内容正文:
第3节 测量:用电流表测量电流(导学案)
【学习目标】
1. 理解电流的物理意义,知道电流的符号、单位及换算关系。
2.了解生活中常见用电器的工作电流。
3. 认识电流表的基本构造与作用,掌握电流表的读数方法。
4. 掌握电流表的使用规则,会用试触法选择合适量程。
5. 能分析电流表错误连接方式及对应的实验故障现象。
【学习重点】
1. 电流的概念与单位换算;2. 电流表的规范使用方法与读数。
【学习难点】
分析电流表错误连接方式及对应的实验故障现象。
【自主预习】阅读教材,完成以下问题:
1. 电流是表示电流强弱的物理量,通常用字母I表示。
2. 电路闭合时,电路中的自由电荷会定向移动,形成持续的电流。物理学规定:正电荷定向移动的方向为电流的方向。
3. 电流的国际单位是安培,简称安,符号是A。常用单位还有毫安(mA)、微安(μA)。单位换算:1mA=10⁻³A,1μA=10⁻⁶A。
4. 电流表是测量电流的仪器,电路符号为Ⓐ。学生用电流表有三个接线柱、两个量程。
5. 电流表接"-"和"0.6"时,量程为0~0.6A,分度值为0.02A;接"-"和"3"时,量程为0~3A,分度值为0.1A。
6. 电流表的使用规则:①电流表要与被测用电器串联;②电流要从正(+)接线柱流入,从负(-)接线柱流出;③待测电流不能超过电流表的量程;④不允许把电流表直接接到电源两极上。
【课堂探究】
探究一、电流
【活动1】观察实验:将同一小灯泡分别接入一节干电池、两节串联干电池的电路中,观察灯泡亮暗变化。
【归纳】现象分析:同一个灯泡,发光越亮,表明通过灯泡的电流越大。
【活动2】自主阅读课本,回答以下问题:
1.电流:表示电流强弱的物理量,符号I;
2.形成条件:电路闭合,自由电荷定向移动形成持续电流;
3.电流方向:物理学规定正电荷定向移动的方向为电流方向。
4.电流单位:电流国际单位安培(A),常用单位mA、μA,
单位换算关系:1mA=10-3A、1μA=10-6A
5. 常见电流值
实验小灯泡约0.2~0.3A;家用照明灯约0.3~0.5A;电视机、电冰箱约1~2A;
电饭锅约2~5A;空调约5A。
【例题1】下列关于电流的说法中正确的是( )
A. 只要导体中有自由电荷就能形成电流
B. 电路中有了电源就能形成电流
C. 正、负电荷定向移动都可以形成电流
D. 只有正电荷定向移动才能形成电流
【答案】C
【解析】导体中自由电荷发生定向移动时才会形成电流,仅有自由电荷但不发生定向移动不能形成电流,故A错误;电路中存在电源且电路是通路(闭合)时才会形成持续电流,仅有电源但电路断开不能形成电流,故B错误;正、负电荷的定向移动都可以形成电流,电流的方向规定为与正电荷定向移动的方向相同,故C正确,D错误。
探究二、电流表
【活动3】观察学生用电流表及其实物图,对照课本内容找到电流表的结构以及对应的名称。
【交流总结】
学生电流表有三个接线柱,两个量程:接“-”和“0.6”时,表示量程为0~0.6,每个大格为0.2A,每一小格为0.02A;接“一”和“3”时,表示量程为0~3A,每个大格为1A,每一小格为0.1A。
【思考】如图所示,电流分别为多大?怎样进行读数?指针在同一位置时,大量程和小量程之间是什么关系?
使用前,先要观察指针是否在零刻度处,如果不在,需要调零;
读数时:(1)看:先看接线柱,确定所选量程;(2)认:明确分度值;(3)读:根据指针读数。
总结规律:电流表的大量程是小量程的5倍,指针在同一位置,大量程的示数是小量程示数的5倍。
【活动4】自主阅读课本,回答以下问题:
电流表的使用规则:
(1)电流表要与被测用电器串联;
(2)电流表接进电路时,使电流从“+”接线柱流入,从“-”接线柱流出。
(3)注意观察电流表的量程,待测电流不能超过电流表的量程。
(4)不允许把电流表直接接到电源的两极上。
【思考】展示如图所示电路,分析电流表的连接错误及对应的现象。
【例题2】如图所示是电流表的表盘,则其示数是( )
A.0.28 A B.1.40 A
C.1.08 A D.0.28 A 或 1.40A
【答案】D
【解析】电流表有两个量程,题目未明确接线柱接法,需分两种情况讨论:
①若选择0~0.6A量程:分度值为0.02A,指针示数为0.2A+0.02A×4=0.28A;
②若选择0~3A量程:分度值为0.1A,指针示数为1A+0.1A×4=1.40A。
两种接法均有可能,故示数为0.28A或1.40A,选D。
探究三、实验:用电流表测量电流
【实验目的】
1. 学习使用电流表;2. 用电流表测量电路中的电流。
【实验器材】
电池组、电流表、小灯泡、开关、导线若干。
【设计电路图】
【实验步骤】
1. 接线前开关断开,观察电流表指针是否在零刻度处;
2. 用试触法选择合适量程;
3. 按照电路图规范连接电路,电流表串联在A处;
4. 检查电路无误后闭合开关,待指针稳定后读取示数并记录;
5. 将电流表改接在B处,重复实验,多次测量。
【实验结论】
分析数据可知,A处电流与B处电流大小相等,即流入灯泡的电流和流出灯泡的电流大小相等。
【例题3】关于如图所示的电流表,下列说法中正确的是( )
A.接“-”和“3”两个接线柱时,电流由“-”接线柱流入电流表
B.接“-”和“0.6”两个接线柱时,电流表的量程是0~0.6A,分度值是0.1A
C.大量程的分度值是小量程的分度值的5倍
D.测量大小为1A的电流时,两个量程均可选
【答案】C
【解析】接“-”和“3”两个接线柱时,“3”是正接线柱,电流由“3”接线柱流入电流表,故A错误。接“-”和“0.6”两个接线柱时,电流表的量程是0~0.6 A,分度值是0.02 A,故B错误。此电流表有两个量程:0~0.6 A的量程,分度值为0.02 A;0~3 A的量程,分度值为0.1 A。因此大量程的分度值是小量程的分度值的5倍,故C正确。测量大小为1 A的电流时,只能选用0~3 A的量程,故D错误。
【精讲点拨】
1. 电流的形成与方向:电荷的定向移动形成电流,物理学规定正电荷定向移动的方向为电流方向。需特别注意:金属导体中实际定向移动的是自由电子(负电荷),其移动方向与电流方向相反。
2. 电流表读数三步法:先看量程(由接线柱确定)→再定分度值(0~0.6A量程分度值0.02A,0~3A量程分度值0.1A)→最后读数。大小量程呈5倍关系:同一指针位置,大量程示数是小量程示数的5倍。
3. 电流表使用"四要四不要":要串联在被测电路中、要电流正进负出、要选择合适量程(试触法)、要使用前调零;不要与用电器并联、不要正负接线柱接反、不要超量程测量、不要直接接电源两极。
4. 电流表内阻极小(相当于一根导线),若直接接在电源两极上,会造成电源短路,电路中电流极大,瞬间烧坏电流表和电源,这是电学实验中最严重的错误操作之一。若电流表与用电器并联,则用电器被短路(不工作),电流表直接接在电源两端,同样会烧坏。
【归纳整理】 第3节 测量:用电流表测量电流
【课堂练习】
1. 下列物理数据最接近实际的是( )
A. 教室每盏护眼灯工作时的电流约为0.2A
B. 普通计算器工作时的电流约为1A
C. 笔记本电脑正常工作时的电流约为30A
D. 家用电冰箱正常工作时的电流约为10mA
【答案】A
【解析】结合生活常见用电器电流值判断:教室护眼灯工作电流约0.2A,符合实际;普通计算器工作电流远小于1A(约几十微安),故B错误;笔记本电脑正常工作电流约几安(不是30A),故C错误;家用电冰箱正常工作电流约1A左右(不是10mA),故D错误。故选A。
2. 在用电流表测量某段电路中的电流时,若选用0~0.6A量程,测得的电流为0.18A;若选用0~3A量程,测得电流为0.2A,那么该电路中的电流大小应该是( )
A. 0.2A B. 0.18A C. 0.19A D. 无法确定
【答案】B
【解析】电流表小量程(0~0.6A)的分度值为0.02A,大量程(0~3A)的分度值为0.1A。小量程分度值更小,测量精度更高。在不超过量程的前提下,应选用小量程以获得更精确的测量结果。本题中0.18A未超过0.6A,故以小量程读数0.18A为准。故选B。
3. 如图所示的电路中,用电流表测量电路中的电流,下列说法中正确的是( )
A. 电流表测的是干路中的电流 B. 电流表测的是通过L2的电流
C. 电流表与灯L1并联 D. 电流表测的是通过L1的电流
【答案】D
【解析】电流表使用时必须串联在被测电路中。由电路图可知,电流表与灯泡L₁串联在同一条支路中,因此电流表测量的是通过L₁的电流,并非干路电流,也未测量L₂的电流。电流表与L₁是串联而非并联。故ABC错误,D正确。
【课后反思】
本节课学习中,你有哪些收获,还有哪些问题?
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第3节 测量:用电流表测量电流(导学案)
【学习目标】
1. 理解电流的物理意义,知道电流的符号、单位及换算关系。
2.了解生活中常见用电器的工作电流。
3. 认识电流表的基本构造与作用,掌握电流表的读数方法。
4. 掌握电流表的使用规则,会用试触法选择合适量程。
5. 能分析电流表错误连接方式及对应的实验故障现象。
【学习重点】
1. 电流的概念与单位换算;2. 电流表的规范使用方法与读数。
【学习难点】
分析电流表错误连接方式及对应的实验故障现象。
【自主预习】阅读教材,完成以下问题:
1. 电流是表示电流强弱的物理量,通常用字母I表示。
2. 电路闭合时,电路中的自由电荷会定向移动,形成持续的电流。物理学规定:正电荷定向移动的方向为电流的方向。
3. 电流的国际单位是安培,简称安,符号是A。常用单位还有毫安(mA)、微安(μA)。单位换算:1mA=10⁻³A,1μA=10⁻⁶A。
4. 电流表是测量电流的仪器,电路符号为Ⓐ。学生用电流表有三个接线柱、两个量程。
5. 电流表接"-"和"0.6"时,量程为0~0.6A,分度值为0.02A;接"-"和"3"时,量程为0~3A,分度值为0.1A。
6. 电流表的使用规则:①电流表要与被测用电器串联;②电流要从正(+)接线柱流入,从负(-)接线柱流出;③待测电流不能超过电流表的量程;④不允许把电流表直接接到电源两极上。
【课堂探究】
探究一、电流
【活动1】观察实验:将同一小灯泡分别接入一节干电池、两节串联干电池的电路中,观察灯泡亮暗变化。
【归纳】现象分析:同一个灯泡,发光越亮,表明通过灯泡的电流越大。
【活动2】自主阅读课本,回答以下问题:
1.电流:表示电流强弱的物理量,符号I;
2.形成条件:电路闭合,自由电荷定向移动形成持续电流;
3.电流方向:物理学规定正电荷定向移动的方向为电流方向。
4.电流单位:电流国际单位安培(A),常用单位mA、μA,
单位换算关系:1mA=10-3A、1μA=10-6A
5. 常见电流值
实验小灯泡约0.2~0.3A;家用照明灯约0.3~0.5A;电视机、电冰箱约1~2A;
电饭锅约2~5A;空调约5A。
【例题1】下列关于电流的说法中正确的是( )
A. 只要导体中有自由电荷就能形成电流
B. 电路中有了电源就能形成电流
C. 正、负电荷定向移动都可以形成电流
D. 只有正电荷定向移动才能形成电流
探究二、电流表
【活动3】观察学生用电流表及其实物图,对照课本内容找到电流表的结构以及对应的名称。
【交流总结】
学生电流表有三个接线柱,两个量程:接“-”和“0.6”时,表示量程为0~0.6A,每个大格为0.2A,每一小格为0.02A;接“一”和“3”时,表示量程为0~3A,每个大格为1A,每一小格为0.1A。
【思考】如图所示,电流分别为多大?怎样进行读数?指针在同一位置时,大量程和小量程之间是什么关系?
使用前,先要观察指针是否在零刻度处,如果不在,需要调零;
读数时:(1)看:先看接线柱,确定所选量程;(2)认:明确分度值;(3)读:根据指针读数。
总结规律:电流表的大量程是小量程的5倍,指针在同一位置,大量程的示数是小量程示数的5倍。
【活动4】自主阅读课本,回答以下问题:
电流表的使用规则:
(1)电流表要与被测用电器串联;
(2)电流表接进电路时,使电流从“+”接线柱流入,从“-”接线柱流出。
(3)注意观察电流表的量程,待测电流不能超过电流表的量程。
(4)不允许把电流表直接接到电源的两极上。
【思考】展示如图所示电路,分析电流表的连接错误及对应的现象。
【例题2】如图所示是电流表的表盘,则其示数是( )
A.0.28 A B.1.40 A
C.1.08 A D.0.28 A 或 1.40A
探究三、实验:用电流表测量电流
【实验目的】
1. 学习使用电流表;2. 用电流表测量电路中的电流。
【实验器材】
电池组、电流表、小灯泡、开关、导线若干。
【设计电路图】
【实验步骤】
1. 接线前开关断开,观察电流表指针是否在零刻度处;
2. 用试触法选择合适量程;
3. 按照电路图规范连接电路,电流表串联在A处;
4. 检查电路无误后闭合开关,待指针稳定后读取示数并记录;
5. 将电流表改接在B处,重复实验,多次测量。
【实验结论】
分析数据可知,A处电流与B处电流大小相等,即流入灯泡的电流和流出灯泡的电流大小相等。
【例题3】关于如图所示的电流表,下列说法中正确的是( )
A.接“-”和“3”两个接线柱时,电流由“-”接线柱流入电流表
B.接“-”和“0.6”两个接线柱时,电流表的量程是0~0.6A,分度值是0.1A
C.大量程的分度值是小量程的分度值的5倍
D.测量大小为1A的电流时,两个量程均可选
【精讲点拨】
1. 电流的形成与方向:电荷的定向移动形成电流,物理学规定正电荷定向移动的方向为电流方向。需特别注意:金属导体中实际定向移动的是自由电子(负电荷),其移动方向与电流方向相反。
2. 电流表读数三步法:先看量程(由接线柱确定)→再定分度值(0~0.6A量程分度值0.02A,0~3A量程分度值0.1A)→最后读数。大小量程呈5倍关系:同一指针位置,大量程示数是小量程示数的5倍。
3. 电流表使用"四要四不要":要串联在被测电路中、要电流正进负出、要选择合适量程(试触法)、要使用前调零;不要与用电器并联、不要正负接线柱接反、不要超量程测量、不要直接接电源两极。
4. 电流表内阻极小(相当于一根导线),若直接接在电源两极上,会造成电源短路,电路中电流极大,瞬间烧坏电流表和电源,这是电学实验中最严重的错误操作之一。若电流表与用电器并联,则用电器被短路(不工作),电流表直接接在电源两端,同样会烧坏。
【归纳整理】 第3节 测量:用电流表测量电流
【课堂练习】
1. 下列物理数据最接近实际的是( )
A. 教室每盏护眼灯工作时的电流约为0.2A
B. 普通计算器工作时的电流约为1A
C. 笔记本电脑正常工作时的电流约为30A
D. 家用电冰箱正常工作时的电流约为10mA
2. 在用电流表测量某段电路中的电流时,若选用0~0.6A量程,测得的电流为0.18A;若选用0~3A量程,测得电流为0.2A,那么该电路中的电流大小应该是( )
A. 0.2A B. 0.18A C. 0.19A D. 无法确定
3. 如图所示的电路中,用电流表测量电路中的电流,下列说法中正确的是( )
A. 电流表测的是干路中的电流 B. 电流表测的是通过L2的电流
C. 电流表与灯L1并联 D. 电流表测的是通过L1的电流
【课后反思】
本节课学习中,你有哪些收获,还有哪些问题?
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