電工儀表與測量教案

教學日期:2012.9.4星期二1.2班級:11機電3班教學課題:第五章電阻的測量第一節(jié)電阻的測量方方法及分類教學目標：知識目標(1)理解接伏安法測量電阻的條件；(2)理解限流電路電流和電壓變化規(guī)律，明確限流電路的適用特點；(3)理解分壓電路電流和電壓變化規(guī)律，明確分壓電路適用特點；(4)理解伏安曲線斜率的物理意義，能用伏安曲線求電阻。２．能力目標(1)通過分析實驗失敗的原因培養(yǎng)學生創(chuàng)新所需的思維素質（思維的深刻性和批判性）；(2)通過設計新的實驗方案、新的實驗電路，運用新的實驗數據處理方法，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維能力和創(chuàng)新意識。教學重點和難點：伏安內接電路，分壓電路電路為教學重點；分壓電路及實驗電路圖的連接為教學中難點。教學方法的運用：問題探索式的實驗教學方法。教學手段的運用：１.萬用表、電壓表、學生電源、電鍵、導線、電阻箱、滑動變阻器等實驗儀器；２.多媒體電腦及電阻測量課件。一、課堂教學實施過程改變實驗對象，實施伏安電路的創(chuàng)新教學過程主要教學內容解釋1、復習已學知識[原有實驗認知]：運用伏安外接法（圖１）測量金屬絲的電阻；(2)運用限流電路調節(jié)回路中電流強度；(3)運用多次測量求平均值的代數方法處理數據；１．教師講解２。運用電腦顯示伏安外接法電路。２、改變實驗對象，提出新課題，引入新課。[新的問題]：上節(jié)課我們測量電阻值大約為5歐姆的金屬絲的電阻，今天這節(jié)課我們要測量大約為３千歐姆電阻箱的電阻。請同學們設計實驗精確測量這個電阻的具體阻值。３．教學中運用實物投影儀介紹電阻箱，并確定３kΩ電阻值。３.學生實驗，導致悖論[教學中可能出現情形]：大部分學生可能運用外接法測量，結果電阻的測量值為1.5kΩ左右，這與３kΩ相差太大，從而導致悖論。４．教師讓學生回答測量結果并與電阻箱值進行比較。４.原因分析[學生猜想]：（１）電阻箱電阻不正確；（２）原來測量方法不適用于測量大電阻。[實驗驗證]：教師讓學生用歐姆表測量電阻箱阻值，結果約為３kΩ，從而否定了猜想（１）。[理論分析]：（１）教師向學生指出學生所用的電壓表的電阻不是無窮大，選擇伏特表０－３Ｖ量程時，其內阻為３kΩ；（２）然后向學生指出伏特表的分流導致通過電流表的電流大于通過電阻上的電流；（３）最后通過分析計算得出測量值就是電阻和伏特表內阻的并聯值，因而測量大電阻時不能用伏安外接法。[新的問題]：如何設計新的實驗方案來測量３kΩ電阻的阻值？５．運用電腦顯示電路圖，并在黑板上進行分析。５．提出新的實驗方案[新的方案]：通過學生思考，教師啟發(fā)，師生共同努力設計出如圖２所示的電路圖伏安內接法。６．進行新的實驗學生運用內接法測量，測量結果為：(1)運用１mA檔時，測量結果約為３４０９Ω；(2)運用１０mA檔時，測量結果約為３０４２Ω６．在實驗之前教師先運用實物投影儀介紹多用表中１mA與10mA檔選擇與讀數。７．理論分析（１）運用內接法測量時，測量值ＲＸ＝ＵＶ／ＩＡ＝ＲＸ０+RA；（２）由實驗測得電流表１mA與10mA量程的內阻分別為４００Ω和４０Ω，因而從理論上可知，選用１mA量程時，電阻的測量值為３４００Ω，選用１編mA量程時，電阻的測量值為３０４０Ω；（３）為了減小實驗誤差，因選用１０mA量程。７．教師運用實物投影儀顯示運用歐姆表測量電流表１mA與10mA量程的內阻過程８．實驗總結１．外接法適用條件：Ｒx<<Rv２．內接法適用條件：RA<<Rx８．師生共同歸納總結。二、電流、電壓調節(jié)電路的創(chuàng)新------分壓電路教學過程主要教學內容解釋1.改變實驗要求，提出新的課題[新的問題]：現要求對此電阻進行多次測量求平均值。２．學生實驗，導致失敗[學生實驗]：學生實驗時不管如何改變變阻器阻值,二個電表的示數基本不變，實驗失敗。9．由學生自已操作，發(fā)現問題。３．失敗原因分析[理論分析]：（１）教師運用電路知識，分析限流電路電壓變化范圍（Ｕ0Rx/(Rx+R)--U0）;(2)然后把本實驗中變阻器與被測電阻阻值代入，揭示實驗失敗原因---變阻器的阻值比被測電阻小得多。[新的問題]：如何設計新的實驗方案通過多次測量，來測量３kΩ電阻的阻值？４．設計分壓電路[鋪設臺階]：試求：圖３電路中Ｒx兩端電壓變化范圍？[新的方案]：通過師生共同努力，設計如圖４所示的分壓電路。圖５10.教學中先讓學生思考，然后鋪設知識和思維臺階，最后師生共同探索。５．實驗電路連接演示[電腦演示]：教師運用電腦演示分壓電路實驗實物圖的連接（如圖５所示）11.用鼠標連接實物圖。６．進行新的實驗。[學生實驗]：學生在教師的幫助下進行新的實驗，測量６組實驗數據，填入表格（如圖６所示）。三、實驗數據處理方法的創(chuàng)新－－圖象處理實驗數據。教學過程主要教學內容解釋１．改變思維方式，提出問題[提出問題]：在測量金屬絲電阻時，我們運用代數的方法處理實驗數據，求出電阻值，今天我們要求同學們運用圖象的方法來處理實驗數據，測出電阻值。２．運用圖象處理實驗數據方法[畫表格填入數據]：如圖5所示。[建立坐標]：如圖６所示。[坐標量度確定]：如圖６所示。[描點]：如圖６所示。[畫線]：如圖６所示。[根據圖線求電阻]：ＲＸ＝３０８０Ω。８．教師向學生介紹運用圖處理實驗數據的方法。９．運用電腦演示運用圖象處理實驗數據給出實驗結果的全過程。圖５圖６二、《電阻測量》課堂創(chuàng)新實驗教學分析１、本節(jié)課是本人實施《電阻測量》創(chuàng)新教學的的一部分。它在原有學生實驗（限流外接伏安法）基礎上從三個層面進行。（１）改變實驗測量對象（由測量５Ω改為測量３kΩ電阻）→導致悖論（測量值與實際值相差較大）→分析原因，揭示外接伏安法的局限性（被測電阻ＲＸ／ＲＶ→０）→提出新的實驗方法（內接伏安法）測量大電阻。（２）改變實驗測量要求（由單次測量變?yōu)槎啻螠y量求平均值）→導致困難（用限流電路不能調節(jié)電路中電壓）→揭示限流電路的適用特點（被測電阻與變阻器阻值相近）→提出新的實驗調節(jié)電路（分壓電路）來調節(jié)被測電阻兩端電壓。（３）改變思維方式，運用臻美的創(chuàng)新思維方法進行實驗數據方法的創(chuàng)新（運用圖象處理實驗數據）。2．本節(jié)課中通過學生自己動手實驗導致實驗困惑，激發(fā)他們求知欲和探索動機，同時揭示原有實驗方法的局限性，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識；通過分析困惑原因，設計新的實驗方案，訓練學生思維的深刻性和批判性，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維能力。課后反思:課后總結后填寫作業(yè):練習冊第五章第一節(jié)教學日期:2012.9.3星期二5.6班級:11機電點5班教學課題:第二節(jié)直流單臂電橋的使用教學目標1、知識目標：通過教學使學員理解和掌握直流單臂電橋測量電阻的原理和使用