《2019-2020年新課標粵教版3-1 選修三2.4《認識多用電表》 WORD教案4.doc》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《2019-2020年新課標粵教版3-1 選修三2.4《認識多用電表》 WORD教案4.doc（9頁珍藏版）》請在裝配圖網上搜索。

2019-2020年新課標粵教版3-1 選修三2.4《認識多用電表》 WORD教案4 教學目標 知識目標 了解歐姆表的基本構造，簡單原理和測量電阻的方法。 能力目標 會根據給出的具體數據考慮選用什么規(guī)格的儀器。 情感目標 引導學生理解觀察內容的真實性，鼓勵學生尋查意外現象及異?，F象所發(fā)生的原因。 培養(yǎng)學生細心操作、認真觀察的習慣和分析實際問題的能力。 教學設計 認識多用電表 一、教學目標 （1）了解用伏安法測電阻，無論用“內接法”還是“外接法”，測出的阻值都有誤差，懂得誤差的產生是由于電壓表的分流或電流表的分壓作用造成的。 （2）會根據給出的具體數據考慮選用什么規(guī)格的儀器。 （3）知道歐姆表測電阻的原理。 二、重點、難點 1.重點是使學生掌握引起測量誤差的原因及減小誤差的方法。 2.難點是誤差的相對性。 三、有關教學難點的突破 多用電表作直流伏特表和直流安培表用時，其紅黑表筆應分別接待測電路的正負極。那么，當它作歐姆表用時，為什么要將紅表筆連其內部電池E的負極（或黑表筆連E的正極）呢？這是教學中的疑難問題。 請看圖1所示的示教板，當多用電表作直流伏特表或直流安培表用時，表內的電池E均被擱置不用。此時紅表筆直接（或間接）連入表頭（電流表G）的正端，而黑表筆則連入表頭的負端。這樣，在測試中，將紅黑表筆分別接入待測電路的正負極時，電流將從紅表筆流入，依次流經表頭的正負端，均可使表針正常偏轉，即向右偏轉 當多用電表作歐姆表用于測電阻時，因有內部電池E而形成閉合電路。由于紅表筆另一端與其內部電池E的負極相連，這樣電流仍然從紅表筆流入，依次流經表G的正負端并使表針正常偏轉。 　　可見，多用電表不管是作直流電壓表、直流電流表用，還是作歐姆表用，在其測試過程中有一個共同點，就是電流方向總是從紅表筆流入的。這就決定了它作歐姆表用時，紅表筆的另一端必須連在內部電池的負極。這一點需在理解的基礎上牢牢記住。 　　可能要問：因待測電阻并無正負極性，那么，當多用電表作歐姆表用時為什么要記住紅黑表筆的極性呢？誠然，對于無極性的一般電阻的測試來說，紅黑表筆的極性是無實際意義的。但是，我們還可能遇到一些有極性電阻的測試，有如晶體二極管和晶體三極管的PN結的電阻是有極性的，其正向電阻甚小而反向電阻卻很大。為粗測晶體管的好壞就必須注意歐姆表兩表筆的正負極性。 　　也可能問：多用電表作歐姆表用時，若其內部電池的極性位置不動，而將紅黑表筆互換一下位置，不就輕易地變成了紅表筆接電池的正極了嗎？要注意，多用電表除表頭公用之外，兩根表筆也是公用的。若測電阻時兩表筆互換了位置，那么改測直流電壓或電流時又要將兩表筆互換回來。如此將兩表筆換來換去，不僅使用不便，還可能因疏忽一時忘記交換表筆而造成誤測以至損壞電表。 　　還可能問：多用電表作歐姆表用時，若紅黑表筆位置不動，而將內部電池的正負極位置交換一下，或者干脆將電池取出與待測電阻Rx直接串聯，如圖2所示。不是也可滿足紅表筆接電池正極的要求嗎？如果將其內部電池正負極交換位置，在測電阻時，閉合電路的電流將從紅表筆流出，恰與表G的正負端反向，表針將向左偏，在表盤上將無法指示讀數；如果像圖2那樣將電池取出進行測試，雖然具有測試的等效性，且滿足了紅表筆接電池正極的要求，但多了一個外加電池這個包袱，給測試增加不少麻煩，豈不“削足適履”！ 可知，現有多用電表內部電池的正負極性與紅黑表筆的連接是合理的，屬最佳選擇。 主要教學過程 多用電表的原理和使用 （一）原理 　　多用電表（通常叫萬用表）能夠測量直流電流、直流電壓、電阻、交流電壓等，并且每種測量都有幾個量程．多用電表具有用途多、量程廣、使用方便等優(yōu)點，因而有廣泛的應用． 　　多用電表由一只靈敏的直流電流表（表頭）與若干元件組成測量電路，每進行一種測量時，只使用其中一部分電路，其他部分不起作用．下面通過一個具體實例說明它的原理． 　　問題 　　現有一表頭，滿偏電流Ig=500微安，內阻Rg=200歐．用它作多用電表的表頭，要求多用電表具有下列各項量程： 　?。?）0～1毫安的直流電流擋． 　?。?）0～10毫安的直流電流擋． 　?。?）0～50伏的直流電壓擋． （4）0～500伏的直流電壓擋． （5）內阻為1．5千歐的電阻擋． 　　應該怎樣設計這個簡易多用電表的整個電路呢？ 　　直流電流擋 　　直流電流擋的電路如圖2-48所示．當公共端與1mA端接入被測電路中時，量程為I1=1毫安．當公共端與10mA端接入被測電路中時，量程為I2=10毫安． 　　當公共端與1mA端接入被測電路時，電阻R1和R2串聯．再與表頭內阻Rg并聯．由并聯電路中的電流分配關系可以求出 　　當公共端與10mA端接入被測電路時，電阻R1與表頭支路的電阻Rg+R2并聯．由并聯電路的特點可知 Ig（Rg+R2）=（I2-Ig）R1． 　　代入Ig=50010-6安，I2=1010-3安，Rg=200歐，可得 R2+200歐=19R1． (2) 　　由（1）（2）兩式可解得 R1=20歐 R2=180歐． 　　直流電壓擋 　　直流電壓擋的電路如圖2-49所示．當公共端與50V端接入被測電路時，量程為U1=50伏．當公共端與500V端接入被測電路時，量程為U2=500伏．虛線框內相當于表頭．表頭的內阻R′g為Rg=200歐與R1+R2=200歐并聯的總電阻，R′g=100歐．表頭的滿偏電壓Ug=IgRg=50010-6200伏=0.1伏． 　　當公共端與50V端接入被測電路時，由串聯電路的電壓分配關系可得 　　當公共端與500V端接入被測電路時，由串聯電路的電壓分配關系可得 一、把靈敏電流表改裝成多用電表 （一）測量直流電流的原理 一般表頭都用微安表（10-6A），如果要測量各種不同數量級的電流強度就必須選取不同數值的分流電阻與做多用表的表頭分別并聯，從而擴大了表頭的量程。在圖1中，Rg為多用表的表頭內阻，Ig為多用表頭的電流量程，又稱表頭靈敏度（即微安表的滿刻度電流），I0為所設計的電流量程。將轉換開關K轉到毫安擋位置時，電阻R1+R2與表頭并聯，根據歐姆定律可知： 　 （1） 當Ig、Rg已知時，便可根據所設計的量程I0由公式（1）計算出分流電阻（R1＋R2）的數值。表頭與（R1＋R2）并聯構成了一個毫安表，由于此毫安表又是下面各擋改裝的基礎，我們在圖14—1中特別用虛線框出來。需要說明的是在直流電流擋的電路中的電位R1當做一固定電阻，但在電阻擋中它有重要的用途。 （二）測量直流電壓的原理 在圖1中，將轉換開關K轉到直流電壓擋位置時，用虛線框出的新的表頭即毫安表與電阻R3串聯組成了一個直流電壓表，R3為降壓電阻，U0為設計的直流電壓量程，R為毫安表內阻，即電阻R1＋R2與Rg并聯后的總電阻，根據歐姆定律可知： ∵U0=I0（R3+R） 　　當Rg、U0、I0為已知時，由公式（2）便可算出降壓電阻R3。 　　 [實驗步驟] 　?。ㄒ唬?、設計計算 　　根據所用微安表的內阻Rg和量程Ig以及本實驗中所要改裝的多用表各擋的量程： 利用公式（1）、（2）、（4）、（6）分別算出（R1+R2）、R3、R4、R5各電阻的阻值。 　?。ǘ┙M裝與校驗 　　按照步驟（一）中計算出的R1+R2、R3、R4、R5的理論設計值，分別組裝多用表各擋，并進行校驗，即組裝一擋，校驗一擋。 　　1．直流電流表的組裝與校驗： 將已組裝好的1mA直流電流表接入校驗電路如圖6，調節(jié)滑線變阻器R使標準電流表指示1mA滿度，再調節(jié)R2使組裝直流電流表指示1mA滿度，反復調節(jié)R及R2直至標準表與組裝表同時指示出1mA滿度，此時達到校驗的基本要求，記錄下R2的實驗值，然后調節(jié)R，分別使組裝的直流電流表的指示為“400、300、200、100”各標 度時，依次記錄標準直流電流表的指示值。校驗完畢，將校驗電路拆掉，注意R2已不可拆掉（想一想，為什么？） 2．直流電壓擋的組裝與校驗： 　　將1mA電流表組成2.5V直流電壓表，接入校驗電路如圖7，調節(jié)R，使標準直流電壓表指示到2.5V滿度，再調節(jié)R3，使組裝的直流電壓表指示2.5V滿度，反復調節(jié)R及R3，使標準表與組裝表同時指示2.5V滿刻度，達到校驗的基本要求后，記錄下R3的實驗值，此時調節(jié)R，使組裝直流電壓表分別指示“500、400、300、200、100”各標度，依次記錄標準直流電壓表的指示值。校驗完畢，將校驗電路及R3拆掉。 　　[數據處理] 　?。ㄒ唬┰O計計算 　　電流計（微安表頭）的滿刻度電流Ig=______微安表頭內阻Rg=______ 　　1．毫安擋的設計量程I0=1.00010-3A 　　分流電阻計算值R1＋R2=______ R1的標稱值=______ R2的計算值=______ R2的實驗值=______ 　　2．直流電壓擋的設計量程U0=2.50V 　　附加電阻R3的計算值=______ R3的實驗值=______ 　（二）校驗組裝的萬用表 　　1．mA擋的校驗 2．V擋的校驗 1．為確保電表不致損壞，必須在教師認定所接電路無誤時，才能接通電源。 2．校準各擋時，一定要注意組裝表和標準表都要選好各自的擋位和量程，否則有燒壞電表的危險。 [多用表的結構與使用方法] 　?。ㄒ唬┒嘤帽淼慕Y構 　　1．表頭：一般采用靈敏度較高、準確度較好的磁電式的微安表。 　　2．線路：多用表就是把電流表、電壓表、歐姆表的各線路綜合在一起，用開關進行轉換，一般電流表是整個電表的公用部分，如開關轉換接上降壓電阻便可測電壓；開關轉換接上調零電位器、電池、限流電阻便可測電阻等，多用表種類很多，線路也各不相同，但基本組成是一致的。 　　3．開關：可以稱為選擇量程開關或轉換開關，用此開關進行線路轉換，便可選擇不同的測量項目及量程，以滿足測量要求。 　　4．度盤：多用表因為是多種用途儀表，表盤上印有各種符號、字母、標度尺和數值，均同于一般電表。 　　表盤面刻度的數字一般有好幾行，測量中應看哪一行要和選擇開關結合起來，如選擇開關放在“500mA”擋，應看數字是0～500mA的那一行刻度（或擴大整倍數的那一行刻度），一般表盤為了方便，電壓、電流用一行刻度。 　?。ǘ┒嘤帽淼氖褂梅椒? 　　1．調整微安表機械零點：用小螺絲刀輕輕轉動表盤下的機械調零螺釘，使指針處于零位。 　　2．選好正確擋位及量程：測量前一定要明確測量的物理量，然后轉動轉換開關S1及S2，確定擋位并選擇一個合適的量程。例如：當測量1mA直流時，將S1旋至A擋位置上，將S2旋至“1mA”量程位置上，如圖5所示。 注意：使用多用表前如果不仔細選好擋位及量程，甚至誤用“μA”、“mA”或用“Ω”擋去測量電壓，就有燒毀多用表的危險。 　　3．正確接入測量電路：正確選好擋位及量程后，將紅色a、黑色b兩表筆連入電路。 　?。?）測量電壓時要與電路并聯。 　?。?）測量電流時要與電路串聯，只能測出通過某一負載下的電流強度。 　　 注意：若測量直流電時，還需注意紅色表筆a要接高電位。 　?。?）使用歐姆擋測量二極管正、反向電阻時應注意黑表筆b為高電位，而紅表筆a為低電位。測量電阻時，應將電阻與電路斷開后進行，測量前先將多用表轉換開關轉至“Ω”擋，選好合適量程后，將兩表筆短路，校正歐姆擋的零點。量程的選擇應使測量值盡量靠近表盤中心位置，以減小誤差，若需要換擋時，必須重新校正歐姆擋零點。 （二）練習使用 　　多用電表的型號很多，但使用的方法基本相同，下面以J0411型多用電表為例來說明它的使用方法和注意事項． 　?。?）J0411型多用電表的外形如圖2-52所示．上半部是表頭，表盤上有電阻、電流、電壓等各種量程的刻度．有的刻度是均勻的，因此合用一個刻度．下半部是選擇開關，它的四周刻著各種測量項目和量程．電流和電壓分為直流（用符號“一”表示）和交流（用符號“～”表示），要區(qū)別開，不要弄錯．另外還有電阻擋的調零旋鈕和測試筆插孔． 　　測量前，應先檢查表針是否停在左端的“0”位置，如果沒有停在零位置，要用小螺絲刀輕輕地轉動表盤下邊中間的調整定位螺絲，使指針指零．然后將紅表筆和黑表筆分別插入正（+）、負（-）測試筆插孔． （2）測量時，應把選擇開關旋到相應的測量項目和量程上，讀數時，要用跟選擇開關的擋位相應的刻度． 測量電流時，跟電流表一樣，應把多用電表串聯在被測電路里；對于直流電，必須使電流從紅表筆流進多用電表，從黑表筆流出來． 　　測量電壓時，跟電壓表一樣，應把多用電表和被測部分并聯；對于直流電，必須用紅表筆接電勢較高的點，用黑表筆接電勢較低的點． 　　測量電阻時，在選擇好選擇開關的擋位后，要先把兩根表筆相接觸，調整歐姆擋的調零旋鈕，使指針指在電阻刻度的零位置上（注意，電阻刻度的零位置在表盤的右端）．然后再把兩表筆分別與待測電阻的兩端相接，進行測量．先測量一兩個標了電阻值的電阻元件，練習選擇歐姆擋的量程和讀數．然后再測量一個額定電壓220伏、功率60瓦的電燈泡的電阻和人體或一些常用物體的電阻． 　　應當注意：換用歐姆擋的另一量程時，需要重新調整歐姆擋的調零旋鈕，才能進行測量；測量時待測電阻要跟別的元件和電源斷開（為什么？）；測量時手不要碰到表筆的金屬觸針，以保證安全和測量的準確． 　?。?）使用后，要把表筆從測試筆插孔拔出，并且不要把選擇開關置于歐姆擋，以防電池漏電；長期不使用時，應把電池取出． 多用電表示教板的設計與使用 　　多用電表在電學測試中普遍被采用，常用于測電阻、電壓和電流等。它的內部構造是比較復雜的。下面介紹一種易于制作與推廣的簡化型萬用電表示教板。經教學實踐表明，它不僅能使學生對萬用電表的基本構造有一個大致 的了解，而且對突破教學中的難點效果頗佳?，F簡介如下： 一、用電表示教板的設計 　　其電路圖如圖1所示，G為電流表（量程Ig=1mA，內阻Rg=100Ω）；E為干電池（電動勢ε=1.5V）；R0為變阻器（最大阻值為1.5kΩ）；R1和R2為定值電阻（R1=2.9kΩ，R2=1Ω）；K1為單刀雙擲開關；K2與K3為單刀單擲開關；左右兩接線柱分別與紅黑表筆相連。 　　將電路圖中的各元件換成相應的實物固定在豎立的平板上，即成示教板。為提高可見度，G采用大型演示電流表，且在示教板背后另立支架將其墊高使之位于示教板頂部。 二、多用電表示教板的使用 　　如圖1所示的這種簡易示教板有三種測試作用： 　?。?）作歐姆表測電阻：將開關K2、K3斷開，且將開關K1擲向觸點1。此時電阻R1與R2擱置不用，而電流表G與變阻器R0和電池E相串聯。且將表頭插入相應阻值的刻度盤，即成單量檔的歐姆表。用于測電阻，先將紅黑表筆短 接，調節(jié)R0（調零電阻）使電表指針偏轉為滿刻度（對應的電阻為零）。然后將待測電阻Rx接入紅黑表筆之間，將從表頭刻度盤上直接讀出其阻值。請注意，此歐姆表的紅表筆連內部電源負極。 　?。?）作直流伏特表測電壓：K2、K3仍然斷開，且將K1擲向觸點2。此時電池E、R0和R2被擱置不用，而表G與R1相串聯。且將表頭刻度盤換成相應量程的電壓表盤，即成單量程的伏特表。依上述給定的元件參數，可推算出其量程為3伏。用于測直流電壓，可將此伏特表與3伏以內的待測電路并聯，并聯時要注意將紅表筆接電路的正極（或電勢較高處），而黑表筆接電路的負極（或電勢較低處），將從表盤上讀出待測電路兩端的電壓值。 　?。?）作直流安培表測電流：將K1斷開，且將K2與K3閉合。此時E、R0和R1擱置不用，而表G與R2相并聯。且將表頭刻度盤換成相應量程的電流表盤，即成單量程的安培表。依上述給定的元件參數，可推算出其量程為0.1安培。用于測直流電流，可將此安培表與0.1安以內的待測電路串聯，串聯時要注意將紅表筆接電路的正極，而黑表筆接電路的負極，將從表盤上讀出待測電路的電流值。