高中物理《电表的改装》优质课教案、教学设计

教学目标：Ⅰ．知识与技能

《电表的改装》教学设计4.串联电路和并联电路（第2 课时）

⑴了解小量程电流表的工作原理及基本参数。

⑵理解将小量程电流表改装成较大量程的电压表和电流表的方法，会计算分压电阻和分流电阻

的阻值。

⑶在电路分析计算中能够正确看待电表，认识到电表内阻对电路的影响。

Ⅱ．过程与方法

通过参与电表量程扩大问题的探究过程，进一步熟悉串并联电路的基本特点，增强应用已学知

识处理问题的能力。

Ⅲ．情感态度与价值观

通过对实际电表的讨论，培养学生具体问题具体分析的科学素养。

教学设想

电表改装是串并联电路知识的具体应用，本节内容可以加深学生对串联电路的电压分配关系、并联电路的电流的分配关系的理解。同时，该内容也加深学生对电表内阻的认识，为后续电学实验误差的认识与分析扫清障碍。另外，作为一个知识点，在高考中，也经常在电学实验中加以考察。故，本节内容比较重要。

在本节内容的教学过程中，我想以引导学生从电压的分配问题入手理解电压表量程扩大的方法，从电流的分配问题入手引导学生理解电流表量程扩大的方法。引入扩大倍数的概念，将分压电阻、分流电阻表达学生容易记忆的形式。电表的刻度均匀与否及如何标记，也是一个很实际的问题，引导学生自己标注刻度。针对电表内阻对实验误差的影响，在学习完电表量程扩大问题后，引导学生认识实际电表内阻的特点，很有必要。

教具

多媒体课件、演示用电流表、电压表

教学过程：

导入：在电学实验中，我们经常要去测量电流和电压，这离不开测量工具——电流表和电压表。

在我们所接触过的学生电表中，都有两个量程，比如电压表通常有0～3V 和0～15V 两个量程，一个电压表为何有两个量程呢？它的量程是如何改变的呢？这节课我们就来探究电表量程的改变问题。

常用的电流表和电压表都是由一个共同的部件改装而成的，它叫做表头。

一、灵敏电流计（表头）

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R g：线圈有一定的电阻。

②满偏电流I g：电流表指针偏转到最大刻度时的电流

③满偏电压U g：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U g=I g R g

【思考】：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。

矩形线圈

（已知内阻Rg=100Ω）

【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？

由于满偏电流和满偏电压都很小，不能测量较大的电流和电压。要想测量大电流和大电压就必须

扩大量程。那么如何来扩大电表的量程呢？

二、电表改装—扩大量程

Ⅰ.电压表

【问题】：一电流表G，内阻R g=100Ω，满偏电流I g=3mA，如何把它改装成量程为3V 的电压表呢？

【引导学生分析】：直接把3V 电压加在表头两端显然是不行的，会烧毁电表。表头只能承担一小部分电压，多余的电压必须分配给其他元件来承担，所以可以连接一个电阻。电阻应当如何与表头连接呢？这里是对电压进行分配，什么样的电路具有分压作用呢？试着画

出如图所示的电路图。

【思考1】电压表的量程为3V，怎么理解呢？

在电压表的两端加3V 电压时，指针恰好偏向最大刻度,也就是说流过表头的电流达到了满偏电

流I g

【思考2】你能求出分压电阻的阻值吗？

提示：以指针满偏的状态进行计算。

R

分压=

U

量

-U

g

I

g

=

U

量

-I

g

R

g

I

g

=3 -0.3

3⨯10-3

=900Ω

【思考3】如果把扩大后的量程与满偏电压的比值叫做扩大倍数，即n=U 量/Ug,则分压电阻可以怎么表示？

R

分压=

U

量

-U

g其中，U

I

g

=I

g

R

g

则

R

分压=

U

量

-U

g R

U

g

=(

U

量-1)R

U

g

=(n -1)R

g

g

g g

U = 本例中：n U 量 g

= 3 0.3 =10 R 分压 =(n - 1)R g =9 ⨯100 =900Ω

【思考 4】把表头和串联的分压电阻封装起来，加上刻度盘就成了崭新的电压表了。这个崭新电压表的内阻是多少呢？

【思考 5】这个崭新电压表的刻度盘是均匀的吗？请你试着标记出它的刻度盘。

【小 结】：

若要将内阻为Rg 表头G 改装成一个量程为满偏电压 Ug 的n 倍的电压表V ，需要串联的分压

电阻的阻值为 R 分压 =(n - 1)R g ，改装后的电压表内阻为 R V =nR g

【思考】：将同一个表头改装成不同量程的电流表时，量程越大，则并联的分流电阻是越大还是 越小？

Ⅱ.电流表

【问题】一电流表 G ，内阻 R g =100Ω，满偏电流 I g =3mA ，如何把它改装成量程为 0.6A 的电流表呢？

【引导学生分析】：直接让 3A 电流通过表头显然是不

行的，会烧毁电表。表头只能承担一小部分电流，多

余的电流必须分配给其他元件来承担，所以可以连接

一个电阻。电阻应当如何与表头连接呢？这里是对电流进行分配，什么样的电路具有分流作用呢？