《多用电表的原理》教案.doc

《多用电表的原理》教案正式版

2、8《多用电表的原理》教学设计
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。。教学目标　　　　　
(一)知识与技能
理解并掌握欧姆表和多用电表的制作原理。
(二)过程与方法
动手操作，学会简单串联电路的连接。
(三)情感、态度与价值观
培养学生探索、发现，勇于创新的精神。
教学重点难点　　　
重点：欧姆表和多用电表的制作原理。
难点：理解欧姆表和多用电表的制作原理。
教学方法
探究、讲授、讨论、练习

导入新课
A
A
B
Rx
教师：我们已经学习过把电流表改装成电压表和量程较大的电流表的原理。能否将电流表改装成测量电阻的欧姆表呢？下面我们就来探究这方面的问题。　　　　
一、 欧姆表
电流表改装欧姆表首先要把电阻转换成电流，也就是找到电阻和电流的关系，然后在电流的刻度上更改为对应的电阻的大小。
学生活动：思考与讨论：
1、怎样使电路中形成电流？

2、如何使指针偏转不超过最大刻度？

教师(总结)：(投影)教材图(如图所示)。这就是一个最简单的欧姆表的电路原理图。实际的欧姆表就是在这个原理的基础上制成的。

欧姆表电路

教师活动：(投影)教材例题1
【例题1】在如图所示的电路中，电源的电动势E＝1.5V，内阻r＝0.5Ω，电流表满偏电流Ig＝10mA，电流表电阻7.5Ω，A、B为接线柱。

欧姆表的原理
(1)用一条导线把A、B直接连起来，此时，应把可变电阻R1调节为多少才能使电流表恰好达到满偏电流？
(2)调至满偏后保持R1的值不变，在A、B间接入一个150Ω的定值电阻R2，电流表指针指着多少刻度的位置？
(3)如果把任意电阻R接在A、B之间，电流表读数I与R的值有什么关系？
教师引导学生分析、求解，对求解结果进行总结、点评。
解：(1)因电流表电阻Rg的值不能忽略，此时可以把电流表视为一个电阻来计算。由闭合电路欧姆定律，有
Ig＝
从中解出可变电阻R1的值
R1＝－Rg－r
＝(－7.5－0.5) Ω
＝142Ω
这表示，当两个接线柱直接连到一起，且表头指针恰好满偏时，可变电阻R1的值为142Ω。
(2)保持可变电阻R1的值不变，把R2＝150Ω接在A、B之间，设这时电流表读数为I2，由闭合电路欧姆定律
I2＝
＝A
＝0.005A
＝5mA
这表示，接入R2后，电表指在“5 mA”刻度的位置。
(3)把任意电阻R接到A、B之间、设电流表读数为I，则
I＝
代入数值后，得I＝
解出R＝－150Ω
教师：通过以上计算同学们有何启发？如何将电流表的表盘转换成测量电阻的表盘呢？
学生讨论，代表发言：将电流表的“10 mA”刻度线标为“0Ω”，“5 mA”刻度线标为“150Ω”，其他电流刻度按R＝－150(Ω)的规律转为电阻的标度，如果把改好刻度表盘装回表头，这样，电流表就改装成了直接测电阻的仪器。
学生活动：（分组实验）
试一试：动手改成一个欧姆表并标出各个电流对应的电阻值 。
1、利用以下器件进行改装，电流表（0-0.6A）、干电池（2节）、滑动变阻器（1个）红、黑表笔各一个
2、计算改装后的欧姆表的内阻以及1Ω、10Ω、20Ω、30Ω、40Ω所对应的电流值。
3、更改电流表的刻度表盘，把0Ω和∞，中值电阻这三个特殊值先标上，再标1Ω、10Ω、20Ω、30Ω、40Ω的值。
4、观察更改后的刻度，总结欧姆表刻度的特点：刻度不均匀，左密右疏。
5、利用自己改装的欧姆表测量已知电阻的阻值。
二．多用电表
教师：将电压表、电流表、欧姆表组合在一起就成了多用电表。
(投影)教材图1和2(如图所示)。

图1电流表、欧姆表和电压表的示意图

图2请完成最简单的多用电表的电路图

图1分别表示电流表、欧姆表、电压表的电路示意图。把它们组合在一起，在图2的基础上画出最简单的多用电表的电路，并说明转换测量功能。
学生讨论，画电路图。这个最简单的多用电表很多时候不能满足我们的需求，可对它进行扩充。这个是双量程多用电表示意图
教师：(投影)教材图(如图所示)。

双量程多用电表示意图

说出哪些位置是电流挡、哪些位置是电压挡、哪些位置是欧姆挡、哪些位置的量程比较大？
学生讨论、代表发言。
师生互动、点评。
教师：(投影)教材图1和2(如图所示)。把刚才的双量程多用电表进行扩充就是我们实际所用的多用电表了。

图1指针式多用电表

课堂总结、点评
教师活动：让学生概括总结本节的内容。请一个同学到黑板上总结，其他同学在笔记本上总结，然后请同学评价黑板上的小结内容。
学生活动：认真总结概括本节内容，并把自己这节课的体会写下来、比较黑板上的小结和自己的小结，看谁的更好，好在什么地方。
点评：总结课堂内容，培养学生概括总结能力。
教师要放开，让学生自己总结所学内容，允许内容的顺序不同，从而构建他们自己的知识框架。

1、一个毫伏表，它的内阻是100Ω，量程是200mv，把它改装成为
量程为10A的安培表，毫伏表上应：
A、并联0.002Ω的电阻B、并联0.02Ω的电阻
C、串联50Ω的电阻D、串联4900Ω的电阻
2、如图中定值电阻R1很大，R2很小，与电流计 G 和电键K1、K2组成一个安培、伏特两用表，下列判断正确的是：
A、只闭合K1是 V B、只闭合K2是 A
C、K1K2都断开是 G D、K1、K2都闭合是 A
3、内阻为10kΩ的电压表，表盘刻度如图所示，给它串联上一只20kΩ的电阻后去测量某段电路的路端电压，其指针所指所位置如图所示，则这段电路的路端电压是（　　）
A、40伏特　 B、30伏特　 C、20伏特　　 D、10伏特
4．一个电流表的满刻度电流值Ig= 0．6A，面板如图5所示，那么它每一小格所相应的电流是______mA，指针现在的电流示数是______A。如果这个量程为0.6A的电流表内阻Rg=60Ω，要把这个电流表的量程扩大成 3A，那么应该在Rg上______联一个电阻Rs，Rs的大小应是______Ω；并联Rs后，测某一电流，指针仍指到图5中所示位置，则该电流是______A，并联Rs 后，刻度盘上每一小格所代表的电流值是未并联Rs前的______倍。
5．图6所示是一个双量程电压表，表头是一个内阻Rg=500Ω，满刻度电流为Ig=1A的毫安表，现接成量程分别为10V和100V的两个量程，则所串联的电阻R1=______Ω，R2=______Ω。
6.将一改装后的电流表接入电路并进行校准，发现待测表的读数比标准表的读数偏大一些。如果表头G的满偏电流Ig是准确的，则出现误差的可能原因是：（ ）
A、Rg的测量值比真实值大
B、Rg的测量值比真实值小
C、所并联的R0比用公式计算出的偏小
D、所并联的R0比用公式计算出的偏大
7、用多用电表测电阻时：（　　　）
Ａ、表内电池的正极接的是红表笔　　　　
Ｂ、每次换挡要重新调零
Ｃ、若选择开关扳到欧姆挡的×１挡上，准确调零后，测某电阻时指针恰好指在刻度30～50的正中，则待测电阻的阻值等于40Ω
Ｄ、使用×１Ｋ挡测某电阻时，若指针偏转角度很小，应换成×100Ω或×10Ω挡测量
8．用多用电表的欧姆挡测某一电阻的阻值时，分别用×1、×10、×100三个电阻挡测了三次，指针所指的位置如图所示．
其中①是用________挡，②是用________挡，③是用________挡，为提高测量的精确度，应该用________挡，被测电阻阻值约为________．
9.图示为简单欧姆表原理示意图，其中电流表的偏电流=300A,内阻Rg=100 ，可变电阻R的最大阻值为10 k，电池的电动势E=1.5 V,内阻r=0.5 ，图中与接线柱A相连的表笔颜色应是色，接正确使用方法测量电阻Rx的阻值时，指针指在刻度盘的正中央，则Rx=k.若该欧姆表使用一段时间后，电池电动势变小，内阻变大，但此表仍能调零，按正确使用方法再测上述Rx其测量结果与原结果相比较
（填“变大”、“变小”或“不变”）。
10某同学利用多用电表测量二极管的反向电阻。完成下列测量步骤：
（1）检查多用电表的机械零点。
（2）将红、黑表笔分别插入正、负表笔插孔，将选择开关拔至电阻测量挡适当的量程处。
（3）将红、黑表笔___________，进行欧姆调零。
（4）测反向电阻时，将__________表笔接二极管正极，将________表笔接二极管负极，读出电表示数。
（5）为了得到准确的测量结果，应让电表指针尽量指向表盘___________（填“左侧”、“右侧”或“中央”）；否则，在可能的条件下，应重新选择量程，并重复步骤（3）、（4）。
（6）测量完成后，将选择开关拔向_____________________________位置。
11右图为一正在测量中的多用电表表盘.
（1）如果是用×10档测量电阻，则读数为。
（2）如果是用直流10 mA档测量电流，则读数为 mA。
（3）如果是用直流5 V档测量电压，则读数为 V。
12有一个电流表G，内阻Rg=10Ω，满偏电流Ig=3mA。要把它改装为量程为0～3V的电压表，要联Ω改装后的电压表内阻是
13.有一个电流表G，内阻Rg=25 Ω，满偏电流Ig=3mA。要把把它改装为量程为0～0.6A的电流表，要联Ω？改装后的电流表内阻是？

第一节 感应式电能表
一、单相电能表的结构和工作原理
　　 1．单相电能表的结构
　　 电能表(俗称电度表)是一种计量某一段时间功率的仪表，单位为kwh(俗称“度”)。感应式电能表结构如图8—1所示，主要元件有缠绕电流线圈的电流电磁铁1(电流元件)、缠绕电压线圈的电压电磁铁2(电压元件)、转动铝盘3、永久磁铁4、计数器5、接线端柱6。电流线圈的导线粗、匝数少，在电路中与负荷串联。电压线圈的匝数多、导线细，在电路中与负荷并联。
　　 2．单相电能表的工作原理

在时间上有相位差，且在空间相对位置不同的电流和磁通，因此都会产生电磁力的作用。这个力在圆盘上产生转动力矩，使电能表的圆盘按一个方向不停地转动。
　　 二、电能表倍率及计算
　　 每只电能表都有铭牌，在铭牌上标明制造厂名、电表型式、额定电流、额定电压、相数、准确度等级、每千瓦时的铝盘转数(即电能表常数)。
　　 电能表的倍率一般分两种，一种是由电能表结构决定的倍率，称电能表本身倍率，它等于电能表的齿轮比。如电能表只有一位小数，其齿轮比常数均为2500，，倍数实为1。另一种，当电能表经互感器接入时，其读数还要乘以电流和电压互感器的变比，即
　　 电能表倍率=TV变比xTA变比x电能表本身倍率

《多用电表的原理》教学设计

大庆市第二十三中学
高二物理教师佟平
20211112

《多用电表的原理》教学设计
一、教材分析
1．教材内容分析：
本节内容《多用电表的原理》是人教版高中物理选修3-1第二章第八节，既是对上一节闭合电路欧姆定律的应用，同时也是物理知识在生活中应用的一个典型例子。多用表的原理包括测电流、测电压、测电阻。关于电流表和电压表的改装已在第四节中讲过。对于欧姆表的原理，教科书没有采用阐述欧姆表原理的传统方法，而是通过例题的方式来讲解欧姆表的原理。先让学生来做一道闭合电路欧姆定律的例题，即承接上节知识，其实质是要把欧姆表这一新知识引入进来，学生通过对例题的分析和解答体会到电阻的变化会引起电流读数的变化，即电阻值与电流表读数具有一一对应关系，通过创造性的联想来渗透欧姆表的原理。在欧姆表的基础上，通过教科书“思考与讨论”“说一说”栏目让学生了解多用表的基本结构和原理。
2． 教学重点：欧姆表和单量程多用电表的制作原理。
3．教学难点：理解欧姆表和单量程多用电表的制作原理。
4．教材的处理：
本单元内容可分两节可来处理，本节为第一课时，主要是探究电流表改装成欧姆表、多用电表的原理。
第二课时为学生实验课，练习使用多用电表及相关练习巩固。
二、学情分析：
1．知识基础分析：
①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。
②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：
①学生的观察、分析能力不断提高，具备初步地、独立发现事物内在联系和一般规律的能力。
②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。
三、教学目标：
1. 知识与技能
（1）、通过对欧姆表的讨论进一步提高应用闭合电路欧姆定律分析问题的能力。
（2）、知道欧姆表测量电阻的原理，理解欧姆表的内部结构和刻度特点。
（3）、了解多用表的基本结构和工作原理。
2. 过程与方法
将理论探讨和实践研究结合起来，让学生在体验中获取新知识，同时也让学生经历了问题解决的过程。
3. 情感、态度与价值观
培养学生探索、发现，勇于创新的精神。

四、教学资源
科教片 、PPT课件、探究学案、指针式多用电表、数字式多用电表
五、教学过程
教学环节
教学任务及实现途径
教师活动
学生活动

事件1
引入课题

开门见山，直奔主题
播放视频介绍多用表
学生观察多用电表的外观
主要构造
拨动开头，组成不同的测量电路
表头，保护电阻，滑动变阻器，电源，

那我们如何应用它来进行测量，还是从他的内部构造入手来进行研究，首先看一下多用电表的原理图

Rg
G
R1
R2
R3
R4
R5
R6
黑表笔
红表笔
2
1
3
4
5
+
公共

观看大屏幕上的原理图
点评：电路图比较复杂，学生很难看懂。
处理方法：化整为零，各个击破

事件2
化简测电流、电压电路图

档位接在1处
Rg
G
R2
R1
Rg’
G
R1
Rg
G
R2
R

并联分流，
可以测大电流
档位接在2处
R1
R2
Rg
G
Rg
G
R

并联分流，较1处并联的电阻小
可以测大电流

档位接在3、4处
R1
R2
Rg
G
R3
Rg’
G
R3

串联分压
可以测大电阻
点评：多用电表测直流电流和电压的原理，实质上就是我们在上一章学过的分流和分压原理，

事件3
化简测电阻电路图

档位接在5处

Rg
G
R1
R2
R3
R4
红表笔
2
1
3
4
5
+
黑表笔
公共
R5
R6
RX

闭合电路，可以测电阻

欧姆表原理：
闭合电路欧姆定律

G
RX
R’
r’
E r
+

很直观的看出测电阻的电路图
R内=Rg+Ro+ R/
待测电阻为:E/I-R内
刻度的标定
观察欧姆表盘的特点，

刻度不均匀，刻度是相反的，越向左越密
当电阻未接入路处于路状态，电路中没有电流，指针不偏转，RX趋于无穷指针指于最左端，

0
∞
R’
r’
E r
G

红黑表笔断开，
R→∞
I=0
,

0
∞
R’
r’
E r
G

红黑表笔短接
R=0
I= E/ R内
从特殊到一般，归纳总结，探寻本质规律
R内
Ig/2
Ig
0
0
∞
RX
R’
r’
E r
G

红黑表笔接待测电阻
I= E/（ R内+RX）
点评：电流表均匀，线性变化就均匀的，待测电阻与电流是非线性关系，所以刻度不均匀，从闭合电路欧姆定律关系式中可以看出I增大，则RX是减小的，

剖解后再次展示电路图

Rg
G
R1
R2
R3
R4
R5
R6
黑表笔
红表笔
2
1
3
4
5
+
公共

对复杂的电路图有了一个清晰直观的认识
点评把已经掌握的知识进行综合，实现创造。
体会等效的思想

事件4
多用电表的面板结构
观察多用电表 的外形构造和面板刻度结构，结合书中讨论与交流回答问题
讨论与交流：
1.面板上半部的表盘上刻有哪些物理量的刻度及量程？
2.下半部主要是些什么结构？
3.选择开关可选择什么挡位或倍率？
4.下半部右上角旋钮的名称和作用是什么？
5.面板的右下角“+”“-”表示什么意义？
：
点评：在初步了解多用电表的原理之后，就可以通过实际操作练习使用多用电表 来测量了，由于大家对电流表，电压表的使用比较熟悉，所以这是重点练习使用多用电表的电阻挡

学生通过实际测量自己归纳总结使用步骤，
教师巡回指导
学生结合课本测电阻大小

事件5
欧姆表的使用
使用多用电表测电阻的步骤：
通过层层递进的几个问题，引发学生积极的参与思考。促成学生有效的生成

按使用前、使用中、
使用后三部分进行总结
分组实验探究欧姆表的使用方法和注意事项
使用前
1. 机械调零：
2.插入表笔：
使用中
3.选挡调零
4．接入电阻
5．换挡
6．换挡调零！
7.读数:表盘刻度数值×倍率
使用后
8选择开关拨至交流电压最大值，或OFF挡

使用多用电表测电阻的注意事项

分组实验探究欧姆表的使用方法和注意事项
（1）每次换挡后和测量前都要重新调零．
（2）测电阻时待测电阻与电路元件断开．
（3）测量时注意手不要碰表笔的金属部分，
（4）合理选择量程，使指针尽可能在中间刻度附近，
（6）测量完毕后，应拔出表笔，选择开关置于 OFF挡位置，或交流电压最高挡；长期不用时，应取出电池，以防电池漏电．
依据正确步骤让学生进行再次测量
教师巡回指导
学生按照正确步骤再次进行测量
事件6
课堂小结
总结课堂内容，培养学生概括总结能力。
通过这一节课的学习，你学到了什么知识？什么方法？还有什么疑问？
学生总结交流
事件7
探究学习

课下进一步探讨多用电表的用途
(1)多用电表除了测电流,电压,电阻外还有什么用途,如何应用?
(2)指针指到中间位置的时候待测电阻等于R内,那么指针指到表盘1/3,
1/4, 1/5 …………1/n处,那么它对应的电 阻分别是多大?
学生课下思考
六 板书设计
多用电表的原理
一、多用电表：
1、电流表电压表的改装
2、多用电表的构造
3、使用注意事项
二、欧姆表：
1、构造：电流表G、电池、调零电阻R，刻度盘和红、黑表笔组成
2、原理
3、刻度特点：左大右小 左密右疏