第二章第四節(jié) 認(rèn)識(shí)多用電表

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1、 第四節(jié) 認(rèn)識(shí)多用電表 一、教學(xué)目標(biāo) 1、知識(shí)目標(biāo) (1)知道常用的電壓表和電流表都是由小量程的電流表G(表頭)改裝而成的，了解電流表(表頭)的原理，知道什么是電流表滿偏電流和滿偏電壓； (2)理解表頭改裝成常用電壓表和電流表的原理，會(huì)求分壓電阻和分流電阻的阻值，會(huì)給改裝后的電壓表、電流表標(biāo)度并測(cè)量電路元件上的電壓、電流、電阻等電學(xué)量； (3)會(huì)用多用表判斷二極管的質(zhì)量和極性等； (4) 會(huì)用多用表查找電路故障。 2、過(guò)程與方法 (1)通過(guò)多用電表原理的分析過(guò)程，認(rèn)識(shí)物理學(xué)分析、研究實(shí)際問(wèn)題的方法；； (2)經(jīng)歷學(xué)會(huì)使用多用電表的探究過(guò)程，認(rèn)識(shí)科學(xué)探究的意義，認(rèn)識(shí)物理實(shí)驗(yàn)

2、在物理學(xué)發(fā)展過(guò)程中的作用。 3、情感態(tài)度與價(jià)值觀 通過(guò)本節(jié)課的教學(xué)活動(dòng)，要培養(yǎng)學(xué)生的應(yīng)用意識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生尊重客觀事實(shí)、理論聯(lián)系實(shí)際、實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度和人生觀。引導(dǎo)學(xué)生關(guān)心實(shí)際問(wèn)題，獲得成功的喜悅，立志于把所學(xué)物理知識(shí)應(yīng)用到實(shí)際中去。 二、教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn) 重點(diǎn)：(1)將表頭G改裝成大量程電壓表和電流表的原理，并會(huì)計(jì)算分壓電阻和分流電阻R。理解改裝后電壓表和電流表的量程的物理意義；(2)學(xué)會(huì)使用多用電表。 難點(diǎn)：(1)理解改裝后電壓表和電流表的量程的物理意義；(2)量程的選擇。（3）歐姆表刻度的確定 三、教具：量程為500μA內(nèi)阻約100Ω的表頭G、示教用電流表和電壓表、歐姆表原理圖掛

3、圖、示教用歐姆表、待測(cè)電阻若干、實(shí)物投影儀、多媒體電腦、自制課件。 四、課時(shí)安排：1課時(shí) 五、師生互動(dòng)活動(dòng)設(shè)計(jì) 在教師指導(dǎo)下，師生共同探討的啟發(fā)式教學(xué)，通過(guò)演示實(shí)驗(yàn)、分析、討論、講解、練習(xí)、觀察、實(shí)驗(yàn)、電教等方法完成教學(xué)任務(wù). 六、主要教學(xué)過(guò)程 （一） 導(dǎo)入新課 問(wèn)題：串聯(lián)電路的基本特點(diǎn)是什么? 在串聯(lián)電路中，電阻起什么作用？ 問(wèn)題：并聯(lián)電路的基本特點(diǎn)是什么？在并聯(lián)電路中，電阻起什么作用？ 問(wèn)題：部分電路的歐姆定律的內(nèi)容、公式是什么？ 問(wèn)題：閉合電路的歐姆定律的內(nèi)容、公式是什么？ 這節(jié)課我們將學(xué)習(xí)利用串聯(lián)電阻的分壓作用和并聯(lián)電阻的分流作用分別將表頭G改裝成電壓表和電流表，

4、同時(shí)研究有關(guān)電阻測(cè)量的問(wèn)題。 （二）多用電表的原理 1、電流表G(表頭)的構(gòu)造和工作原理 (利用示教用電流表或多媒體介紹表頭G的主要構(gòu)造和工作原理) (1)主要構(gòu)造 表頭G是指小量程的電流表，即靈敏電流計(jì)。 常用的表頭主要由永磁鐵和放入永磁鐵磁場(chǎng)中可轉(zhuǎn)動(dòng)的線圈組成。 (2)工作原理 當(dāng)線圈中有電流通過(guò)時(shí)，線圈在磁場(chǎng)力的作用下帶著指針一起偏轉(zhuǎn)，通過(guò)線圈的電流越大，指針偏轉(zhuǎn)的角度就越大，且θ∝I。這樣根據(jù)指針的偏角就可以知道電流的大小。若在表頭刻度盤上標(biāo)出電流值就可以測(cè)量電流了。 (3)表頭G的主要參數(shù) ①滿偏電流Ig 表頭的線圈準(zhǔn)許通過(guò)的最大電流很小，一般不超過(guò)幾十微安到幾

5、毫安，這個(gè)電流值叫表頭的滿偏電流，用Ig表示。 表頭指針偏轉(zhuǎn)到最大刻度時(shí)的電流，叫滿偏電流Ig。 說(shuō)明：如果通過(guò)表頭的電流超過(guò)滿偏電流Ig，不但指針指不出示數(shù)，表頭還可能被燒壞。 ②表頭的內(nèi)阻Rg 表頭的線圈電阻一般為幾歐到幾百歐，這個(gè)電阻值叫做表頭的內(nèi)阻，用Rg表示。 表頭線圈的電阻，叫做表頭的內(nèi)阻Rg。 說(shuō)明：每個(gè)表頭都有它的滿偏電流Ig和內(nèi)阻Rg，Rg和Ig是表頭的兩個(gè)重要參數(shù)。 ③滿偏電壓Ug 由歐姆定律知道，通過(guò)表頭的電流跟加在表頭兩端的電壓成正比，即I∝U。由于θ∝I，I∝U，故U∝θ。如果在刻度盤上標(biāo)出電壓值，由指針?biāo)傅奈恢茫涂梢宰x出加在表頭兩端的電壓。 問(wèn)

6、題：利用表頭能夠測(cè)量的最大電流和最大電壓分別是多大？能不能根據(jù)Ig、Rg概括出什么叫做滿偏電壓？ G Ig Ug Rg 表頭通過(guò)滿偏電流時(shí)加在它兩端的電壓，叫滿偏電壓，用Ug表示。 問(wèn)題：滿偏電流Ig、內(nèi)阻Rg、滿偏電壓Ug三者之間有什么關(guān)系？ 據(jù)部分電路歐姆定律可知： Ug＝IgRg 總結(jié)：表頭G的滿偏電壓Ug和滿偏電流Ig一般都比較小，測(cè)量較大的電壓和較大的電流時(shí)，需要把小量程的表頭G加以改裝。 2、電壓表和電流表 (1)把表頭G改裝成電壓表V ①把表頭G改裝成電壓表V的方法：給表頭G串聯(lián)一個(gè)適當(dāng)?shù)姆謮弘娮鑂。 G Ig Rg R Ug UR U V

7、 Ig U RV ②把表頭G改裝成電壓表V的原理：串聯(lián)電阻的分壓作用。 (介紹電壓表V的組成及量程) 電壓表V由表頭G和分壓電阻R組成，如圖虛線框內(nèi)所示。 所謂量程U，意思是當(dāng)電壓表V兩端的電壓為U時(shí)，表頭G分擔(dān)的電壓為滿偏電壓Ug，通過(guò)表頭G 的電流為滿偏電流Ig，指針指在最大刻度處，所以表盤最大刻度處的電壓值為量程U。 在表頭的刻度盤上標(biāo)出對(duì)應(yīng)的電壓值，就改裝成了電壓表。 ③分壓電阻的計(jì)算 問(wèn)題：如圖所示，有一個(gè)表頭G，其內(nèi)阻為Rg，滿偏電流為Ig，將它改裝成量程為U的電壓表，要串聯(lián)一個(gè)多大的電阻R？ 分析：根據(jù)串聯(lián)電路基本特點(diǎn)可知，當(dāng)表頭G滿偏時(shí)，流過(guò)分壓電阻R的電

8、流為Ig。 表頭滿偏時(shí)表頭兩端的電壓Ug＝IgRg，分壓電阻R兩端的電壓UR＝U－Ug＝U－IgRg。 Ig＝＝ R＝Rg Rg＝( －1)Rg＝(n－1) Rg n＝為電壓量程擴(kuò)大的倍數(shù)。 ④改裝后電壓表的內(nèi)阻：RV＝Rg＋R＝ ⑤改裝后的電壓表標(biāo)度：當(dāng)流過(guò)表頭的電流為滿偏電流Ig時(shí)，電壓表V兩端的電壓達(dá)到最大值，即改裝后的量程U，則U＝Ig(Rg＋R)。 因此，只要將原來(lái)表頭的刻度盤的每一刻度值擴(kuò)大為原來(lái)的（Rg＋R）倍，就得到改裝后的電壓表V的表盤。 (2)把表頭G改裝成電流表A ①把表頭G改裝成電流表A的方法：利用并聯(lián)電阻的分流作用，給表頭G并聯(lián)一個(gè)適當(dāng)?shù)姆至麟娮鑂，

9、將表頭G改裝成一個(gè)量程較大的電流表A，利用改裝后的電流表A就可以測(cè)量較大的電流了。 G Ig Rg R I A I U RA IR ②把表頭G改裝成電流表A的原理 原理：并聯(lián)電阻的分流作用。 (介紹電流表A的組成及量程) 電流表A由表頭G和電阻R并聯(lián)組成，如圖虛線框內(nèi)所示。 所謂量程I，意思是通過(guò)電流表A的電流為I時(shí)，通過(guò)表頭G的電流為滿偏電流Ig，指針指在最大刻度處，所以改裝后電流表A的表盤最大刻度處標(biāo)值為I。 在表頭的刻度盤上標(biāo)出對(duì)應(yīng)的電流值，就改裝成了電流表。 ③分流電阻的計(jì)算 如圖所示，有一個(gè)表頭G，其內(nèi)阻為Rg，滿偏電流為Ig，將它改裝成量程為I的

10、電流表，設(shè)并聯(lián)的電阻為R，當(dāng)表頭G滿偏時(shí)，加在表頭兩端的電壓為Ug＝IgRg。根據(jù)并聯(lián)電路的基本特點(diǎn)，加在電阻兩端的電壓UR＝Ug＝IgRg。通過(guò)分流電阻R的電流IR＝I－Ig。根據(jù)并聯(lián)電路的基本特點(diǎn)和部分歐姆定律有： UR＝Ug＝IgRg＝IRR＝(I－Ig)R R＝＝Rg＝Rg＝Rg＝Rg n＝為電流量程擴(kuò)大的倍數(shù)。 ④改裝后電流表的內(nèi)阻：RA＝＝ ⑤改裝后的電流表標(biāo)度：當(dāng)流過(guò)表頭G的電流為滿偏電流Ig時(shí)，流過(guò)電流表A的電流最大，為改裝后電流表的量程I。 小 結(jié) 通過(guò)上面的學(xué)習(xí)，主要認(rèn)識(shí)了以下問(wèn)題：表頭G的三個(gè)重要參量：滿偏電流Ig,內(nèi)阻Rg和滿偏電壓Ug。把表頭G改

11、裝成電壓表時(shí)，需要串聯(lián)一個(gè)適當(dāng)?shù)碾娮鑂；把表頭G改裝成電流表時(shí)，需要并聯(lián)一個(gè)適當(dāng)?shù)碾娮鑂。 3 、電阻檔（歐姆表）的原理與刻度 原理：閉合電路的歐姆定律。 構(gòu)造：歐姆表構(gòu)造如右圖所示，G是內(nèi)阻為、滿偏電流為的電流表，R是可變電阻，也叫調(diào)零電阻，電池的電動(dòng)勢(shì)是E、內(nèi)阻為。 ①當(dāng)紅、黑表筆相接觸時(shí)如圖甲，相當(dāng)于被測(cè)電阻RX=0，調(diào)節(jié)調(diào)零的值，使電流表的指針達(dá)到滿刻度，且，所以電流表的滿刻度處被定為電阻檔的0刻度。 ②當(dāng)紅、黑表筆不接觸時(shí)圖乙，相當(dāng)于被測(cè)電阻無(wú)窮大，此時(shí)電流表的指針指零，所以電流表零刻度的位置是電阻檔刻度的“”位置。 ③當(dāng)紅、黑表筆間接入某一電阻時(shí)圖丙，通過(guò)電流表的電流

12、，一個(gè)對(duì)應(yīng)一個(gè)電流值，我們可以在刻度盤上直接標(biāo)出與IX值對(duì)應(yīng)的值，就可以從刻度盤上直接讀出的值。 ④中值電阻：電流表的指針指到刻度盤的中央時(shí)所對(duì)應(yīng)的值叫中值電阻， R中=R內(nèi)=Rg+r+R 歐姆表的刻度是不均勻的，零刻度在刻度盤最右，越往左邊刻度的密度越大，讀數(shù)時(shí)要注意，在中值電阻附近讀數(shù)比較準(zhǔn)確。 注意：①歐姆表指針偏轉(zhuǎn)角度越大時(shí)，說(shuō)明流過(guò)歐姆表的電流越大，也說(shuō)明待測(cè)電阻越??；②歐姆表的刻度是不均勻的；③歐姆表使用的電池久了，它的內(nèi)阻變得大了，這時(shí)歐姆表測(cè)出的電阻值誤就比較大了，從原理可知，這時(shí)的電阻測(cè)量值偏大。 （二）學(xué)會(huì)使用多用電表 多用表的型號(hào)很多，但使用方法基本相同，請(qǐng)同學(xué)

13、們注意如下幾個(gè)問(wèn)題。 （1）表盤面上“+”、“－”插孔，表示直流電流檔、直流電壓檔的正、負(fù)接線柱。因此，不管測(cè)什么項(xiàng)目，首先將紅表筆插入“－”插孔，將黑表筆插入“－”插孔，那么直流電流檔、直流電壓檔時(shí)，電流從紅表筆流入，從黑表筆流出；用電阻檔時(shí)由原理圖可知，紅表筆連接的是表內(nèi)電源的“－”極，黑表筆連接的是表內(nèi)電源的“+”極，因此，電流是從紅表筆流入，從黑表筆流出。 （2）測(cè)量前，應(yīng)把選擇開頭旋到相應(yīng)項(xiàng)目的適當(dāng)量程上，讀數(shù)時(shí)要注意檔位與刻度盤對(duì)應(yīng)。直流電流檔、直流電壓檔跟電流表和電壓表的使用方法一樣，要注意所選的量程應(yīng)大于電器兩端電壓的估計(jì)值或通過(guò)用電器電流的估計(jì)值。 （3）歐姆檔的使用需要注意如下幾點(diǎn)：①選檔接著調(diào)零；②換檔重新調(diào)零；③示數(shù)要乘倍率；④用畢將選擇開頭撥離歐姆檔，一般旋至交流電壓最高檔上或“OFF”檔上，長(zhǎng)期不用時(shí)應(yīng)取出多用表內(nèi)的電池；⑤被測(cè)電阻要跟電源、其他元件串聯(lián)脫離開來(lái)。 布置作業(yè)：課本53頁(yè)1、2題