选修3-1《第04节认识多用电表》优质课教案下载

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三、教学目标

基于上述情况，我将本节课的三维目标设为如下：

1.知识与技能：了解灵敏电流计的工作原理及基本参数，理解将灵敏电流计改装成大量程电流表及电压表的方法；

2.过程与方法：通过自主设计解决电表量程扩大的问题，进一步熟悉串并联电路的特点，提高灵活运用的能力；

3.情感态度与价值观：提升学生知识的迁移与自主设计能力，体会成功的喜悦，增强自信心和学习兴趣。其中重难点定为：将灵敏电流计改装成电流表、电压表的原理及其模型。

四、教学工具

教学工具上，选用了J0409型灵敏电流计，查询说明书，知其满偏电流为300μA，满偏电压有两挡（注：G表表盘数据显示为30，但经测量，其实际应如说明书所说的300μA 。）为了较容易地改装成电流表，我们选用了压降较大的一挡，其对应内阻为2.5k欧，如图1所示。改装后的电压表和电流表如图2所示。其中将量程为300μA的G表改装成量程为0.6A的电流表，其中和G表并联的电阻阻值需为1.25Ω，比较小，且其需要分担大部分的电流，功率比较大。但电子元器件中的电阻功率只有0.25W，通入不了安培级的电流。为了解决这个问题，我们用实验室现有的大功率电阻丝电阻，将4个“额定电流为1.5A，总阻值为5欧的电阻丝”并联，得到了一个阻值为1.25欧的大功率电阻。

图1 图2

在校准电表方面，我们选用J0407直流电流表、J0408直流电压表。3个电表表盘从0刻度到最大量程均为30小格。在电压表量程方面，为了达到一个比较大的可调范围，我们选用0-15V量程；在电流表量程方面，为了让改装时配置的电阻大一些，我们选用一个较小的量程，即0-0.6A。为了实现量程为750mV的G表改装成量程为15V的电压表。校准电路如图3、4所示。

图3

图4

五、教学过程

首先是课堂引入：有没有一种方法，不改变表盘结构即可扩大其量程？从而引起学生兴趣。在学习电表改装之前，先让学生观察一个演示灵敏电流计，即G表的内部结构，了解其工作原理。让学生知道，表头内部中的磁场对通电导线有力的作用，指针转过的偏角和输入表头的电流成正比。介绍G表的电路符号。

图5

通过介绍G表的三个重要参数，其三者是满足欧姆定律的，从而点出：灵敏电流计可看作是一个电流可读的电阻。提出问题：当指针指到2mA时，G表两端电压为多少？从而引出，通过把表盘上的数据相应地改过来，即可改装成一个灵敏电压表。但同时也指出，其测量范围较小，若想增加其量程，可以怎么操作？

现有一个内阻Rg=2.5kΩ，满偏电流为Ig=300A的G表，若需要用它来测量0~15V的电压，则：该G表需要 串联/并联 一个电阻来 分压/ 分流？此电阻的阻值为多少？

通过一个实际的情景，让学生学习如何将一个G表改装成一个电压表。

首先让学生计算此G表的压降，发现其量程很小，只有0.75V，若想让它接在一个15V的电压上，需要给它串联一个电阻帮它分掉多余的电压。该电阻的具体阻值，可通过串联电路的电压规律和欧姆定律求解出R= ??.。接着引导学生观察式子中的U和Ig的关系；学生可发现是U和Ig成正比的，其比例系数为（??+?），即。也就是说，如果把G表和这个电阻封装起来，然后将G表上的数据分别乘以这个系数，即可将G表改装成一个电压表。但这只是理论结果，为了加深学生印象，我们通过将改装后的电表和校准电压表统一接到同一个电源中，观察实际结果，如图6所示。

图6

首先将校准电压表并联在电源两端；接着将串联了一个??.的G表，即改装后的电表，也并联到同一个电源上。观察两个仪表指针的偏转情况。通入一定电压，两个仪表指针偏转均为4小格，增大电压，指针均偏转到9小格，继续增大，偏转到12.5小格，17小格，20小格。实验现象表明，仪表改装成功！通过对知识进行阶段性小结，指出电压表可看成是一个电压可读的大电阻。紧接着提出两个问题：“当此电压表满偏时，G表两端的实际电压是多少？”以及“若想将G表改装成量程更大的电流表，我们该如何改装？”。从而引出下一个知识讲解。

在第二个情景中，依然是同一个G表，如何将此G表改装成一个量程更大的电流表呢？引导学生采用类比推理的方法，得出我们应该在G表两端并联一个电阻，帮G表分掉多余电流。同样地，根据并联电路电流规律及欧姆定律，可求得并联电阻的具体阻值，约1.25欧。接着，引导学生思考电流I与Ig的关系，发现也是成正比的，其比例系数为。也即如果把G表和这个电阻封装起来，然后将G表上的数据分别乘以这个系数，即可将G表改装成一个量程更大的电流表。同样地，为了加深学生印象，我们需要将改装后的电表与校准电流表串联在一个电路当中，观察实验结果，如图7所示。

图7

将G表与自制1.25欧电阻并联，完成G表的改装。接着，让电源的正极和滑动变阻器连接，并串联上一个校准电流表，接着让改装后的电表也串联在电路当中。将电源的负极连到改装电表的另一点，形成闭合回路。观察两个仪表的指针偏转情况。通电，增大通入电路电流，两指针均偏转8小格，继续增大电流，指针均偏转15小格，继续增大，偏转22小格，和30小格。实验现象表明，电表改装成功。通过对知识进行小结，指出电流表可看成是一个电流可读的小电阻。提出问题，进一步巩固相关知识。

最后，通过两个思考问题来进行课堂总结，提炼出电表改装的技巧和方法，即若想将G表电压的量程扩大n倍，只需串联一个阻值为G表内阻倍的电阻；若想将G表电流的量程扩大n倍，只需并联一个阻值为G表内阻分之一倍的电阻。

六、教学效果