中Rx的数值，利用excel计算功能计算出对应电流数值，并填入表格：Rx/Ω50100150200250300350450550650750850I/mA根据计算结果学生在如下图所示的欧姆表盘上刻度：学生根据自己刻好的欧姆表刻度盘，相互讨论，找到其特点：1、刻度不均匀2、左大右小练习使用改装好的欧姆表测电阻1、测量电阻箱的阻值2、测量洗衣机进水阀的阻值，并判断故障原因提出问题要想较准确的测量电阻应该使指针偏转到那个位置？师生总结：指针指在中值电阻附近需要设计不同的电路：(三)多用电表的电路现在我们已经把电流表改成欧姆表，那么电流表还可以改成电压表，也可以改成大量程电流表。投影教材思考与讨论并提出问题：甲是什么表？乙是什么表？丙是什么表？这三个表共同的特点有什么？甲乙丙学生讨论并回答问题：甲是电流表、乙是欧姆表、丙是电压表、这三个表共同的特点是都有一块电流表。提出问题：现在要使B接1时能成为电流表，接2时能成为欧姆表，接3时能成为电压表，这就成了一个简单的多用电表。这个多用电表的电路图是怎样的？学生在课本思考与讨论里画整合电路图A问题：整合的这个多用表电路有什么缺点？学生思考回答问题：量程、档位单一教师提出：如果把这个简单的用表进行量程和档位扩充，就会形成如下图所示的一块多档位，多量程的多用表投影教材2.8-6/7图介绍：表头、指针定位螺丝、欧姆调零旋钮、选择开关并提示学生，不使用的时候应该把选择开关旋转到OFF位置。简单介绍：数字式多用电表的测量值以数字形式直接显示，使用方便。同时具有多种其他功能。(四)课后思考及作业1、课下思考课本65页“说一说”提出的问题？2、使用多用表时需要注意哪些问题？3、课后作业：1、2、3题课后巩固练习：1.一个用满偏电流为3mA的电流表改装成的欧姆表，调零后用它测量500Ω的标准电阻时，指针恰好指在刻度盘的正中间．如用它测量一个未知电阻时，指针指在1mA处，则被测电阻的阻值为()A．1000ΩB．5000ΩC．1500ΩD．2000Ω2.如图是一个将电流表改装成欧姆表的示意图，此欧姆表已经调零，用此欧姆表测一阻值为R的电阻时，指针偏转至满刻度处．现用该表测一未知电阻，指针偏转到满刻度的处，则该电阻的阻值为()A．4RB．5RC．10RD．16R3.某同学想用以下器材组装一只欧姆表，并比较精确地测量一只约几千欧电阻的阻值．A．电流计，满偏电流为1mA，内阻为20ΩB．电流计，满偏电流为0.6A，内阻为5ΩC．电动势15V，内阻5Ω的直流电源D．电动势3V，内阻3Ω的直流电源E．最大阻值为5000Ω的滑动变阻器F．最大阻值为100Ω的滑动变阻器(1)以上器材应选用__________(填字母)，并在下面线框内画出所组装的欧姆表的内部电路结构图．(2)欧姆表调零后，滑动变阻器被接入电路部分的阻值为________Ω.(3)若用此欧姆表测量电阻，发现指针指在满偏电流的三分之一处，则此电阻的阻值约为________Ω.4.如图所示是欧姆表的原理图，灵敏电流表的满偏电流500μA，干电池的电动势1.5V，(1)把灵敏电流表的电流刻度值对应的欧姆表的电阻刻度值填在下表中.(2)这只欧姆表的内阻是______Ω，表针偏转到满刻度处时，待测电阻值为______Ω.(3)若欧姆表内电池用久了，电动势降为1.4V，欧姆表的内阻变为______Ω，若此时测某电阻Rx的电表指针恰好指在中间位置上，则Rx的实际值为______Ω，比从原表盘上读出的阻值要偏______.(填“大”或“小”)5.用欧姆表测电阻的优点是快捷、方便，缺点是读数不够精确，尤其是当表内电池的电动势下降后，测出的电阻值与真实值之间有较大的差异．如图甲是一个欧姆表的电路结构图，图乙是其表盘的刻度(该刻度值是按照表内电池电动势为1.5V的正常值而刻制的)．已知在电流满偏刻度的处所标的电阻值为15Ω.问：(1)该欧姆表的内阻(即Rg、r和R之和)多大？(2)在满偏刻度的B点所标的电阻值为多大？(3)当表内电池的电动势下降为1.4V时(欧姆表仍可准确调零)，在测某一电阻Rx时，欧姆表的指针恰好指在B点，此时Rx的真实值为多大？教后反思：在课前我对教材做了认真的分析，在教学用书中对本节的要求要比往届用的旧版教材的要求高了很多，从近几年的高考中对多用电表的原理和应用的考察来看也是如此。并且在新课标中《多用电表的原理》单独编成一节，而本章教材中仅有两个实验单独成节其中就有《练习使用多用电表》，在教材中多用电表占到两节，这是其他知识点很少见的，可见重要性。基于本节课的重要性，我自制了欧姆表改装装置，是学生更容易理解欧姆表的改装和刻度。教学中首先回顾电压表的改装：是通过把电压转换成电流的思想，进而提出也能把电阻转换成电流的思想改成欧姆表。解决重点的关键是利用欧姆定律找出电阻与电流的一一对应关系。在寻找电阻和电流的关系时本来打算让学生自己设计电路图，考虑本节教学内多时间不够，就采用：给学生提供一个简单的电路，让学发现问题，通过讨论解决问题。从而得到欧姆表改装原理图，在第二步刻度的过程中：先是在表盘中间刻上0刻度，让学生发现不当之处，加深学理解0刻度刻在满偏电流的位置，由于时间关系没能让学生一一计算任意阻值对应当电流，主要流出时间让学动手在表盘上刻度，想让学生动手参与电表的刻度，能够更容易对比出欧姆表刻度的特点。用学生刻好的表盘测量电阻，也会让学生感受到成功的喜悦！不足是测电阻时的一些注意事项，没能一一告诉学生