11.4 串聯(lián)電路和并聯(lián)電路（第2課時(shí)：電表的改裝 ）（教學(xué)設(shè)計(jì)）- 【上好課】高二物理同步備課系列（人教版2019必修第三冊）

第4節(jié)電表的改裝與讀數(shù)教學(xué)設(shè)計(jì)備課人學(xué)科物理課題電表的改裝與讀數(shù)教學(xué)內(nèi)容分析上一節(jié)的教學(xué)是在學(xué)校電學(xué)學(xué)問、前兩章的電場學(xué)問的基礎(chǔ)上對串聯(lián)電路、并聯(lián)電路的電流、電壓和電阻規(guī)律進(jìn)行分析、解釋。本節(jié)則在此基礎(chǔ)上，要引導(dǎo)同學(xué)練習(xí)機(jī)敏使用這些規(guī)律，對已有的小量程電表進(jìn)行擴(kuò)容改裝。這既是承接前面內(nèi)容，從理論到實(shí)際的運(yùn)用學(xué)問點(diǎn)，也是在培育同學(xué)的電路分析力量，為下一章的學(xué)習(xí)做預(yù)備。學(xué)情分析同學(xué)通過前面的學(xué)習(xí)，已對串、并聯(lián)規(guī)律有了肯定程度的了解，但在具體應(yīng)用上仍存在理解程度、把握嫻熟度等方面的問題。在本節(jié)的教學(xué)中，同學(xué)將從對靈敏電流計(jì)的認(rèn)知入手，練習(xí)分析改裝電表的方法，借此提升對前面學(xué)問的把握水平。教學(xué)目標(biāo)通過建立簡化模型，應(yīng)用串、并聯(lián)電路規(guī)律分析電流表及電壓表的改裝原理，理解抱負(fù)電表是一種科學(xué)抽象的產(chǎn)物，進(jìn)一步體會(huì)抱負(fù)化模型的思想方法。教學(xué)重難點(diǎn)教學(xué)重點(diǎn)：電流表、電壓表的改裝原理。教學(xué)難點(diǎn)：電流表、電壓表的改裝原理。教學(xué)過程教學(xué)環(huán)節(jié)老師活動(dòng)同學(xué)活動(dòng)設(shè)計(jì)意圖新課導(dǎo)入【呈現(xiàn)】靈敏電流計(jì)的圖片?！咎釂枴快`敏電流計(jì)的表頭有什么特點(diǎn)？它同我們常用的安培表、伏特表有沒有關(guān)系呢？觀看圖片，了解靈敏電流計(jì)的作用。觀看并思考：指針在表盤中心，量程很小。通過介紹靈敏電流計(jì)，引出新的問題，引發(fā)同學(xué)的思考。環(huán)節(jié)一小量程的電流表（表頭G）【呈現(xiàn)】靈敏電流計(jì)表頭的結(jié)構(gòu)圖。【提問】靈敏電流計(jì)表頭的核心部件有什么？【提問】靈敏電流計(jì)表頭的工作原理是什么？【敘述】指針的偏角θ與通過電流表的電流I成正比?！咎釂枴快`敏電流計(jì)表頭的作用是什么？【敘述】電路圖符號：【敘述】三個(gè)主要參數(shù)：表頭內(nèi)阻Rg：電流計(jì)內(nèi)阻Rg滿偏電流Ig：指針偏轉(zhuǎn)到最大值時(shí)的電流Ig滿偏電壓Ug：電流表通過滿偏電流時(shí)加在它兩端的電壓Ug【提問】這三個(gè)參數(shù)之間有何關(guān)系？【提問】一般靈敏電流表（表頭）能夠測量的電流是微安級或毫安級，表頭內(nèi)阻在幾十到幾百歐姆之間，滿偏電壓也為微伏或毫伏級。用表頭直接測量較大電壓或電流，會(huì)把表頭燒壞，因此必需進(jìn)行改裝。怎樣改裝？【提問】怎樣改裝成大量程電壓表？串聯(lián)的電阻叫分壓電阻?！咎釂枴吭鯓痈难b成大量程電流表？并的電阻叫分流電阻。觀看圖片。依據(jù)圖片作答：永久磁鐵和可轉(zhuǎn)動(dòng)的線圈。思考并回答：通電后，線圈在磁場力的作用下帶動(dòng)指針偏轉(zhuǎn)。結(jié)合前面對靈敏電流計(jì)的介紹回答：測量微小電流和電壓。觀看靈敏電流計(jì)的電路圖符號。理解。思考并回答：Ug＝IgRg思考。思考并回答：利用串聯(lián)分壓原理，給表頭串聯(lián)一個(gè)電阻，可以改裝為大量程電壓表。思考并回答：利用并聯(lián)分流原理，給表頭并聯(lián)一個(gè)電阻，可以改裝為大量程電流表。介紹靈敏電流計(jì)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、參數(shù)和特點(diǎn)，為以其為表頭進(jìn)行分析、改裝做預(yù)備。點(diǎn)明改裝電表的緣由。提出問題，并在應(yīng)用串并聯(lián)電路基本規(guī)律進(jìn)行簡潔分析的基礎(chǔ)上得出初步的結(jié)論。環(huán)節(jié)二改裝成電壓表【提問】有一個(gè)表頭的內(nèi)阻Rg＝30Ω，滿偏電流Ig＝1mA。怎樣才能把它改裝成量程為0～3V的電壓表呢？【提問】當(dāng)被測電壓是3V時(shí)，表頭兩端最多加多大電壓？【提問】其余電壓去了哪里？【提問】串聯(lián)的電阻上需要分擔(dān)多少電壓？需要多大的電阻分壓？【提問】改裝后的電壓表內(nèi)阻Rv是多大？【提問】改裝后的表盤需要做怎樣的轉(zhuǎn)變？【提問】若要將電流表G改裝成一個(gè)量程為Ug的n倍的電壓表V，需要串聯(lián)多大阻值的電阻？思考。思考并回答：Ug＝IgRg＝0.03V思考并回答：其余電壓加在分壓電阻兩端。UR＝U－Ug＝2.97V思考并回答：Rv＝Rg＋R＝3.0×103Ω思考并回答：∵U∴在電流計(jì)原刻度的基礎(chǔ)上乘以（Rg+R）（量程和精確度）滿刻度處標(biāo)改裝后的量程，然后依據(jù)小格數(shù)按比例等分。思考并回答：R∴R將問題提得更加具體，引導(dǎo)同學(xué)做更具體的分析。從實(shí)例動(dòng)身，把改裝電壓表的問題具體化為一道有具體數(shù)值的習(xí)題，便于同學(xué)分析、思考和理解，并得出最終的結(jié)論。在數(shù)據(jù)分析的基礎(chǔ)上，讓同學(xué)對表盤的轉(zhuǎn)變進(jìn)行分析，使同學(xué)對電表的量程、分度值等概念有更深的認(rèn)知。從對具體數(shù)據(jù)的分析上升到理論分析，得出結(jié)論。環(huán)節(jié)三改裝成電流表【提問】有一個(gè)電流表G，內(nèi)阻Rg＝30Ω，滿偏電流Ig＝1mA。要把它改裝為量程為0～0.6A的電流表，要并聯(lián)多大的電阻？【提問】當(dāng)被測電流是0.6A時(shí)，流過表頭的電流最大為多大？【提問】并聯(lián)的電阻上需要分擔(dān)多少電流？【提問】需要多大的分流電阻？【提問】改裝后的安培表內(nèi)阻RA是多大？【提問】改裝后的表盤需要做怎樣的轉(zhuǎn)變？【提問】若將電流表G改裝成一個(gè)量程為Ig的n倍的電流表A，需要并聯(lián)多大阻值的電阻？【提問】完成以下改裝電表的對比表格。思考。思考并回答：1mA思考并回答：IR＝I－Ig＝(0.6－0.001)A＝0.599A思考并回答：IR＝I－Ig＝(0.6－0.001)A＝0.599A思考并回答：R思考并改錯(cuò)：∵I∴在電流計(jì)原刻度的基礎(chǔ)上乘以（1+Rg（量程和精確度）滿刻度處標(biāo)改裝后的量程，然后依據(jù)小格數(shù)按比例等分。思考并回答：∵I∴R總結(jié)并完成表格。同樣將對電流表的改裝轉(zhuǎn)化為一道具體的習(xí)題，引導(dǎo)同學(xué)進(jìn)行分析。在數(shù)據(jù)分析的基礎(chǔ)上，讓同學(xué)對表盤的轉(zhuǎn)變進(jìn)行分析，使同學(xué)對電表的量程、分度值等概念有更深的認(rèn)知。從對具體數(shù)據(jù)的分析上升到理論分析，得出結(jié)論。環(huán)節(jié)四電表的校對與讀數(shù)【提問】怎樣校對改裝的電表？【敘述】校對電表的電路圖如下。轉(zhuǎn)變變阻器R的滑片位置，使V的示數(shù)分別為0.5V、1.0V、1.5V、2.0V……核對改裝電壓表的示數(shù)是否正確，若改裝的電壓表滿刻度3V時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)電壓表V的讀數(shù)為3.1V，則百分誤差【提問】電表在讀數(shù)時(shí)有哪些留意事項(xiàng)？【敘述】估讀的方法：①量程為3V和3A的電壓表和電流表，其最小分度為0.1V和0.1A，讀數(shù)要估讀到最小分度的格外之一。因此最終讀數(shù)假如以V(A)為單位，小數(shù)點(diǎn)后面有兩位，尾數(shù)可能為0、1、2、3……②量程為0.6A的電流表，其最小分度為0.02A，讀數(shù)要估讀到最小分度的二分之一。因此最終讀數(shù)假如以A為單位，小數(shù)點(diǎn)后面有兩位，尾數(shù)可能為0、1、2、3……③量程為15V的電壓表，其最小分度為0.5V，讀數(shù)要估讀到最小分度的五分之一。因此最終讀數(shù)假如以V為單位，小數(shù)點(diǎn)后面只有一位，尾數(shù)可能為0、1、2、3……即讀數(shù)原則：依據(jù)“1、2、5分度”進(jìn)行估讀?！纠孔x數(shù)練習(xí)。【隨堂練習(xí)】思考并回答：與標(biāo)準(zhǔn)電表的讀數(shù)進(jìn)行對比分析。思考、理解。思考并回答：讀數(shù)時(shí)應(yīng)使視線垂直于刻度表面，并要估讀。思考并理解不同量程電表的估讀方法。讀數(shù)：0~3V：1.89V0~15V：9.5V0~0.6A：0.17A0~3A：0.85A練習(xí)鞏固本節(jié)學(xué)問點(diǎn)。在對改裝方法進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上，提出校對的問題，引導(dǎo)同學(xué)進(jìn)行進(jìn)一步思考。在以往學(xué)習(xí)電表讀數(shù)方法的基礎(chǔ)上進(jìn)行進(jìn)一步的要求，針對不同量程、分度值的電表提出具體的要求。課堂總結(jié)一、改裝成電壓表：R二、改裝成電流表：R三、電表的讀數(shù)：板書