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基于教具演示辅助欧姆表原理的教学

2020-01-07 14:02:10 物理教学探讨 2020年12期

唐焱

摘? ?要:《多用电表的原理》这一节内容,重点在于理解欧姆表的工作原理;欧姆表的原理及欧姆表的表盘标度“左密右疏”的特点是教学中的难点。为了解决这一难点,可以在课堂上将一毫安表现场改装成一个欧姆表,并在课堂上对其测量验证,加深学生对常识的理解。

关键词:毫安表;改装;欧姆表;测量验证

中图分类号:G633.7 文献标识码:A ? ? 文章编号:1003-6148(2020)12-0045-2

首先分析欧姆表的工作原理,再先容将“电流表”改装成“欧姆表”的方法,最后通过用改装后的欧姆表来测验阻值已知的电阻,对欧姆表的表盘进行标度,发现指针在表盘上显示的位置和理论分析出的位置竟能严格吻合。

1? ? 理论分析欧姆表的工作原理

通过教材中的例题[1],求出接线柱A、B间的电阻与通过表头的电流的关系:R=■-150 Ω,从这个关系,可以发现接线柱A、B之间的电阻R与流过电流表的电流I有一一对应的关系。可以根据电流I与电阻R的关系,将电流表的电流值刻度“替换”成欧姆值刻度,这样就将一个电流表改装成了一个欧姆表。

2? ? 欧姆表的改装

2.1? ? 器材

6节1号干电池、演示电流计(100 mA)、导线若干、滑动变阻器(最大阻值200 Ω)、贴纸。

2.2? ? 改装步骤

(1)电路连接:用6节1号干电池获得一个电动势为9 V的电源;然后将电源、电流计、滑动变阻器连接起来,其中滑动变阻器用限流式接法接入;其中一根导线从电流计的接线柱接出,另一根导线从滑动变阻器的接线柱接出,使整个电路形成一个开路,两根导线作为欧姆表的两个“表笔”,如图1所示。

(2)进行欧姆调零:短接两个“表笔”,调节滑动变阻器,使电流计指针指在满偏位置。

3? ? 理論判断,演示验证

3.1? ? 推导关系式

电源的电动势为9 V,电流计满偏电流为100 mA,欧姆表的内阻R■=■=90 Ω。设流过表头的电流为I,待测电阻阻值为Rx,则根据闭合电路的欧姆定律E=I(R■+Rx),大家可以得到电流与待测电阻阻值的关系:I=(■) A。

3.2? ? 理论上的指针位置

当Rx=0时,由关系式得到电流为100 mA,指针指向满偏电流(100 mA)位置,将该位置标度改成0 Ω。

当Rx=30 Ω时,由关系式得到电流为75 mA,指针指向满偏电流(100 mA)的■位置,将该位置标度改成30 Ω。

当Rx=90 Ω时,由关系式得到电流为50 mA,指针指向满偏电流(100 mA)的■位置,将该位置标度改成90 Ω。

当Rx=270 Ω时,由关系式得到电流为25 mA,指针指向满偏电流(100 mA)的■位置,将该位置标度改成270 Ω。

将理论上的指针位置和标度记录在改装示意图上,如图2。

3.3? ? 演示验证

分别用改装好的欧姆表测量电阻箱,具体操作步骤和结果图如下:

当电阻箱阻值调至0(或将两“表笔”短接),显示指针指在表盘满偏刻度上,如图3左图。

当电阻箱阻值调至30 Ω,显示指针指在表盘满偏刻度的■上,如图3右图。

当电阻箱阻值调至90 Ω,显示指针指在表盘满偏刻度的■上。

当电阻箱阻值调至270 Ω,显示指针指在表盘满偏刻度的■上。

4? ? 总? 结

在教学中,教师应以学生为主体,引导学生主动探究学习,让学生通过实践发现物理中蕴含的乐趣,不仅可以开拓学生的思维能力,还有助于学生更好地学习物理,以实现最佳的物理学习效果,促进学生长远发展[2]。本节内容通过现场动手改装教具演示教学,笔者认为对于欧姆表原理的理解还有以下优点:

(1)利用一一对应的关系改装电表测量电阻原理更加清晰,增强了常识点的可信度;

(2)欧姆表表盘标度左大右小、左密右疏的特点非常直观;

(3)中值电阻、欧姆调零等重要概念的理解更形象。

参考文献:

[1]人民教育出版社,课程教材研究所,物理课程教材研究开发中心. 普通高中课程标准实验教科书物理选修3-1[M].北京:人民教育出版社,2016:63-64.

[2]徐进. 高中物理教学中激发学生学习兴趣的策略[J].基础教育,2017(05):172.

(栏目编辑? ? 王柏庐)

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