第二章第四节 认识多用电表

第四节 认识多用电表一、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，会求分压电阻和分流电阻的阻值，会给改装后的电压表、电流表标度并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。二、教学重点与难点重点：(1)将表头G改装成大量程电压表和电流表的原理，并会计算分压电阻和分流电阻R。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）欧姆表刻度的确定三、教具：量程为500A内阻约100的表头G、示教用电流表和电压表、欧姆表原理图挂图、示教用欧姆表、待测电阻若干、实物投影仪、多媒体电脑、自制课件。四、课时安排：1课时五、师生互动活动设计在教师指导下，师生共同探讨的启发式教学，通过演示实验、分析、讨论、讲解、练习、观察、实验、电教等方法完成教学任务.六、主要教学过程（一） 导入新课问题：串联电路的基本特点是什么? 在串联电路中，电阻起什么作用？问题：并联电路的基本特点是什么？在并联电路中，电阻起什么作用？问题：部分电路的欧姆定律的内容、公式是什么？问题：闭合电路的欧姆定律的内容、公式是什么？这节课我们将学习利用串联电阻的分压作用和并联电阻的分流作用分别将表头G改装成电压表和电流表，同时研究有关电阻测量的问题。（二）多用电表的原理1、电流表G(表头)的构造和工作原理(利用示教用电流表或多媒体介绍表头G的主要构造和工作原理)(1)主要构造表头G是指小量程的电流表，即灵敏电流计。常用的表头主要由永磁铁和放入永磁铁磁场中可转动的线圈组成。(2)工作原理当线圈中有电流通过时，线圈在磁场力的作用下带着指针一起偏转，通过线圈的电流越大，指针偏转的角度就越大，且I。这样根据指针的偏角就可以知道电流的大小。若在表头刻度盘上标出电流值就可以测量电流了。(3)表头G的主要参数满偏电流Ig表头的线圈准许通过的最大电流很小，一般不超过几十微安到几毫安，这个电流值叫表头的满偏电流，用Ig表示。表头指针偏转到最大刻度时的电流，叫满偏电流Ig。说明：如果通过表头的电流超过满偏电流Ig，不但指针指不出示数，表头还可能被烧坏。表头的内阻Rg表头的线圈电阻一般为几欧到几百欧，这个电阻值叫做表头的内阻，用Rg表示。表头线圈的电阻，叫做表头的内阻Rg。说明：每个表头都有它的满偏电流Ig和内阻Rg，Rg和Ig是表头的两个重要参数。满偏电压Ug由欧姆定律知道，通过表头的电流跟加在表头两端的电压成正比，即IU。由于I，IU，故U。如果在刻度盘上标出电压值，由指针所指的位置，就可以读出加在表头两端的电压。问题：利用表头能够测量的最大电流和最大电压分别是多大？能不能根据Ig、Rg概括出什么叫做满偏电压？GIgUgRg表头通过满偏电流时加在它两端的电压，叫满偏电压，用Ug表示。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总结：表头G的满偏电压Ug和满偏电流Ig一般都比较小，测量较大的电压和较大的电流时，需要把小量程的表头G加以改装。2、电压表和电流表(1)把表头G改装成电压表V把表头G改装成电压表V的方法：给表头G串联一个适当的分压电阻R。GIgRgRUgURUVIgURV把表头G改装成电压表V的原理：串联电阻的分压作用。(介绍电压表V的组成及量程)电压表V由表头G和分压电阻R组成，如图虚线框内所示。所谓量程U，意思是当电压表V两端的电压为U时，表头G分担的电压为满偏电压Ug，通过表头G 的电流为满偏电流Ig，指针指在最大刻度处，所以表盘最大刻度处的电压值为量程U。在表头的刻度盘上标出对应的电压值，就改装成了电压表。分压电阻的计算问题：如图所示，有一个表头G，其内阻为Rg，满偏电流为Ig，将它改装成量程为U的电压表，要串联一个多大的电阻R？分析：根据串联电路基本特点可知，当表头G满偏时，流过分压电阻R的电流为Ig。表头满偏时表头两端的电压UgIgRg，分压电阻R两端的电压URUUgUIgRg。IgRRgRg( 1)Rg(n1) Rgn为电压量程扩大的倍数。改装后电压表的内阻：RVRgR改装后的电压表标度：当流过表头的电流为满偏电流Ig时，电压表V两端的电压达到最大值，即改装后的量程U，则UIg(RgR)。因此，只要将原来表头的刻度盘的每一刻度值扩大为原来的（RgR）倍，就得到改装后的电压表V的表盘。(2)把表头G改装成电流表A把表头G改装成电流表A的方法：利用并联电阻的分流作用，给表头G并联一个适当的分流电阻R，将表头G改装成一个量程较大的电流表A，利用改装后的电流表A就可以测量较大的电流了。GIgRgRIAIURAIR把表头G改装成电流表A的原理原理：并联电阻的分流作用。(介绍电流表A的组成及量程)电流表A由表头G和电阻R并联组成，如图虚线框内所示。所谓量程I，意思是通过电流表A的电流为I时，通过表头G的电流为满偏电流Ig，指针指在最大刻度处，所以改装后电流表A的表盘最大刻度处标值为I。在表头的刻度盘上标出对应的电流值，就改装成了电流表。分流电阻的计算如图所示，有一个表头G，其内阻为Rg，满偏电流为Ig，将它改装成量程为I的电流表，设并联的电阻为R，当表头G满偏时，加在表头两端的电压为UgIgRg。根据并联电路的基本特点，加在电阻两端的电压URUgIgRg。通过分流电阻R的电流IRIIg。根据并联电路的基本特点和部分欧姆定律有：URUgIgRgIRR(IIg)RRRgRgRgRgn为电流量程扩大的倍数。改装后电流表的内阻：RA改装后的电流表标度：当流过表头G的电流为满偏电流Ig时，流过电流表A的电流最大，为改装后电流表的量程I。小 结通过上面的学习，主要认识了以下问题：表头G的三个重要参量：满偏电流Ig,内阻Rg和满偏电压Ug。把表头G改装成电压表时，需要串联一个适当的电阻R；把表头G改装成电流表时，需要并联一个适当的电阻R。 3 、电阻档（欧姆表）的原理与刻度原理：闭合电路的欧姆定律。构造：欧姆表构造如右图所示，G是内阻为、满偏电流为的电流表，R是可变电阻，也叫调零电阻，电池的电动势是E、内阻为。当红、黑表笔相接触时如图甲，相当于被测电阻RX=0，调节调零的值，使电流表的指针达到满刻度，且，所以电流表的满刻度处被定为电阻档的0刻度。当红、黑表笔不接触时图乙，相当于被测电阻无穷大，此时电流表的指针指零，所以电流表零刻度的位置是电阻档刻度的“”位置。当红、黑表笔间接入某一电阻时图丙，通过电流表的电流，一个对应一个电流值，我们可以在刻度盘上直接标出与IX值对应的值，就可以从刻度盘上直接读出的值。中值电阻：电流表的指针指到刻度盘的中央时所对应的值叫中值电阻， R中=R内=Rg+r+R欧姆表的刻度是不均匀的，零刻度在刻度盘最右，越往左边刻度的密度越大，读数时要注意，在中值电阻附近读数比较准确。注意：欧姆表指针偏转角度越大时，说明流过欧姆表的电流越大，也说明待测电阻越小；欧姆表的刻度是不均匀的；欧姆表使用的电池久了，它的内阻变得大了，这时欧姆表测出的电阻值误就比较大了，从原理可知，这时的电阻测量值偏大。（二）学会使用多用电表多用表的型号很多，但使用方法基本相同，请同学们注意如下几个问题。（1）表盘面上“+”、“”插孔，表示直流电流档、直流电压档的正、负接线柱。因此，不管测什么项目，首先将红表笔插入“”插孔，将黑表笔插入“”插孔，那么直流电流档、直流电压档时，电流从红表笔流入，从黑表笔流出；用电阻档时由原理图可知，红表笔连接的是表内电源的“”极，黑表笔连接的是表内电源的“+”极，因此，电流是从红表笔流入，从黑表笔流出。（2）测量前，应把选择开头旋到相应项目的适当量程上，读数时要注意档位与刻度盘对应。直流电流档、直流电压档跟电流表和电压表的使用方法一样，要注意所选的量程应大于电器两端电压的估计值或通过用电器电流的估计值。（3）欧姆档的使用需要注意如下几点：选档接着调零；换档重新调零；示数要乘倍率；用毕将选择开头拨离欧姆档，一般旋至交流电压最高档上或“OFF”档上，长期不用时应取出多用表内的电池；被测电阻要跟电源、其他元件串联脱离开来。布置作业：课本53页1、2题