多用電表中歐姆表內(nèi)容的教學(xué)設(shè)計(jì)

趙中娟

摘 要：以歐姆表的構(gòu)造、使用前的歐姆調(diào)零和測(cè)量原理來了解歐姆表的使用。

關(guān)鍵詞：歐姆調(diào)零；閉合電路歐姆定律；歐姆表

高二物理選修3-1中的2.8節(jié)是多用電表。教參中對(duì)歐姆表這塊內(nèi)容的要求是：通過對(duì)歐姆表的討論，進(jìn)一步提高應(yīng)用閉合電路歐姆定律分析問題的能力，知道歐姆表測(cè)量電阻的原理，了解歐姆表的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和刻度特點(diǎn)。教科書沒有采用闡述歐姆表原理的傳統(tǒng)方法，而是先讓學(xué)生做一個(gè)閉合電路歐姆定律的例題，也就是說，在教學(xué)的要求上是讓學(xué)生練習(xí)歐姆定律的應(yīng)用，其目的是要把歐姆表這一塊新知識(shí)，建立在對(duì)原有學(xué)習(xí)過程的體驗(yàn)上，通過對(duì)體驗(yàn)的創(chuàng)造性聯(lián)想來形成新知識(shí)。但這樣安排在有些方面不符合事物的認(rèn)知過程，很多學(xué)生不明白為什么要進(jìn)行歐姆調(diào)零，又是如何歐姆調(diào)零的。下面就自己的一些想法寫出來供大家參考。

一、引課

1.復(fù)習(xí)回顧

電表的改裝：實(shí)際的電流表和電壓表都是由小量程的改裝而成的量程：I=Ig（1+） U=Ig（Rg+R）

注意：（1）電表指針的偏角大小由流經(jīng)表頭的電流大小所決定

（2）表的讀數(shù)由它的量程所決定。

電流表的表盤刻度是均勻的，在表達(dá)式中I和U都與Ig成正比，所以改裝后的電流表、電壓表表盤刻度也是均勻的。

2.問題引入

是否可以把電流表改裝成能夠測(cè)量導(dǎo)體電阻，并能直接讀出電阻數(shù)值的歐姆表呢？

二、進(jìn)行新課

1.構(gòu)造

（1）歐姆表的內(nèi)部構(gòu)造需要哪些器材呢？跟電流表和電壓表有什么異同？

首先，都需要表頭、電阻、導(dǎo)線。其中電流表和電壓表不需要電源，因?yàn)樗鼈冊(cè)谑褂玫臅r(shí)候是要串聯(lián)和并聯(lián)在電路當(dāng)中的，不需要考慮電流的來源問題；但測(cè)電阻的時(shí)候都需要將電阻與電路斷開來測(cè)量，所以歐姆表必須要有電源。另外電流表和電壓表需要的是定值電阻，因?yàn)樗鼈兊母难b量程是確定的；但歐姆表里面的電阻是要起到調(diào)節(jié)作用的，所以不能是定值電阻，而應(yīng)是滑動(dòng)變阻器。此外歐姆表還需要兩只表筆用來接待測(cè)電阻的。（就像稱量液體需要一個(gè)容器當(dāng)載體一樣）。

（2）器件的連接，如下圖所示，可以在這直接告訴學(xué)生，黑表筆與電源的正極相連，紅表筆與電源的負(fù)極相連。

2.使用

（1）歐姆調(diào)零

例舉生活的實(shí)例：用油壺稱油。先把空油壺放在秤上，稱重后調(diào)零，再去裝油，完了后再稱重，那讀數(shù)是多少油就有多重。調(diào)零的好處，除了讀數(shù)方便以外，它還能夠充分使用表盤上的刻度。一般指針式的圓盤稱，最大可稱重8Kg。以油壺壺重2Kg為例，如果不調(diào)零，那可以稱量的最大質(zhì)量就只有6Kg，可稱量的范圍就小了。調(diào)零的話可稱量的最大值可以達(dá)到8Kg。

同樣的道理歐姆表在使用前最好也要調(diào)零。如何調(diào)零呢？接待測(cè)電阻前，先要形成閉合的回路。讓紅黑表筆短接，形成閉合回路，回路當(dāng)中會(huì)有電流，這個(gè)電流可能很大超過了量程，不合適，因?yàn)橐x數(shù)，超了量程沒有示數(shù)怎么讀數(shù)呢？可以通過滑動(dòng)變阻器把電流調(diào)小一點(diǎn)不要超過量程，直接達(dá)到滿偏電流。也可能很小，只有量程的，也不合適，因?yàn)槿绻僭贏、B接待測(cè)電阻的話，電流只會(huì)更小，那表盤上可利用的空間就更小了，都不到表盤刻度的。所以也要調(diào)滑動(dòng)變阻器，把它調(diào)到滿偏電流的位置，這樣再接待測(cè)電阻，電流就會(huì)從滿篇刻度的位置開始變小，就起到了方便讀數(shù)和最大程度的利用表盤刻度。

調(diào)零后，不再改變滑動(dòng)電阻器的阻值。此時(shí)可將電源內(nèi)阻r、表頭內(nèi)阻Rg、滑動(dòng)變阻器阻值R看做一個(gè)整體，統(tǒng)稱為歐姆表的內(nèi)阻R內(nèi)，這個(gè)過程可以簡化為Ig=。

（2）測(cè)量電阻

將待測(cè)電阻接在A、B表筆之間，形成閉合回路，電流表會(huì)有一個(gè)讀數(shù)，整個(gè)過程滿足I=，得Rx=。這個(gè)時(shí)候再來看書上的這道例題，學(xué)生就會(huì)清楚為什么這樣安排，每問都在干什么。

Rx和I成一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系。在Ig的位置上標(biāo)成0，I=0的位置上標(biāo)成∞，如果再把表盤上其他電流值的刻度線標(biāo)成相應(yīng)的電阻值，這樣就把一個(gè)電流表改裝成了可以直接測(cè)量電阻的儀表——?dú)W姆表。Rx與I不成正比關(guān)系，所以表盤的刻度并不是均勻分布的。左密右疏，中間的刻度分布得相對(duì)均勻一些，所以指針指在中間區(qū)域的位置上讀數(shù)較為精確一些。

按照這樣的順序來講解歐姆表，學(xué)生對(duì)歐姆表的內(nèi)部構(gòu)造、使用前為什么要?dú)W姆調(diào)零、如何進(jìn)行歐姆調(diào)零、表盤的電流值如何改成電阻值以及為什么表盤刻度不均勻等一系列問題有了充分的理解，符合學(xué)生的認(rèn)知過程，達(dá)到了教參中對(duì)這塊內(nèi)容的要求。

參考文獻(xiàn)：

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編輯 李琴芳