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摘 要:多用电表的原理是教学难点,在核心素养导向下,从课堂教学出发设计电表改装实验,让学生感受物理现象,探究物理规律和本质,从而让学生对知识的理解更准确到位,突破教学难点,同时激发学生学习物理的兴趣,使学生能真正融入物理学习之中,从而提高物理课堂教学的有效性。
关键词:电流表;电压表;欧姆表
物理学的基础是观察和实验,《多用電表》原理比较抽象,如果按照传统教学模式,在理论上去分析讲解,学生没能从真正理解其本质内涵。教师教学应让学生掌握知识原理,将所学习的知识内容进行内化,并作用于理论问题和实际问题的分析处理过程中。而通过制作教具,即电流表、电压表、欧姆表的改装,通过观察对比改装电表和实验室标准电表,引发学生思考,让学生眼见为实,把抽象的情景具体化,加深了学生对知识内在规律的理解,突破教学难点,大大提高教学效率。
一、实验装置
(一)实验电路图
1.电流表改装刻度制作:A1为实验室标准电流表,A2为改装电流表。
2.电压表改装刻度制作:V1为实验室标准电压表,V2为改装电压表。
二、设计意图
1.各个改装电表,用纸盒包装,只漏出改装前电表表盘。
作用:具有神秘感,引起学生的好奇心和学习兴趣。
2.原电表刻度和标签部分被遮盖,但还能清晰看见指针及观察指针偏转。
作用:实验时根据指针偏转,对照标准电表,现场指导学生制作新电表的刻度,让学生从心理上接受认可改装好的电表。
3.刻度制作完成后,可揭开盒盖。
作用:在接受新电表的基础上,让学生惊讶于新电表的来源,产生认识冲突,在老师引导下,对电表改装的原理恍然大悟。
4.可根据需要改变改装电表的量程。
作用:使实验更灵活,加深学生对多用电表原理的理解。
三、实验教学主要过程
(一)实验探究一
1.探究第一个改装电表(电流表)
①现场制作电流表刻度:
用改装好的0.6A(原刻度被遮盖后未画刻度)电流表、实验室电流表、滑动变阻器、电源、开关,按电路图连接好电路。现场演示实验:根据已知刻度电流表示数,把改装好电流表的未知刻度粗略画出来,即得到一个完全改装好的(含刻度)0.6A电流表。
②揭秘内幕,满足学生好奇心:
半揭开改装电表的盖子,探个究竟,发现盒子里是一个200μA的电流表,学生惊讶质疑:200μA小量程电流表能当大量程电流表用?
完全揭开盖子,发现200μA电流表还并联着一个电阻箱。学生若有所思,思考电阻箱的作用是什么?根据并联电路知识,学生能判断出电阻箱的作用应该是分流?于是在老师引导下,恍然大悟:满偏时200μA电流表只承担一小部分的电流200μA,那0.6A电流还剩大部分电流由并联的电阻箱承担,于是就这样把小量程电流表改装成大量程电流表。
2.分析归纳电流表的改装
事实上,电表都可由一个表头改装而成,叫G表。其作用:测量微小电流和电压。有三个主要参数:
①内阻Rg;②满偏电流Ig:指针偏转到最大刻度的电流;③满偏电压Ug:Ug=IgRg
①改装原理:并联一个电阻R,用来分流,电流表量程I越大,需R越小。R=
②量程I与Ig成线性关系,即改装后刻度均匀。
③改装后电流表的内阻:
(二)实验探究二
1.探究第二个改装电表(电压表)
①现场制作电压表刻度:
用改装好的3V电压表(原刻度被遮盖后未画刻度)、实验室电压表、电源、开关,按电路图连接好电路。现场演示实验:根据已知刻度电压表示数,把改装好电压表的未知刻度粗略画出来,即得到一个完全改装好的(含刻度)3V电压表。
②揭秘内幕,满足学生好奇心:
半揭开改装电表的盖子,探个究竟,发现盒子里是一个200μA的电流表,学生惊讶质疑:200μA电流表能当电压表用?
完全揭开盖子,发现200μA电流表还串联着一个定值电阻2000Ω和一个电阻箱。学生若有所思,根据串联电路知识,定值电阻和电阻箱的作用也应该是分压?于是在老师引导下,恍然大悟:满偏时200μA电流表只承担一小部分的电压,3V电压还剩大部分电压由串联的定值电阻和电阻箱承担,于是就这样把小量程电流表改装成大量程电压表。
2.分析归纳电压表的改装
事实上,G表除了可以改装成大量程电流表,也可以改装成大量程电压表。
①改装原理:串联一个电阻R,用来分压,电压表量程μ越大,需R越大。
②量程μ与Ig成线性关系即改装后刻度均匀。
③改装后电压表的内阻:
【注:本文系广东教育学会教育科研规划小课题“提高物理课堂教学有效性策略研究”成果(课题编号:GDXKT25082)】
【参考文献】
[1]《普通高中物理课程标准》,中华人民共和国教育部定制,人民教育出版社2017年版2020年修订。
[2]《核心素养导向的高中物理教学设计》,李春密主编.北京:北京师范大学出版社,2019.9。
关键词:电流表;电压表;欧姆表
物理学的基础是观察和实验,《多用電表》原理比较抽象,如果按照传统教学模式,在理论上去分析讲解,学生没能从真正理解其本质内涵。教师教学应让学生掌握知识原理,将所学习的知识内容进行内化,并作用于理论问题和实际问题的分析处理过程中。而通过制作教具,即电流表、电压表、欧姆表的改装,通过观察对比改装电表和实验室标准电表,引发学生思考,让学生眼见为实,把抽象的情景具体化,加深了学生对知识内在规律的理解,突破教学难点,大大提高教学效率。
一、实验装置
(一)实验电路图
1.电流表改装刻度制作:A1为实验室标准电流表,A2为改装电流表。
2.电压表改装刻度制作:V1为实验室标准电压表,V2为改装电压表。
二、设计意图
1.各个改装电表,用纸盒包装,只漏出改装前电表表盘。
作用:具有神秘感,引起学生的好奇心和学习兴趣。
2.原电表刻度和标签部分被遮盖,但还能清晰看见指针及观察指针偏转。
作用:实验时根据指针偏转,对照标准电表,现场指导学生制作新电表的刻度,让学生从心理上接受认可改装好的电表。
3.刻度制作完成后,可揭开盒盖。
作用:在接受新电表的基础上,让学生惊讶于新电表的来源,产生认识冲突,在老师引导下,对电表改装的原理恍然大悟。
4.可根据需要改变改装电表的量程。
作用:使实验更灵活,加深学生对多用电表原理的理解。
三、实验教学主要过程
(一)实验探究一
1.探究第一个改装电表(电流表)
①现场制作电流表刻度:
用改装好的0.6A(原刻度被遮盖后未画刻度)电流表、实验室电流表、滑动变阻器、电源、开关,按电路图连接好电路。现场演示实验:根据已知刻度电流表示数,把改装好电流表的未知刻度粗略画出来,即得到一个完全改装好的(含刻度)0.6A电流表。
②揭秘内幕,满足学生好奇心:
半揭开改装电表的盖子,探个究竟,发现盒子里是一个200μA的电流表,学生惊讶质疑:200μA小量程电流表能当大量程电流表用?
完全揭开盖子,发现200μA电流表还并联着一个电阻箱。学生若有所思,思考电阻箱的作用是什么?根据并联电路知识,学生能判断出电阻箱的作用应该是分流?于是在老师引导下,恍然大悟:满偏时200μA电流表只承担一小部分的电流200μA,那0.6A电流还剩大部分电流由并联的电阻箱承担,于是就这样把小量程电流表改装成大量程电流表。
2.分析归纳电流表的改装
事实上,电表都可由一个表头改装而成,叫G表。其作用:测量微小电流和电压。有三个主要参数:
①内阻Rg;②满偏电流Ig:指针偏转到最大刻度的电流;③满偏电压Ug:Ug=IgRg
①改装原理:并联一个电阻R,用来分流,电流表量程I越大,需R越小。R=
②量程I与Ig成线性关系,即改装后刻度均匀。
③改装后电流表的内阻:
(二)实验探究二
1.探究第二个改装电表(电压表)
①现场制作电压表刻度:
用改装好的3V电压表(原刻度被遮盖后未画刻度)、实验室电压表、电源、开关,按电路图连接好电路。现场演示实验:根据已知刻度电压表示数,把改装好电压表的未知刻度粗略画出来,即得到一个完全改装好的(含刻度)3V电压表。
②揭秘内幕,满足学生好奇心:
半揭开改装电表的盖子,探个究竟,发现盒子里是一个200μA的电流表,学生惊讶质疑:200μA电流表能当电压表用?
完全揭开盖子,发现200μA电流表还串联着一个定值电阻2000Ω和一个电阻箱。学生若有所思,根据串联电路知识,定值电阻和电阻箱的作用也应该是分压?于是在老师引导下,恍然大悟:满偏时200μA电流表只承担一小部分的电压,3V电压还剩大部分电压由串联的定值电阻和电阻箱承担,于是就这样把小量程电流表改装成大量程电压表。
2.分析归纳电压表的改装
事实上,G表除了可以改装成大量程电流表,也可以改装成大量程电压表。
①改装原理:串联一个电阻R,用来分压,电压表量程μ越大,需R越大。
②量程μ与Ig成线性关系即改装后刻度均匀。
③改装后电压表的内阻:
【注:本文系广东教育学会教育科研规划小课题“提高物理课堂教学有效性策略研究”成果(课题编号:GDXKT25082)】
【参考文献】
[1]《普通高中物理课程标准》,中华人民共和国教育部定制,人民教育出版社2017年版2020年修订。
[2]《核心素养导向的高中物理教学设计》,李春密主编.北京:北京师范大学出版社,2019.9。