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2019-2020年滬科版3-1選修三3.4《多表電表電路分析與設計》WORD教案1 一、【教學目標】（宋體小四加粗） 1、知識與技能： （1）知道多用電表的簡單構造及各組件的作用。 （2）學會多用電表測量電阻的方法。 （3）能正確讀出電阻的測量值。 （4）理解多用電表測電阻的原理。 2、過程與方法： （1）通過本設計內容的學習，經歷科學探究的一般過程。 （2）在自主實驗活動中，運用觀察、實驗的方法，初步學會多用電表的使用方法。 3、情感、態(tài)度與價值觀： （1）通過演示和模仿實驗，感悟一絲不茍的求真、求實的科學精神，激發(fā)科學探究的愿望。 （2）通過學習多用電表測電阻的原理，領略前人的聰明才智。 （3）通過自主活動過程，增強與他人合作交流的意識。 二、【教學重點與難點】 教學重點：學會使用多用電表。 教學難點：理解多用電表測電阻的原理。 三、【教學準備】 多媒體，實物投影儀，多用電表、干電池、電阻、電阻箱、電鍵、導線等 四、【教學過程】 1、教學流程圖 情景1 設問1.2.3 活動1 觀察 分析 原理 多用電表 測量電阻 的原理 活動2 學生實驗 活動3 鞏固訓練 2、流程圖說明 （1）情景1： 設問1、什么儀器可以測量電壓？什么儀器可以測量電流？ 設問2、利用什么方法可以測量電阻？ 設問3、有沒有辦法可以將三個測量儀器放在一起呢？ （2）活動1： 觀察多用表的外部結構以及內部結構圖 （3）分析原理 探究實驗：探究電流表的電流與待測電阻阻值的關系。 （4）多用表測量電阻的原理：閉合電路歐姆定律 （5）活動2： 用多用表測量電阻的阻值并演示 （6）鞏固訓練：課堂例題 C．多用電表的使用 ——測電阻的基本原理 第一部分： 情景創(chuàng)設：在之前的課上，我們已經學習得了電路的基礎知識。請根據學過的知識回答一下的問題。 提問1、用什么儀器可以測量電壓？測電流呢？ 學生回答：電壓表、電流表 提問2、有什么方法可以測量電阻？ 學生回答：多用表。 在勞技課上，大家已經學過用多用表測電阻的方法，那么有沒有想過多用表為什么能夠測量電阻呢？測量的原理是什么呢？ 今天我們這節(jié)課重點來研究一下多用表測電阻的基本原理。 第二部分： 一、 多用表的外部結構 請大家觀察一下多用表的外部結構。 提問3、請同學說說看觀察到什么？ 同學回答：有一個大的旋鈕和一個小的旋鈕，上部有刻度，還有兩個可以插表筆的插孔 請大家一起來看一下屏幕 多用表的外部有六個部分組成： 1、 刻度盤：標有測電壓、電流、電阻的刻度線 提問4、仔細看刻度盤從上數下來第1根刻度線，是測量哪個物理量的刻度線？第2根呢？你怎么看出來的？ 學生回答：電阻，電壓、電流，每根刻度線的右側都標有相應物理量的單位。 2、 指針：停在最左側刻度線處 我們之前已經用定位螺絲校準過了。 3、 選擇開關：選擇測量物理量，測電阻時打到歐姆檔，共五檔，每當稱為倍率檔。 4、 調零旋鈕：測量電阻時校準電阻零刻度 5、 測試桿插孔 6、 表筆：紅表筆插正孔，黑表筆插負孔。 二、 多用表內部結構 打開多用表，其內部結構并不復雜，主要由3個部件組成：一節(jié)5號電池，靈敏電流計，可變電阻，串聯在一起。 如圖所示：虛線框內為其內部結構 現在我們一起來動手做一個多用表。 探究實驗：自制多用表 器材： 1、 一節(jié)一號電池 2、 靈敏電流計：靈敏電流計與電流表相比，量程較小，測量的電流較小。 3、 電阻箱： 將電阻箱放在投影儀上 提問5、將此電阻箱接入電路，阻值為多少？改變阻值后，現在呢？ 學生回答：4390歐，9999歐 提問6、請大家想想看，問什么我用電阻箱而不用滑動變阻器呢？ 學生回答：電阻箱阻值大，可以到9999歐。 補充：使用電阻箱的優(yōu)點1、阻值可讀，2、電阻箱阻值大0~9999歐，3、靈敏電流計測量電流值小，阻值太小不行。 G R0 將這樣三樣儀器按多用表內部連接方式用導線串聯電路，如下圖所示電路圖: （1） 這個變阻箱用R0表示 （2） 展示這兩個鱷魚夾就相當于紅、黑表筆。 演示實驗1：（教師演示） 1、 兩個鱷魚夾直接接在一起。觀察屏幕，靈敏電流計的刻度顯示電流值，此時多用表外部電阻為零。 2、 再接一個變阻箱在兩個鱷魚夾間，觀察屏幕，指針偏轉，指在一根刻度線上。 3、 改變變阻箱阻值，指針又偏轉，指在另一根刻度線上。 4、 再次改變電阻箱阻值…… 多次改編后，我們可以發(fā)現，Rx電阻箱不同阻值對應靈敏電流計表盤上的不同刻度，Rx阻值與電流表刻度有一一對應的關系，利用這一對應關系，將電流表每根刻度對應的阻值記在刻度盤上，我們就可以得到一根電阻的刻度線了。 G R0 Rx G R0 這樣利用這一簡單電路，我們就能將靈敏電流計改裝成一個歐姆表測電阻了。 我們在使用任何一臺測量儀器的時候都希望測量的范圍越大越好，這個靈敏電流計測量的范圍在0~30刻度之間，將電路還原后，現在指針指在10刻度線上，測量的范圍較小。 提問7、請大家想想看，有沒有辦法可以使指針偏轉到30刻度線處呢？ 演示實驗2：（學生演示） 1、通過改變電阻箱R0的阻值，指針偏轉到了最大刻度30處 提問8、此時，相當與多用表外部接了個阻值多少歐的電阻？ 學生回答：0歐。 2、請學生在電流表的刻度盤上做一根電阻的刻度線，在線上表上0歐刻度。 3、接著，將電阻箱Rx接入紅、黑表筆之間，將阻值打到1000歐、2000歐、3000歐，依次類推，并依次標出相對應的刻度線。 4、請同學標出刻度線。（將任一導線斷開） 現在兩位同學已經在靈敏電流計的刻度盤上標記了一根電阻的刻度線，這樣，只要再找個盒子將這三個器材放入，露出表頭和和紅黑夾子，一個簡易的歐姆表就做好了。 提問9、請大家觀察一下屏幕上的兩根刻度線，看看兩者有什么區(qū)別 學生回答：兩根刻度線相反，電阻刻度線不均勻。 提問10、為什么會有這樣的現象呢？請大家試試用已經學過的閉合電路歐姆定律的知識來解釋這一現象。 學生回答，教師整理： 根據閉合電路歐姆定律，流過靈敏電流計的電流 其中為多用表的內阻，用表示。 1、不同，不同，所以電流和電阻有一一對應的關系。 2、變大，變小；變小，變大，所以電阻刻度和電流刻度相反。 3、根據數學知識，和不是線性關系，所以，電流均勻變化時，電阻不均勻變化，這就是電流刻度線均勻，電阻刻度線不均勻的原因。 大家仔細觀察一下多用表刻度盤上的刻度線，可以看到，電流和電阻的刻度線是符合這兩個特征的。 由此可知，多用表測電阻的基本原理就是閉合電路歐姆定律。 三、 多用表測電阻的基本原理：閉合電路歐姆定律 學生實驗：用多用表測量電阻 請大家根據勞技課學過的測量知識動手測量一下電阻的阻值。 請一名同學上臺演示操作過程，指出其操作上的錯誤。 總結：1、選擇倍率檔 2、兩表筆短接，用調零旋鈕調零 3、阻值=讀數倍率 提問11、根據自制歐姆表的知識，調零時，調節(jié)的是多用表內部的哪個元件？ 學生回答：可變電阻 提問12、因為電阻刻度不均勻，所以指針在中間區(qū)域讀數較為準確，如果剛才測量時發(fā)現指針偏轉角很小，應該怎樣處理？ 學生回答：重選倍率檔。 提問13、此時應如何改變倍率檔？改大還是改小？ 學生回答：偏轉角小，說明待測電阻阻值較大，應改大倍率檔。 教師提示：重選倍率檔后，一定要重新調零。 總結：今天我們這節(jié)課認識了多用電表的外部和內部結構，重點研究了多用表測電阻的基本原理，知道多用表是根據閉合電路歐姆定律來測量電阻，并練習使用多用表測量了一個電阻的阻值。 請大家完成接下來的練習來鞏固課堂內容。 四、 鞏固練習。 例題1、某歐姆表所用表頭（電流表）的滿偏電流為0.5mA，電池的電動勢為1.5V，則表盤中央的刻度值為______歐。在測量電阻時，若指針偏角是滿偏角度的1/3，則被測電阻值為______歐。 答案： 五、回家作業(yè)：多用電表的使用（一）練習卷 Ⅱ：教案設計說明 本設計的內容是：使用多用電表測量電阻，多用電表測電阻的原理。 本設計的基本思路是：以物理實驗室常用的學生電流表為基礎，教師通過的演示和學生的模仿等一系列教學活動，使學生初步學會多用電表的使用方法。以學生已學習過有關直流電路的基本知識，教師通過的引導和學生的探究等一系列教學活動，使學生初步理解多用電表測電阻的原理。 本設計要突出的重點是：是要求學生學會使用多用電表。方法是：教師通過的演示和學生的模仿等一系列教學活動，使學生初步學會多用電表的使用方法。 本設計要突破的難點是：理解多用電表測電阻的原理。方法是：通過教師的引導和學生的探究等一系列教學活動，使學生初步理解多用電表測電阻的原理。 完成本設計的內容約需1課時。 Ⅲ：教學反思 在學習本節(jié)課之前，學生已學習過有關直流電路的基本知識，并已經基本掌握了物理實驗室常用的學生電流表和電壓表的使用方法，在勞技課上已經接觸過多用表，這些都是學習本設計內容所必需的。 這節(jié)課在老教材體系中強調的是多用表的使用，對操作的要求很高，對于測量的原理不作要求，新教材與老教材相比，增加了對與測量原理的理解的內容，將多用電表的使用這節(jié)課從老教材時期的實驗課，轉變?yōu)樵趯嶒灥幕A上與本章節(jié)核心知識點——閉合電路歐姆定律聯系的一堂理論聯系實際的課，契合二期課改的精神，體現了物理學科的特點。 本設計的內容是：使用多用電表測量電阻，多用電表測電阻的原理。 本設計的基本思路是：以物理實驗室常用的學生電流表為基礎，教師通過的演示和學生的模仿等一系列教學活動，使學生初步學會多用電表的使用方法。以學生已學習過有關直流電路的基本知識，教師通過的引導和學生的探究等一系列教學活動，使學生初步理解多用電表測電阻的原理。 本設計要突出的重點是：是要求學生理解多用電表測電阻的原理和方法。方法是：教師通過的演示和學生的模仿等一系列教學活動，使學生初步學會多用電表的使用方法。 本設計要突破的難點是：理解多用電表測電阻的原理。方法是：通過教師的引導和學生的探究等一系列教學活動，使學生初步理解多用電表測電阻的原理。 在教學設計時，在新課導入時處理為問題情景設置，由三個簡單的問題，“什么儀器可以測量電流、電壓、電阻三個物理量”，將學生從之前理論知識的學習引導入實踐領域，啟發(fā)學生回憶勞技課上用多用電表測電阻的實踐后，用一個問題，“為什么多用電表能夠測出電阻”，激起學生的學習興趣，從而點出本堂的課的教學重點是探究多用表測電阻的基本原理。從教學效果來看，這四個問題用時不過短短的兩、三分鐘，確實將學生引入了學習的環(huán)境，三個簡單的問題全體學生都能回答，但是第四個問題提出后可以發(fā)現，基本上沒有學生在使用過多用表后有思索過測量的原理，可見，現在教育體制下的學生，習慣的是被動的學習，很少會主動的思考，提出問題，這不得不說是一個遺憾，是值得我們在今后的教學中引起關注的一個問題。 本堂課的教學過程，基于物理學科的特點，我采用的是最基本的觀察現象，用理論解釋現象的教學過程，這是我們物理學科的基本功。 在用問題引導到新課后，第一步讓學生做的就是觀察多用表的外部結構，要求學生觀察仔細，在學生觀察的基礎上，做出正確說明。 第二步轉到多用表的內部結構，將學生引入到本堂課的重點內容，關于如何展開，經過思考后，我做了一個創(chuàng)新，本節(jié)課書本上對原理的闡述，采取的是剖析的方法，在說明了電表的內部結構后，通過理論推導，填寫量化的表格，配以必要的說明，來講解所用表測電阻的原理，這是比較傳統(tǒng)的教學方法，但理論基礎不是很扎實的同學在理解時不容易理解準確，所以，我設計了一個實驗，在說明多用表內部結構的基礎上，用三個實驗儀器自己動手做一個多用表，在做的過程中，引導學生通過觀察、引出現象、理論解釋，一步一步深入理解，在表做好的同時，在有了直觀感受的基礎上，充分理解本堂課的重點和難點。從課后的作業(yè)反饋來看，學生的理解都比較深刻，對于原理都能夠正確的理解和掌握，并能做出簡單的應用。這一教學過程在設計時遇到了不少的問題，原本是設計成學生探究實驗，讓每個學生都自己動手制作多用表，但課前準備時發(fā)現在改裝靈敏電流計的過程中，最初采用的是滑動變阻器，發(fā)現即使只使用一節(jié)電池，再串聯上1500歐的保護電阻，電流都遠遠超出電流計的量程，實驗無法進行，經過反復實驗，最終決定使用電阻箱效果最好，但這樣的話實驗室沒有足夠的電阻箱，所以用一套來做演示，不過在課上，我設計了在儀器展示環(huán)節(jié)，先說明靈敏電流計與電流表的最大區(qū)別在于它量程小，只能測很小的電流，然后展示電阻箱，特意選擇9999歐阻值讓學生讀數，做好這兩個鋪墊后，讓學生思考我選擇電阻箱而不用滑動變阻器的原因，學生說出了一是電阻箱阻值可讀，二是電阻箱靈敏，但是就是沒有想到要和電流計聯系，說明一是鋪墊的還不夠到位，二是以前課堂上類似的提問不多，多是解題、復習類的問題，不過在我提示后，同學大多都能領會。這一過程能讓學生體會到科學研究的實驗態(tài)度。在實驗現象上，原本是采用書本上的量化表格，但這樣現象不是很直觀，后來設計成直接在靈敏電流計的刻度盤上利用電阻電流一一對應的關系，將電流計的刻度線改成電阻的刻度線，這樣既直觀，現象明顯又與多用表實際改裝相對應，在改好的刻度盤上，學生成功的觀察到了電流、電阻刻度線的兩大區(qū)別，相反和電阻刻度不均勻，說明改裝是成功的，有了現象后再引導學生利用已經學過的知識來解釋這一現象，大部分學生都能用閉合電路歐姆定律做出正確的解釋，能夠正確解釋現象，就能準確理解多用表測電阻的原理。 最后由學生實際動手操作用多用表測量電阻的實驗，并指出同學操作不規(guī)范的地方那個，實際操作作為第二課時的內容未作重點展開。 在設計這堂課的過程中，得到組內很多老師的支持和指點，幫助我把整堂課做了“瘦身”，剪掉了很多對突出重點沒有很大幫助的內容，例如原本我還設計了測量誤差分析的環(huán)節(jié)，但這對學生的要求很高，而且占用時間太多。在課后討論中，也發(fā)現了不少的問題，有些是設計欠缺，例如，在結束部分，我應該留出時間給學生鞏固一下原理，配合例題，當堂測試教學效果，完全可以把測量放在第二課時來解決。 通過這堂課的教學和反思，我獲益頗多，注意到了很多平時忽略的教學細節(jié)，在今后的教學中我會注意做出改進。 （指導者：劉啟煌）