【复习回顾】
将小量程电流表改装成大量程电流表或电压表,改装的第一步是设计出改装电路,第二步是根据电压与电流的一一对应关系对表盘进行重新刻度,第三步是校表.
本节探究如何把一个电流表改装成一个能够测量导体的电阻,并能直接读出电阻数值的欧姆表.从而实现把一个表头改成既可以测量电流、电压,又可以测量电阻的多用电表.对欧姆表的探究分两步完成,第一步设计出可测量电阻的电路,第二步对表盘进行重新刻度.
【提出问题】
1.常用的电流表、电压表是如何改装的?
2.常用的测电阻方法是什么?
3.现在提供一个表头和被测电阻,把它们连接起来,表头能否对待测电阻有"反应"?怎样使电路里形成电流?
4.如何保证电流表的指针偏转不超过最大刻度?
(设计意图:1.通过对电流表、电压表改装的复习,为欧姆表的改装作好铺垫,同时让学生体会转换的思想;2.电流与电阻之间的转换有一道门槛,要搭建台阶,巧妙设计实验,引起学生的质疑,迅速调动学生运用知识分析问题的积极性,深刻体会"含源"的作用.)
【归纳总结】
1.原理分析:I=
2.内部电路
【提出问题】
我们已经找到欧姆表的原理,可以把电阻转换成电流,然后把刻度盘上标有电流的地方标上相应的电阻,这样电流表不就改成欧姆表了吗?而对表盘的重新刻度,我们看一个例题.
【例题】如图,电源的电动势E=1.5 V,内阻r=0.5 Ω,电流表满偏电流Ig=10 mA,电流表电阻Rg=7.5 Ω,A、B为接线柱.
(1)用导线把A、B直接连起来,此时应把可变电阻R1调节为多少才能使电流表恰好达到满偏电流?此时A、B间电阻是多少?电流表指针指在什么位置?
(2)调到满偏后保持R1不变,如果A、B间断开,电流表指针指多少刻度的位置?此时A、B间电阻是多少?
(3)调到满偏后保持R1的值不变,在A、B间接一个150 Ω的电阻R2,电流表指针指着多少刻度的位置?
(4)如果把任意电阻R接在A、B间,电流表读数I与R的值有什么关系?
【思考讨论】
1.将两个表笔用导线连接起来,所测电阻为多少?
2.两表笔断开,表笔之间的电阻是多大?
3.被测的电阻是150 Ω,这时候的外电阻有没有什么特殊意义?
4.如果把任意电阻R接在A、B之间,电流表示数I与R的值有什么关系?
【归纳总结】
1.欧姆挡零刻度线在右端,无穷大刻度线在左端;
2.刻度分布不均匀,左端密集右端稀疏;
3.中值电阻:当电流为满偏电流的一半(指针指中央刻度)时所对应的电阻值,且中值电阻等于欧姆表内阻.
(设计意图:1.进一步用理论去分析实验猜想的可行性,确认电流与电阻之间有一一对应关系,突出从特殊到一般的思想认识;2.促使学生深刻思考,加深对欧姆表原理以及中值电阻的理解;3.认识刻度特点,引出换挡、重新调零等一系列问题.) 【思考讨论】
把一个电流表改成电压表或欧姆表,让它成为多用电表,如图虚线框内是一个单刀多掷开关,接线柱B可以接通1,可以接通2或3.当B接通1,能像图甲那样成为电流表,接通2像图乙那样成为欧姆表,接通3像图丙那样成为电压表,这个多用电表的电路图是怎样的?
(设计意图:1.能够降低学生学习多用电表的难度;2.同时也为下一步的认识多量程多用电表的原理图搭建好台阶.)
【思考讨论】
以上讨论的是一个简单的多用电表,但每一个表都只有一个量程(挡位),使用的时候肯定不能满足我们的测量需要,我们可以再进行拓展,如图所示,是一个双量程(挡位)的多用电表的原理图.请大家思考然后讨论分析:
1.开关S调到哪两个位置上多用电表测的是电流?哪两个位置上多用电表测的是电压?哪两个位置上多用电表测的是电阻?(在识别电阻挡和电压挡的电路时,可以把虚线框内的电路当成一个电流表)
2.测量电流电压时,两个位置哪一个量程比较大?
(设计意图:让学生了解多用电表不同挡位之间的区别与联系.)
【巩固练习】
如图所示为一个多量程多用电表的电路示意图,下列说法中正确的是( )
A.开关S调到1、2两个位置时,测的是电流
B.开关S调到5、6两个位置时,测的是电压
C.开关S调到3、4两个位置时,测的是电阻
D.测电流时,1位置的量程较小,测量电压时,6位置的量程较大
解析:开关S调到1、2两个位置时,是表头并联了电阻,或表头串联一个电阻再和另一个电阻并联,是测电流,A项正确;开关S调到5、6两个位置时,是表头串联电阻,测的是电压,B项正确;开关S调到3、4两个位置时,是欧姆表,测的是电阻,C项正确;根据串、并联知识知测电流时,1位置的量程较大,D项错误.
答案:ABC