电表的改装教学设计

电表的改装【设计思想】本节课的设计思路是：通过问题如何在大电流、大电压的电路中正常使用额定电压、额定电流较小的用电器入手，深化学生对串联分压、并联分流作用的认识；并进行知识迁移，学生合作设计改装电表，加深理解的同时提高学生灵活运用能力；最后设置关于两个电表的串、并联使用的练习题在理解电表改装原理基础上，进一步拓展提升学生对这部分知识的应用。【教材分析】电流表、电压表的改装这部分内容在教材上并没有单独成节，而只是作为串联、并联电路的一个应用，以习题的方式呈现。目的是强调欧姆定律的应用，通过对电流表量程的改装、电流表和电压表电路模型的建立等内容使串并联知识得以拓展。着眼点仍然在于基本的物理规律，以学生自主推导分析为主。另一方面，电表的使用在整个恒定电流部分都是重点，尤其是关于电路的设计、误差的分析，对电表的结构要求很高，而这些又是高考实验的重点和难点。所以对电表的改装，需让学生从根本上搞清楚原理和设计思想。【学情分析】从学生已有的知识来看：电表的改装建立在欧姆定律、串并联电路基础上，这两部分知识在初中都已初步学习，在前一节也做过系统的讲解分析，所以学生的理论基础已充足，但是对串联分压、并联分流思想没有强化过，对其应用就更困难了，需要指导激活。从学生的认知特点来看：高二的学生经过高中一年抽象思维的训练已经能初步进行深层次的思考，尤其是理科班的学生，其自身也不再满足于简单的听懂，更希望通过自己的思考获得知识，提升思维。因此通过导学案问题设计的引导，学生可实现自主推导设计电表改装，并分析电表应用带来的问题。这也是本节课的关键所在。【教学目标】一、知识与技能：1.知道小量程电流表G的工作原理、基本参数（满偏电流、满偏电压）及其关系。2.知道小量程的电流表G在电路中就相当于一个电阻。3.弄清将小量程电流表G改装成大量程电压表和大量程的电流表的原理。4.学会将小量程电流表G改装成大量程的电压表和大量程电流表的方法，并会改装。5.会在电路中正确使用改装后的电表。二、过程与方法：通过小组自主学习，合作探究出把小量程电流表G改装成大量程电压表和大量程电流表的方法，并体会串并联电路在电表改装中的作用，深刻理解改装原理，并对方法进行总结。三、情感态度与价值观：1.将电路的串并联规律应用到电表改装上，提升学生知识的迁移能力，自主设计能力，让学生体会成功的喜悦，增强学生的自信心和学习兴趣。2.通过电路的设计，了解科学家自制仪器的智慧和艰辛。【重点难点】重点：电流表、电压表改装原理的理解难点：改装原理的应用及表盘读数【教法与学法】通过导学案内容问题的设置，给学生指明自主学生、合作探究的方向，帮助学生搭建独学、群学的知识平台。在学生独学的基础上，小组内合作探究完成独学中同学们遗留下来的问题，进行组内交流讨论，构成群学的氛围。然后以组为单位展示各组的研究成果，总结解决问题的方法。在同学们群学的过程中，教师要深入组内倾听各组同学的交流，适时的参与到他们的讨论中，对较困难的问题及时给与引导和点拨。在各组展示研究成果的过程中，教师要对同学们的表现及时的评价，对出错点、不足点及时纠正和补充，对重难点充分强调，对学生的表现给与即时的鼓励，充分调动学生的积极性，提升学生参与课堂学习的热情，继而提高课堂的学习效率。【教学模式】情境导入—自学环节—交流环节—展示环节—总结环节—习题检测六步法【教学过程】一、情境导入：复习：1、串联电路的特点：2、并联电路的特点：探究：已知灯泡L允许通过的最大电流为1A，最大电压为10V1）现只有一电压为12V的源电压，如何能使灯泡L正常使用？2）现只有一电流为3A的电流，如何能使灯泡L正常使用？学生分析计算总结：串联分压，并联分流师：若用一个盒子将灯泡L与Rx装起来，仅留灯泡的玻璃罩露在外面→新的灯泡'L1）2）师生共同归纳：串联电阻可分压，扩大原用电器能承受的电压并联电阻可分流，扩大原用电器能承受的电流LRxU'L新的灯泡'L规格：Im=1A，Um=12V（电压扩大）LRxI''LI新的灯泡''L规格：Im=3A，Um=10V（电流扩大）矩形线圈0123mA01230123mA0102030二、自主学习知识点1：小量程的电流表G（表头）生观察电流计、认识电流计，师对照实物补充简介电流计1.结构原理：指针的偏转角度θ与流过表头的电流I的大小成正比，即θ∝I。因此，灵敏电流计的刻度盘是均匀的。2.三个主要参数①内阻Rg：线圈有一定的电阻。②满偏电流Ig：电流表指针偏转到最大刻度时的电流③满偏电压Ug：电流表满偏时加在它两端的电压三个参数满足欧姆定律：即Ug=IgRg探究：此电流表能否作为电压表来测量电压呢？若可以，请你试着来标记电压表的刻度盘。（已知内阻Rg=100Ω）成果展示：学生独立完成，投影展示归纳总结：三、交流环节、展示环节知识点2：改装大量程的电压表思考：用灵敏电流表来测电流或电压有什么局限性吗？该如何改进呢？生思考如何用上述电流计按要求实现测量，并设计出电路图探究：一电流表G，内阻Rg=10Ω，满偏电流Ig=30mA，如何把它改装成量程为U=3V的电压表呢？生：简单陈述方法并计算并联电阻R值。拓展1：改装之后的电压表内阻是多大？并修改表盘读数师：模仿灯泡改装，也将电流计和电阻装在暗箱中，如图：UVRGUgI0123mA01020300123mmAmA0123mmAmA拓展2：上题中的表头，若改为15V量程的电压表，要串联多大的电阻R?改装后的电压表总电阻RV是多少？修改表盘。成果展示：学生分小组交流讨论，并由各小组将结果用实物投影进行展示归纳总结1、小量程电流表G改装电压表V，要给电流表G联一个阻值的电阻。（填“串”、“并”、“大”、“小”）2、改装后电压表的量程越大，分压电阻越，改装后电压表内阻越。（填“大”、“小”）3、分压电阻的阻值R=_______________;改装后电压表的内阻RV=知识点三：改装大量程的电流表教师：电流计体现的最大电流值有限，怎样扩大其量程探究:一电流表G，内阻Rg=100Ω，满偏电流Ig=3mA，如何把它改装成量程为0——0.6A的电流表呢？学生结合将电流计改装成电压表的方法独立完成电流表的改装，并让学生板演电路设计。拓展1：改装之后的电流表内阻是多大？并修改表盘读数拓展2：上题中的表头，若改为3A量程的电流表，要并联多大的电阻R?改装后的电流表总电阻RA？并修改表盘。成果展示：学生分小组交流讨论，并由各小组将结果用实物投影进行展示归纳总结1、小量程电流表G改装成大量程电流表A，要给电流表G联一个阻值的电阻。（填“串”、“并”、“大”、“小”）2、改装后电流表的量程越大，分流电阻越，改装后电流表内阻越。（填“大”、“小”）3、分流电阻R的阻值R=；改装后电表内阻RA=课堂反馈（改装电表的使用）1.现有两个相同的电流表G改装成的A1（0-1A）、A2（0-3A）。（1）若两电流表串联使用，两表示数相同吗？指针偏角相同吗？（2）若两电流表并联使用，两表示数相同吗？指针偏角相同吗？2.现有两个相同的电流表G改装成的V1（0-1V）、V2（0-3V）。（1）若两电压表串联使用，两表示数相同吗？指针偏角相同吗？（2）若两电压表并联使用，两表示数相同吗？指针偏角相同吗？A2A1A2A1V2V1V2V1四、总结环节电压表和电流表的改装1、若要将电流表G改装成一个量程为Ug的n倍的电压表V，需要串联电阻的阻值为gggIRIUR2、若要将电流表G改装成一个量程为Ig的n倍的电流表A，需要并联的电阻的阻值为gggIIRIR五、习题检测1、用同一个小量程电流表G分别改装成电流表A、电压表V，则G、A、V的内电阻RG、RA、RV之间的关系为()A．RGRARVB．RARGRVC．RVRARGD．RARVRG2、一个电流表的内电阻为0.18KΩ，最大量程为10A，刻度盘分为100个刻度，改装成量程为100A的电流表，应联一个Ω的电阻，新的电流表的内电阻为Ω。3、一个电压表的电阻为10KΩ，最大量程为3.0V，刻度盘分为30个刻度，改装成量程为30V的电压表，应联一个KΩ的电阻，新的电压表的内电阻为KΩ。4、图所示是一个双量程电压表，表头是一个内阻Rg=500Ω，满刻度电流为Ig=1mA的毫安表，现接成量程分别为10V和100V的两个量程，则所串联的电阻R1=______Ω，R2=______Ω【板书设计】电表的改装知识回顾1、串联电路特点：并联电路特点：2、例：灯泡正常使用问题1）串联电阻分压2）并联电阻分流一、电流计1、原理：指针偏转角度θ∝I2、满偏电流：gI满偏电压：gU3、内阻：gR二、电流计的改装1、电流计改装成电流表：2、电流计改装成电压表：三、改装后电表的使用留作草稿、计算、学生板书LRxULRxII=1AgIRGRGUgI【教学反思】本设计最大的特点在于，电表改装的串联分压、并联分流原理通过旧知识额定电流、额定电压小的灯泡在大电流、大电压电路中使用得到，大大降低了学生对改装原理理解的困难。再加上设置大问题把握方向，小问题引导思路，学生小组合作探究，投影成果展示、讲解等方式，使整节课的学习氛围都较轻松，学生的独学、群学的学习方式变成整堂课的主导学习方式，教师真正意义上变成了同学们学习的合作伙伴，极大限度的凸显了学生的主体地位。