2022年高中物理 《多用電表》教學(xué)設(shè)計(jì) 新人教版選修2-1

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1、2022年高中物理 《多用電表》教學(xué)設(shè)計(jì) 新人教版選修2-1 【教學(xué)目標(biāo)】 (一)知識(shí)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(xué)會(huì)應(yīng)用多用電表測量電壓、電流和電阻。 (二)過程與方法 1.通過對(duì)歐姆表原理的分析,提高學(xué)生綜合應(yīng)用知識(shí)解決問題的能力。 2.通過應(yīng)用多用電表測量電阻和電壓,培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐能力。 (三)情感、態(tài)度與價(jià)值觀 運(yùn)用多用電表進(jìn)行一定的探究活動(dòng),提高學(xué)生應(yīng)用物理知識(shí)解決實(shí)際問題的能力。 【教學(xué)過程】 (一)體驗(yàn)性探究 1.多用電表的性能 多用電表,通常

2、叫萬用表,它是實(shí)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(diǎn),它可以用來測量____、______、____和______,而且每一種測量又具有多個(gè)量程。雖然使用方便,但是其準(zhǔn)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(jìn)行一種測量時(shí)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(gè)檔位實(shí)際是由同一個(gè)表頭改裝而成的幾個(gè)_______不同的電流表。 (2)直流電壓檔 直流電壓檔的幾個(gè)檔位實(shí)際是由同一表頭改裝而成的幾個(gè)________不同的電流表。 在多用表中

3、僅是幾個(gè)分流電阻、分壓電阻,在電路設(shè)計(jì)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(gòu)造如上圖所示,G是內(nèi)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(dòng)勢是E、內(nèi)阻為。 ①當(dāng)紅、黑表筆相接觸時(shí)如圖甲,相當(dāng)于被測電阻______,調(diào)節(jié)____的值,使電流表的指針達(dá)到____,且____,所以電流表的滿刻度處被定為電阻檔的____。 ②當(dāng)紅、黑表筆不接觸時(shí)圖乙,相當(dāng)于被測電阻______,此時(shí)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(dāng)紅、黑表筆間接入某一電阻時(shí)圖丙,通過電流表的電流__

4、________,一個(gè)對(duì)應(yīng)一個(gè)電流值,我們可以在刻度盤上直接標(biāo)出與I值對(duì)應(yīng)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(shí)所對(duì)應(yīng)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(shí)要注意,在中值電阻附近讀數(shù)比較準(zhǔn)確。 注意:①歐姆表指針偏轉(zhuǎn)角度越大時(shí),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(nèi)阻變得______,這時(shí)歐姆表測出的電阻值誤就比較大了,從原理可知,這時(shí)的電阻測量值____。 3.多用電表的使用 多用表的型號(hào)很多,但使用方

5、法基本相同,請(qǐng)同學(xué)們注意如下幾個(gè)問題。 (1)表盤面上“+”、“-”插孔,表示直流電流檔、直流電壓檔的正、負(fù)接線柱。因此,不管測什么項(xiàng)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(shí),電流從紅表筆流入,從黑表筆流出;用電阻檔時(shí)由原理圖可知,紅表筆連接的是表內(nèi)電源的____,黑表筆連接的是表內(nèi)電源的______,因此,電流是從______流入,從______流出。 (2)測量前,應(yīng)把選擇開頭旋到相應(yīng)項(xiàng)目的適當(dāng)量程上,讀數(shù)時(shí)要注意檔位與刻度盤對(duì)應(yīng)。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(yīng)大于電器兩端電壓的估計(jì)值或通

6、過用電器電流的估計(jì)值。 (3)歐姆檔的使用需要注意如下幾點(diǎn):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(wù)驅(qū)動(dòng),探究合作 1.闡述的作用?如果電路中再串聯(lián)一個(gè)電阻箱,不斷改變聯(lián)入線路的數(shù)值,為使電路電流達(dá)到,應(yīng)當(dāng)如何調(diào)節(jié)? 2.在不變的前提下,分析電流計(jì)中電流的變化規(guī)律?寫出表達(dá)式?不同的電流對(duì)應(yīng)不同的,如果將表盤換成待測電阻,試表述表盤的特點(diǎn),并標(biāo)出、和時(shí)的位置和對(duì)應(yīng)的電流? 3.共用一個(gè)靈敏電流計(jì),充當(dāng)不同儀表與作為歐姆表測量電阻所對(duì)

7、應(yīng)的不同倍率中,在都達(dá)到滿偏時(shí),是否相同?試比較測量電流、電壓和電阻時(shí),紅黑表筆電流的流向及兩表筆電勢的高低? 4.歐姆檔上對(duì)應(yīng)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(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)的意義有什么不同? (三)釋疑解惑 1.關(guān)于晶體二極管 晶體二級(jí)管是用半導(dǎo)體材料制成的,它有兩個(gè)極,一個(gè)叫正極,一個(gè)叫負(fù)極,它的符號(hào)如右下圖所示。 晶體二級(jí)管具有單向?qū)щ娦裕ǚ?hào)上的箭頭表示允許電流通過的方向)。當(dāng)給二級(jí)管中正向電壓時(shí),它的電阻很小,電路導(dǎo)通(如圖甲所示);當(dāng)給二極管加的向電壓時(shí),經(jīng)的電阻很大,電路截止(如圖乙所示)。

8、2.電學(xué)黑盒問題的分析方法 一般的“電學(xué)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(jí)管的黑盒。 為了根據(jù)對(duì)黑盒外部接線柱的測試結(jié)果,判定黑盒內(nèi)部的元件的種類和電路的連接方式。除了應(yīng)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(jìn)行測試(注意,若要用歐姆表測試,必須用伏特表判定盒內(nèi)無電源后,才能進(jìn)行。想一想;為什么?),并對(duì)結(jié)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(dǎo)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(nèi)無電源。 若有的接線柱之間電壓為零,則:

9、 ①兩接線柱之間電壓為零; ②兩接線柱中至少有一個(gè)與電源斷路; ③兩接線柱之間有電動(dòng)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(zhuǎn),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(shí),還必須注意問題的多解性,因?yàn)椴煌膬?nèi)部結(jié)構(gòu),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(shí),還可能有無數(shù)多解答?!昂诤袉栴}”的這一特點(diǎn),對(duì)培養(yǎng)求異思維能力具有特殊意義。 總結(jié):應(yīng)用多用表測判黑箱內(nèi)電學(xué)元件的思路: 【典例剖析】 例1 有關(guān)歐姆

10、表的使用,下列說法中正確的是(?。? A.更換測量檔時(shí),需要重新調(diào)零 B.測量電阻時(shí),表的指針偏轉(zhuǎn)角度越大,誤差就越小 C.使用完畢應(yīng)將選擇開關(guān)旋至交流電壓最高檔或“OFF”檔 D.如果指針偏轉(zhuǎn)太小,應(yīng)改用大量程測量 解析:歐姆表的指針指在中值電阻附近時(shí),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(duì)電流零刻度偏轉(zhuǎn)太小,即電阻的表示數(shù)太大,說明率太小,應(yīng)增大倍率,即改用較大量程檔測量。為了安全,使用完畢應(yīng)將選擇開關(guān)旋至交流電壓最高檔或“OFF”檔,歐姆表使用時(shí),每換一次必須重新調(diào)一次零。 答案:A C D 例2 某同學(xué)用多用電表測電阻,所用多用電表的歐姆檔有×1,×10

11、,×100,×1k四檔,他先測時(shí)用×100檔,調(diào)零后測量發(fā)現(xiàn)指針偏轉(zhuǎn)角度太小,為了獲得較為準(zhǔn)確的測量值,他的正確的做法是_______。 解析:用×100檔測量時(shí)指針偏轉(zhuǎn)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(guān)板到×1K檔位,再把兩根表筆短接,調(diào)節(jié)調(diào)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(zhǔn)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(zhuǎn)角太小,說明待測電阻太大,反之,指針偏轉(zhuǎn)角太大,說明待測電阻太小,這兩種情況都不便于讀出準(zhǔn)確示數(shù),通常表頭指針在中間刻度附近,可方便讀出較準(zhǔn)確數(shù)值。就本題而言很容易忽略換檔后重新

12、調(diào)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(nèi)阻調(diào)零電阻最大阻值,串聯(lián)的固定電阻,電池電動(dòng)勢,用它測量電阻能準(zhǔn)確測量的電阻范圍是(?。? A. B. C. D. 解析:當(dāng)紅表筆、黑表筆直接上接調(diào)零時(shí),,所以,。 當(dāng)指針指在中間(中值電阻)時(shí),被測電阻為,則:。 使用歐姆表讀數(shù)時(shí),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(zhǔn)確,所以能準(zhǔn)確測量的阻值范圍應(yīng)是B。 答案:B 【自我測評(píng)】 1.關(guān)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

13、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(duì)應(yīng) D.電阻刻度上的零刻度與直流電流的最大刻度線不對(duì)應(yīng) 2.用多用電表歐姆檔測電阻,有許多注意事項(xiàng),下列說法中哪些是錯(cuò)誤( ) A.測量前必須調(diào)零,而且每測一次電阻都要重新調(diào)零 B.每次換檔后必須電阻調(diào)零 C.待測電阻如果是連接在某電路中,應(yīng)把它先與其他元件斷開,再進(jìn)行測量 D.兩個(gè)表筆要與待測電阻接觸良好才能測得較準(zhǔn)確,為此應(yīng)當(dāng)用兩個(gè)手分別將兩個(gè)表筆與電阻兩端緊捏在一起 3.關(guān)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(qiáng)度和電阻成反比,所以刻度盤上的刻度是均勻的 C.

14、使用歐姆表時(shí),選擇好一定量程的歐姆檔后首先應(yīng)該將兩表筆短接,進(jìn)行電阻調(diào)零 D.當(dāng)換用不同量程的歐姆檔測量電阻時(shí),可不必進(jìn)行電阻調(diào)零 4.甲、乙兩同學(xué)使用歐姆表測量某電阻,他們都把選擇開關(guān)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(guān)旋到“×1k”檔,乙把選擇開關(guān)旋到“×10”檔,但乙重新調(diào)零,而甲沒有重新調(diào)零,則以下敘述正確的是(?。? A.甲選檔位錯(cuò)誤,而操作正確 B.乙選檔正確,而操作錯(cuò)誤 C.甲選檔錯(cuò)誤,且操作錯(cuò)誤 D.乙選檔錯(cuò)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(dāng)調(diào)好零后,在兩表筆間接一被測電

15、阻時(shí),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(dāng)使用多用電表測電阻的實(shí)驗(yàn)中,有兩個(gè)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(zhǔn)確,有以下實(shí)驗(yàn)步驟請(qǐng)按要求從中選出所需步驟,按實(shí)驗(yàn)操作順序?qū)⒏鞑襟E的號(hào)碼填入空白中_______(下列各項(xiàng)操作視實(shí)際需要可重復(fù)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(guān)并旋到歐姆檔“×1K”量程上 D.將兩表筆相接觸 E.調(diào)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

16、數(shù),然后乘以量程倍率,得到電阻的阻值 G.將選擇開關(guān)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(guān)旋到歐姆檔“×1”量程上 J.調(diào)整零旋扭,使指針指在電阻刻度的零位上 7.把一量程內(nèi)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(yīng)為__________。 8.把一只毫安表改裝成歐姆表,其電路如上圖所示,當(dāng)紅表筆和黑表筆相接觸時(shí),調(diào)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(dòng)勢E=3V,將毫安表的電流刻度改為對(duì)應(yīng)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

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