2. 职业资格
  3. 阅读下列材料，完成教学设计。 材料一：某版本高中物理教材“电流表和电压表”一节内容节选。 高中物理 选修3-1 这个电阻的大小与原来两个电阻的大小有什么关系? 由于R1与R2是并联的，流过它们的总电流I等于两个电阻上的

阅读下列材料，完成教学设计。 材料一：某版本高中物理教材“电流表和电压表”一节内容节选。 高中物理 选修3-1 这个电阻的大小与原来两个电阻的大小有什么关系? 由于R1与R2是并联的，流过它们的总电流I等于两个电阻上的

admin2015-12-22  44
问题 阅读下列材料，完成教学设计。
    材料一：某版本高中物理教材“电流表和电压表”一节内容节选。
高中物理  选修3-1
    这个电阻的大小与原来两个电阻的大小有什么关系?
     
    由于R1与R2是并联的，流过它们的总电流I等于两个电阻上的电流I1，I2之和，即
    I=I1+I2
两个电阻上的电压U，是相同的，把上式两旁同除以U，得
                  
由欧姆定律，得
                  
不难证明，如果多个电阻并联，那么
                  
即并联电路总电阻的倒数等于各支路电阻的倒数之和。
思考与讨论
    试证明：
    (1)n个相同的电阻并联，总电阻为一个电阻的n分之一；
    (2)若干不同的电阻并联，总电阻小于其中最小的电阻。
    电压表和电流表    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。表头的工作原理涉及磁场对通电导线的作用，这是下一章学习的内容。从电路的角度看。表头就是一个电阻，同样遵从欧姆定律。表头与其他电阻的不同仅在于通过表头的电流是可以从刻度盘上读出来的。
    电流表G的电阻Rg叫做电流表的内阻。指针偏转到最大刻度时的电流I，叫做满偏电流。电流表G通过满偏电漉时，加在它两端的电压U，叫做满偏电压，由欧姆定律可知，Ug=IgRg。
思考与讨论
    图2.4-5是某一电流表G的刻度盘。使用时指针指着某一电流刻度，表示通过电流表的电流为某一数值，而且也意味着表头的两接线柱之间其有一定大小的电压，因此，电流表G实际上也是一个小量程的电压表。
      
    如果图中电流表的内阻是100Ω，怎样在这个刻度盘上标出相应的电压数据?
    表头的满偏电压和满偏电流一般都比较小，测量较大的电压时要串联一个电阻把它改装成电压表；测量较大的电流时则要并联一个电阻，把小量程的电流表改装成大量程的电流表。
    例题1    有一个电流表G，内阻Rg=30Ω，满偏电流，Ig=1mA。要把它改装为量程0～3V的电压表，要串联多大的电阻?改装后电压表的内阻是多大?
    解    电压表V出表头G和电阻R串联组成，如图2.4-6的虚线框所示。电压表的量程是0～3V，是指电压表V两端的电压为3V时。表头的指针指在最大刻度，即通过电流表G的电流等于Ig。
      
    此时表头G两端得到的是满偏电压Ug=IgRg=0.03V。电阻R分担的电压为Ug=U-Ug=2.97V。
    由欧姆定律可以求出分压电阻
      
    电压表V的内阻等于Rg和R串联时的总电阻，即
    RV=Rg+R=3.00×103Ω=3.00kΩ
    也可以选择整个电压表为研究对象。根据欧姆定律由求得电压表的内阻。
例题2    有一个电流表G，内阻Rg=30Ω。满偏电流，Ig=1mA。要把它改装为量程0～0.6A的电流表，要并联多大的电阻?改装后电流表的内阻是多大?
    解    电流表A由表头G和电阻R并联组成，如图2.4-7的虚线框所永。电流表量程为0～0.6A，是指通过电流表A的电流为0.6A时。表头的指针指在最大刻度，即通过电流表G的电流等于Ig。
   
    此时通过电阻R的电流IR=I-Ig=(0.6-0.001)A=0.599A。由欧姆定律可以求出分流电阻
               
   电流表内阻RA等于Rg与R的并联值，由
               
   解出RA，然后代入数据，得
               
    也可以选择整个电流表为研究对象，根据欧姆定律由求得电流表的内阻。
    材料二：教学对象为普通高中二年级学生，此前已学习了部分电路、闭合电路的欧姆定律、电阻定律，串并联电路的规律以及电路的电功、功率等知识。
    根据上述材料，对该课的教学过程进行设计。
选项
答案教学内容：电流表和电压表 教学目标 1．了解电流表(表头)的工作原理，知道什么是满偏电流和满偏电压。 2．理解电流表改装原理，掌握电流表G改装成电流表A和电压表V的方法与计算。 教学重难点 电流表G改装成电流表A和电压表V的方法与计算 教学过程 前面我们已经学习了部分电路、闭合电路的欧姆定律、电阻定律、串并联电路的规律以及电路的电功、功率等知识，今天开始我们来学习这些知识的应用──实验。实验是本章的重点，我们从最基本的仪器──电流表、电压表开始。常用的电压表和电流表都是由小量程的电流表(表头)改装而成的。 构造：由永磁铁和放入永磁铁磁场中的可转动线圈组成。 工作原理：磁场──线圈中有电流通过──磁场力作用──线圈带动指针一起偏转。且指针偏角θ与电流强度I成正比，即θ=kI，故表的刻度是均匀的。 根据指针的偏角就可以知道电流的大小，在表头刻度盘上标出电流值就可以测量电流了。 根据欧姆定律，通过表头的电流跟表头两端的电压成正比，在刻度盘上直接标出电压值就可以测量电压。 几个相关概念： ①满偏电流：电流表的指针偏转到最大刻度时的电流Ig(不可超限)。 ②电流表的内阻：表头G的电阻Rg。 ③满偏电压：电流表G通过满偏电流时加在它两端的电压U(不可超限)。 Ug=IgRg 电流表G的满偏电流和满偏电压一般都比较小，测量较大的电压或电流要将小量程电流表加以改装。 [*] 2．把电流表G改为电压表V 设问：如何把一个小量程的电流表改装成一个量程较大的电压表呢? 启发学生回答：利用电阻的串联分压，即给电流表串联一个电阻，就可以把电流表改装成电压表。 方法：串联一个分压电阻R，如图所示 [*] 满偏电压：Ug=IgRg 分压电阻：[*] 电压表内阻：Rv=Rg+R 拓展：若量程扩大n倍，即[*]，则根据分压原理，需串联的电阻值[*]，故量程扩大的倍数越高，串联的电阻值越大。 注意：电压表V刻度盘上的电压值不表示加在电流表G上的电压UG，而表示加在电压表上的电压U。 3．将表头G改装为大量程的电流表 学生讨论：如何把一个小量程的电流表改装成一个量程较大的电流表呢? 由上不难分析出，利用电阻的并联分流规律，给电流表并联一个电阻，就可以把小量程的电流表改装成大量程的电流表。 方法：并联一个分流电阻R，如图所示， [*] [*] 拓展：若量程扩大n倍，即[*]，则根据并联电路的分流原理，需要并联的电阻值[*]，故量程扩大的倍数越高，并联的电阻越小。 注意：在测量大电流时，通过电流表G的电流不至于超过满偏电流Ig，并联了分流电阻，表头刻度盘上标出相应的电流值，它不表示流过电流表G的电流Ig，而表示流过电流表A的电流。 4．巩固练习，提问学生回答。 (三)总结、扩展 [*]
解析
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