基于教具演示辅助欧姆表原理的教学

    唐焱

    

    

    

    摘? ?要：《多用电表的原理》这一节内容，重点在于理解欧姆表的工作原理;欧姆表的原理及欧姆表的表盘标度“左密右疏”的特点是教学中的难点。为了解决这一难点，可以在课堂上将一毫安表现场改装成一个欧姆表，并在课堂上对其测量验证，加深学生对知识的理解。

    关键词：毫安表;改装;欧姆表;测量验证

    中图分类号：G633.7 文献标识码：A ? ? 文章编号：1003-6148（2020）12-0045-2

    首先分析欧姆表的工作原理，再介绍将“电流表”改装成“欧姆表”的方法，最后通过用改装后的欧姆表来测验阻值已知的电阻，对欧姆表的表盘进行标度，发现指针在表盘上显示的位置和理论分析出的位置竟能严格吻合。

    1? ? 理论分析欧姆表的工作原理

    通过教材中的例题[1]，求出接线柱A、B间的电阻与通过表头的电流的关系：R=■-150 Ω，从这个关系，可以发现接线柱A、B之间的电阻R与流过电流表的电流I有一一对应的关系。可以根据电流I与电阻R的关系，将电流表的电流值刻度“替换”成欧姆值刻度，这样就将一个电流表改装成了一个欧姆表。

    2? ? 欧姆表的改装

    2.1? ? 器材

    6节1号干电池、演示电流计（100 mA）、导线若干、滑动变阻器（最大阻值200 Ω）、贴纸。

    2.2? ? 改装步骤

    （1）电路连接：用6节1号干电池获得一个电动势为9 V的电源;然后将电源、电流计、滑动变阻器连接起来，其中滑动变阻器用限流式接法接入;其中一根导线从电流计的接线柱接出，另一根导线从滑动变阻器的接线柱接出，使整个电路形成一个开路，两根导线作为欧姆表的两个“表笔”，如图1所示。

    （2）进行欧姆调零：短接两个“表笔”，调节滑动变阻器，使电流计指针指在满偏位置。

    3? ? 理論判断，演示验证

    3.1? ? 推导关系式

    电源的电动势为9 V，电流计满偏电流为100 mA，欧姆表的内阻R■=■=90 Ω。设流过表头的电流为I，待测电阻阻值为Rx，则根据闭合电路的欧姆定律E=I（R■+Rx），我们可以得到电流与待测电阻阻值的关系：I=（■） A。

    3.2? ? 理论上的指针位置

    当Rx=0时，由关系式得到电流为100 mA，指针指向满偏电流（100 mA）位置，将该位置标度改成0 Ω。

    当Rx=30 Ω时，由关系式得到电流为75 mA，指针指向满偏电流（100 mA）的■位置，将该位置标度改成30 Ω。

    当Rx=90 Ω时，由关系式得到电流为50 mA，指针指向满偏电流（100 mA）的■位置，将该位置标度改成90 Ω。

    当Rx=270 Ω时，由关系式得到电流为25 mA，指针指向满偏电流（100 mA）的■位置，将该位置标度改成270 Ω。

    将理论上的指针位置和标度记录在改装示意图上，如图2。

    3.3? ? 演示验证

    分别用改装好的欧姆表测量电阻箱，具体操作步骤和结果图如下：

    当电阻箱阻值调至0（或将两“表笔”短接），显示指针指在表盘满偏刻度上，如图3左图。

    当电阻箱阻值调至30 Ω，显示指针指在表盘满偏刻度的■上，如图3右图。

    当电阻箱阻值调至90 Ω，显示指针指在表盘满偏刻度的■上。

    当电阻箱阻值调至270 Ω，显示指针指在表盘满偏刻度的■上。

    4? ? 总? 结

    在教学中，教师应以学生为主体，指导学生主动探究学习，让学生通过实践发现物理中蕴含的乐趣，不仅可以开拓学生的思维能力，还有助于学生更好地学习物理，以实现最佳的物理学习效果，促进学生长远发展[2]。本节内容通过现场动手改装教具演示教学，笔者认为对于欧姆表原理的理解还有以下优点：

    （1）利用一一对应的关系改装电表测量电阻原理更加清晰，增强了知识点的可信度;

    （2）欧姆表表盘标度左大右小、左密右疏的特点非常直观;

    （3）中值电阻、欧姆调零等重要概念的理解更形象。

    参考文献：

    [1]人民教育出版社，课程教材研究所，物理课程教材研究开发中心. 普通高中课程标准实验教科书物理选修3-1[M].北京：人民教育出版社，2016：63-64.

    [2]徐进. 高中物理教学中激发学生学习兴趣的策略[J].基础教育，2017（05）：172.

    （栏目编辑? ? 王柏庐）