☆表頭(G)改裝成雙量程電流表
[例1]如圖所示,有一個表頭G,滿偏電流Ig=500 mA,內阻Rg=200 Ω,用它改裝為有1 A和10
A兩種量程的電流表,求R1、R2的阻值各為多大?
解析:當公共端與1 A端接入電路時,量程為I1=1 A,當公共端與10 A端接入電路時,量程為I2=10 A。
當公共端與1 A端接入被測電路時,電阻R1和R2串聯,再與表頭內阻Rg并聯。由并聯電路中的電流分配關系可得:R1+R2=Rg
代入Ig、I、Rg的數值得R1+R2=200 Ω ①
當公共端與10 A端接入被測電路時,電阻R1與表頭支路的電阻Rg+R2并聯。由并聯電路的特點可知:
Ig(Rg+R2)=(I2-Ig)R1
代入Ig、I2、Rg的數值,可得
R2+200 Ω=19 R1 ②
由①②解得 R1=20 Ω, R2=180 Ω
[說明]對于I1=1 A的量程,G是它的表頭,對于I2=10 A的量程,G與R2串聯后相當于它的表頭.
☆表頭(G)改裝成雙量程電壓表
[例2]如圖所示,有一個表頭G,滿偏電流為Ig=1 mA,內阻Rg= 100 Ω,用它改裝為有5 V和50 V兩種量程的電壓表,求R1、R2的阻值各為多大?
答案:R1=4.9 kΩ,R2=49.9 kΩ
解析:當公共端與5 V端接入被測電路時,量程為U1=5 V,當公共端與50 V端接入被測電路時,量程為U2=50 V.
由串聯電路的電壓分配關系可知:
R1=Ω=4900 Ω=4.9 kΩ
R2==49900 Ω=49.9 kΩ
★教學體會
1、本節課要重點講清楚電流表的兩個特性參數滿偏電流Ig和表頭電阻Rg的含義,以及相對應的電流表兩端承受的最大電壓值Ug=IgRg的意義。
教師活動:讓學生概括總結本節的內容。請一個同學到黑板上總結,其他同學在筆記本上總結,然后請同學評價黑板上的小結內容。
學生活動:認真總結概括本節內容,并把自己這節課的體會寫下來、比較黑板上的小結和自己的小結,看誰的更好,好在什么地方。
點評:總結課堂內容,培養學生概括總結能力。
教師要放開,讓學生自己總結所學內容,允許內容的順序不同,從而構建他們自己的知識框架。
4、電壓表和電流表
學生:請問:利用表頭能夠測量的最大電流和最大電壓分別是多大?
教師:常用的電壓表和電流表都是由小量程的電流表G(表頭)改裝而成的。
(投影)利用多媒體介紹表頭的滿偏電流Ig、內阻Rg和滿偏電壓Ug。
(1)滿偏電流Ig
表頭的線圈準許通過的最大電流很小,一般不超過幾十微安到幾毫安,這個電流值叫表頭的滿偏電流,用Ig表示。
滿偏電流Ig:表頭指針偏轉到最大刻度時的電流。
[說明]如果通過表頭的電流超過滿偏電流Ig,不但指針指不出示數,表頭還可能被燒壞。
(2)表頭的內阻Rg
表頭的線圈電阻一般為幾歐到幾百歐,這個電阻值叫做表頭的內阻,用Rg表示。
內阻Rg:表頭線圈的電阻叫做表頭的內阻。
[說明]每個表頭都有它的滿偏電流Ig和內阻Rg,Rg和Ig是表頭的兩個重要參數。
教師:同學們能不能根據Ig、Rg概括出什么叫做滿偏電壓?
學生:表頭通過滿偏電流時,加在它兩端的電壓,這個電壓值叫滿偏電壓,用Ug表示。
教師:滿偏電流Ig、內阻Rg、滿偏電壓Ug三者之間有什么關系?
學生:據部分電路歐姆定律可知:Ug=IgRg
小結:表頭G的滿偏電壓Ug和滿偏電流Ig一般都比較小,測量較大的電壓和較大的電流時,需要把小量程的表頭G加以改裝。
(投影)例1 電流表改裝成電壓表
(投影)例2 電流表改裝成大量程電流表
教師:在初中我們已經學過有關串聯和并聯的知識,這節課我們要深入研究串并聯電路中各部分的電流、電壓及電阻的關系。
通過本節課的教學活動,要培養學生的應用意識,引導學生關心實際問題,有志于把所學物理知識應用到實際中去。
★教學重點
熟練掌握串并聯電路的特點;電組的串并聯的計算。
★教學難點
表頭G改裝成大量程電壓表V和電流表A的原理,并會計算分壓電阻和分流電阻。
★教學方法
自學引導、講授法
★教學用具
投影片、多媒體輔助教學設備
★教學過程
知道常用的電壓表和電流表都是由小量程的電流表改裝而成的。通過分壓電阻和分流電阻阻值的計算,培養學生應用所學物理知識解決實際問題的能力。
5、理解表頭改裝成常用電壓表和電流表的原理,會求分壓電阻和分流電阻的阻值。
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