電流表和電壓表 伏安法測(cè)電阻教案

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1、 K12教學(xué)同步資源 精彩與您同步 科目 物理 年級(jí) 高二 班級(jí) 高二1、2、4班 時(shí)間 2004年1月1日 課題： 14.7 電流表和電壓表 伏安法測(cè)電阻（第一課時(shí)） 課型 新授課 （知識(shí)、能力、思想） 教學(xué)目標(biāo) 一、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； 2.了解電流表（表頭）的原理，知道什么是滿偏電流和滿偏電壓；3.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；4.會(huì)給改裝后的電壓表、電流表標(biāo)度。 二、能力目標(biāo)：1.通過(guò)電壓表、電流表改裝的教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生不僅會(huì)正確使用基本

2、物理儀器，而且還要了解儀器的構(gòu)造和工作原理； 2.通過(guò)分壓電阻和分流電阻阻值的計(jì)算，培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用所學(xué)物理知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力。 三、思想目標(biāo)：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)，引導(dǎo)學(xué)生關(guān)心實(shí)際問(wèn)題，有志于把所學(xué)物理知識(shí)應(yīng)用到實(shí)際中去。 （重點(diǎn)、難點(diǎn)） 教材分析 重點(diǎn)：1.表頭G改裝成大量程電壓表V和電流表A的原理，并會(huì)計(jì)算分壓電阻和分流電阻； 2.理解改裝后電壓表V和電流表A的量程的物理意義。 難點(diǎn)：理解改裝后電壓表V和電流表A的量程的物理意義是求解分壓電阻和分流電阻過(guò)程中的難點(diǎn)。 板書 設(shè)計(jì) 示意 框圖 14.7 電流表和電壓表 一、表頭G 1.主要構(gòu)造和

3、工作原理： 2.幾個(gè)重要參量： 二、把表頭G改裝成電壓表V 1.方法： 2.原理: 3.分壓電阻R: 4.電壓表的內(nèi)阻： 5.標(biāo)度： 三、把表頭G改裝成電流表A 1.方法： 2.原理: 3.分流電阻R: 4.電流表的內(nèi)阻： 5.標(biāo)度： 時(shí)量 教學(xué)操作過(guò)程設(shè)計(jì)（重點(diǎn)寫教師怎么教及學(xué)生怎么學(xué)，要?jiǎng)?chuàng)造性設(shè)計(jì)課堂結(jié)構(gòu)和教學(xué)模式） 備注 教 師 活 動(dòng) 學(xué)生活動(dòng) 10/ 一、復(fù)習(xí)初中所學(xué)知識(shí) 1.多媒體展示一串聯(lián)電路。如下圖所示。引導(dǎo)學(xué)生復(fù)習(xí)回顧串聯(lián)電路的特點(diǎn)、性質(zhì)。 ⑴特點(diǎn)： 在老師

4、的引導(dǎo)下復(fù)習(xí)、回顧 時(shí)量 教 師 活 動(dòng) 學(xué)生活動(dòng) 備注 28/

5、 2/ a 電路中各處的電流相等。即：I1=I2=…=In=I b 串聯(lián)電路兩端的總電壓等于部分電路兩端的電壓之和。 即：U=U1+U2+…+Un 。 ⑵性質(zhì)： a 總電阻等于部分電路電阻之和。即：R=R1+R2+…+Rn

6、 b 電壓的分配與電阻成正比。即U1/R1=U2/R2=…=Un/Rn=I c 功率的分配與電阻成正比。即：P1/R1=P2/R2=…=Pn/Rn=I2 d 消耗的總功率等于每個(gè)電阻消耗的功率之和。 即： P總=P1+P2+…+Pn 2.多媒體展示一并聯(lián)電路。如右圖所示。引導(dǎo)學(xué)生復(fù)習(xí)回顧并聯(lián)電路的特點(diǎn)、性質(zhì)及幾個(gè)常用的簡(jiǎn)單結(jié)論。 ⑴特點(diǎn)： a 各支路兩端的電壓相等。即： U=U1=U2=…=Un； b 電路中的總電流等于各支路電流之和。即：I=I1+I2+…+In 。 ⑵性質(zhì)： a 總電阻的倒數(shù)等于各支路電阻倒數(shù)之和 即： 1/R=1/R1+1/R2+…+1/Rn b

7、電流的分配與電阻成反比。即：I1R1=I2R2=…=InRn=U c 功率的分配與電阻成反比。即：P1R1=P2R2=…=PnRn=U2 d 消耗的總功率等于每個(gè)電阻消耗的功率之和 即： P總=P1+P2+…+Pn 說(shuō)明：以上公式中的I=I1+I2+…+In、U=U1+U2+…+Un和P總=P1+P2+…+Pn既可用于純電阻電路，也可用于非純電阻電路。既可以用于恒定電流，也可以用于交變電流。 ⑶常用的簡(jiǎn)單結(jié)論 a 幾個(gè)相同的電阻R并聯(lián)，總電阻R總=R/n，兩個(gè)不同的電阻R1、R2并聯(lián)，總電阻R總=R1R2/（R1+R2）。 b并聯(lián)電路的總電阻小于任一支路的電阻，某一支路的電阻增

8、大，總電阻必增大，某一支路的電阻減小，總電阻必減小。 c 并聯(lián)支路增多，總電阻減小，支路減少，總電阻增大。 二、新課引入 這節(jié)課，我們一起來(lái)學(xué)習(xí)本章的第七節(jié)的第一部分 電壓表和電流表。（板書課題） 三、新課教學(xué) 我們知道，電壓表和電流表是分別用來(lái)測(cè)量電壓和電流的儀表。實(shí)際上，常用的電壓表和電流表都是有小量程的電流表（用“G”表示，稱為表頭）改裝而成的。這里，我們首先一起來(lái)了解一下表頭的主要構(gòu)造及工作原理。 （一）表頭G 1.利用多媒體介紹表頭G的主要構(gòu)造和工作原理。 （1）表頭的主要構(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

9、場(chǎng)中可轉(zhuǎn)動(dòng)的線圈組成。 （2）表頭的工作原理 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，即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。 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?，就可以讀出加在表頭兩端的電壓。 提出問(wèn)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？ 2.介紹表頭的幾個(gè)重要參量。 （1）滿偏電流：表頭指針偏轉(zhuǎn)到最大刻度時(shí)的電流。用“Ig”表示。 說(shuō)明：

10、表頭的線圈準(zhǔn)許通過(guò)的最大電流很小，一般不超過(guò)幾十微安到幾毫安。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：表頭線圈的電阻。用“Rg”表示。 說(shuō)明:表頭的線圈電阻一般為幾歐到幾百歐。 繼續(xù)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)。 提問(wèn)：同學(xué)們能不能根據(jù)Ig、Rg概括出什么叫做滿偏電壓？ 學(xué)生答：表頭通過(guò)滿偏電流時(shí)，加在它兩端的電壓，這個(gè)電壓值叫滿偏電壓。 說(shuō)明：滿偏電壓用“Ug”表示。 教師問(wèn)：滿偏電流Ig、內(nèi)阻Rg、滿偏電壓Ug三者之間有什么關(guān)系？ 學(xué)生答：據(jù)部分電路歐姆定律可知：Ug=I

11、gRg 過(guò)渡：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。下面，我們一起來(lái)探討如何把一個(gè)小量程的表頭改裝成一個(gè)能測(cè)量較大電壓的電壓表。 （二）把表頭G改裝成電壓表V（板書） 教師指出并提問(wèn)：用表頭G雖然能夠用來(lái)測(cè)量電壓，但由于表頭的滿偏電流一般很小，因此表頭能夠測(cè)量的最大電壓也很小，所以不能直接用來(lái)測(cè)量較大的電壓。若直接用表頭去測(cè)量較大的電壓，會(huì)造成什么后果？ 學(xué)生答：當(dāng)加在表頭兩端的電壓大于滿偏電壓時(shí)，通過(guò)表頭的電流就大于滿偏電流，可能將表頭燒壞。 教師問(wèn)：同學(xué)們能不能想一個(gè)辦法用表頭去測(cè)較大的電壓呢？ 引導(dǎo)學(xué)生回答

12、：應(yīng)該把表頭改裝成一個(gè)量程較大的電壓表。用改裝后的電壓表就可以測(cè)量較大的電壓。 多媒體展示。如圖所示，有一個(gè)表頭G，其內(nèi)阻為Rg，滿偏電流為Ig。 問(wèn)：究竟怎樣將該表頭G改裝成量程為U的電壓表呢？ 引導(dǎo)學(xué)生分析并回答：要串聯(lián)一個(gè)分壓電阻R 。 （板書）1.方法：串聯(lián)分壓電阻R 說(shuō)明：從原理上講，就是利用串聯(lián)電阻的分壓作用。 （板書）2.原理:利用串聯(lián)電阻的分壓作用 問(wèn)：要串聯(lián)一個(gè)多大的分壓電阻R呢？ （板書）3.分壓電阻R: 引導(dǎo)學(xué)生分析并得出結(jié)論： 要讓改裝后的電壓表的量程為U，也就是說(shuō)，若在該電壓表上加U的電壓時(shí)，表頭的指針將滿偏，即表頭兩端加的滿偏電壓Ug，表頭中將流

13、過(guò)滿偏電流Ig；那么分壓電阻R上應(yīng)分擔(dān)（U-Ug）的電壓，而流過(guò)R的電流也就是表頭的滿偏電流Ig。故由部分電路的歐姆定律可知： （板書） 問(wèn)：改裝后電壓表V的內(nèi)阻是多大？ 學(xué)生答：RV = Rg + R （板書）4.電壓表的內(nèi)阻：RV = Rg + R 說(shuō)明： （1）電壓表V由表頭G和電阻R組成，如圖虛線框內(nèi)所示。 （2）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 。 問(wèn)：如何給改裝后的電壓表V標(biāo)度呢? 引導(dǎo)學(xué)生分析、討論： 當(dāng)流過(guò)表頭的電流為I1時(shí)

14、,加在電壓表V兩端的電壓UAB=I1（Rg+R），表明加在電壓表兩端的電壓與電流成正比。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，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。 （板書）5.標(biāo)度：把原電流值擴(kuò)大（Rg+R）倍. 強(qiáng)化練習(xí)（多媒體展示） 有一表頭G，內(nèi)阻Rg=10 Ω，滿偏電流Ig=3 mA，把它改裝成量程U=3 V的電壓表，要串聯(lián)一個(gè)多大的電阻R？ 解：表頭G的滿偏電壓：Ug=IgRg 分壓電阻兩端的電壓：UR=U-Ug=U-IgRg 據(jù)歐姆定律可知，分

15、壓電阻的阻值R為： （三）把表頭G改裝成電流表A（板書） 教師指出并提問(wèn)：用表頭G雖然能夠用來(lái)測(cè)量電流，但是由于表頭的滿偏電流Ig很小，因此，表頭能夠測(cè)量的最大電流也很小，所以不能用表頭去測(cè)量較大的電流。同學(xué)們能不能想辦法用表頭去測(cè)量較大的電流呢？ 引導(dǎo)學(xué)生回答：應(yīng)該把表頭改裝成一個(gè)量程較大的電流表。用改裝后的電流表就可以測(cè)量較大的電流。 多媒體展示。如圖所示，有一個(gè)表頭G，其內(nèi)阻為Rg，滿偏電流為Ig。 問(wèn)：究竟怎樣將該表頭G改裝成量程為I的電流表呢？ 引導(dǎo)學(xué)生分析并回答：要并聯(lián)一個(gè)分流電阻R 。 （板書）1.方法：并聯(lián)一個(gè)分流電阻R。 說(shuō)明：從原理上講，就是利用并聯(lián)電阻

16、的分流作用。 （板書）2.原理:利用并聯(lián)電阻的分流作用。 問(wèn)：要并聯(lián)一個(gè)多大的分流電阻R呢？ 學(xué)生分析、討論并得出結(jié)論： （板書）3.分流電阻R： 問(wèn)：改裝后電流表A的內(nèi)阻是多大？ 學(xué)生答： （板書）4. 電流表的內(nèi)阻： 說(shuō)明： （1）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。 （2）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。 教師問(wèn)：如何給改裝后的電流表A標(biāo)度呢？ 引導(dǎo)學(xué)生分析、討論并得出結(jié)論： 當(dāng)流過(guò)表頭G的電流為滿偏電流Ig時(shí)，流過(guò)

17、電流表A的電流最大，為改裝后電流表的量程I，且： 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)的倍，就得到了改裝后的電流表A的表盤。 （板書）5.標(biāo)度：把原電流值擴(kuò)大倍。 強(qiáng)化練習(xí)（多媒體展示） 有一表頭G，內(nèi)阻Rg=25 Ω，滿偏電流Ig=3 mA，把它改裝成量程為0.6 A的電流表，要并聯(lián)一個(gè)多大的電阻R？改裝后電流表的內(nèi)阻RA為多大？ 解：由題意知，Rg=25 Ω,Ig=3 mA=3×10-3A，I=0.6 A 據(jù)并聯(lián)電路的基本特點(diǎn)可知，加在電阻R兩端的電壓與加在表頭G兩端的電壓相等，即UR=IgRg 通過(guò)電阻R的電流IR=I-Ig 故： 改裝后電流表的內(nèi)阻

18、RA為： 或： 說(shuō)明：通過(guò)計(jì)算發(fā)現(xiàn)，改裝后的電流表的內(nèi)阻RA非常小，解題時(shí)一般不計(jì)電流表的內(nèi)阻。對(duì)于理想的電流表，可認(rèn)為其內(nèi)阻等于零，在電路中可等效成導(dǎo)線。 四、課堂小結(jié) 通過(guò)本節(jié)課的學(xué)習(xí)，主要學(xué)習(xí)了以下幾個(gè)問(wèn)題： 1.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 2.把表頭G改裝成電壓表時(shí)，需要串聯(lián)一個(gè)適當(dāng)?shù)碾娮鑂。 3.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。 五、作業(yè)布置 完成P164練習(xí)五的第⑴、⑵題。 在老師的引導(dǎo)下復(fù)習(xí)、回顧 在老師的引

19、導(dǎo)下復(fù)習(xí)、回顧 了解表頭G的主要構(gòu)造和工作原理 了解表頭G的幾個(gè)重要參量 積極思考、回答老師的問(wèn)題，理解電壓表的改裝方法、原理等 清楚老師的說(shuō)明 了解改裝后的電壓表的標(biāo)度 在老師的引導(dǎo)下完成強(qiáng)化練習(xí) 積極思考、回答老師的問(wèn)題，理解電流表的改裝方法、原理等 清楚老師的說(shuō)明 了解改裝后的電流表的標(biāo)度 運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解答習(xí)題 清楚老師的說(shuō)明 回顧本節(jié)課知識(shí) 完成作業(yè) 教學(xué)后記 人教版高二物理 資源版主：劉現(xiàn)柱 Email:liuxianzhui@