高中物理-電表的改裝教學(xué)設(shè)計(jì)學(xué)情分析教材分析課后反思

《電表的改裝》教學(xué)設(shè)計(jì)4.串聯(lián)電路和并聯(lián)電路（第2課時(shí)）教學(xué)目標(biāo)：Ⅰ．知識(shí)與技能⑴了解小量程電流表的工作原理及基本參數(shù)。⑵理解將小量程電流表改裝成較大量程的電壓表和電流表的方法，會(huì)計(jì)算分壓電阻和分流電阻的阻值。⑶在電路分析計(jì)算中能夠正確看待電表，認(rèn)識(shí)到電表內(nèi)阻對(duì)電路的影響。Ⅱ．過(guò)程與方法通過(guò)參與電表量程擴(kuò)大問(wèn)題的探究過(guò)程，進(jìn)一步熟悉串并聯(lián)電路的基本特點(diǎn)，增強(qiáng)應(yīng)用已學(xué)知識(shí)處理問(wèn)題的能力。Ⅲ．情感態(tài)度與價(jià)值觀通過(guò)對(duì)實(shí)際電表的討論，培養(yǎng)學(xué)生具體問(wèn)題具體分析的科學(xué)素養(yǎng)。教學(xué)設(shè)想電表改裝是串并聯(lián)電路知識(shí)的具體應(yīng)用，本節(jié)內(nèi)容可以加深學(xué)生對(duì)串聯(lián)電路的電壓分配關(guān)系、并聯(lián)電路的電流的分配關(guān)系的理解。同時(shí)，該內(nèi)容也加深學(xué)生對(duì)電表內(nèi)阻的認(rèn)識(shí)，為后續(xù)電學(xué)實(shí)驗(yàn)誤差的認(rèn)識(shí)與分析掃清障礙。另外，作為一個(gè)知識(shí)點(diǎn)，在高考中，也經(jīng)常在電學(xué)實(shí)驗(yàn)中加以考察。故，本節(jié)內(nèi)容比較重要。在本節(jié)內(nèi)容的教學(xué)過(guò)程中，我想以引導(dǎo)學(xué)生從電壓的分配問(wèn)題入手理解電壓表量程擴(kuò)大的方法，從電流的分配問(wèn)題入手引導(dǎo)學(xué)生理解電流表量程擴(kuò)大的方法。引入擴(kuò)大倍數(shù)的概念，將分壓電阻、分流電阻表達(dá)學(xué)生容易記憶的形式。電表的刻度均勻與否及如何標(biāo)記，也是一個(gè)很實(shí)際的問(wèn)題，引導(dǎo)學(xué)生自己標(biāo)注刻度。針對(duì)電表內(nèi)阻對(duì)實(shí)驗(yàn)誤差的影響，在學(xué)習(xí)完電表量程擴(kuò)大問(wèn)題后，引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)實(shí)際電表內(nèi)阻的特點(diǎn)，很有必要。教具多媒體課件、演示用電流表、電壓表教學(xué)過(guò)程：導(dǎo)入：在電學(xué)實(shí)驗(yàn)中，我們經(jīng)常要去測(cè)量電流和電壓，這離不開(kāi)測(cè)量工具——電流表和電壓表。在我們所接觸過(guò)的學(xué)生電表中，都有兩個(gè)量程，比如電壓表通常有0～3V和0～15V兩個(gè)量程，一個(gè)電壓表為何有兩個(gè)量程呢？它的量程是如何改變的呢？這節(jié)課我們就來(lái)探究電表量程的改變問(wèn)題。常用的電流表和電壓表都是由一個(gè)共同的部件改裝而成的，它叫做表頭。一、靈敏電流計(jì)（表頭）矩形線圈1.結(jié)構(gòu)矩形線圈原理：指針的偏轉(zhuǎn)角度θ與流過(guò)表頭的電流I的大小成正比，即θ∝I。因此，靈敏電流計(jì)的刻度盤(pán)是均勻的。2.三個(gè)主要參數(shù)①內(nèi)阻Rg：線圈有一定的電阻。②滿偏電流Ig：電流表指針偏轉(zhuǎn)到最大刻度時(shí)的電流③滿偏電壓Ug：電流表滿偏時(shí)加在它兩端的電壓三個(gè)參數(shù)滿足歐姆定律：即Ug=IgRg【思考】：此電流表能否作為電壓表來(lái)測(cè)量電壓呢？若可以，請(qǐng)你試著來(lái)標(biāo)記電壓表的刻度盤(pán)。（已知內(nèi)阻Rg=100Ω）【思考】：用靈敏電流表來(lái)測(cè)電流或電壓有什么局限性嗎？該如何改進(jìn)呢？由于滿偏電流和滿偏電壓都很小，不能測(cè)量較大的電流和電壓。要想測(cè)量大電流和大電壓就必須擴(kuò)大量程。那么如何來(lái)擴(kuò)大電表的量程呢？二、電表改裝—擴(kuò)大量程Ⅰ.電壓表【問(wèn)題】：一電流表G，內(nèi)阻Rg=100Ω，滿偏電流Ig=3mA，如何把它改裝成量程為3V的電壓表呢？【引導(dǎo)學(xué)生分析】：直接把3V電壓加在表頭兩端顯然是不行的，會(huì)燒毀電表。表頭只能承擔(dān)一小部分電壓，多余的電壓必須分配給其他元件來(lái)承擔(dān)，所以可以連接一個(gè)電阻。電阻應(yīng)當(dāng)如何與表頭連接呢？這里是對(duì)電壓進(jìn)行分配，什么樣的電路具有分壓作用呢？試著畫(huà)出如圖所示的電路圖。【思考1】電壓表的量程為3V，怎么理解呢？在電壓表的兩端加3V電壓時(shí)，指針恰好偏向最大刻度,也就是說(shuō)流過(guò)表頭的電流達(dá)到了滿偏電流Ig【思考2】你能求出分壓電阻的阻值嗎？提示：以指針滿偏的狀態(tài)進(jìn)行計(jì)算。【思考3】如果把擴(kuò)大后的量程與滿偏電壓的比值叫做擴(kuò)大倍數(shù)，即n=U量/Ug,則分壓電阻可以怎么表示？【思考4】把表頭和串聯(lián)的分壓電阻封裝起來(lái)，加上刻度盤(pán)就成了嶄新的電壓表了。這個(gè)嶄新電壓表的內(nèi)阻是多少呢？【思考5】這個(gè)嶄新電壓表的刻度盤(pán)是均勻的嗎？請(qǐng)你試著標(biāo)記出它的刻度盤(pán)?！拘〗Y(jié)】：若要將內(nèi)阻為Rg表頭G改裝成一個(gè)量程為滿偏電壓Ug的n倍的電壓表V，需要串聯(lián)的分壓電阻的阻值為，改裝后的電壓表內(nèi)阻為【思考】：將同一個(gè)表頭改裝成不同量程的電流表時(shí)，量程越大，則并聯(lián)的分流電阻是越大還是越??？Ⅱ.電流表【問(wèn)題】一電流表G，內(nèi)阻Rg=100Ω，滿偏電流Ig=3mA，如何把它改裝成量程為0.6A的電流表呢？【引導(dǎo)學(xué)生分析】：直接讓3A電流通過(guò)表頭顯然是不行的，會(huì)燒毀電表。表頭只能承擔(dān)一小部分電流，多余的電流必須分配給其他元件來(lái)承擔(dān)，所以可以連接一個(gè)電阻。電阻應(yīng)當(dāng)如何與表頭連接呢？這里是對(duì)電流進(jìn)行分配，什么樣的電路具有分流作用呢？試著畫(huà)出如圖所示的電路圖?！舅伎?】電流表的量程為0.6A，怎么理解呢？當(dāng)給電流表通過(guò)0.6A的電流時(shí)，指針恰好偏向最大刻度,也就是說(shuō)流過(guò)表頭的電流達(dá)到了滿偏電流Ig【思考2】你能求出分流電阻的阻值嗎？【思考3】如果把擴(kuò)大后的量程與滿偏電流的比值叫做擴(kuò)大倍數(shù)，即n=I量/Ig,則分流電阻可以怎么表示？【思考4】把表頭和并聯(lián)的分流電阻封裝起來(lái)，加上刻度盤(pán)就成了嶄新的電流表了。這個(gè)嶄新電流表的內(nèi)阻是多少呢？【思考5】這個(gè)嶄新電流表的刻度盤(pán)是均勻的嗎？請(qǐng)你試著標(biāo)記出它的刻度盤(pán)?！拘〗Y(jié)】：若要將電流表G改裝成一個(gè)量程為滿偏電流Ig的n倍的電流表A，需要并聯(lián)的分流電阻的阻值為：改裝后電流表的內(nèi)阻為：【思考】：將同一個(gè)表頭改裝成不同量程的電流表時(shí)，量程越大，則并聯(lián)的分流電阻是越大還是越??？【練習(xí)】：如圖所示是有兩個(gè)量程的電壓表，當(dāng)使用a,b兩個(gè)端點(diǎn)時(shí)，量程為0～10V，當(dāng)使用a,c兩個(gè)端點(diǎn)時(shí)，量程為0～100V.已知電流表的內(nèi)阻Rg為500Ω，滿偏電流Ig為1mA,求電阻R1、R2的值。【答案】：R1=9.5×103Ω，R2=9.0×104Ω三、實(shí)際電表與理想電表Ⅰ.理想電表忽略電表內(nèi)阻對(duì)電路的影響，認(rèn)為理想電壓表的內(nèi)阻為無(wú)窮大，在電路中相當(dāng)于斷路；認(rèn)為理想電流表的內(nèi)阻為0，在電路中相當(dāng)于一段導(dǎo)線。Ⅱ.實(shí)際電表實(shí)際的電壓表內(nèi)阻較大，但并非無(wú)窮大；實(shí)際電流表內(nèi)阻很小，但并非為零。在電路分析計(jì)算中，可以把實(shí)際電表看作一個(gè)“特殊的電阻”：（1）電壓表是一個(gè)可以讀出自身兩端電壓的特殊電阻。（2）電流表是一個(gè)可以讀出流過(guò)自身電流的特殊電阻?！揪毩?xí)】：AB兩端的電壓保持33V不變，兩個(gè)定值電阻串聯(lián)，阻值R1=3kΩ，R2=6kΩ,現(xiàn)在用一個(gè)內(nèi)阻為9kΩ的電壓表去測(cè)量R1，R2兩端的電壓，試問(wèn)：（1）若把電壓表看做理想電壓表，讀數(shù)分別為多大？（2）若不能忽略電壓表內(nèi)阻的影響，讀數(shù)分別為多大？【答案】（1）11V，22V（2）9V，18V四、小結(jié)及布置作業(yè)學(xué)情分析從學(xué)生已有的知識(shí)來(lái)看：電表的改裝建立在歐姆定律、串并聯(lián)電路基礎(chǔ)上，這兩部分知識(shí)在初中都已初步學(xué)習(xí)，在前一節(jié)也做過(guò)系統(tǒng)的講解分析，所以學(xué)生的理論基礎(chǔ)已充足，但是對(duì)串聯(lián)分壓、并聯(lián)分流思想沒(méi)有強(qiáng)化過(guò)，對(duì)其應(yīng)用就更困難了，需要指導(dǎo)激活。從學(xué)生的認(rèn)知特點(diǎn)來(lái)看：高二的學(xué)生經(jīng)過(guò)高中一年抽象思維的訓(xùn)練已經(jīng)能初步進(jìn)行深層次的思考，尤其是理科班的學(xué)生，其自身也不再滿足于簡(jiǎn)單的聽(tīng)懂，更希望通過(guò)自己的思考獲得知識(shí)，提升思維。因此通過(guò)導(dǎo)學(xué)案問(wèn)題設(shè)計(jì)的引導(dǎo)，學(xué)生可實(shí)現(xiàn)自主推導(dǎo)設(shè)計(jì)電表改裝，并分析電表應(yīng)用帶來(lái)的問(wèn)題。這也是本節(jié)課的關(guān)鍵所在。效果分析本課能密切聯(lián)系學(xué)生的學(xué)習(xí)生活實(shí)際，精心選取典型的的事例，結(jié)合學(xué)生已有的生活經(jīng)歷和體驗(yàn)創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境，設(shè)計(jì)符合學(xué)生實(shí)際的課堂活動(dòng)，調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性；設(shè)計(jì)科學(xué)合理、有思維價(jià)值的問(wèn)題，讓學(xué)生在感悟、討論、交流、辯論中深化自己的思想認(rèn)識(shí)，形成正確的價(jià)值觀念，同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生自主合作、分析探究問(wèn)題的能力。教材分析電流表、電壓表的改裝這部分內(nèi)容在教材上并沒(méi)有單獨(dú)成節(jié)，而只是作為串聯(lián)、并聯(lián)電路的一個(gè)應(yīng)用，以習(xí)題的方式呈現(xiàn)。目的是強(qiáng)調(diào)歐姆定律的應(yīng)用，通過(guò)對(duì)電流表量程的改裝、電流表和電壓表電路模型的建立等內(nèi)容使串并聯(lián)知識(shí)得以拓展。著眼點(diǎn)仍然在于基本的物理規(guī)律，以學(xué)生自主推導(dǎo)分析為主。另一方面，電表的使用在整個(gè)恒定電流部分都是重點(diǎn)，尤其是關(guān)于電路的設(shè)計(jì)、誤差的分析，對(duì)電表的結(jié)構(gòu)要求很高，而這些又是高考實(shí)驗(yàn)的重點(diǎn)和難點(diǎn)。所以對(duì)電表的改裝，需讓學(xué)生從根本上搞清楚原理和設(shè)計(jì)思想。評(píng)測(cè)練習(xí)1．以下關(guān)于電流表與電壓表的說(shuō)法中，正確的是A．都是用電流表G與電阻并聯(lián)改裝而成的B．都是用電流表G與電阻串聯(lián)改裝而成的C．它們本身都有內(nèi)阻，只是電流表的內(nèi)阻一般很小，而電壓表的內(nèi)阻一般很大D．電流表的內(nèi)阻肯定比用來(lái)改裝的表頭G的內(nèi)阻大，而電壓表的內(nèi)阻肯定比用來(lái)改裝的表頭G的內(nèi)阻小2．以下說(shuō)法中，正確的是A．采用伏安法測(cè)電阻時(shí)，只要儀器選得正確，可保證沒(méi)有系統(tǒng)誤差B．用伏安法測(cè)電阻，不論是用電流表外接法，還是電流表內(nèi)接法，都存在系統(tǒng)誤差C．用歐姆表測(cè)電阻，既準(zhǔn)確又方便D．伏安法測(cè)電阻，存在系統(tǒng)誤差的原因是由于電流表的分壓3．如圖所示，兩個(gè)電阻的阻值均為100Ω，A、B兩端的電壓保持12V不變，現(xiàn)用一個(gè)內(nèi)阻為1.45kΩ的電壓表去測(cè)量某個(gè)電阻兩端的電壓，讀數(shù)為A．6V B．5.8VC．5.2V D．6.8V4．如圖所示，電路中L1、L2、L3是三盞完全相同的白熾小燈泡，把它們串聯(lián)后接在電壓恒為6V的電源上，三個(gè)小燈泡都正常發(fā)光，后來(lái)三個(gè)小燈泡都不亮了，用電壓表接ac兩端時(shí)，示數(shù)是6V；接bd兩端時(shí)，電壓表示數(shù)為零．接ab兩端時(shí)，示數(shù)也為零．導(dǎo)線連接良好，則燈絲燒斷的小燈泡可能是A．僅是L1B．僅是L2C．L1和L2 D．Ｌ2和L35、某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)轉(zhuǎn)向燈電路（如上圖），其中L為指示燈，L1、L2分別為左、右轉(zhuǎn)向燈，S為單刀雙擲開(kāi)關(guān)，E為電源.當(dāng)S置于位置1時(shí)，以下判斷正確的是L的功率小于額定功率L1亮，其功率等于額定功率L2亮，其功率等于額定功率含L支路的總功率較另一支路的大6．經(jīng)過(guò)精確校準(zhǔn)的電壓表V1和V2當(dāng)分別用來(lái)測(cè)量某線路中電阻R兩端a、b間的電壓時(shí)，如圖所示，讀數(shù)依次為12.7V和12.3V，則①a、b間的實(shí)際電壓略大于12.7V②a、b間的實(shí)際電壓略小于12.3V③電壓表V1的內(nèi)阻大于V2的內(nèi)阻④電壓表V1的內(nèi)阻小于V2的內(nèi)阻以上判斷正確的是A．①③ B．②④C．①④ D．②③7．有一個(gè)電壓表的量程為3V，內(nèi)阻為900Ω，由于沒(méi)有電流表，需要將其改裝成一個(gè)量程為0.6A的電流表，則應(yīng)該_____聯(lián)一個(gè)阻值為_(kāi)____Ω的電阻，當(dāng)用改裝好的電流表去測(cè)某一電流時(shí)，指針的讀數(shù)為1.2V，則對(duì)應(yīng)的電流為_(kāi)____A．8．如圖所示，R1與R2串聯(lián)，它們兩端的電壓恒定，用同一個(gè)電壓表分別測(cè)得R1和R2兩端的電壓為U1和U2，則U1∶U2＝_____．（R1與R2為已知量）9．有一未知電阻Rx，為了較準(zhǔn)確地測(cè)出電阻值，先后用如圖所示的甲、乙兩種電路進(jìn)行測(cè)試，利用甲電路測(cè)得的數(shù)據(jù)為2.7V、5.0mA，利用乙電路測(cè)得的數(shù)據(jù)為2.8V、4.0mA，那么該電阻測(cè)量值較準(zhǔn)確的數(shù)值等于_____Ω，測(cè)量值與真實(shí)值的偏差情況是_____．10．一只量程為15V的電壓表，串聯(lián)一個(gè)3kΩ的電阻后，再去測(cè)量實(shí)際電壓為15V的路端電壓時(shí)，電壓表示數(shù)為12V，那么這只電壓表的內(nèi)阻是_____kΩ．用這串聯(lián)著3kΩ電阻的電壓表測(cè)量某段電路兩端電壓時(shí)，如果電壓表的示數(shù)為4V，則這段電路的電壓實(shí)際為_(kāi)____V．課后反思有兩種教學(xué)思路，一種認(rèn)為，本節(jié)串并聯(lián)電路的特點(diǎn)初中學(xué)過(guò)，推到部分不影響做題，因此，由同學(xué)們討論就可以；而后面的電表的改裝，由于有足夠的提示，學(xué)生大多數(shù)解答正確，點(diǎn)撥即可。如此處理，能剩下約10分鐘時(shí)間，去處理習(xí)題，這樣做，對(duì)基本知識(shí)的反饋效果姣好，但沒(méi)有領(lǐng)會(huì)到知識(shí)的深意-邏輯和等效。另一種呢，頗浪費(fèi)時(shí)間，由同學(xué)們的代表起來(lái)交流推理過(guò)程，理清各個(gè)環(huán)節(jié)，對(duì)于學(xué)生對(duì)舊知識(shí)的輕視傾向有一定的糾正作用。但沒(méi)有時(shí)間處理習(xí)題。兩種方法對(duì)于不同的學(xué)生有不同的警示，應(yīng)分別適應(yīng)不同的