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1、1电流表、电压表的改装电流表、电压表的改装教学设计教学设计一、一、设计思想设计思想 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,学生自己动手设计改装电表,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。 二、二、教材分析教材分析 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,通过对电表量程 的
2、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,以学生自主动手推导分析为主。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 这些又是高考实验题的重点难点。所以对电表的改装,需让学生从根本上搞清原理和设 计思想。 三、三、学情分析学情分析 从学生已有知识来看:电表的改装建立在欧姆定律、串并联电路基础上,这两部分 知识学生在初中都已初步学习,高中课本上之前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。 从学生认知
3、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。 因此通过适当的思路引导,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。 四、四、教学目标教学目标 1、 由高电压下使小灯泡正常工作的例题分析,强化学生对串联分压、并联分流作用的认 识 2、 将电路的串并联规律应用到电表的改装上,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、增强学生自信心和学习兴趣 3、 通过对改装后电表的使用出现问题的分析,提高学生深化理解知识、灵活应用知
4、识、 分析解决问题的能力,进一步激发学生对现象背后本质的追求 五、五、重点难点重点难点 重点:电流表、电压表改装原理的理解【设计意图:电表如何改装、改装后如何使用的关键都在于对电表原理的认识,所以对原理的理解是本节课的知识重点。通过三步过程来实现重点突破:一、新授课之前,设置大电压电路中,额定电压小的灯泡如何正常使用的例题使学生体会串联分压、并联分流的原理;二、在教师引导下实现电流计改装成大量程电流表;三、.生独立完成电流计改装成电压表、并分析表头制作。 】2难点:改装后电表的串并联应用【设计意图:改装电表的使用是本节知识的难点,难点突破的关键在电表结构原理的理解。在电表改装部分让学生观察电流
5、计、分析表头得指针偏转只与实际通过电表电流有关,就做好第一步铺垫;然后通过两道例题,一道改装电流表的串联使用在教师指导下完成,一道改装电压表的使用让学生独立完成,达到突破难点的目的。 】六、六、教学方法教学方法 启发式提问、讲解法、学生自主学习法 七、七、教学过程教学过程 (一)(一) 复习回顾、例题引入复习回顾、例题引入 例:已知灯泡 L 允许通过的最大电流为 1A,最大电压为 10V 1)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? 思路解析: 1) 灯泡只需 10V,提供的电压有多余,需找“人”分担(找电阻
6、串联分压)2LL xIUUR2)灯泡只需 1A,电流多余,需找“人”分流(找电阻并联分流)5LL xIIUR启示:串联分压,并联分流【设计意图:1.通过串、并联电路特点的回顾,达到巩固知识的目的,同时为电表改装做知识准备。2.设置灯泡正常使用这样一道学生能胜任的例题,让学生借助旧有的知识,来理解串联分压、并联分流的原理,达到推陈出新的目的,为本节电表改装埋下伏笔。 】(二)(二) 新课教学新课教学师: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L 1) 2)归纳:串联电阻可分压,扩大原用电器能承受的电压L Rx UL Rx IL Rx UL新的灯泡规格:I m=1
7、A,Um=12VL (电压扩大)L Rx I LI新的灯泡规格:I m=3A,Um=10V L (电流扩大)3并联电阻可分流,扩大原用电器能承受的电流【设计意图:通过简单的灯泡的改头换面让学生体会什么是改装,接下来对电表改装时,学生就能自己理解设计。 】1、 设计改装电流计 要求:现有一只电流计,电路电流 I=1A,怎样才能把电流计 G 放进电路使用测量? 1) 生观察电流计、认识电流计,师对照实物补充简介电流计 电流计:测量电流的仪器(区别电流表:一般量程较小) 如:量程为 100A,说明最大允许通入电流 100A原理:只要有电流 I 流入,指针就偏转,I 越大,指针偏转角度 越大,I ,若
8、通入 100A,指针偏转到最右端,所以 100A 也叫满偏电流gI内阻:通常认为电流计无内阻,事实上有内阻,很小(设)gR100gR满偏电压,无论 都很小gggRIUgIgU【设计意图:要将电流计改装成电流表、电压表,那么对电流计的结构原理的认识就必不可少。量程的大小、原理通过学生观察得到可以提高学生的观察能力,也比教师直接介绍更易掌握。 】2) 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 提示:直接放入,I 太大,电流计会烧坏,则(分流)ggg IIRIR师:模仿灯泡改装,也将电流计和电阻装在暗箱中,如图:问 1:我们发现只要并联一个电阻分流,新的电流表就制成了。 如果要求将电流计
9、改装成量程为 0 3A 怎么改? 生:简单陈述方法并计算并联电阻 R 值。 问 2:如图若电路电流 1A,电表应该显示示数多少,实际通过电表中的电流多少?(即 表头的制作)0 G100AI=1AgIR GI=1AgIR G新的电流表量程:0 1A(量程扩大)I=1AA4生思考可得:电表内真实通过的电流仍然是 100A; 指针偏转角度正比于实际通入电流,偏转到最大位置; 指针对应的示数改变了,即新表只是将表头刻度改变【设计意图:本部分是本节课的知识重点,通过几步过程来突破。1.首先在学生思考过程中教师给出电流太大电流计会烧坏的提示,这就引导学生从灯泡的正常使用例题得到启发,借助串联分压、并联分流
10、就能实现电流计改装成大量程电流表。2.电流计量程扩大实现后又设置连续两问:问 1 使学生熟悉巩固改装的方法,再要求学生陈述出来以达到锻炼学生口头表达能力的目的;问 2 使学生深入思考,所谓电表的改装,实际通过电表的最大电流并未增加,指针偏转受实际电流控制,而新的表不过是把指针对应的刻度修改,使学生真正明白电表的原理,为以后改装电表的使用做知识铺垫。 】3) 电流计改装成电压表 师:电流计能改装成大量程的电流表,那它能否改装成电压表? 问 1:就电流计本身能否体现电压? 引导生得:如图电流计接入电路,若满偏说明 gabUU若半偏说明 gabUU21据 U=IR 可得,电流计能体现 0 电压值 g
11、U问 2:电流计体现的最大电压值有限,怎样扩大其量程(设扩大到 1V)? 生结合将电流计改装成电流表的方法独立完成电压表的改装,并让学生板演电路设计。 思路:串联电阻实现分压ggg IRIUR【设计意图:1.从电流计改装成电流表转到思考电流计改装成电压表顺理成章,给出大的问题“能否改装成电压表”后,连设两小问引导学生层层递进地思考,如此回答出大的提问。2.有了前面几次改装的事例,将电流表改装成电压表并不很困难,整个改装过程让学生独立完成,才能真正实现知识内化。3.让学生板演一方面提高上台学生的心理应对能力,另一方面为知识薄弱学生做过程规范演示。 】2、 改装电表的使用 例 1、 现有两个相同的
12、电流计 改装成的 (0 1A) 、 (0 3A) 若两电流表串联使用,两表是示数相同吗?指针偏角相同吗?若两电流表并联使用,两表是示数相同吗?指针偏角相同吗? 生先思考,师引导学生解析串联使用问题:串联:Gab新的电压表量程:0 1V(量程扩大)UVR GUgIGA2A1A2A12IR2 G1IR1 G实质结构5两新表都测电路电流示数相同,但实际通过电流计的电流不同,指针偏转不同。 依照教师所给思路,生独立完成电流表并联使用问题: 并联:两新表测不同电路电流示数不同,但实际电流计两端电压相同,通过电流计电流相同, 指针偏转相同。 例 2、 现有两个相同的电流计 改装成的 (0 1V) 、 (0
13、 3V) 若两电流表串联使用,两表是示数相同吗?指针偏角相同吗?若两电流表并联使用,两表是示数相同吗?指针偏角相同吗? 此题提升:给学生时间分析,然后请学生讲解。【设计意图:改装电表的使用是本节知识的难点,难点突破的关键在电表结构原理的理解,在 3)电表改装部分已做好铺垫,在例 1 中教师给出适当引导学生即可解答。例 2 与例 1 的解析思想相似,但知识又有不同,例 2 的设置是为让学生知识提升,凭借自己能力解答,达到灵活应用的目的。 】八、八、板书设计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、
14、原理:指针偏转角度 I2、满偏电流: 满偏电压:gIgU3、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GV2V1A1A2R1GR2 G实质结构L Rx UL Rx II=1AgIR GR GUgI6【设计意图:1.将黑板分成三块,知识结构、重难点很清晰,便于学生知识框架的建立。2.左半部分知识回顾留在黑板的目的是:新授课中要不断地应用其知识,尤其是灯泡正常使用的例题,其原理就是后面电流计改装成电流表、电压表的原理,起到便于学生理解、应用的作用。3.右半部分留给学生上黑板板演,起到示范作用。 】设计心得设计心得: 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压、额 定电流小的灯泡在大电流、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,小提问引导思路,学生板演陈述、观察电流计等方 式,整堂课就可以实现学生自己动手、动脑为主,老师引导为辅的教学方式。