2019-2020年高中物理 《多用電表》教學設計 新人教版選修2-1.doc

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2019-2020年高中物理 《多用電表》教學設計 新人教版選修2-1 【教學目標】 （一）知識與技能 1．了解多用電表的性能，知道多用電表的原理。 2．掌握電阻檔（歐姆表）的原理，即利用閉合電路歐姆定律方法測量電阻的阻值。 3．學會應用多用電表測量電壓、電流和電阻。 （二）過程與方法 1．通過對歐姆表原理的分析，提高學生綜合應用知識解決問題的能力。 2．通過應用多用電表測量電阻和電壓，培養(yǎng)學生的動手實踐能力。 （三）情感、態(tài)度與價值觀 運用多用電表進行一定的探究活動，提高學生應用物理知識解決實際問題的能力。 【教學過程】 （一）體驗性探究 1．多用電表的性能 多用電表，通常叫萬用表，它是實際生活中在電器安裝、使用、維修過程中必備的常用的儀表，萬用表具有用途多、量程廣、使用方便等優(yōu)點，它可以用來測量____、______、____和______，而且每一種測量又具有多個量程。雖然使用方便，但是其準確率稍低。 2．多用電表的原理 多用電表由一只靈敏的______，與若干元件組成測量電路，每進行一種測量時只使用其中的一部分電路，其他部分不起作用。 （1）直流電流表 直流電流檔的幾個檔位實際是由同一個表頭改裝而成的幾個_______不同的電流表。 （2）直流電壓檔 直流電壓檔的幾個檔位實際是由同一表頭改裝而成的幾個________不同的電流表。 在多用表中僅是幾個分流電阻、分壓電阻，在電路設計中有合理的綜合利用。 （3）電阻檔（歐姆表） 原理：閉合電路的歐姆定律。 歐姆表構造如上圖所示，G是內阻為、滿偏電流為的電流表，R是可變電阻，也叫_________電阻，電池的電動勢是E、內阻為。 ①當紅、黑表筆相接觸時如圖甲，相當于被測電阻______，調節(jié)____的值，使電流表的指針達到____，且____，所以電流表的滿刻度處被定為電阻檔的____。 ②當紅、黑表筆不接觸時圖乙，相當于被測電阻______，此時電流表的指針指零，所以電流表零刻度的位置是電阻檔刻度的“”位置。 ③當紅、黑表筆間接入某一電阻時圖丙，通過電流表的電流__________，一個對應一個電流值，我們可以在刻度盤上直接標出與I值對應的值，就可以從刻度盤上直接讀出的值。 ④中值電阻：電流表的指針指到刻度盤的中央時所對應的值叫中值電阻，。 歐姆表的刻度是______的，零刻度在刻度盤最____，越往左邊刻度的密度越大，讀數(shù)時要注意，在中值電阻附近讀數(shù)比較準確。 注意：①歐姆表指針偏轉角度越大時，說明流過歐姆表的電流____，也說明待測電阻____；②歐姆表的刻度是不均勻的；③歐姆表使用的電池久了，它的內阻變得______，這時歐姆表測出的電阻值誤就比較大了，從原理可知，這時的電阻測量值____。 3．多用電表的使用 多用表的型號很多，但使用方法基本相同，請同學們注意如下幾個問題。 （1）表盤面上“+”、“－”插孔，表示直流電流檔、直流電壓檔的正、負接線柱。因此，不管測什么項目，首先將______插入“+”插孔，將______插入“－”插孔，那么直流電流檔、直流電壓檔時，電流從紅表筆流入，從黑表筆流出；用電阻檔時由原理圖可知，紅表筆連接的是表內電源的____，黑表筆連接的是表內電源的______，因此，電流是從______流入，從______流出。 （2）測量前，應把選擇開頭旋到相應項目的適當量程上，讀數(shù)時要注意檔位與刻度盤對應。直流電流檔、直流電壓檔跟電流表和電壓表的使用方法一樣，要注意所選的量程應大于電器兩端電壓的估計值或通過用電器電流的估計值。 （3）歐姆檔的使用需要注意如下幾點：①選檔接著_______；②換檔重新_______；③示數(shù)要乘倍率；④用畢將選擇開頭撥離歐姆檔，一般旋至交流電壓最高檔上或“OFF”檔上；⑤被測電阻要跟電源、其他元件_______。 （二）任務驅動，探究合作 1．闡述的作用？如果電路中再串聯(lián)一個電阻箱，不斷改變聯(lián)入線路的數(shù)值，為使電路電流達到，應當如何調節(jié)？ 2．在不變的前提下，分析電流計中電流的變化規(guī)律？寫出表達式？不同的電流對應不同的，如果將表盤換成待測電阻，試表述表盤的特點，并標出、和時的位置和對應的電流？ 3．共用一個靈敏電流計，充當不同儀表與作為歐姆表測量電阻所對應的不同倍率中，在都達到滿偏時，是否相同？試比較測量電流、電壓和電阻時，紅黑表筆電流的流向及兩表筆電勢的高低？ 4．歐姆檔上對應的數(shù)據(jù)1，10，100，1k與電流檔1，10，100，電壓檔上2．5，10，50，250，500所對應數(shù)據(jù)的意義有什么不同？ （三）釋疑解惑 1．關于晶體二極管 晶體二級管是用半導體材料制成的，它有兩個極，一個叫正極，一個叫負極，它的符號如右下圖所示。 晶體二級管具有單向導電性（符號上的箭頭表示允許電流通過的方向）。當給二級管中正向電壓時，它的電阻很小，電路導通（如圖甲所示）；當給二極管加的向電壓時，經的電阻很大，電路截止（如圖乙所示）。 2．電學黑盒問題的分析方法 一般的“電學黑盒”有四種，一是純電阻黑盒，二是純電源黑盒，三是由電阻和電源組成的閉合電路黑盒，四是含電容器、二級管的黑盒。 為了根據(jù)對黑盒外部接線柱的測試結果，判定黑盒內部的元件的種類和電路的連接方式。除了應熟悉電路的基本規(guī)律之處，還必須善于利用伏特表和萬用表歐姆檔進行測試（注意，若要用歐姆表測試，必須用伏特表判定盒內無電源后，才能進行。想一想；為什么？），并對結果作出正確的分析和判斷，一般判斷的依據(jù)如下。 （1）電阻為零，兩接線柱由無阻導線短接。 （2）電壓為零，有下述可能性。 若任意兩接線之間電壓均為零，盒內無電源。 若有的接線柱之間電壓為零，則： ①兩接線柱之間電壓為零； ②兩接線柱中至少有一個與電源斷路； ③兩接線柱之間有電動勢代數(shù)和為零的反串電池組。（不要求掌握） （3）電壓最大，兩接線柱之間有電源。 （4）正向和反向電阻差值很大，兩接線柱之間有二極管。 （5）有充放電現(xiàn)象（歐姆表指針偏轉，然后又回到“”刻度）一兩接線柱之間有電容器。 在分析和解答盒問題時，還必須注意問題的多解性，因為不同的內部結構，其外觀表現(xiàn)往往相同，所以不僅答案多種多樣，而且在無條件限制時，還可能有無數(shù)多解答?！昂诤袉栴}”的這一特點，對培養(yǎng)求異思維能力具有特殊意義。 總結：應用多用表測判黑箱內電學元件的思路： 【典例剖析】 例1 有關歐姆表的使用，下列說法中正確的是（　） A．更換測量檔時，需要重新調零 B．測量電阻時，表的指針偏轉角度越大，誤差就越小 C．使用完畢應將選擇開關旋至交流電壓最高檔或“OFF”檔 D．如果指針偏轉太小，應改用大量程測量 解析：歐姆表的指針指在中值電阻附近時，讀數(shù)誤差較小，由于電阻的測量值等于表在示數(shù)乘倍率，指針相對電流零刻度偏轉太小，即電阻的表示數(shù)太大，說明率太小，應增大倍率，即改用較大量程檔測量。為了安全，使用完畢應將選擇開關旋至交流電壓最高檔或“OFF”檔，歐姆表使用時，每換一次必須重新調一次零。 答案：A C D 例2 某同學用多用電表測電阻，所用多用電表的歐姆檔有1，10，100，1k四檔，他先測時用100檔，調零后測量發(fā)現(xiàn)指針偏轉角度太小，為了獲得較為準確的測量值，他的正確的做法是_______。 解析：用100檔測量時指針偏轉角太小，說明未知電阻的阻值太大，因此，正確做法是把選擇開關板到1K檔位，再把兩根表筆短接，調節(jié)調零電阻，使指針指在電阻刻度的零位上，然后把兩根表筆分別與的兩端相接，方可讀出較準確的示數(shù)。 說明：空置狀態(tài)的歐姆表指針在“∞”Ω的位置，因此，指針偏轉角太小，說明待測電阻太大，反之，指針偏轉角太大，說明待測電阻太小，這兩種情況都不便于讀出準確示數(shù)，通常表頭指針在中間刻度附近，可方便讀出較準確數(shù)值。就本題而言很容易忽略換檔后重新調零，這是值得注意的問題。 例3 如下圖所示多用表歐姆檔的原理示意圖，其中電流表的滿偏電流，內阻調零電阻最大阻值，串聯(lián)的固定電阻，電池電動勢，用它測量電阻能準確測量的電阻范圍是（?。? A．　B．　C．　D． 解析：當紅表筆、黑表筆直接上接調零時，，所以，。 當指針指在中間（中值電阻）時，被測電阻為，則：。 使用歐姆表讀數(shù)時，由于其刻度的中央部分比較均勻，故在中值電阻左右讀數(shù)最為準確，所以能準確測量的阻值范圍應是B。 答案：B 【自我測評】 1．關于多用電表表面上的刻度線，下列說法中正確的是（?。? A．直流電流刻線和直流電電壓刻度線都是均勻的，可以共用一刻度 B．電阻刻度是不均勻的 C．電阻刻度上的零刻度與直流電流的最大刻度線相對應 D．電阻刻度上的零刻度與直流電流的最大刻度線不對應 2．用多用電表歐姆檔測電阻，有許多注意事項，下列說法中哪些是錯誤（?。? A．測量前必須調零，而且每測一次電阻都要重新調零 B．每次換檔后必須電阻調零 C．待測電阻如果是連接在某電路中，應把它先與其他元件斷開，再進行測量 D．兩個表筆要與待測電阻接觸良好才能測得較準確，為此應當用兩個手分別將兩個表筆與電阻兩端緊捏在一起 3．關于歐姆表，下列說法正確的是（?。? A．歐姆表是根據(jù)閉合電路歐姆定律制成的 B．由于電流強度和電阻成反比，所以刻度盤上的刻度是均勻的 C．使用歐姆表時，選擇好一定量程的歐姆檔后首先應該將兩表筆短接，進行電阻調零 D．當換用不同量程的歐姆檔測量電阻時，可不必進行電阻調零 4．甲、乙兩同學使用歐姆表測量某電阻，他們都把選擇開關旋到“100”檔，并能正確操作，他們發(fā)現(xiàn)指針偏角偏小，于是甲把選擇開關旋到“1k”檔，乙把選擇開關旋到“10”檔，但乙重新調零，而甲沒有重新調零，則以下敘述正確的是（　） A．甲選檔位錯誤，而操作正確 B．乙選檔正確，而操作錯誤 C．甲選檔錯誤，且操作錯誤 D．乙選檔錯誤，而操作正確 5．如圖所示的電路為歐姆表原理圖，電池的電勢，G為電流表，滿偏電流為200，當調好零后，在兩表筆間接一被測電阻時，電流表G指針示數(shù)為50，那么的值是（?。? A．7．5　　B．22．5　　C．15　　D．30 6．當使用多用電表測電阻的實驗中，有兩個待測電阻和，的阻值約為2，的阻值約為30Ω，要求先測量，再測量，并且使測量值盡可能準確，有以下實驗步驟請按要求從中選出所需步驟，按實驗操作順序將各步驟的號碼填入空白中_______（下列各項操作視實際需要可重復利用也可不用）。 A．將選擇開頭旋到歐姆檔“10”量程上 B．將兩表筆分別與待測電阻的兩端上接 C．將選擇開關并旋到歐姆檔“1K”量程上 D．將兩表筆相接觸 E．調整安全螺絲，使指針提在表盤刻度左端的“0”位置 F．讀出指針示數(shù)，然后乘以量程倍率，得到電阻的阻值 G．將選擇開關旋到歐姆檔“100”量程上 H．將選擇開頭旋至交流最高電壓檔 I．將選擇開關旋到歐姆檔“1”量程上 J．調整零旋扭，使指針指在電阻刻度的零位上 7．把一量程內阻100Ω的電流表改變成歐姆表，線路如下圖所示，現(xiàn)備有如下器材（?。? A．電源E＝3V B．變阻器0～100Ω C．變阻器0～500Ω D．紅表筆 E．黑表筆 （1）變阻器選用____________________。 （2）紅表筆接__________端，黑表筆接___________端。 （3）電流表2mA刻度處換成電阻刻度，其電阻值應為__________。 8．把一只毫安表改裝成歐姆表，其電路如上圖所示，當紅表筆和黑表筆相接觸時，調節(jié)可變電阻R，使毫安表指針滿刻度，指到6mA，已知電源電動勢E＝3V，將毫安表的電流刻度改為對應的電阻刻度值，填在下表中。 電流刻度值 電阻刻度值 0 2mA 4mA 6mA