2019-2020年高中物理 《多用電表》教學(xué)設(shè)計(jì) 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(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(cè)量電阻的阻值。 3．學(xué)會(huì)應(yīng)用多用電表測(cè)量電壓、電流和電阻。 （二）過(guò)程與方法 1．通過(guò)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(wèn)題的能力。 2．通過(guò)應(yīng)用多用電表測(cè)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(wèn)題的能力。 【教學(xué)過(guò)程】 （一）體驗(yàn)性探究 1．多用電表的性能 多用電表，通常叫萬(wàn)用表，它是實(shí)際生活中在電器安裝、使用、維修過(guò)程中必備的常用的儀表，萬(wàn)用表具有用途多、量程廣、使用方便等優(yōu)點(diǎn)，它可以用來(lái)測(cè)量____、______、____和______，而且每一種測(cè)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(cè)量電路，每進(jìn)行一種測(cè)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(shì)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(cè)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(cè)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(guò)電流表的電流__________，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(shuō)明流過(guò)歐姆表的電流____，也說(shuō)明待測(cè)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(cè)出的電阻值誤就比較大了，從原理可知，這時(shí)的電阻測(cè)量值____。 3．多用電表的使用 多用表的型號(hào)很多，但使用方法基本相同，請(qǐng)同學(xué)們注意如下幾個(gè)問(wèn)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(cè)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(cè)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)值或通過(guò)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(cè)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(cè)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(cè)量電阻所對(duì)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(cè)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(shì)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(guò)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）。 2．電學(xué)黑盒問(wèn)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(cè)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(wàn)用表歐姆檔進(jìn)行測(cè)試（注意，若要用歐姆表測(cè)試，必須用伏特表判定盒內(nèi)無(wú)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(wú)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(wú)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(gè)與電源斷路； ③兩接線柱之間有電動(dòng)勢(shì)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(wèn)題時(shí)，還必須注意問(wèn)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(wú)條件限制時(shí)，還可能有無(wú)數(shù)多解答。“黑盒問(wèn)題”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(cè)判黑箱內(nèi)電學(xué)元件的思路： 【典例剖析】 例1 有關(guān)歐姆表的使用，下列說(shuō)法中正確的是（?。? A．更換測(cè)量檔時(shí)，需要重新調(diào)零 B．測(cè)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(cè)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(cè)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(shuō)明率太小，應(yīng)增大倍率，即改用較大量程檔測(cè)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(cè)電阻，所用多用電表的歐姆檔有1，10，100，1k四檔，他先測(cè)時(shí)用100檔，調(diào)零后測(cè)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(cè)量值，他的正確的做法是_______。 解析：用100檔測(cè)量時(shí)指針偏轉(zhuǎn)角太小，說(shuō)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(shuō)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(shuō)明待測(cè)電阻太大，反之，指針偏轉(zhuǎn)角太大，說(shuō)明待測(cè)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調(diào)零，這是值得注意的問(wèn)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(shì)，用它測(cè)量電阻能準(zhǔn)確測(cè)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(cè)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(cè)量的阻值范圍應(yīng)是B。 答案：B 【自我測(cè)評(píng)】 1．關(guān)于多用電表表面上的刻度線，下列說(shuō)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(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(cè)電阻，有許多注意事項(xiàng)，下列說(shuō)法中哪些是錯(cuò)誤（?。? A．測(cè)量前必須調(diào)零，而且每測(cè)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(cè)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(cè)量 D．兩個(gè)表筆要與待測(cè)電阻接觸良好才能測(cè)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(shuō)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．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(cè)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(cè)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(méi)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(shì)，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(cè)電阻時(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(cè)電阻的實(shí)驗(yàn)中，有兩個(gè)待測(cè)電阻和，的阻值約為2，的阻值約為30Ω，要求先測(cè)量，再測(cè)量，并且使測(cè)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(cè)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(shì)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