高中物理第3章从电表电路到集成电路3.4多用电表电路分析与设计教案2选修.docx

3.4多用电表电路分析与设计一、教材分析 “多用电表”是人教版高中物理选修3-1第二章第八节的内容，它是电流表、电压表改装学完后，研究欧姆表的改装问题，又是闭合电路欧姆定律的深化和实际应用，学生通过本节课的学习，既能巩固电学问题的分析思路，加深对闭合电路欧姆定律的理解，激发学生的学习兴趣，培养学生合作、探究、交流能力，具有很重要的实际意义。二、教学目标1、知识目标(1)知道常用的电压表和电流表都是由小量程的电流表G(表头)改装而成的，了解电流表(表头)的原理，知道什么是电流表满偏电流和满偏电压；(2)理解表头改装成常用电压表和电流表的原理，会用万用表测量电路元件上的电压、电流、电阻等电学量；(3)会用多用表判断二极管的质量和极性等；(4) 会用多用表查找电路故障。2、过程与方法(1)通过多用电表原理的分析过程，认识物理学分析、研究实际问题的方法；(2)经历学会使用多用电表的探究过程，认识科学探究的意义，认识物理实验在物理学发展过程中的作用。3、情感态度与价值观通过本节课的教学活动，要培养学生的应用意识，培养学生尊重客观事实、理论联系实际、实事求是的科学态度和人生观。引导学生关心实际问题，获得成功的喜悦，立志于把所学物理知识应用到实际中去。还要引导学生养成良好的生活习惯，爱护器材，节约能源。三、教学重点难点重点：(1)将表头G改装成大量程电压表和电流表的原理，理解改装后电压表和电流表的量程的物理意义；(2)学会使用多用电表。难点：(1)理解改装后电压表和电流表的量程的物理意义；(2)量程的选择。（3）欧姆表刻度的确定四、学情分析 1知识基础分析： 掌握了闭合电路欧姆定律，并已熟练掌握了电路串并联的规律，会利用该定律列式求解相关问题。 掌握了电流表改装成大量程电流表和电压表的原理和刻度方法。 2学习能力分析： 学生的观察、分析能力不断提高，能够初步地、独立发现事物内在联系和一般规律的能力。 具有初步的概括归纳总结能力、逻辑推力能力、综合分析能力。五、教学方法1实验法：使用多用表2学案导学：见后面的学案。3新授课教学基本环节：预习检查、总结疑惑情境导入、展示目标合作探究、精讲点拨反思总结、当堂检测发导学案、布置预习六、课前准备1学生的学习准备：预习实验，初步把握多用表的原理和测量方法步骤。2教师的教学准备：多媒体课件制作，课前预习学案，课内探究学案，课后延伸拓展学案。3教学环境的设计和布置：两人一组，实验室内教学。七、课时安排：1课时八、教学过程（一）预习检查、总结疑惑（二）情景引入、展示目标课件：动画展示多用电表是安培表、伏特表、欧姆表功能的三合一。这节课我们将一起认识一种可以测量电流、电压以及电阻等电学量的仪表万用电表。（三）合作探究、精讲点播1、多用电表的构造（利用多媒体、实物演示，学生回答学案设置的对图填空题）2、介绍多用电表电路UgIg（一一对应构造各部分，多媒体展示，学生回答学案设置问题，教师指出万用表多用途的原理：接不同的端口，万用表接入不同电路，变成电压表、电流表、欧姆表可测电压、电流、电阻）用白板擦做例子：多功能、每种功能用到板擦的一部分而已。3电流表G(表头)的构造和工作原理(利用多媒体图示简单介绍表头G的主要构造和工作原理、符号)结合学生课前学习学案的情况，对满偏电流Ig、内阻Rg、满偏电压Ug进行说明问题：满偏电流Ig、内阻Rg、满偏电压Ug三者之间有什么关系？据部分电路欧姆定律可知：UgIgRg指出：表头存在于各种仪表上，汽车的速度计、电量表、安培表、伏特表等。用动画演示将表头改造成汽车速度计的动画，让学生体会。指出“三十六计之偷梁换柱”问题：表头G的满偏电流Ig和满偏电压Ug一般都比较小（量程较小），能否把它改造成安培表和伏特表，请你设计电路。（学生课前完成画在学案的方框内）4、电压表和电流表GIgRgRIAIURAIR请设计好的学生画在黑板上，并讲解为什么这样就可以测量较大的电流了。问题：表头原来的标签要不要改造？点评，然后完成学案上的小结：把表头改装成电流表的方法：给表头并联一个适当的分流电阻。把表头改装成电流表的原理：并联电阻的分流作用。提出课后探究问题：要使改造后的电流表量程更大，并联的电阻比原来要更大还是更小？问题：可不可以用表头测电压？如果用表头测电压，能测量的电压最大值是多少？如果要把表头改造成一个能测较大电压的伏特表，该如何改造？GIgRgRUgURUVIgURV (2)把表头G改装成电压表V学生完成学案任务。教师总结。情感价值观教育：应积极动脑，努力把所学知识应用到实际中，为人类造福。问题：对照万用电表的电路图，请学生说明，测电流转换开关接接哪个端口？测电压呢？课后思考：接1端口和2端口测电流，哪个量程大？3和4呢？5、实验一：用万用电表的直流电流档测通过小灯泡的电流； 用万用电表的直流电压档测小灯泡两端的电压；课件出示初中测小灯泡电流和电压的实物连接图，让学生依类比思路理解万用表电流档、电压档的使用。让学生观察万用表，提问：转换开关置于哪是测电流？电压？电阻？安培表和伏特表在使用时让电流比正接线柱流入，从负接线柱流出，万用表的正、负接线柱在哪？怎么改变量程？读哪条刻度？使用前如何调零？安培表、伏特表测量时，指针在哪个位置读数比较准确？学生动手实验。5GR1R2R5R6E,rRx6 、电阻档（欧姆表）的原理与刻度万用电表还可以测电阻，究竟是什么原理呢？投影：多用电表测量电阻的电路图（档位开关接5端口，内有电源，注意电源正负极与红黑表笔的连接情况）讲述原理：学生完成学案上问题：写出流过表头的电流与待测电阻的RX的关系表达式指出，其原理是利用闭合电路的欧姆定律。问题：欧姆表的“0”刻度在表盘的左边还是右边？ 欧姆表的刻度均匀吗？ 为什么要设置调零电阻？实验二：测测滑动变阻器的电阻；+ 先纸上谈兵：（借练习讲解万用表欧姆档的用法）学案上练习：（1） 当指针位置如图中白三角箭头所示,则测量的是_,测量结果为_. （2）当指针位置如图中白三角箭头所示,正确操作后发现指针的偏转角很小,那么接下来的操作步骤应该依次为:_,_,_.（3）测量结束后应将选择开关拨到_或者_.学生自主实验教师点评学生实验中出现的问题，包括：要断开原电路、换档调零、表笔握法等）实验： 判断二极管的质量和极性带问题自主探索进行实验：二极管的有什么样的特性？如何判断二极管正负极？如何判断二极管的质量好坏？学生回答做法。我们平时用完手电筒后要不要关掉？现在我们不再使用万用电表了，也要把它关掉收好，怎么关掉它呢？（节能、环保教育）以上我们使用万用表分别测量了电流、电压、电阻，万用电表还可以做很多事，请大家看下面这道题：开放思考题：用多用电表查找电路故障RE, rS（投影题目，学生思考谈办法）如图所示电路，闭合开关后灯泡不亮，请找出故障。1、可能是什么原因？2、如何利用多用电表找出哪部分发生了什么样的故障？你有几种办法？（四）反思总结，当堂检测。教师组织学生反思总结本节课的主要内容，并进行当堂检测。设计意图：引导学生构建知识网络并对所学内容进行简单的反馈纠正。（课堂实录）（五）发导学案、布置预习。九、板书设计一、欧姆表的构造及工作原理1. 表头定位：将红黑表笔对接，即Rx=0时：I最大满偏电流Ig=/（Rg+R0+r）/（Rg+R0）电阻R1，当I= 1/2 Ig 时：R= 2（Rg+R0）= R1+Rg+R0所以，R1= Rg+R0 中值电阻（因为它在表盘的中央）由这个结果可以看出，中值电阻就是该挡的内阻。电阻R2，使得I2=1/4Ig, R=4R中 所以R2 =3R中=3（ Rg+R0）电阻Rn，使得In=1/n Ig R=n R中 Rn=（n-1）R中2、例题3档位：二、使用方法：1.表笔：红+黑2机械调零3.选挡调零4接入电阻5选挡6换挡要调零！7.读数8使用完毕十、教学反思我认为教材通过例题的方式来讲欧姆表的原理，简单明了，学生易于接受。要求学生掌握：欧姆表的内部结构和刻度原理；熟悉多用电表的表头以及使用多用电表来测量交、直流电压，交、直流电流和电阻，并能用多用电表来探索黑箱中的电学元件。（3） 欧姆表利用将电流表改装成电压表和大量程的电流表引导学生分析，能否将电流表改装成欧姆表。首先，电流表和电压表测量的是电压和电流，故改装时不需要提供新的电源，而欧姆表是用来测量电阻，故必须提供一个电源。其次，由闭合电路欧姆定律，在电路中的电流的大小与电阻又是一一对应关系，且R增大时，电流减小，故电流表的电流从满偏至零对应于电阻从零到无穷大，只要抓住该对应关系，即可将电流表改装成欧姆表。教材通过例题讲述欧姆表的原理，第一问的实质是使欧姆表调零，调零后，将电流表、电源和变阻器R1视为一个整体，电流表的内阻、电源的内阻、滑动变阻器R1看成一个电阻。第二问中的R2是外电阻，则利用闭合电路欧姆定律即可找到I与R的关系，变形即可得R与I的关系。（2）多用电表首先对比电压表和欧姆表的内部结构，然后找到共同点：都是在电流表的基础上增加电路而实现新的功能。因此电流表是公共部分，要实现不同