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山东省郯城第三中学高三物理一轮复习2.8 多用电表一、教材分析 “多用电表”是人教版高中物理选修3-1第二章第八节的内容,它是电流表、电压表改装学完后,研究欧姆表的改装问题,又是闭合电路欧姆定律的深化和实际应用,学生通过本节课的学习,既能巩固电学问题的分析思路,加深对闭合电路欧姆定律的理解,激发学生的学习兴趣,培养学生合作、探究、交流能力,具有很重要的实际意义。二、教学目标1、知识目标(1)知道常用的电压表和电流表都是由小量程的电流表G(表头)改装而成的,了解电流表(表头)的原理,知道什么是电流表满偏电流和满偏电压;(2)理解表头改装成常用电压表和电流表的原理,会用万用表测量电路元件上的电压、电流、电阻等电学量;(3)会用多用表判断二极管的质量和极性等;(4) 会用多用表查找电路故障。2、过程与方法(1)通过多用电表原理的分析过程,认识物理学分析、研究实际问题的方法;(2)经历学会使用多用电表的探究过程,认识科学探究的意义,认识物理实验在物理学发展过程中的作用。3、情感态度与价值观通过本节课的教学活动,要培养学生的应用意识,培养学生尊重客观事实、理论联系实际、实事求是的科学态度和人生观。引导学生关心实际问题,获得成功的喜悦,立志于把所学物理知识应用到实际中去。还要引导学生养成良好的生活习惯,爱护器材,节约能源。三、教学重点难点重点:(1)将表头G改装成大量程电压表和电流表的原理,理解改装后电压表和电流表的量程的物理意义;(2)学会使用多用电表。难点:(1)理解改装后电压表和电流表的量程的物理意义;(2)量程的选择。(3)欧姆表刻度的确定四、学情分析 1知识基础分析: 掌握了闭合电路欧姆定律,并已熟练掌握了电路串并联的规律,会利用该定律列式求解相关问题。 掌握了电流表改装成大量程电流表和电压表的原理和刻度方法。 2学习能力分析: 学生的观察、分析能力不断提高,能够初步地、独立发现事物内在联系和一般规律的能力。 具有初步的概括归纳总结能力、逻辑推力能力、综合分析能力。五、教学方法1实验法:使用多用表2学案导学:见后面的学案。3新授课教学基本环节:预习检查、总结疑惑情境导入、展示目标合作探究、精讲点拨反思总结、当堂检测发导学案、布置预习六、课前准备1学生的学习准备:预习实验,初步把握多用表的原理和测量方法步骤。2教师的教学准备:多媒体课件制作,课前预习学案,课内探究学案,课后延伸拓展学案。3教学环境的设计和布置:两人一组,实验室内教学。七、课时安排:1课时八、教学过程(一)预习检查、总结疑惑(二)情景引入、展示目标课件:动画展示多用电表是安培表、伏特表、欧姆表功能的三合一。这节课我们将一起认识一种可以测量电流、电压以及电阻等电学量的仪表万用电表。(三)合作探究、精讲点播1、多用电表的构造UgIg(利用多媒体、实物演示,学生回答学案设置的对图填空题)2、介绍多用电表电路(一一对应构造各部分,多媒体展示,学生回答学案设置问题,教师指出万用表多用途的原理:接不同的端口,万用表接入不同电路,变成电压表、电流表、欧姆表可测电压、电流、电阻)用白板擦做例子:多功能、每种功能用到板擦的一部分而已。3电流表G(表头)的构造和工作原理(利用多媒体图示简单介绍表头G的主要构造和工作原理、符号)结合学生课前学习学案的情况,对满偏电流Ig、内阻Rg、满偏电压Ug进行说明问题:满偏电流Ig、内阻Rg、满偏电压Ug三者之间有什么关系?据部分电路欧姆定律可知:UgIgRg指出:表头存在于各种仪表上,汽车的速度计、电量表、安培表、伏特表等。用动画演示将表头改造成汽车速度计的动画,让学生体会。指出“三十六计之偷梁换柱”问题:表头G的满偏电流Ig和满偏电压Ug一般都比较小(量程较小),能否把它改造成安培表和伏特表,请你设计电路。(学生课前完成画在学案的方框内)4、电压表和电流表GIgRgRIAIURAIR请设计好的学生画在黑板上,并讲解为什么这样就可以测量较大的电流了。问题:表头原来的标签要不要改造?点评,然后完成学案上的小结:把表头改装成电流表的方法:给表头并联一个适当的分流电阻。把表头改装成电流表的原理:并联电阻的分流作用。提出课后探究问题:要使改造后的电流表量程更大,并联的电阻比原来要更大还是更小?问题:可不可以用表头测电压?如果用表头测电压,能测量的电压最大值是多少?如果要把表头改造成一个能测较大电压的伏特表,该如何改造?GIgRgRUgURUVIgURV (2)把表头G改装成电压表V学生完成学案任务。教师总结。情感价值观教育:应积极动脑,努力把所学知识应用到实际中,为人类造福。问题:对照万用电表的电路图,请学生说明,测电流转换开关接接哪个端口?测电压呢?课后思考:接1端口和2端口测电流,哪个量程大?3和4呢?5、实验一:用万用电表的直流电流档测通过小灯泡的电流; 用万用电表的直流电压档测小灯泡两端的电压;课件出示初中测小灯泡电流和电压的实物连接图,让学生依类比思路理解万用表电流档、电压档的使用。让学生观察万用表,提问:转换开关置于哪是测电流?电压?电阻?安培表和伏特表在使用时让电流比正接线柱流入,从负接线柱流出,万用表的正、负接线柱在哪?怎么改变量程?读哪条刻度?使用前如何调零?安培表、伏特表测量时,指针在哪个位置读数比较准确?学生动手实验。5GR1R2R5R6E,rRx6 、电阻档(欧姆表)的原理与刻度万用电表还可以测电阻,究竟是什么原理呢?投影:多用电表测量电阻的电路图(档位开关接5端口,内有电源,注意电源正负极与红黑表笔的连接情况)讲述原理:学生完成学案上问题:写出流过表头的电流与待测电阻的RX的关系表达式指出,其原理是利用闭合电路的欧姆定律。问题:欧姆表的“0”刻度在表盘的左边还是右边? 欧姆表的刻度均匀吗? 为什么要设置调零电阻?实验二:测测滑动变阻器的电阻;+ 先纸上谈兵:(借练习讲解万用表欧姆档的用法)学案上练习:(1) 当指针位置如图中白三角箭头所示,则测量的是_,测量结果为_. (2)当指针位置如图中白三角箭头所示,正确操作后发现指针的偏转角很小,那么接下来的操作步骤应该依次为:_,_,_.(3)测量结束后应将选择开关拨到_或者_.学生自主实验教师点评学生实验中出现的问题,包括:要断开原电路、换档调零、表笔握法等)实验: 判断二极管的质量和极性带问题自主探索进行实验:二极管的有什么样的特性?如何判断二极管正负极?如何判断二极管的质量好坏?学生回答做法。我们平时用完手电筒后要不要关掉?现在我们不再使用万用电表了,也要把它关掉收好,怎么关掉它呢?(节能、环保教育)以上我们使用万用表分别测量了电流、电压、电阻,万用电表还可以做很多事,请大家看下面这道题:开放思考题:用多用电表查找电路故障RE, rS(投影题目,学生思考谈办法)如图所示电路,闭合开关后灯泡不亮,请找出故障。1、可能是什么原因?2、如何利用多用电表找出哪部分发生了什么样的故障?你有几种办法?(四)反思总结,当堂检测。教师组织学生反思总结本节课的主要内容,并进行当堂检测。设计意图:引导学生构建知识网络并对所学内容进行简单的反馈纠正。(课堂实录)(五)发导学案、布置预习。九、板书设计一、欧姆表的构造及工作原理1. 表头定位:将红黑表笔对接,即Rx=0时:I最大满偏电流Ig=/(Rg+R0+r)/(Rg+R0)电阻R1,当I= 1/2 Ig 时:R= 2(Rg+R0)= R1+Rg+R0所以,R1= Rg+R0 中值电阻(因为它在表盘的中央)由这个结果可以看出,中值电阻就是该挡的内阻。电阻R2,使得I2=1/4Ig, R=4R中 所以R2 =3R中=3( Rg+R0)电阻Rn,使得In=1/n Ig R=n R中 Rn=(n-1)R中2、例题3档位:二、使用方法:1.表笔:红+黑2机械调零3.选挡调零4接入电阻5选挡6换挡要调零!7.读数8使用完毕十、教学反思我认为教材通过例题的方式来讲欧姆表的原理,简单明了,学生易于接受。要求学生掌握:欧姆表的内部结构和刻度原理;熟悉多用电表的表头以及使用多用电表来测量交、直流电压,交、直流电流和电阻,并能用多用电表来探索黑箱中的电学元件。(3) 欧姆表利用将电流表改装成电压表和大量程的电流表引导学生分析,能否将电流表改装成欧姆表。首先,电流表和电压表测量的是电压和电流,故改装时不需要提供新的电源,而欧姆表是用来测量电阻,故必须提供一个电源。其次,由闭合电路欧姆定律,在电路中的电流的大小与电阻又是一一对应关系,且R增大时,电流减小,故电流表的电流从满偏至零对应于电阻从零到无穷大,只要抓住该对应关系,即可将电流表改装成欧姆表。教材通过例题讲述欧姆表的原理,第一问的实质是使欧姆表调零,调零后,将电流表、电源和变阻器R1视为一个整体,电流表的内阻、电源的内阻、滑动变阻器R1看成一个电阻。第二问中的R2是外电阻,则利用闭合电路欧姆定律即可找到I与R的关系,变形即可得R与I的关系。(2)多用电表首先对比电压表和欧姆表的内部结构,然后找到共同点:都是在电流表的基础上增加电路而实现新的功能。因此电流表是公共部分,要实现不同的功能只需要让电流表与不同的附加电路相连即可,利用一个选择开关即可实现。认识多用电表的外形图,由两部分构成,上半部分为表盘,要让学生掌握读数方法;下半部分是选择开关,即功能开关。 在整个教学过程中,学生反应积极、主动,思维紧跟老师走。但是还有些细节学生掌握的不够理想,例如: 机械调零和欧姆调零有什么区别?为什么在利用欧姆表测电阻时,每次的换档都要进行欧姆调零?对于这些问题,还有待下节课解决。
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