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科目
物理
年級
高二
班級
高二1、2、4班
時間
2004年1月1日
課題: 14.7 電流表和電壓表 伏安法測電阻(第一課時)
課型
新授課
(知識、能力、思想)
教學目標
一、知識目標: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,會求分壓電阻和分流電阻的阻值;4.會給改裝后的電壓表、電流表標度。
二、能力目標:1.通過電壓表、電流表改裝的教學,培養(yǎng)學生不僅會正確使用基本
2、物理儀器,而且還要了解儀器的構造和工作原理; 2.通過分壓電阻和分流電阻阻值的計算,培養(yǎng)學生應用所學物理知識解決實際問題的能力。
三、思想目標:通過本節(jié)課的教學活動,要培養(yǎng)學生的應用意識,引導學生關心實際問題,有志于把所學物理知識應用到實際中去。
(重點、難點)
教材分析
重點:1.表頭G改裝成大量程電壓表V和電流表A的原理,并會計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: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程中的難點。
板書
設計
示意
框圖
14.7 電流表和電壓表
一、表頭G
1.主要構造和
3、工作原理:
2.幾個重要參量:
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.電壓表的內阻:
5.標度:
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.電流表的內阻:
5.標度:
時量
教學操作過程設計(重點寫教師怎么教及學生怎么學,要創(chuàng)造性設計課堂結構和教學模式)
備注
教 師 活 動
學生活動
10/
一、復習初中所學知識
1.多媒體展示一串聯(lián)電路。如下圖所示。引導學生復習回顧串聯(lián)電路的特點、性質。
⑴特點:
在老師
4、的引導下復習、回顧
時量
教 師 活 動
學生活動
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:
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。引導學生復習回顧并聯(lián)電路的特點、性質及幾個常用的簡單結論。
⑴特點:
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:
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電阻消耗的功率之和
即: P總=P1+P2+…+Pn
說明: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常用的簡單結論
a 幾個相同的電阻R并聯(lián),總電阻R總=R/n,兩個不同的電阻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,我們一起來學習本章的第七節(jié)的第一部分 電壓表和電流表。(板書課題)
三、新課教學
我們知道,電壓表和電流表是分別用來測量電壓和電流的儀表。實際上,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,我們首先一起來了解一下表頭的主要構造及工作原理。
(一)表頭G
1.利用多媒體介紹表頭G的主要構造和工作原理。
(1)表頭的主要構造
表頭G是指小量程的電流表,即靈敏電流計,常用的表頭主要由永磁鐵和放入永磁鐵磁
9、場中可轉動的線圈組成。
(2)表頭的工作原理
當線圈中有電流通過時,線圈在磁場力的作用下帶著指針一起偏轉,通過線圈的電流越大,指針偏轉的角度就越大,即θ∝ I。這樣根據指針的偏角就可以知道電流的大小。若在表頭刻度盤上標出電流值就可以測量電流了。
由歐姆定律知道,通過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。如果在刻度盤上標出電壓值,由指針所指的位置,就可以讀出加在表頭兩端的電壓。
提出問題:利用表頭能夠測量的最大電流和最大電壓分別是多大?
2.介紹表頭的幾個重要參量。
(1)滿偏電流:表頭指針偏轉到最大刻度時的電流。用“Ig”表示。
說明:
10、表頭的線圈準許通過的最大電流很小,一般不超過幾十微安到幾毫安。如果通過表頭的電流超過滿偏電流Ig,不但指針指不出示數(shù),表頭還可能被燒壞。
(2)表頭的內阻:表頭線圈的電阻。用“Rg”表示。
說明:表頭的線圈電阻一般為幾歐到幾百歐。
繼續(xù)說明:每個表頭都有它的滿偏電流Ig和內阻Rg, Rg和Ig是表頭的兩個重要參數(shù)。
提問:同學們能不能根據Ig、Rg概括出什么叫做滿偏電壓?
學生答:表頭通過滿偏電流時,加在它兩端的電壓,這個電壓值叫滿偏電壓。
說明:滿偏電壓用“Ug”表示。
教師問:滿偏電流Ig、內阻Rg、滿偏電壓Ug三者之間有什么關系?
學生答:據部分電路歐姆定律可知:Ug=I
11、gRg
過渡:表頭G的滿偏電壓Ug和滿偏電流Ig一般都比較小,測量較大的電壓和較大的電流時,需要把小量程的表頭G加以改裝。下面,我們一起來探討如何把一個小量程的表頭改裝成一個能測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:用表頭G雖然能夠用來測量電壓,但由于表頭的滿偏電流一般很小,因此表頭能夠測量的最大電壓也很小,所以不能直接用來測量較大的電壓。若直接用表頭去測量較大的電壓,會造成什么后果?
學生答:當加在表頭兩端的電壓大于滿偏電壓時,通過表頭的電流就大于滿偏電流,可能將表頭燒壞。
教師問:同學們能不能想一個辦法用表頭去測較大的電壓呢?
引導學生回答
12、:應該把表頭改裝成一個量程較大的電壓表。用改裝后的電壓表就可以測量較大的電壓。
多媒體展示。如圖所示,有一個表頭G,其內阻為Rg,滿偏電流為Ig。
問:究竟怎樣將該表頭G改裝成量程為U的電壓表呢?
引導學生分析并回答:要串聯(lián)一個分壓電阻R 。
(板書)1.方法:串聯(lián)分壓電阻R
說明: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:要串聯(lián)一個多大的分壓電阻R呢?
(板書)3.分壓電阻R:
引導學生分析并得出結論:
要讓改裝后的電壓表的量程為U,也就是說,若在該電壓表上加U的電壓時,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、過滿偏電流Ig;那么分壓電阻R上應分擔(U-Ug)的電壓,而流過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:改裝后電壓表V的內阻是多大?
學生答:RV = Rg + R
(板書)4.電壓表的內阻:RV = Rg + R
說明:
(1)電壓表V由表頭G和電阻R組成,如圖虛線框內所示。
(2)所謂量程U,意思是當電壓表V兩端的電壓為U時,表頭G分擔的電壓為滿偏電壓Ug,通過表頭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:如何給改裝后的電壓表V標度呢?
引導學生分析、討論:
當流過表頭的電流為I1時
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。當流過表頭的電流為滿偏電流Ig時,電壓表V兩端的電壓達到最大值,即改裝后的量程,則U=Ig(Rg+R),因此,只要將原來表頭的刻度盤的每一刻度值擴大為原來的(Rg+R)倍,就得到改裝后的電壓表V的表盤。
(板書)5.標度:把原電流值擴大(Rg+R)倍.
強化練習(多媒體展示)
有一表頭G,內阻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:用表頭G雖然能夠用來測量電流,但是由于表頭的滿偏電流Ig很小,因此,表頭能夠測量的最大電流也很小,所以不能用表頭去測量較大的電流。同學們能不能想辦法用表頭去測量較大的電流呢?
引導學生回答:應該把表頭改裝成一個量程較大的電流表。用改裝后的電流表就可以測量較大的電流。
多媒體展示。如圖所示,有一個表頭G,其內阻為Rg,滿偏電流為Ig。
問:究竟怎樣將該表頭G改裝成量程為I的電流表呢?
引導學生分析并回答:要并聯(lián)一個分流電阻R 。
(板書)1.方法:并聯(lián)一個分流電阻R。
說明: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:要并聯(lián)一個多大的分流電阻R呢?
學生分析、討論并得出結論:
(板書)3.分流電阻R:
問:改裝后電流表A的內阻是多大?
學生答:
(板書)4. 電流表的內阻:
說明:
(1)電流表A由表頭G和電阻R并聯(lián)組成,如圖虛線框內所示。
(2)所謂量程I,意思是通過電流表A的電流為I時,通過表頭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值為I。
教師問:如何給改裝后的電流表A標度呢?
引導學生分析、討論并得出結論:
當流過表頭G的電流為滿偏電流Ig時,流過
17、電流表A的電流最大,為改裝后電流表的量程I,且:
因此,只要將原來表頭的刻度盤的每一刻度值擴大為原來的倍,就得到了改裝后的電流表A的表盤。
(板書)5.標度:把原電流值擴大倍。
強化練習(多媒體展示)
有一表頭G,內阻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)一個多大的電阻R?改裝后電流表的內阻RA為多大?
解:由題意知,Rg=25 Ω,Ig=3 mA=3×10-3A,I=0.6 A
據并聯(lián)電路的基本特點可知,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
通過電阻R的電流IR=I-Ig
故:
改裝后電流表的內阻
18、RA為:
或:
說明:通過計算發(fā)現(xiàn),改裝后的電流表的內阻RA非常小,解題時一般不計電流表的內阻。對于理想的電流表,可認為其內阻等于零,在電路中可等效成導線。
四、課堂小結
通過本節(jié)課的學習,主要學習了以下幾個問題:
1.表頭G的三個重要參量:滿偏電流Ig,內阻Rg和滿偏電壓Ug
2.把表頭G改裝成電壓表時,需要串聯(lián)一個適當?shù)碾娮鑂。
3.把表頭G改裝成電流表時,需要并聯(lián)一個適當?shù)碾娮鑂。
五、作業(yè)布置 完成P164練習五的第⑴、⑵題。
在老師的引導下復習、回顧
在老師的引
19、導下復習、回顧
了解表頭G的主要構造和工作原理
了解表頭G的幾個重要參量
積極思考、回答老師的問題,理解電壓表的改裝方法、原理等
清楚老師的說明
了解改裝后的電壓表的標度
在老師的引導下完成強化練習
積極思考、回答老師的問題,理解電流表的改裝方法、原理等
清楚老師的說明
了解改裝后的電流表的標度
運用所學知識解答習題
清楚老師的說明
回顧本節(jié)課知識
完成作業(yè)
教學后記
人教版高二物理 資源版主:劉現(xiàn)柱
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