高中物理 《多用电表》教学设计 新人教版选修21.docx

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高中物理《多用电表》教学设计新人教版选修21

2019-2020年高中物理《多用电表》教学设计新人教版选修2-1

【教学目标】

（一）知识与技能

1．了解多用电表的性能，知道多用电表的原理。

2．掌握电阻档（欧姆表）的原理，即利用闭合电路欧姆定律方法测量电阻的阻值。

3．学会应用多用电表测量电压、电流和电阻。

（二）过程与方法

1．通过对欧姆表原理的分析，提高学生综合应用知识解决问题的能力。

2．通过应用多用电表测量电阻和电压，培养学生的动手实践能力。

（三）情感、态度与价值观

运用多用电表进行一定的探究活动，提高学生应用物理知识解决实际问题的能力。

【教学过程】

（一）体验性探究

1．多用电表的性能

多用电表，通常叫万用表，它是实际生活中在电器安装、使用、维修过程中必备的常用的仪表，万用表具有用途多、量程广、使用方便等优点，它可以用来测量____、______、____和______，而且每一种测量又具有多个量程。

虽然使用方便，但是其准确率稍低。

2．多用电表的原理

多用电表由一只灵敏的______，与若干元件组成测量电路，每进行一种测量时只使用其中的一部分电路，其他部分不起作用。

（1）直流电流表

直流电流档的几个档位实际是由同一个表头改装而成的几个_______不同的电流表。

（2）直流电压档

直流电压档的几个档位实际是由同一表头改装而成的几个________不同的电流表。

在多用表中仅是几个分流电阻、分压电阻，在电路设计中有合理的综合利用。

（3）电阻档（欧姆表）

原理：

闭合电路的欧姆定律。

欧姆表构造如上图所示，G是内阻为、满偏电流为的电流表，R是可变电阻，也叫_________电阻，电池的电动势是E、内阻为。

①当红、黑表笔相接触时如图甲，相当于被测电阻______，调节____的值，使电流表的指针达到____，且____，所以电流表的满刻度处被定为电阻档的____。

②当红、黑表笔不接触时图乙，相当于被测电阻______，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。

③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I值对应的值，就可以从刻度盘上直接读出的值。

④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，。

欧姆表的刻度是______的，零刻度在刻度盘最____，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：

①欧姆表指针偏转角度越大时，说明流过欧姆表的电流____，也说明待测电阻____；②欧姆表的刻度是不均匀的；③欧姆表使用的电池久了，它的内阻变得______，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____。

3．多用电表的使用

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______插入“+”插孔，将______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____，黑表笔连接的是表内电源的______，因此，电流是从______流入，从______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：

①选档接着_______；②换档重新_______；③示数要乘倍率；④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；⑤被测电阻要跟电源、其他元件_______。

（二）任务驱动，探究合作

1．阐述的作用？

如果电路中再串联一个电阻箱，不断改变联入线路的数值，为使电路电流达到，应当如何调节？

2．在不变的前提下，分析电流计中电流的变化规律？

写出表达式？

不同的电流对应不同的，如果将表盘换成待测电阻，试表述表盘的特点，并标出、和时的位置和对应的电流？

3．共用一个灵敏电流计，充当不同仪表与作为欧姆表测量电阻所对应的不同倍率中，在都达到满偏时，是否相同？

试比较测量电流、电压和电阻时，红黑表笔电流的流向及两表笔电势的高低？

4．欧姆档上对应的数据×1，×10，×100，×1k与电流档1，10，100，电压档上2．5，10，50，250，500所对应数据的意义有什么不同？

（三）释疑解惑

1．关于晶体二极管

晶体二级管是用半导体材料制成的，它有两个极，一个叫正极，一个叫负极，它的符号如右下图所示。

晶体二级管具有单向导电性（符号上的箭头表示允许电流通过的方向）。

当给二级管中正向电压时，它的电阻很小，电路导通（如图甲所示）；当给二极管加的向电压时，经的电阻很大，电路截止（如图乙所示）。

2．电学黑盒问题的分析方法

一般的“电学黑盒”有四种，一是纯电阻黑盒，二是纯电源黑盒，三是由电阻和电源组成的闭合电路黑盒，四是含电容器、二级管的黑盒。

为了根据对黑盒外部接线柱的测试结果，判定黑盒内部的元件的种类和电路的连接方式。

除了应熟悉电路的基本规律之处，还必须善于利用伏特表和万用表欧姆档进行测试（注意，若要用欧姆表测试，必须用伏特表判定盒内无电源后，才能进行。

想一想；为什么？

），并对结果作出正确的分析和判断，一般判断的依据如下。

（1）电阻为零，两接线柱由无阻导线短接。

（2）电压为零，有下述可能性。

若任意两接线之间电压均为零，盒内无电源。

若有的接线柱之间电压为零，则：

①两接线柱之间电压为零；

②两接线柱中至少有一个与电源断路；

③两接线柱之间有电动势代数和为零的反串电池组。

（不要求掌握）

（3）电压最大，两接线柱之间有电源。

（4）正向和反向电阻差值很大，两接线柱之间有二极管。

（5）有充放电现象（欧姆表指针偏转，然后又回到“”刻度）一两接线柱之间有电容器。

在分析和解答盒问题时，还必须注意问题的多解性，因为不同的内部结构，其外观表现往往相同，所以不仅答案多种多样，而且在无条件限制时，还可能有无数多解答。

“黑盒问题”的这一特点，对培养求异思维能力具有特殊意义。

总结：

应用多用表测判黑箱内电学元件的思路：

【典例剖析】

例1有关欧姆表的使用，下列说法中正确的是（　）

A．更换测量档时，需要重新调零

B．测量电阻时，表的指针偏转角度越大，误差就越小

C．使用完毕应将选择开关旋至交流电压最高档或“OFF”档

D．如果指针偏转太小，应改用大量程测量

解析：

欧姆表的指针指在中值电阻附近时，读数误差较小，由于电阻的测量值等于表在示数乘倍率，指针相对电流零刻度偏转太小，即电阻的表示数太大，说明率太小，应增大倍率，即改用较大量程档测量。

为了安全，使用完毕应将选择开关旋至交流电压最高档或“OFF”档，欧姆表使用时，每换一次必须重新调一次零。

答案：

ACD

例2某同学用多用电表测电阻，所用多用电表的欧姆档有×1，×10，×100，×1k四档，他先测时用×100档，调零后测量发现指针偏转角度太小，为了获得较为准确的测量值，他的正确的做法是_______。

解析：

用×100档测量时指针偏转角太小，说明未知电阻的阻值太大，因此，正确做法是把选择开关板到×1K档位，再把两根表笔短接，调节调零电阻，使指针指在电阻刻度的零位上，然后把两根表笔分别与的两端相接，方可读出较准确的示数。

说明：

空置状态的欧姆表指针在“∞”Ω的位置，因此，指针偏转角太小，说明待测电阻太大，反之，指针偏转角太大，说明待测电阻太小，这两种情况都不便于读出准确示数，通常表头指针在中间刻度附近，可方便读出较准确数值。

就本题而言很容易忽略换档后重新调零，这是值得注意的问题。

例3如下图所示多用表欧姆档的原理示意图，其中电流表的满偏电流，内阻调零电阻最大阻值，串联的固定电阻，电池电动势，用它测量电阻能准确测量的电阻范围是（　）

A．　B．　C．　D．

解析：

当红表笔、黑表笔直接上接调零时，，所以，

。

当指针指在中间（中值电阻）时，被测电阻为，则：

。

使用欧姆表读数时，由于其刻度的中央部分比较均匀，故在中值电阻左右读数最为准确，所以能准确测量的阻值范围应是B。

答案：

B

【自我测评】

1．关于多用电表表面上的刻度线，下列说法中正确的是（　）

A．直流电流刻线和直流电电压刻度线都是均匀的，可以共用一刻度

B．电阻刻度是不均匀的

C．电阻刻度上的零刻度与直流电流的最大刻度线相对应

D．电阻刻度上的零刻度与直流电流的最大刻度线不对应

2．用多用电表欧姆档测电阻，有许多注意事项，下列说法中哪些是错误（　）

A．测量前必须调零，而且每测一次电阻都要重新调零

B．每次换档后必须电阻调零

C．待测电阻如果是连接在某电路中，应把它先与其他元件断开，再进行测量

D．两个表笔要与待测电阻接触良好才能测得较准确，为此应当用两个手分别将两个表笔与电阻两端紧捏在一起

3．关于欧姆表，下列说法正确的是（　）

A．欧姆表是根据闭合电路欧姆定律制成的

B．由于电流强度和电阻成反比，所以刻度盘上的刻度是均匀的

C．使用欧姆表时，选择好一定量程的欧姆档后首先应该将两表笔短接，进行电阻调零

D．当换用不同量程的欧姆档测量电阻时，可不必进行电阻调零

4．甲、乙两同学使用欧姆表测量某电阻，他们都把选择开关旋到“×100”档，并能正确操作，他们发现指针偏角偏小，于是甲把选择开关旋到“×1k”档，乙把选择开关旋到“×10”档，但乙重新调零，而甲没有重新调零，则以下叙述正确的是（　）

A．甲选档位错误，而操作正确

B．乙选档正确，而操作错误

C．甲选档错误，且操作错误

D．乙选档错误，而操作正确

5．如图所示的电路为欧姆表原理图，电池的电势，G为电流表，满偏电流为200，当调好零后，在两表笔间接一被测电阻时，电流表G指针示数为50，那么的值是（　）

A．7．5　　B．22．5　　C．15　　D．30

6．当使用多用电表测电阻的实验中，有两个待测电阻和，的阻值约为2，的阻值约为30Ω，要求先测量，再测量，并且使测量值尽可能准确，有以下实验步骤请按要求从中选出所需步骤，按实验操作顺序将各步骤的号码填入空白中_______（下列各项操作视实际需要可重复利用也可不用）。

A．将选择开头旋到欧姆档“×10”量程上

B．将两表笔分别与待测电阻的两端上接

C．将选择开关并旋到欧姆档“×1K”量程上

D．将两表笔相接触

E．调整安全螺丝，使指针提在表盘刻度左端的“0”位置

F．读出指针示数，然后乘以量程倍率，得到电阻的阻值

G．将选择开关旋到欧姆档“×100”量程上

H．将选择开头旋至交流最高电压档

I．将选择开关旋到欧姆档“×1”量程上

J．调整零旋扭，使指针指在电阻刻度的零位上

7．把一量程内阻100Ω的电流表改变成欧姆表，线路如下图所示，现备有如下器材（　）

A．电源E＝3V

B．变阻器0～100Ω

C．变阻器0～500Ω

D．红表笔

E．黑表笔

（1）变阻器选用____________________。

（2）红表笔接__________端，黑表笔接___________端。

（3）电流表2mA刻度处换成电阻刻度，其电阻值应为__________。

8．把一只毫安表改装成欧姆表，其电路如上图所示，当红表笔和黑表笔相接触时，调节可变电阻R，使毫安表指针满刻度，指到6mA，已知电源电动势E＝3V，将毫安表的电流刻度改为对应的电阻刻度值，填在下表中。

电流刻度值

电阻刻度值

0

2mA

4mA

6mA

2019-2020年高中物理《多用电表教案粤教版选修3-1》

三维教学目标

1、知识与技能：

理解并掌握欧姆表和多用电表的制作原理。

2、过程与方法：

动手操作，学会用多用电表测量小灯泡的电压、电流、及二极管的正、反向电阻。

3、情感、态度与价值观：

培养学生探索、发现，勇于创新的精神。

教学重点：

欧姆表和多用电表的制作原理。

教学难点：

理解欧姆表和多用电表的制作原理。

教学方法：

讲授法、讨论法、实验法。

教学用具：

：

投影仪、多用电表（指针式、数字式）、小灯泡、电池、电键、导线（若干）、二极管。

教学过程：

第8节多用电表

（一）引入新课

我们已经学习过把电流表改装成电压表和量程较大的电流表的原理，能否将电流表改装成测量电阻的欧姆表呢？

下面我们就来探究这方面的问题。

（二）进行新课

1、欧姆表教师活动：

（投影）教材例题1：

将电流表的“10mA”刻度线标为“0Ω”，“5mA”刻度线标为“150Ω”，其它电流刻度按的规律转为电阻的标度，这样，电流表就改装成了直接测电阻的仪器。

总结：

（投影）图2.8-2，这就是一个最简单的欧姆表的电路原理图。

实际的欧姆表就是在这个原理的基础上制成的。

2、多用电表将电压表、电流表、欧姆表组合在一起就成了多用电表。

图2.8-3和2.8-4。

图2.8-3分别表示电流表、欧姆表、电压表的电路示意图。

把它们组合在一起，在图2.8-4的基础上画出最简单的多用电表的电路，并说明转换测量功能。

教师：

图2.8-5，说出那些位置是电流挡、那些位置是电压挡、那些位置是欧姆挡？

哪些位置的量程比较大？

教师：

图2.8-6和2.8-7，向学生介绍指针式多用电表和数字式多用电表的外形和各部分结构。

3、练习使用多用电表

准备

（1）观察多用电表的外形，认识选择开关的测量项目及量程。

（2）检查多用电表的指针是否停在表盘刻度左端的零位置。

若不指零则可用小螺丝刀调整机械调零旋钮使指针指零。

（3）将红、黑表笔分别插入“+”、“-”插孔。

测电压

（4）将选择开关置于直流电压2.5V挡，测1.5V干电池的电压。

（5）将选择开关置于交流电压250V挡，测220V的交流电压。

测电流

（6）将选择开关置于直流电流10mA挡，测量1.5V干电池与200Ω电阻串联回路的电流。

测电阻

（7）将选择开关置于欧姆表的“×1”挡，短接红、黑表笔，转动调整欧姆零点的旋钮，使指针指向欧姆表刻度的零位置。

（8）将两表笔分别接触几欧、几十欧的定值电阻两端，读出欧姆表指示的电阻数值并与标准值比较，然后断开表笔。

（9）将选择开关置于欧姆挡的“100”挡，重新调整欧姆零点，然后测定几百欧、几千欧的电阻，并将测定值与标准值进行比较。

测二极管的正、反向电阻

（10）首先弄清两个问题：

①二极管的单向导电性。

如图2.8-10，电流从正极流入电阻较小，从正极流出时电阻较大。

②欧姆表中电流的方向。

从黑表笔流出，经过待测电阻，从红表笔流入。

（11）测正向电阻：

将选择开关置于欧姆表的“×10”挡，短接红、黑表笔，转动调整欧姆零点的旋钮，使指针指向欧姆表刻度的零位置。

黑表笔接二极管正极、红表笔接二极管负极（如图2.8-11），读出欧姆表指示的电阻数值，乘以倍率，记下正向阻值。

（12）测反向电阻：

将选择开关置于欧姆表的“×1000”挡，短接红、黑表笔，转动调整欧姆零点的旋钮，使指针指向欧姆表刻度的零位置。

黑表笔接二极管负极、红表笔接二极管正极（如图2.8-12），读出欧姆表指示的电阻数值，乘以倍率，记下反向阻值。

（13）实验完毕，将表笔从插孔中拔出，并将选择开关置于“OFF”挡或交流电压最高挡。

【说明】

1、多用电表在使用前，一定要观察指针是否指向电流的零刻度，若有偏差，应调整机械零点。

2、合理选择电流、电压挡的量程，使指针尽可能指在表盘中央附近。

3、测电阻时，待测电阻要与别的元件断开，切不要用手接触表笔。

4、合理选择欧姆挡的量程，使指针尽可能指在表盘中央附近。

5、换用欧姆档的量程时，一定要重新调整欧姆零点。

6、要用欧姆档读数时，注意乘以选择开关所指的倍。

；

7、实验完毕，将表笔从插孔中拔出，并将选择开关置于“OFF”挡或交流电压最高挡。

长期不用，应将多用电表中的电池取出。

思考与讨论：

（投影）教材图2.8-13。

两位同学在多用电表用完后，把选择开关放在图示的位置，你认为谁的习惯比较好？

5、实例探究

欧姆表的使用

例1、某人用多用电表按正确步骤测量一电阻的阻值，当选择欧姆挡“×1”挡测量时，指针指示位置如下图所示，则其电阻值是__________。

如果要用这只多用电表测量一个约200欧的电阻，为了使测量比较精确，选择开关应选的欧姆挡是_________。

改变挡位调整倍率后，要特别注意重新____________________。

答案：

12Ω，“×10挡”，调整欧姆零点。

例题2、调整欧姆零点后，用“×10”挡测量一个电阻的阻值，发现表针偏转角度极小，那么正确的判断和做法是（）

A.这个电阻值很小。

B.这个电阻值很大。

C.为了把电阻值测得更准确些，应换用“×1”挡，重新调整欧姆零点后测量。

D.为了把电阻值测得更准确些，应换用“×100”挡，重新调整欧姆零点后测量。

答案：

BD

欧姆表的测量原理

例3、如图所示为多用电表欧姆挡的原理示意图。

其中，电流表的满偏电流为300μA，内阻rg=100Ω，调零电阻最大值R=50kΩ，串联的定值电阻R0=50Ω，电池电动势E=1.5V。

用它测量电阻Rx，能准确测量的阻值范围是（）

A.30～80kΩB.3～8kΩC.300～800ΩD.30～80Ω

解析：

用欧姆当测量电阻时，指针指在表盘中央附近时测量结果比较准确。

当电流最大时，由，其中为欧姆表的内阻。

得

用它测量电阻Rx时，当指针指在表盘中央时得

故能准确测量的阻值范围是5kΩ附近。

选项B正确。

用多用电表测电流

例4、用多用电表测量如图所示的电路中通过灯泡的电流时，首先把选择开关拨到_______挡，然后把多用电表联在电路中，则电流应从表笔流入，从表笔流出。

答案：

直流电流，串，红，黑