（必修3）11.4-2电表改装（导学案2）

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第十一章第4节　串联电路和并联电路(电表改装)
【学习目标】
1．通过实例对比，引导学生思考特续电流形成的原因，了解电源的作用，认识常见的电源。
2．通过对比静电平衡条件，引导学生思考电路中的电场特点和电荷运动情况，了解导体中的恒定电场和恒定电流。
3．通过实例分析，理解电流的定义，知道电流的单位。
【学习过程】
任务一：电压表的改装
1．情景讨论：
(1)如图所示，已知电流表内阻Rg=10 Ω，R0=990 Ω，此时电流表读数为I=2 mA，能否求出电阻R两端的电压？


U=I(R0＋Rg) =2×10-3×(10＋990) =2V
(2)现在有个待测电路电压大约为3V，但是身边没有电压表，只有一个电流表内阻为Rg=10 Ω，允许通过最大电流Ig=3mA。还有一个可以读出电阻阻值的电阻箱。大家能否通过现有的器材测出该电路电压？如果可以，请完成电路。若待测电路电压为3V，电阻箱至少需要调到多大阻值？



U=Ig (R0＋Rg)
代入3V= 3×10-3×(R0＋10)
得 R0=990Ω
2．拓展应用——电压表改装

(1)知识储备：电压表和电流表的核心部件是表头，表头就是小量程的电流表。从电路角度看，表头就是一个电阻，通过表头的电流可以利用电磁原理读出电流大小。表头主要有三个参数。①内阻Rg：表头本身的电阻。②满偏电流Ig：指针偏转到最大刻度时的电流。③满偏电压Ug：表头通过最大电流Ig时两端的电压。三个参数之间的关系满足：Ug＝IgRg。
(2)实验室常用的电压表有两个量程0~3V和0~15V。请大家用一个内阻Rg=10 Ω，满偏电流为Ig=3mA的表头，去完成改装。 (如何连接电路，需要多大的电阻R)

电压表	①改装电路图	②改装电路相关计算	③表盘改装。
0~3V	<Object: word/embeddings/oleObject1.bin>	U=Ig (R＋Rg) 代入3V= 3×10-3×(R0＋10) 得 R=990Ω	<Object: word/embeddings/oleObject2.bin>
0~15V	<Object: word/embeddings/oleObject3.bin>	U=Ig (R＋Rg) 代入15V= 3×10-3×(R0＋10) 得 R=4990Ω	<Object: word/embeddings/oleObject4.bin>

(3)观察实际电压表内部结构，画出电路图。

<Object: word/embeddings/oleObject5.bin>

任务二：电流表的改装
1．情景讨论：
(1)如图所示，已知电流表内阻Rg=10 Ω，R0=1Ω，此时电流表读数为I=2 mA，能否求出通过电阻R的电流？


(2)现在有个待测电路电流大约为0.6A，现在身边有一个电流表内阻为Rg=10 Ω，允许通过最大电流Ig=3mA。还有一个可以读出电阻阻值的电阻箱。大家能否通过现有的器材测出该电路电流？如果可以，请完成电路。若待测电路电流为0.6A，电阻箱至少需要调到多大阻值？

         

得R0≈0.05Ω
2．拓展应用——电流表改装
(1)实验室常用的电流表有两个量程0~0.6A和0~3A。请大家用一个内阻Rg=10 Ω，满偏电流为Ig=3mA的表头，去完成改装。 (如何连接电路，需要多大的电阻R)

电流表	①改装电路图	②改装电路相关计算	③表盘改装。
0~0.6A	<Object: word/embeddings/oleObject6.bin>	得R0≈0.05Ω	<Object: word/embeddings/oleObject7.bin>
0~3A	<Object: word/embeddings/oleObject8.bin>	得R0≈0.01Ω	<Object: word/embeddings/oleObject9.bin>

(2)观察实际电流表内部结构，画出电路图。

<Object: word/embeddings/oleObject10.bin>

【课堂总结】
(1)电压表改装：测量较大的电压时，将表头上串联一个较大的电阻，就改装成了电压表，即U＝Ig(R＋Rg)。

两表改装 比较项目	小量程的表头G(Ig，Rg)改装成电压表	小量程的表头G(Ig，Rg)改装成电流表
内部电路
扩大后量程	U＝Ig(R＋Rg)
R的作用	分压	分流
R的阻值
电表的 总内阻

【课后巩固】
1．一量程为0.6 A的电流表，其刻度盘如图所示，若此电流表的两端并联一个电阻，其阻值等于该电流表内阻的一半，使其成为一个新的电流表，则图示的刻度盘上的一个小格表示多少安培？


所以改装后的电流表的量程为
I＝IR＋Ig＝(1.2＋0.6) A＝1.8 A
[答案]　0.06 A
2．(多选)把电流表改装成电压表时，下列说法正确的是(　　)
A．改装的原理是串联电阻有分压作用
B．改装成电压表后，原电流表本身允许通过的最大电流值也随着变大了
C．改装后原电流表自身的电阻也增大了
D．改装后使用时，加在原电流表两端的电压的最大值不变
AD　[电流表改装成电压表的原理是串联电阻的分压作用，故A正确；电流表改装成电压表后Rg、Ig、Ug均不变，故B、C错误，D正确。]
3．电流表的内阻是Rg＝200 Ω，满刻度电流值是Ig＝500 μA，现欲把这个电流表改装成量程为1.0 V的电压表，正确的方法是(　　)
A．应串联一个0.1 Ω的电阻
B．应并联一个0.1 Ω的电阻
C．应串联一个1 800 Ω的电阻
D．应并联一个1 800 Ω的电阻
4．如图是有两个量程的电压表，当使用A、B两个端点时，量程为0~10V；当使用A、C两个端点时，量程为0~100V。已知表头的内阻Rg为500 Ω，满偏电流Ig为1mA，求R1、R2的值。





UAB=Ig (R1＋Rg)
代入10V= 1×10-3×(R1＋500)
得 R1=9.5×103Ω
UAC=Ig (R1＋R2＋ Rg)
代入100V= 1×10-3×(9.5×103＋R2＋500)
得 R2=9×104Ω
5．如图是有两个量程的电流表，当使用A、B两个端点时，量程为0~1A；当使用A、C两个端点时，量程为0~0.1A。已知表头的内阻Rg为200 Ω，满偏电流Ig为2mA，求R1、R2的值。





解得R1＝0.41Ω   R2＝3.67Ω