1.3 直流单臂电桥测量电阻（教案）-《电气测量技术》同步精品课堂（高等教育出版社）

《电气测量技术》教案 详 细 教 案 一、设计摘要 课程课题 任务1.3 直流单臂电桥测量电阻 授课教师 1 学时数 1 授课班级 人数 授课时间 教学地点 理实一体化教室 二、设计意图 学情分析 直流单臂电桥测量电阻是物理实验教学中的一个重要内容，通过这个实验，学生可以深入理解电桥的工作原理和操作步骤，掌握比较法测量电阻的方法。 背景分析 电气测量技术课程是电气工程及其自动化专业的核心课程之一，对于学生理解电气系统的运行和维护至关重要。随着工业自动化和智能制造的发展，对电气测量技术的要求越来越高，这要求学生不仅要掌握传统的测量技术，还要了解现代测量技术如智能传感器和数据采集系统。学生通常对电气测量的基本概念有所了解，但缺乏实际操作经验和对高精度测量设备的认识。此外，学生可能对电气测量在现代工业中的应用场景理解不足，包括其在能源管理、系统监控和故障诊断中的作用。课程设计需要结合理论教学和实验室实践，使学生能够将理论知识应用于实际问题的解决，并增强其对新技术的适应能力。教师应注重培养学生的工程实践能力和创新思维，以适应未来电气工程领域的挑战。 学习目标 设定 素质目标 知识目标 能力（技能）目标 培养学生利用电机拖动技术解决实际工程问题的能力。 认识直流单臂电桥 探究直流单臂电桥测量电阻的工作原理 掌握并学会直流单臂电桥测量电阻时的注意事项 学习任务 描述 认识直流单臂电桥 探究直流单臂电桥测量电阻的工作原理 掌握并学会直流单臂电桥测量电阻时的注意事项 教学资源 准备 教师准备：讨论主题、学生任务书； 学生准备：在线讨论、完成任务书。 教学重点 认识直流单臂电桥 探究直流单臂电桥测量电阻的工作原理 教学难点 掌握并学会直流单臂电桥测量电阻时的注意事项 教学难点突破方法 重新强化对知识难点的深度把握，调整本节课的相关内容，利用简明易懂的语言，深入浅出的方式，阐述基础理论知识，做到粗细结合、详略得当， 有助于学生的学习和理解。 三、教学策略 教法 讲授法、演示法、讨论法； 学法 小组讨论法、 自主阅读法。 四、教学资源 教材工具材料 《电气测量技术》，主编：杜德昌，2021年3月第2版；高等教育出版社出版。 教学情景 创设 五、教学过程 教学环节 教学内容 教师活动 学生活动 设计意图 知识复习与回顾（2分钟） [引入主题]（2分钟） 预习直流单臂电桥 提出问题，认真回答问题。 接收并查看本节课堂任务书。查看并记住本节任务的学习目标。 1、组织学生回答问题，使同学们提起兴趣，对学习内容参与度更深。 2.下发和展示任务，让学生明确课堂任务，学习课堂知识。 新 课 导 入 （3分钟） [新课引入] （3分钟） 引导学生分析任务书，明确本节课的学习内容。 通过任务书，采用提问方式引出今天的内容。 1.跟上老师思路。 2.学生分小组交流讨论，总结出小组答案。 激发学生探索学习的欲望与兴趣，还可以把本次课程的内容快速引入课堂。 探索 新知（2分钟） [探索新知] （2分钟） 测量电阻的方法有很多，可以采用万用表直接测量，也可以利用欧姆定律间接 测量，但是对于某些特殊器件电阻的测量，例如，电动机定子、转子绕组，变压器各 侧、各相绕组等，为了检查出绕组内部导线的焊接质量，引线与绕组的焊接质量， 绕组所用导线的规格是否符合设计要求，内部绕组有无断裂等，需要对绕组的阻值 进行高精度测量，万用表的测量结果就显得不够精确，此时，使用较多的是比较测量 法，如用电桥测量。 电桥是用比较法测量电磁学物理量的基本测量仪器，可分为直流电桥和交流电 桥两大类。交流电桥用于测量线圈的电感值和电容器的电容值，直流电桥用于测量 电阻。 可以根据被测阻值的大小选择合适的电桥进行测量。一般情况下，测量中等阻 值的电阻(1~10⁶Ω)要用直流单臂电桥(又称惠斯通电桥)进行测量；测量阻值较小 的电阻(1Ω以下),一般采用双臂电桥(又称开尔文电桥),其测量灵敏度及精度都 很高；测量更大阻值的电阻(10⁶Ω以上),一般采用阻值较大的电桥或兆欧表。 如何正确使用直流单臂电桥或双臂电桥测出高精度阻值呢? 上课前老师收集相关的新专业、职业、技能等知识。 学生对新专业了解后，再上网查一下新专业所涉及的知识点。 使用学生对新专业有个大概了解，自己再去收集相关资料补充自己的知识面。 学 习 新 知（14分钟） [学习新知] （14分钟） 一 、识 — — 认识直流单臂电桥 要求 常见的直流单臂电桥如图1-3-1所示，以小组为单位，仔细观察直流单臂电 桥，认识其外形及各部分结构含义，讨论交流，增强对直流单臂电桥的认识。 1.结构 2. 技术参数 QJ23A 型直流单臂电桥的技术参数见表 主要讲解认识直流单臂电桥。 学生在书本上找出对应的内容并勾画出重点内容。 通过直观教学法，使用电教媒体PPT 的形式，不仅能进一步激发学生的兴趣，也有利于加深学生对知识的理解和对内容的掌握。 二 、探——探究直流单臂电桥测量电阻的工作原理 要求 以小组为单位，参照图1-3-3,分析直流单臂电桥的结构特点，了解直流单臂电 桥的工作原理。 从图1-3-3可以看出，检流计像“桥”一样架于 BD 之间，故称为电桥。其中，R₁ 、R₂ 、R、R, 称为四 个桥臂；R、R₂称为比例臂，R₅为比较臂，R 为待测臂。 当电路闭合，BD 两点电位相等时，灵敏电流计 G 中无电流通过，指针不偏转，称为电桥平衡，否则 电桥不平衡。 教师根据探究直流单臂电桥测量电阻的工作原理讲解。 学生跟上老师的思路； 抽取学生回答老师的提问； 让学生能够快速的掌握工序等主要流程的内容 突破了课程内容难点。 三 、做 — — 使用直流单臂电桥测量电阻 要求 以小组为单位，参照表1-3-2,使用直流单臂电桥测量待测电阻的阻值，并 在小组间交流展示，比较所测结果的精确度，注意在测量过程中培养精益求精的 精神。 直流单臂电桥测量电阻时的注意事项： ① 在不能预估被测阻值大小时，应先用万用表初步测量被测电阻，再使用 直流单臂电桥精确测量。 ② 在预设比较臂时，除正常预设阻值外，其他的比较臂挡位必须调至零位，以提高测量速度。 ③ 测量导线应紧固连接，以免接触电阻过大引起测量误差。 教师讲解使用直流单臂电桥测量电阻，通过展示图片和理论相结合的形式，更形象的记忆 学生跟上老师的思路； 图片展示更加直观 学生再练习（6分钟） 4、分配任务：（6分钟）（思政导入：团队合作，培养学生学会思考，解决问题能力） 1）、以小组为单位回答问题：总结直流单臂电桥。 2）、每组派出代表回答老师提问。 4）、学生分组相互评价。 5）、老师点评，哪个组最好，回答最准确。评出优胜小组。 1、教师分配任务小组任务，随堂进行观察和指导。 2.讨论完成后，教师以提问形式选择学生进行问题的回答。 3.各组互评后，教师进行总结评价。 学生小组讨论后每个组派一人或者两人回答。学生之间互评打分。 学生对知识的一个巩固过程，调动学生的学习积极性。 课堂 总结（2分钟） 教师总结（2分钟） （引入思政教育：认认真真、严谨细致的工作态度、团队合作精神） 作为物理教师，在教授直流单臂电桥测量电阻的课程中，我首先确保学生理解电桥的基本原理，包括惠斯通电桥的平衡条件和电阻比例关系。接着，我指导学生如何正确操作电桥，强调在实验过程中注意电路连接的准确性和检流计的使用安全。我还会重点讲解如何读取和记录数据，以及如何通过计算来减小测量误差，提高结果的准确性。此外，我也会引导学生探讨影响测量准确度的因素，如电源稳定性、电阻选择和环境温度变化等。通过这一系列的教学活动，学生不仅能够掌握电阻测量的技能，还能培养科学探究和问题解决的能力。 布置下节课任务（40分钟） 布置下节课任务（40分钟） 预习下节课内容 布 置 作 业（13分钟） [完成作业] （13分钟） 1、直流单臂电桥的工作原理是什么？ 2、为什么要先粗测待测电阻的阻值后再接入电桥测量？ 3、直流单臂电桥的灵敏度如何影响测量结果？ 板书 设计 六、教学评价 教学评价 七、教学反思 教学反思 在教授直流单臂电桥测量电阻的课程中，我意识到学生对电桥原理的理解仍需加强。部分学生在实际操作中对电桥平衡的调节不够熟练，反映出实验技能有待提高。此外，我发现学生在数据处理和误差分析方面存在一定的困难，这提示我在未来的教学中需要更多地强调这部分内容。为了提高学生的实验兴趣和参与度，我计划增加更多的互动环节和实际操作机会，同时引入更多的实例来帮助学生理解理论知识与实际应用的联系。我还考虑在课程中引入误差分析的案例研究，以增强学生对实验误差来源的认识和处理能力。通过这些反思，我希望能够不断优化教学方法，提升学生的学习效果。 教师分配任务 学分组讨论 学生问题提问 学生分组回答 教师总结 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $$