11.4-2电表改装 学案—【新教材】人教版（2019）高中物理必修第三册（word含答案）

第十一章 第4节　串联电路和并联电路(电表改装) 【学习目标】 1．通过实例对比，引导学生思考特续电流形成的原因，了解电源的作用，认识常见的电源。 2．通过对比静电平衡条件，引导学生思考电路中的电场特点和电荷运动情况，了解导体中的恒定电场和恒定电流。 3．通过实例分析，理解电流的定义，知道电流的单位。 【学习过程】 任务一：电压表的改装 1．情景讨论： (1)如图所示，已知电流表内阻Rg=10 Ω，R0=990 Ω，此时电流表读数为I=2 mA，能否求出电阻R两端的电压？ U=I(R0＋Rg) =2×10-3×(10＋990) =2V (2)现在有个待测电路电压大约为3V，但是身边没有电压表，只有一个电流表内阻为Rg=10 Ω，允许通过最大电流Ig=3mA。还有一个可以读出电阻阻值的电阻箱。大家能否通过现有的器材测出该电路电压？如果可以，请完成电路。若待测电路电压为3V，电阻箱至少需要调到多大阻值？ U=Ig (R0＋Rg) 代入3V= 3×10-3×(R0＋10) 得 R0=990Ω 2．拓展应用———电压表改装 (1)知识储备：电压表和电流表的核心部件是表头，表头就是小量程的电流表。从电路角度看，表头就是一个电阻，通过表头的电流可以利用电磁原理读出电流大小。表头主要有三个参数。①内阻Rg：表头本身的电阻。②满偏电流Ig：指针偏转到最大刻度时的电流。③满偏电压Ug：表头通过最大电流Ig时两端的电压。三个参数之间的关系满足：Ug＝IgRg。 (2)实验室常用的电压表有两个量程0~3V和0~15V。请大家用一个内阻Rg=10 Ω，满偏电流为Ig=3mA的表头，去完成改装。 (如何连接电路，需要多大的电阻R) 电压表 ①改装电路图 ②改装电路相关计算 ③表盘改装。 0~3V U=Ig (R＋Rg) 代入3V= 3×10-3×(R0＋10) 得 R=990Ω 0~15V U=Ig (R＋Rg) 代入15V= 3×10-3×(R0＋10) 得 R=4990Ω (3)观察实际电压表内部结构，画出电路图。 任务二：电流表的改装 1．情景讨论： (1)如图所示，已知电流表内阻Rg=10 Ω，R0=1Ω，此时电流表读数为I=2 mA，能否求出通过电阻R的电流？ IR =I＋I 0 = I＋=2＋20 =22 mA (2)现在有个待测电路电流大约为0.6A，现在身边有一个电流表内阻为Rg=10 Ω，允许通过最大电流Ig=3mA。还有一个可以读出电阻阻值的电阻箱。大家能否通过现有的器材测出该电路电流？如果可以，请完成电路。若待测电路电流为0.6A，电阻箱至少需要调到多大阻值？ I＝＋Ig 代入600 mA＝＋3mA 得R0≈0.05Ω 2．拓展应用———电流表改装 (1)实验室常用的电流表有两个量程0~0.6A和0~3A。请大家用一个内阻Rg=10 Ω，满偏电流为Ig=3mA的表头，去完成改装。 (如何连接电路，需要多大的电阻R) 电流表 ①改装电路图 ②改装电路相关计算 ③表盘改装。 0~0.6A I＝＋Ig 代入600 mA＝＋3mA 得R0≈0.05Ω 0~3A I＝＋Ig 代入3000 mA＝＋3mA 得R0≈0.01Ω (2)观察实际电流表内部结构，画出电路图。 【课堂总结】 (1)电压表改装：测量较大的电压时，将表头上串联一个较大的电阻，就改装成了电压表，即U＝Ig(R＋Rg)。 (2)电流表改装：测量较大的电流时，将表头上并联一个较小的电阻，就改装成了量程较大的电流表，即I＝＋Ig。 两表改装 比较项目 小量程的表头G(Ig，Rg)改装成电压表 小量程的表头G(Ig，Rg)改装成电流表 内部电路 扩大后量程 U＝Ig(R＋Rg) I＝＋Ig R的作用 分压 分流 R的阻值 R＝－Rg R＝ 电表的 总内阻 RV＝Rg＋R或RV＝ RA＝或RA＝ 【课后巩固】 1．一量程为0.6 A的电流表，其刻度盘如图所示，若此电流表的两端并联一个电阻，其阻值等于该电流表内阻的一半，使其成为一个新的电流表，则图示的刻度盘上的一个小格表示多少安培？ [解析]　设该表内阻为Rg，并联电阻值为的分流电阻后，分流电阻承担的电流为 IR＝＝ A＝1.2 A 所以改装后的电流表的量程为 I＝IR＋Ig＝(1.2＋0.6) A＝1.8 A 所以 ... ...