1.4 直流双臂电桥测量电阻（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1.4 直流双臂电桥测量电阻 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 在进行直流双臂电桥测量电阻的教学中，学生通常已具备基础电路知识，但对双臂电桥的工作原理和操作细节可能不够熟悉。学生能够理解电阻测量的基本概念，但在实际应用中可能遇到挑战，如电路连接的正确性、参数的选择以及数据的准确读取。此外，学生需要掌握如何通过电桥平衡条件来计算未知电阻值，并了解如何通过调整比较臂来达到平衡。实验中，学生可能会遇到的问题包括电路的不平衡调整、误差分析和实验数据的处理。教师应重点指导学生如何精确操作电桥，如何记录和分析数据，以及如何识别和减少测量误差。通过实验，学生应能够提高对低值电阻测量技能的理解和应用。 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。 认识直流双臂电桥 探究直流双臂电桥测量电阻的工作原理 掌握并学会使用直流双臂电桥测量电阻 学习任务 描述 认识直流双臂电桥 探究直流双臂电桥测量电阻的工作原理 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 认识直流双臂电桥 探究直流双臂电桥测量电阻的工作原理 掌握并学会使用直流双臂电桥测量电阻 教学难点 掌握并学会使用直流双臂电桥测量电阻 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） 预习直流双臂电桥测量电阻的工作原理 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） 直流双臂电桥又称开尔文电桥，常见的直流双臂电桥有指针式和数字式两大 类。通过本任务，将认识指针式直流双臂电桥的结构、倍率选用方法、读数方法，了 解直流双臂电桥的工作原理，掌握利用直流双臂电桥测量小值电阻阻值的方法。 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 — — 认识直流双臂电桥 要求 常见的直流双臂电桥如图1-3-4所示，以小组为单位，仔细观察直流双臂电 桥，认识其外形与结构，读懂其参数含义。 1.结构 以 QJ44 型直流双臂电桥为例 2.直流双臂电桥的倍率选用方法 在测量时，可预估被测电阻的阻值大小，参照表1-3-4选择适当的倍率。 3.直流双臂电桥的读数方法 直流双臂电桥的读数方法是： 被测电阻的阻值=倍率读数×(步进读数+滑线转盘读数),单位为Ω。 主要讲解认识直流双臂电桥。 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 — — 探究直流双臂电桥测量电阻的工作原理 要求 以小组为单位，参照图1-3-6和图1-3-7,探究直流双臂电桥的结构特点，了解 直流双臂电桥的工作原理。 研究利用直流双臂电桥测量小电阻遇到的困难，可以发现引起测量误差较大的 原因是引线电阻和连接点处的接触电阻。这些电阻的阻值可能远大于被测电阻的 阻值。 1.电阻的四端接法 图1-3-6中C1 、C2是电流端，通常接电源回路，从而将这两端的引线电阻和接 触电阻折合到电源回路的其他串联电阻中；P1 、P2是电压端，通常接测量电压用的 高电阻回路或电流为零的补偿回路，从而使这两端的引线电阻和接触电阻对测量的 影响大为减少，采用这种接法的电阻称为四端电阻。 2.QJ44 型直流双臂电桥的工作原理 QJ44型直流双臂电桥原理图如图1-3-7所示。 教师根据探究直流双臂电桥测量电阻的工作原理。 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——使用直流双臂电桥测量电阻 要 求 以小组为单位，参照表1-3-5,使用直流双臂电桥测量待测电阻的阻值，并在小 组间交流展示，比较所测结果的精准度，注意在测量过程中培养精益求精的精神。 1.直流双臂电桥的合适倍率 如图1-3-8所示，如果选择“×100”倍率，检流计指针左偏，偏转幅度很大，如果选 择“×10”倍率，检流计指针右偏，偏转幅度较小，所以选择“×10”倍率为合适倍率。 2.直流双臂电桥测量电阻时的注意事项 ① 在测量直流电阻时，应先按下按钮B,再按下按钮G, 断开时，应先断按钮 G, 后断开按钮B。 四 、修——直流双臂电桥的维护与保 ① 如电桥长期搁置不用，应将电池取出，否则在接触处可能产生氧化，造成接 触不良。为使接触良好，再涂上一薄层无酸性凡士林，予以保护。 ② 电桥存放环境温度应在+5~+45℃,相对湿度应小于30%,室内空气中不应 含有能腐蚀仪器的气体和有害杂质。 ③ 电 桥 应 保 持 清 洁 ， 并 避 免 直 接 曝 晒 和 剧 烈 振 动 。 ④ 电桥在使用中，如发现检流计灵敏度显著下降，可能因电池用尽引起，应更 换新的电池。 教师讲解使用直流双臂电桥测量电阻，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：总结直流双臂电桥测量电阻的工作原理。 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） 在教授直流双臂电桥测量电阻的课程中，我首先确保学生理解双臂电桥的工作原理，特别是其如何通过消除导线电阻的影响来提高低值电阻测量的准确性。我强调了双臂电桥的平衡条件，即待测电阻与比较电阻之比等于另外两个电阻之比。在实验操作方面，我指导学生如何正确连接电路，如何调节电阻箱以达到电桥平衡，以及如何读取测量结果。我还特别强调了实验中的安全注意事项，包括正确使用电源和处理电气连接。此外，我还引导学生探讨了影响测量准确度的因素，如接触电阻、温度变化和电阻箱的精度。通过这一系列的教学活动，学生不仅能够掌握低值电阻的测量技能，还能培养科学探究和数据分析的能力。 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、简述电阻的四端接法。 2、简述直流双臂电桥的合适倍率。 3、简述直流双臂电桥的维护与保养。 板书 设计 六、教学评价 教学评价 七、教学反思 教学反思 在教授直流双臂电桥测量电阻的课程中，我意识到学生们对于电桥的工作原理和实际操作存在一定的理解难度。课程开始时，我重点讲解了双臂电桥的基本原理和平衡条件，但发现学生对于如何将这些理论应用到实际操作中感到困惑。因此，我在后续的实验课上增加了演示环节，通过逐步操作来展示如何调节电桥达到平衡，并解释每一步的物理意义。 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 $$