2.1 磁电系测量机构（教案）-《电气测量技术》同步精品课堂（高教版）

《电气测量技术—磁电系仪表》教案 课 题 2.1 磁电系测量机构 课 型 理论 课 时 授课班级 授课时间 授课教师 教材分析 《电气测量技术》（第4版）是电气类专业的重要专业教材，在整个电气专业课程体系中具有关键地位。它是学生从理论学习向实际工程应用过渡的重要环节，为培养电气专业人才的实践能力和工程素养提供了核心知识。在电气系统的设计、安装、调试、运行和维护过程中，电气测量是获取系统参数、评估系统性能、诊断故障的关键手段。本教材所涵盖的内容为学生今后从事电气相关工作，如电力系统、电气设备制造与检测、工业自动化等领域的工作，提供了必要的测量技术和方法指导，是实现理论与实践紧密结合的重要载体。本节课教材通常先介绍磁电系测量机构的结构组成，包括永久磁铁、可动线圈、游丝、指针和转轴等部件。接着阐述工作原理，基于电磁学中的安培力原理，可动线圈在永久磁铁产生的磁场中，当通入直流电流时，根据左手定则，线圈两边会受到大小相等、方向相反的安培力，从而产生转动。最后讲解应用范围，主要集中在直流精密测量领域，如实验室的科学研究、电子设备的研发与生产过程中的直流参数测试、工业自动化控制系统中的直流信号采集等。 学情分析 学生基础较差，对化学基础知识的掌握不够扎实，可能在理解一些复杂的化学概念和实验原理时存在困难。其次，学生对学习的兴趣不足，传统的教学方式可能难以吸引他们的注意力。然而，职高学生通常动手能力较强，对实践操作有一定的热情。他们也更倾向于直观、有趣的学习方式。因此，在教学过程中，应多设计一些有趣的环节，如实验演示、小组竞赛、化学魔术等，以提高学生的学习积极性。同时，由于电气测量知识涉及较多的概念、原理和分类，如果教学过程过于枯燥或理论化，可能会导致部分学生出现畏难情绪或注意力不集中的情况。此外，对于一些需要深入理解和记忆的内容，学生可能会因为觉得繁琐而缺乏学习耐心。因此，在教学过程中需要注重教学方法的多样性和趣味性，以保持学生积极的学习态度。 学习目标 1.深入理解磁电系测量机构的结构组成，包括永久磁铁、可动线圈、游丝、指针、转轴等各部件的形态、位置关系及其在测量过程中的协同作用原理。 2.精准掌握磁电系测量机构的工作原理，能够运用安培力原理详细阐述可动线圈在磁场中受力转动的过程，明确电流、磁场、线圈匝数等因素与指针偏转角度之间的定量关系。 学习重难点 学习重点 全面熟悉磁电系测量机构的技术特性，如准确度高（能准确表述其常见的准确度等级范围）、灵敏度较高（理解影响灵敏度的关键因素及作用机制）、刻度均匀（能从原理角度解释刻度均匀性的成因）、功率消耗小（知晓其功率消耗小的原因及优势）、阻尼力矩由电磁感应产生（掌握阻尼力矩的产生原理及对测量的积极影响）等特点的内涵与意义。 学习难点 清晰了解磁电系测量机构的应用范围，明确其在直流精密测量领域的典型应用场景，如实验室精密测量、电子设备直流参数检测等，并熟知其用于交流测量时的局限性及所需附加装置。 教学方法 讲授法、讨论法、小组合作、任务驱动 课前准备 1.教师制作PPT课件，教案 2.布置学生提前预习本节课的相关内容，要求学生阅读教材中关于磁电系测量机构的章节，了解其基本概念、结构组成的大致框架以及在生活和工业生产中的一些常见应用场景。 教学媒体 PPT、微视频 教学过程 教学环节 教师活动设计 学生活动设计 设计意图 活动一： 创设情境 生成问题 导入阶段： 教师展示多种常见的磁电系测量仪表，如万用表、直流电流表、直流电压表。 向学生提问：“同学们，在我们的日常生活和各种电气实验、工作中，经常会用到这些仪表来测量电量。你们有没有想过，这些仪表内部是什么样的结构，它们又是依据什么原理来准确测量电流、电压等电量的呢？” 学生仔细观察教师展示的磁电系测量仪表实物，注意仪表的外观形状、表盘刻度、指针、接线柱等部件，思考这些部件可能的功能和相互之间的关系。 提问环节则是为了激发学生的好奇心和求知欲，使他们迅速将注意力集中到本节课的内容上，同时引导学生主动思考，调动他们已有的知识储备，为后续深入学习新知识做好铺垫。 活动二： 调动思维 探究新知 识讲解阶段： 一、结构和工作原理 1.结构 通常的磁电系测量机构由固定的磁路系统和可动线圈部分组成。 2.工作原理 磁电系测量机构的基本原理是利用可动线圈中的电流与气隙中磁场的相互作用产生电磁力,使可动线圈在力矩的作用下发生偏转,因此称这个力矩为转动力矩。 二、技术特性和应用范围 1.技术特性 (1) 准确度高。 (2)灵敏度高。 (3) 表盘标度尺的刻度均匀,便于读数。 (4) 过载能力小。 (5) 只能测量直流。 2.应用范围 磁电系测量机构主要用于直流仪表,在直流标准表、便携式和安装式仪表中都得到广泛应用。 通过讲解这节课的知识点，观察学生的接受情况，根据情况调整教学时间安排。 观看教师展示的结构示意图和实物模型拆解过程，在笔记本上记录各部件的名称、特点和作用，绘制简单的结构草图，标注各部件名称，并尝试用自己的语言描述各部件之间的连接关系和相互作用方式。 认真观看教师展示的各种数据表格、实验演示和实例讲解，记录磁电系测量机构各项技术特性的关键数据和特点，如不同准确度等级对应的误差范围、灵敏度实验中的指针偏转数据对比、功率消耗测量数据等。 在结构学习环节，学生通过记录、绘图和小组讨论等活动，能够主动参与到知识的获取过程中，加深对结构知识的记忆和理解，培养学生的观察能力、记录能力、团队协作能力和创新思维能力。在工作原理学习中，学生的观察比划、公式推导和互动提问等活动，可以强化学生对原理的理解和应用能力，提高学生的自主学习能力和解决问题的能力。 活动三： 调动思维 探究新知 互动学习阶段： 出示ppt一些练习题，包括磁电系测量机构的结构和工作原理，技术特性和应用范围等相关试题。 巡视学生的做题情况，及时给予指导。将学生分成小组，小组中间进行讨论这些练习题。 小组成员围绕讨论任务展开热烈讨论，发表自己的观点和看法。 各小组代表勇敢地站起来分享小组讨论结果。认真倾听其他小组的发言，学习不同的观点和思路。 通过提出问题和回答问题，检验学生对知识的掌握程度，激发学生的思考和表达能力，促进学生对知识点的深入理解。 小组讨论可以培养学生的合作学习能力和团队精神，让学生在交流中互相启发，拓宽思维。 活动四： 巩固练习 素质提升 总结和复习阶段： 以简洁明了的语言回顾本节课的主要知识点，包括磁电系测量机构的结构和工作原理，技术特性和应用范围。针对本节课的重点内容，如工作原理中的左手定则应用、技术特性中的高准确度和低功率消耗的原理依据等进行再次强调。 积极参与知识回顾环节，巩固所学知识点。 提问或分享自己的学习心得和疑问。学生在课后根据教师的总结和自己的学习情况，进行自我总结和反思。 认真完成教师布置的作业或任务。 帮助学生梳理知识脉络，加深对重点内容的理解和记忆。 布置作业可以让学生在课后进一步巩固所学知识，拓展知识面，培养学生的自主学习能力和探究精神。 课堂小结 作业布置 （一）本节课在结构与工作原理方面，其由永久磁铁、可动线圈、游丝、指针和转轴等构成。可动线圈在永久磁铁磁场中，通直流电流时受安培力而转动，游丝提供反作用力矩并引接电流，指针指示读数。技术特性上，具有准确度高（达 0.1 - 0.5 级）、灵敏度良好、刻度均匀便于读数、功率消耗小以及电磁感应产生阻尼力矩使可动线圈快速稳定等优点。应用范围主要集中于直流精密测量领域，如实验室直流参数测定、电子设备研发中的直流监测等。但它也有局限，只能测直流，交流测量需整流装置，且过载能力弱，大电流易损坏内部精细部件。 （二）预习2.2基本知识。 （三）完成同步练习 板书设计 主题：磁电系测量机构 一、结构和工作原理 1.结构 通常的磁电系测量机构由固定的磁路系统和可动线圈部分组成。 2.工作原理 磁电系测量机构的基本原理是利用可动线圈中的电流与气隙中磁场的相互作用产生电磁力,使可动线圈在力矩的作用下发生偏转,因此称这个力矩为转动力矩。 二、技术特性和应用范围 1.技术特性 (1) 准确度高。 (2)灵敏度高。 (3) 表盘标度尺的刻度均匀,便于读数。 (4) 过载能力小。 (5) 只能测量直流。 2.应用范围 磁电系测量机构主要用于直流仪表,在直流标准表、便携式和安装式仪表中都得到广泛应用。 教学反思 本节课设计合理，学生们通过观看讲解、参与练习等形式，对磁电系测量机构有了初步的了解和掌握。然而，教学中仍存在一些可以改进的地方。 然而，教学中也存在可以改进的地方。例如，在今后的小组活动前，更加注重小组的合理分组，将不同性格、不同学习水平的学生均匀分配到各个小组。同时，明确小组活动规则，要求每个学生都要参与讨论和发言，设立小组记录员和汇报员，轮流担任，确保每个学生都能在小组活动中得到锻炼和提高。 另外，对于教学中的难点内容，提前了解学生的知识储备情况，采用更具针对性的教学方法。例如，在讲解左手定则时，可以增加更多的实物演示和互动环节，让学生亲自用手比划电流、磁场和受力方向，加深理解。 最后，在实验教学前，更加详细地讲解实验步骤和注意事项，预估学生可能遇到的问题并提前给出解决方案。 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 $$