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2019-2020年人教版高中物理選修3-1 第二章 第8節(jié) 多用電表的原理 教案1.doc

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2019-2020年人教版高中物理選修3-1 第二章 第8節(jié) 多用電表的原理 教案1.doc

2019-2020年人教版高中物理選修3-1 第二章 第8節(jié) 多用電表的原理 教案1三維目標(biāo)知識(shí)與技能理解并掌握歐姆表和多用電表的制作原理。過程與方法掌握歐姆表的刻度確定過程和多用電表的組合過程。情感、態(tài)度與價(jià)值觀培養(yǎng)學(xué)生探索、發(fā)現(xiàn),勇于創(chuàng)新的精神。教學(xué)重點(diǎn)歐姆表和多用電表的制作原理。教學(xué)難點(diǎn)理解歐姆表和多用電表的制作原理。教學(xué)方法講授法、討論法、實(shí)驗(yàn)法。教學(xué)用具投影儀、多用電表(指針式、數(shù)字式)。教學(xué)過程新課導(dǎo)入我們已經(jīng)學(xué)習(xí)過把電流表改裝成電壓表和量程較大的電流表的原理,能否將電流表改裝成測(cè)量電阻,并能直接讀出數(shù)值的歐姆表呢?本節(jié)課我們就來探究這方面的問題。新課教學(xué)一、歐姆表【例題】在如圖所示的電路中,電源有電動(dòng)勢(shì)E1.5V,內(nèi)阻r0.5,電流表滿偏電流Ig10 mA,電流表電阻Rg7.5,A、B為接線柱。(1)用導(dǎo)線把A、B直接連起來,此時(shí)應(yīng)把可變電阻R1調(diào)節(jié)為多少才能使電流表恰好達(dá)到滿偏電流?(2)調(diào)到滿偏后保持R1的值不變,在A、B間接一個(gè)150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(guān)系?解析:(1)電流表電阻Rg的值不能忽略,此時(shí)可以把電流表視為一個(gè)電阻。由閉合電路的歐姆定律,有從中解出可變電阻R1的值:142這表示,當(dāng)兩個(gè)接線柱直接連到一起,且表頭指針恰好滿偏時(shí),可變電阻R1的值為142。(2)保持可變電阻R1的值不變,把R2150接在A、B之間,設(shè)這時(shí)電流表讀數(shù)為I2,由閉合電路歐姆定律0.050A5mA這表示,接入R2后,電表指在“5mA”刻度的位置。(3)把任意電阻R接到A、B之間,設(shè)電流表讀數(shù)為I,則代入數(shù)值后,得:解出:以上計(jì)算使我們不禁想到:如果把例題中電流表的“10mA”刻度線標(biāo)為“0”,“5mA”刻度線標(biāo)為“150”,其它電流刻度按的規(guī)律換成電阻的標(biāo)度,它豈不成了可以直接測(cè)量電阻的儀器?從A、B接線柱引出兩枝表筆,把表筆接在被測(cè)導(dǎo)體的兩端,從刻度盤上直接讀出導(dǎo)體電阻的數(shù)值,這不是很方便嗎?1構(gòu)造及測(cè)量原理(1)構(gòu)造右圖的虛線框中的電路,其實(shí)就是一個(gè)最簡(jiǎn)單的歐姆表的電路原理圖。實(shí)際的歐姆表就是在這個(gè)原理的基礎(chǔ)上制作的。注意歐姆表的黑色的表筆連接內(nèi)部電池的正極。(2)測(cè)量原理:閉合電路的歐姆定律電阻調(diào)零:電阻測(cè)量:R改變,I隨著改變,I與R一一對(duì)應(yīng),如果在刻度盤上直接標(biāo)出與電流對(duì)應(yīng)的電阻值,就能直接讀出接在紅黑表筆間的電阻。2刻度的確定及特點(diǎn)(1)刻度兩端點(diǎn)阻值的確定歐姆表的零刻度在刻度盤的最右邊,刻度盤的最左邊對(duì)應(yīng)電阻無窮大。(2)刻度盤中部阻值的確定當(dāng)指針指在刻度盤的中間位置時(shí),對(duì)應(yīng)的電阻稱為歐姆表的中值電阻。R中RgrR1,(3)刻度特點(diǎn)由可知,I與R間符合雙曲線函數(shù)關(guān)系,所以歐姆表的刻度是不均勻的,零刻度到中值電阻之間的刻度較稀疏,越靠近無窮大處越密集。因歐姆表的刻度是不均勻的,欲使歐姆表讀數(shù)較準(zhǔn)確,應(yīng)盡量使指針偏轉(zhuǎn)到中值刻度附近。3誤差分析歐姆表測(cè)電阻簡(jiǎn)單、方便,但電池用久了,電動(dòng)勢(shì)下降,內(nèi)阻增大。因電動(dòng)勢(shì)下降會(huì)導(dǎo)致中值電阻減小。電動(dòng)勢(shì)下降后,若仍能調(diào)零,當(dāng)測(cè)量電阻時(shí),指針指示的電阻值會(huì)偏大。二、多用電表測(cè)量電路某兩點(diǎn)的電壓用電壓表,測(cè)量電路通過的電流用電流表,粗測(cè)導(dǎo)體的電阻用歐姆表。電壓表、電流表、歐姆表都要用到表頭,能不能讓它們共用一個(gè)表頭從而組合在一起呢?1認(rèn)識(shí)單量程多用途電表【思考與討論】如圖所示,左圖中甲、乙、丙分別是電流表、歐姆表和電壓表的示意圖。右圖中虛線框中是一個(gè)單刀多擲開關(guān),通過操作開關(guān),接線柱B可以接通1,也可以接通2或3。現(xiàn)在要使B接通1時(shí),能像甲那樣成為電流表,接通2時(shí)像乙那樣成為歐姆表,接通3時(shí)像丙那樣成為電壓表,這就成了一個(gè)簡(jiǎn)單的多用電表。請(qǐng)對(duì)照兩幅圖,討論一下,這個(gè)多用電表的電路圖是怎樣的?把它在圖中畫出來。讓學(xué)生在圖中畫出最簡(jiǎn)單的多用電表的電路,并說明轉(zhuǎn)換測(cè)量功能。2認(rèn)識(shí)多量程多用途電表【說一說】如圖所示,是一個(gè)多量程多用電表的簡(jiǎn)化電路圖,測(cè)量電流和測(cè)量電壓時(shí)各有兩個(gè)量程;還有兩個(gè)擋位用來測(cè)電阻。請(qǐng)談一談:開關(guān)S調(diào)到哪兩個(gè)位置上多用電表測(cè)量的是電流?調(diào)到哪兩個(gè)位置上測(cè)量的是電壓?調(diào)到哪兩個(gè)位置上測(cè)量的是電阻?在測(cè)量電流或電壓時(shí),兩個(gè)位置中哪一個(gè)的量程比較大?在識(shí)別電阻擋和電壓擋電路時(shí),可以把虛線框內(nèi)的電路當(dāng)成一個(gè)電流表。引導(dǎo)學(xué)生說出那些位置是電流擋,那些位置是電壓擋,那些位置是歐姆擋,并說明哪些位置的量程比較大。向?qū)W生介紹指針式多用電表和數(shù)字式多用電表的外形和各部分結(jié)構(gòu)。三、伏安法測(cè)電阻1伏安法根據(jù)部分電路的歐姆定律I可知,電阻R,因此,只要用電壓表測(cè)出電阻兩端的電壓U,用電流表測(cè)出通過電阻的電流I,就可以求出未知電阻的阻值R。利用電壓表和電流表測(cè)電阻的方法,叫做伏安法。2伏安法測(cè)電阻的原理部分電路歐姆定律:R 3伏安法測(cè)電阻的兩種接法問題:現(xiàn)有下列儀器:電源、電壓表、電流表、電鍵和特測(cè)電阻各一只,請(qǐng)同學(xué)們?cè)O(shè)計(jì)測(cè)量電阻的電路圖.(在教師的指導(dǎo)下討論,最后總結(jié)出可有兩種測(cè)量電路)AVR外接法由于電流表接在電壓表跨接的兩點(diǎn)以外的電路中,故稱為外接法。外接法電路如右圖所示。AVR內(nèi)接法由于電流表接在電壓表跨接的兩點(diǎn)以內(nèi)的電路中,故稱為內(nèi)接法。內(nèi)接法電路如右圖所示。4伏安法測(cè)電阻的誤差分析問題:在外接法和內(nèi)接法測(cè)量電路中,如果是理想情況,即電流表內(nèi)阻為零,電壓表的電阻趨近于無窮大,兩種電路的測(cè)量結(jié)果怎樣?相同。我們?cè)诔踔杏懻摰木褪沁@種理想情況。但是實(shí)際中,由于電壓表和電流表本身具有內(nèi)阻,把它們連入電路中以后,不可避免地要改變被測(cè)電路中的電壓和電流,給測(cè)量結(jié)果帶來誤差。下面對(duì)兩種接法的誤差作一分析。外接法的誤差請(qǐng)同學(xué)們思考:?jiǎn)栴}:用外接法電路測(cè)量時(shí),電壓表測(cè)量的是哪里的電壓?是待測(cè)電阻兩端的電壓。問題:電流表測(cè)量的是通過待測(cè)電阻的電流嗎?為什么?不是。因?yàn)殡妷罕碛蟹至?,所以電流表測(cè)出的是通過待測(cè)電阻和電壓表的電流之和。問題:電流表的讀數(shù)比實(shí)際流過特測(cè)電阻的電流大還是小?大。a誤差產(chǎn)生的原因由于電壓表的分流作用。b測(cè)量值與真實(shí)值之間的關(guān)系R測(cè)R真在內(nèi)接法中,測(cè)量的是待測(cè)電阻與電流表串聯(lián)后的電阻,由上面的公式可知R測(cè)R真問題:若已知電壓表的內(nèi)阻RV,待測(cè)電阻的測(cè)量值R測(cè),怎樣求得待測(cè)電阻的真實(shí)值R真呢?分析:外接法測(cè)得的電阻R測(cè)是待測(cè)電阻與電壓表電阻的并聯(lián)值,即R測(cè)解得:R真c外接法的絕對(duì)誤差RRd外接法的相對(duì)誤差內(nèi)接法的誤差請(qǐng)同學(xué)們思考:?jiǎn)栴}:用內(nèi)接法電路測(cè)量時(shí),電流表測(cè)量的是哪里的電流?電流表測(cè)量的是通過待測(cè)電阻的電流。問題:電壓表測(cè)量的是待測(cè)電阻兩端的電壓?jiǎn)??為什么?不是。因?yàn)殡娏鞅硪秩ヒ徊糠蛛妷海噪妷罕頊y(cè)出的是加在待測(cè)電阻與電流表兩端的電壓之和。問題:電壓表的讀數(shù)比待測(cè)電阻兩端的實(shí)際電壓大還是???大。a誤差產(chǎn)生的原因由于電流表的分壓作用。b測(cè)量值與真實(shí)值之間的關(guān)系R測(cè)R真 RA在內(nèi)接法中,測(cè)量的是待測(cè)電阻與電壓表并聯(lián)后的電阻,由上面的公式可知R測(cè)R真問題:若已知電流表的內(nèi)阻RA,待測(cè)電阻的測(cè)量值R測(cè),怎樣求得待測(cè)電阻的真實(shí)值?分析:內(nèi)接法測(cè)得的電阻R測(cè)是待測(cè)電阻與電流表電阻的串聯(lián)值,即R測(cè)RAR真解得:R真R測(cè)RAc內(nèi)接法的絕對(duì)誤差R(RRA)RRAd外接法的相對(duì)誤差小結(jié)本節(jié)課學(xué)習(xí)的主要內(nèi)容如下:1根據(jù)閉合電路歐姆定律,將電流表改裝成能測(cè)量電阻的歐姆表。知道了改裝的原理、刻度確定的方法,歐姆表的使用和讀數(shù)。2認(rèn)識(shí)了多用電表。3通過實(shí)驗(yàn),練習(xí)使用了多用電表測(cè)量電流、電壓、電阻和二極管的正反向電阻的測(cè)量。4伏安法測(cè)電阻的原理是部分電路的歐姆定律。利用伏安法測(cè)電阻時(shí),為了減小測(cè)量誤差,電路的連接方法通常有兩種:電流表外接法和電流表內(nèi)接法。當(dāng)RV>>Rx時(shí),電壓表分流作用小,采用電流表外接法.當(dāng)Rx>>RA時(shí),電流表分壓作用小,采用電流表內(nèi)接法。布置作業(yè)教材第66頁“問題與練習(xí)”。

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