多用电表中欧姆表内容的教学设计

赵中娟

摘 要：以欧姆表的构造、使用前的欧姆调零和测量原理来了解欧姆表的使用。

关键词：欧姆调零；闭合电路欧姆定律；欧姆表

高二物理选修3-1中的2.8节是多用电表。教参中对欧姆表这块内容的要求是：通过对欧姆表的讨论，进一步提高应用闭合电路欧姆定律分析问题的能力，知道欧姆表测量电阻的原理，了解欧姆表的内部结构和刻度特点。教科书没有采用阐述欧姆表原理的传统方法，而是先让学生做一个闭合电路欧姆定律的例题，也就是说，在教学的要求上是让学生练习欧姆定律的应用，其目的是要把欧姆表这一块新知识，建立在对原有学习过程的体验上，通过对体验的创造性联想来形成新知识。但这样安排在有些方面不符合事物的认知过程，很多学生不明白为什么要进行欧姆调零，又是如何欧姆调零的。下面就自己的一些想法写出来供大家参考。

一、引课

1.复习回顾

电表的改装：实际的电流表和电压表都是由小量程的改装而成的量程：I=Ig（1+） U=Ig（Rg+R）

注意：（1）电表指针的偏角大小由流经表头的电流大小所决定

（2）表的读数由它的量程所决定。

电流表的表盘刻度是均匀的，在表达式中I和U都与Ig成正比，所以改装后的电流表、电压表表盘刻度也是均匀的。

2.问题引入

是否可以把电流表改装成能够测量导体电阻，并能直接读出电阻数值的欧姆表呢？

二、进行新课

1.构造

（1）欧姆表的内部构造需要哪些器材呢？跟电流表和电压表有什么异同？

首先，都需要表头、电阻、导线。其中电流表和电压表不需要电源，因为它们在使用的时候是要串联和并联在电路当中的，不需要考虑电流的来源问题；但测电阻的时候都需要将电阻与电路断开来测量，所以欧姆表必须要有电源。另外电流表和电压表需要的是定值电阻，因为它们的改装量程是确定的；但欧姆表里面的电阻是要起到调节作用的，所以不能是定值电阻，而应是滑动变阻器。此外欧姆表还需要两只表笔用来接待测电阻的。（就像称量液体需要一个容器当载体一样）。

（2）器件的连接，如下图所示，可以在这直接告诉学生，黑表笔与电源的正极相连，红表笔与电源的负极相连。

2.使用

（1）欧姆调零

例举生活的实例：用油壶称油。先把空油壶放在秤上，称重后调零，再去装油，完了后再称重，那读数是多少油就有多重。调零的好处，除了读数方便以外，它还能够充分使用表盘上的刻度。一般指针式的圆盘称，最大可称重8Kg。以油壶壶重2Kg为例，如果不调零，那可以称量的最大质量就只有6Kg，可称量的范围就小了。调零的话可称量的最大值可以达到8Kg。

同样的道理欧姆表在使用前最好也要调零。如何调零呢？接待测电阻前，先要形成闭合的回路。讓红黑表笔短接，形成闭合回路，回路当中会有电流，这个电流可能很大超过了量程，不合适，因为要读数，超了量程没有示数怎么读数呢？可以通过滑动变阻器把电流调小一点不要超过量程，直接达到满偏电流。也可能很小，只有量程的，也不合适，因为如果再在A、B接待测电阻的话，电流只会更小，那表盘上可利用的空间就更小了，都不到表盘刻度的。所以也要调滑动变阻器，把它调到满偏电流的位置，这样再接待测电阻，电流就会从满篇刻度的位置开始变小，就起到了方便读数和最大程度的利用表盘刻度。

调零后，不再改变滑动电阻器的阻值。此时可将电源内阻r、表头内阻Rg、滑动变阻器阻值R看做一个整体，统称为欧姆表的内阻R内，这个过程可以简化为Ig=。

（2）测量电阻

将待测电阻接在A、B表笔之间，形成闭合回路，电流表会有一个读数，整个过程满足I=，得Rx=。这个时候再来看书上的这道例题，学生就会清楚为什么这样安排，每问都在干什么。

Rx和I成一一对应的关系。在Ig的位置上标成0，I=0的位置上标成∞，如果再把表盘上其他电流值的刻度线标成相应的电阻值，这样就把一个电流表改装成了可以直接测量电阻的仪表——欧姆表。Rx与I不成正比关系，所以表盘的刻度并不是均匀分布的。左密右疏，中间的刻度分布得相对均匀一些，所以指针指在中间区域的位置上读数较为精确一些。

按照这样的顺序来讲解欧姆表，学生对欧姆表的内部构造、使用前为什么要欧姆调零、如何进行欧姆调零、表盘的电流值如何改成电阻值以及为什么表盘刻度不均匀等一系列问题有了充分的理解，符合学生的认知过程，达到了教参中对这块内容的要求。

参考文献：

[1]胡永.在物理教学中充分发挥教材中例习题的作用[J].考试周刊，2011（10）.

[2]张健.“多用电表的原理”的教学设计[J].数理化学习（高三版），2014（10）.

编辑 李琴芳