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1、
15.3 電流表的工作原理
一、教學目標
1.對照實物說出電流表各部分的名稱和作用。
2.知道電流表內(nèi)部磁場的分布特點。
3.能準確判定線圈各邊所受安培力的方向及安培力的計算。
4.會推導線圈所受安培力的力矩。
5.知道螺旋彈簧的作用及產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)力矩的特點。
6.理解安培力矩與扭轉(zhuǎn)力矩的關系,理解磁電式電流表的刻度為什么是均勻的。
二、重點、難點分析
重點:通電線圈在磁場中受到的安培力的計算。
難點:磁電式電流表的刻度為什么是均勻的。
三、教 具:示教電流表(或?qū)嵨镤浵窕蛘n件)。
四、教 法:實驗演示、多媒體輔助教學
五、課時安排:1課時。
六、教學
2、過程
(一)展示實物和播放實物錄像,請學生指出各部分的名稱及作用
蹄形磁鐵
圓柱形磁鐵
------產(chǎn)生均勻輻向磁場
-------線圈在磁場中受到安培力矩作用而旋轉(zhuǎn)并由指針指示偏轉(zhuǎn)角大小
線圈
指針
螺旋彈簧-------被扭轉(zhuǎn)時產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)力矩
(二)思考與討論(組內(nèi)交流,由小組代表闡述討論結(jié)果)
1.怎樣理解“均勻的輻向分布的磁場”?(磁場中與軸線距離相同的點磁感應強度的大小相等)
2.在“均勻的輻向分布”的磁場中,通有恒定電流I的線圈繞軸轉(zhuǎn)到不同位置時各邊受到的安培力、;安培力力臂、力矩的大小如何變化?(不變)
3.將鐘表
3、發(fā)條的外端固定,扭轉(zhuǎn)中心軸,體會用力大小與扭轉(zhuǎn)的角度有什么關系。(扭轉(zhuǎn)的角度越大用力越大,力矩越大)
4.結(jié)合教材和學習提綱說出磁電式電流表的工作過程是怎樣的。
線圈通電
產(chǎn)生安培力矩
扭轉(zhuǎn)
螺旋彈簧
線圈旋轉(zhuǎn)
產(chǎn)生“反抗”的力矩
兩個
力矩平衡
線圈停止轉(zhuǎn)動指針指向定值
5.當指針停在某一位置時,線圈所受的安培力矩與螺旋彈簧的扭轉(zhuǎn)力矩有什么關系?(相等)
(三)課堂作業(yè)
請證明:磁電式電流表的刻度是均勻的。
證明:磁電式電流表的刻度是均勻的。
當線圈通有電流時,安培力產(chǎn)生的力矩為:
式中n表示線圈匝數(shù),S表示線圈面積。
令K1=nBS 則M1=K
4、1I
由于螺旋彈簧的扭轉(zhuǎn)力矩與扭轉(zhuǎn)角θ成正比,設此時螺旋彈簧的扭轉(zhuǎn)力矩M2=K2θ.
所以:
得:
可見指針的偏角θ與電流I成正比,即電流表刻度盤上的電流刻度是均勻的。
七、教學過程說明
1.教材只提供了一般性的敘述材料,并沒有給出各種因素之間的定量關系。通過學習提綱的引導,大多數(shù)學生能夠順利地將這些定性敘述轉(zhuǎn)化為定量表達,找到各種因素的定量關系。設計學習提綱就是為了培養(yǎng)學生獨立發(fā)現(xiàn)、提取和分析信息的能力,是培養(yǎng)學生能力的途徑之一。
2.思考與討論是本節(jié)的中心,目的是為了給學生創(chuàng)造交流學習成果、討論疑難問題的機會,培養(yǎng)合作學習的意識。
3.設計課堂作業(yè)的目的是為了檢查鞏固學生對重點難點知識的掌握情況,是在完成學習提綱和課堂討論的基礎上進行的學習效果檢測,也是本課的小結(jié)。
附:學習提綱
(注:文檔可能無法思考全面,請瀏覽后下載,供參考??蓮椭?、編制,期待你的好評與關注)