2020高中物理 第二章 第4节 串联电路和并联电路（第2课时）教案 新人教版选修3-1

2020高中物理 第二章 第4节 串联电路和并联电路（第2课时）教案 新人教版选修3-1

第17课时 ‎ 第二章 恒定电流 第4节　　串联电路和并联电路（二）‎ ‎【课前准备】‎ ‎【课型】新授课 【课时】2课时 ‎【教学三维目标】‎ ‎（一）知识与技能 ‎1.了解电流表（表头）的原理．‎ ‎2.知道什么是满偏电流和满偏电压．‎ ‎3.知道电流表和电压表内阻对测量的影响．‎ ‎（二）过程与方法 通过的改装的分析讨论，提高综合运用欧姆定律．‎ ‎（三）情感态度与价值观 通过的改装认识到事物的发展变化是与外界环境因素由关系的．‎ ‎【教学重点难点】‎ 重点：电流表和电压表的改装原理．‎ 难点：改装后的电流表与电压表与原来电表之间的关系（内阻，量程）‎ ‎【教学方法】理论、讨论、分析 、练习 ‎【教学过程】‎ ‎【复习引入】‎ ‎【提问】欧姆定律的内容是什么？‎ ‎【回答】一段导体中的电流，跟这段导体两端的电压成正比，跟这段导体的电阻成反比.‎ ‎【提问】它的公式是什么？‎ ‎【回答】‎ ‎【推导】欧姆定律推出.‎ ‎【过渡】根据欧姆定律的变形公式测某一电阻的阻值，只要用电压表测出两端的电压，用电流表测出通过的电流，代入公式即可计算出电阻的阻值。‎ ‎【展示】伏安法测电阻的电路有两个基本连接方法：内接法和外接法 ‎【提问】根据两种不同的接法，找出外接法的不足之处 ‎【回答】在外接法电路中，因为电压表中有电流通过，所以电流表测得的电流是待测电阻与电压表中的电流之和，比流过待测电阻的电流值大，利用R=计算，这样测得的电阻值比真实值偏小，也产生了实验误差.‎ ‎【提问】外接法的不足之处？‎ ‎【回答】电流表有内阻，在内接法的电路中电流表两端有电压，所以电压表测出的电压是电流表和待测电阻消耗的电压之和，比待测电阻两端的电压值大，利用R=计算，这样测得的电阻值比真实值偏大，就产生了实验误差.‎ ‎【提问】内接法测得的电阻值不等于真实值，请同学们根据电压表的示数U=UR+UA，再利用欧姆定律计算一下，内接法测得的电阻值R测实际等于什么？‎ ‎【回答】等于电流表与待测电阻的阻值之和（即R测=）.‎ ‎【提问】根据并联电路的特点分析一下，电压表的示数等不等于电压表与待测电阻并联的总电压？‎ ‎【回答】等于.‎ ‎【提问】电流表的示数等不等于电压表与待测电阻并联的总电流？‎ ‎【回答】等于.‎ ‎【提问】根据欧姆定律进行计算，这样实验测得的电阻值R测实际等于什么？‎ ‎【回答】等于电压表与待测电阻并联的阻值(即R测=)。‎ ‎【提问】电流表外接法引起误差的直接原因是什么？‎ ‎【回答】电压表的分流作用。‎ ‎【提问】要想使实验误差小，就必须让电压表的分流作用尽可能小，也就是流过电压表的电流与流过待测电阻的电流相比可以忽略不计，那么实验误差就很小.电压表的电阻与待测电阻的阻值之间满足什么关系电压表的分流作用就可以很小呢？‎ ‎【回答】待测电阻的阻值远小于电压表的阻值（即<<）.‎ ‎【总结】当测阻值小的电阻即<<时，用电流表外接法测量电阻误差小.‎ ‎【提问】电流表内接法引起误差的直接原因是什么？‎ ‎【回答】电流表内接法引起误差的直接原因是电流表的分压作用，要想使实验误差小，就必须让电流表的分压作用小，当待测电阻的阻值远大于电流表的电阻（即>>）时，电流表两端的电压与待测电阻两端的电压相比可以忽略不计，实验误差很小 ‎【总结】当测阻值大的电阻即>>时，用电流表内接法测量电阻误差小.‎ ‎【归纳】电阻跟电压表的电阻相差较小，属于“大电阻”应采用内接法，电阻跟电流表的电阻相差较小，属于“小电阻”应采用外接法.‎ ‎【过渡】电流表和电压表实际上由表头和电阻串联或并联而成的.‎ 四、电压表和电流表 ‎【展示】‎ ‎【介绍】这是一个会说话的电阻，能说出流过自身的电流和两个接线柱之间的电压，内部构 造，以及其三个参数：满偏电流Ig、内阻Rg和满偏电压Ug。‎ ‎【提问】满偏电流Ig、内阻Rg、满偏电压Ug三者之间有什么关系?‎ ‎【回答】欧姆定律可知：Ug=IgRg ‎【思考与讨论】如图是一电流表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具有一定大小的电压，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100W，怎样在这个刻度盘上标出相应的电压数据？‎ ‎【点拨】电流表的内阻是100W，由欧姆定律得，刻度1的位置应标0.1，刻度2的位置应标0.2，刻度3的位置应标0.3‎ ‎【过渡】表头G的满偏电压Ug和满偏电流Ig一般都比较小，测量较大的电压和较大的电流时，需要把小量程的表头G加以改装.‎ ‎【过渡】电压表=表头+串联的分压电阻 ‎【例题1】有一只电流表G，内阻R g= 30W，满偏电流为Ig= 1m A，要把它改成量程为0- 3 V的电压表，要串联多大的分压电阻R？改装后电压的内阻Rv是多大？‎ ‎【解析】电压表V由表头G和电阻R串联组成，如图所示，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 .‎ 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UR = U - Ug = 2.97V 有欧姆定律得分压电阻 电压表V的内阻等于 Rv= Rg + R =3.0×103W ‎【说明】一只量程为Ug、内阻为Rg的表头扩大到量程为Un，所需要的分压电阻为R = (n - 1) Rg，其中n = (Un/Ug)称为电压扩大倍数.为扩大打压表的量程，要串联阻值较大的电阻.因此，电压表的内阻较大.实际测量中，电压表应并联在呗测电路中，其内阻可以看做是无穷大.‎ ‎【过渡】电流表=表头+并联的分流电阻 ‎【例题2】有一只电流表G，内阻R g= 30W，满偏电流为Ig= 1mA，要把它改成量程为0- 0.6A的电流表，要并联多大的分流电阻R？改装后电压的内阻RA是多大？‎ ‎【解析】‎ 电流表A由表头G和电阻R并联组成，如图所示，电流表的量程是0-0.6A，是指电流表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 .‎ 通过电阻R的电流为IR = I - Ig =(0.6 – 0.001A)=0.599A 有欧姆定律得分流电阻 电流表A的内阻RA等于Rg与R 并联的值 解出RA ，得 ‎【课时小结】‎ 通过本节课的学习，我们知道了伏安法测电阻时，内接法和外接法的区别，电表改装时的表头的内阻、满偏电流和满偏电压等概念．表头也可以进行电压和电流的测量，只不过是量程太小，通常满偏电压和电流只有几十毫伏和几毫安，满足不了测量的需要，因此需要将表头进行扩大量程．‎ ‎【布置作业】‎ 课本P52，问题与练习3,4,5‎ ‎【板书设计】‎ ‎4 串联电路和并联电路 伏安法测电阻的电路有两个基本连接方法：内接法和外接法 当测阻值大的电阻即>>时，用电流表内接法测量电阻误差小.‎ 当测阻值小的电阻即<<时，用电流表外接法测量电阻误差小.‎ 电阻跟电压表的电阻相差较小，属于“大电阻”应采用内接法，电阻跟电流表的电阻相差较小，属于“小电阻”应采用外接法.‎ 电压表=表头+串联的分压电阻 电流表=表头+并联的分流电阻 ‎