高中物理课件《电流表的工作原理》1

串并联电路、电压表、电流表【学习目标】1．掌握串、并联电路的特点，并能熟练地识别电路中元件之间的连接关系，能够运用串并联的规律理解计算电表的改装。

2．识别电路中各元件的连接关系，画出简明的等效电路图，以及电流表、电压表、电容等对电路的影响。

【要点梳理】要点一、串联电路的特点和性质 1．基本特点（1）在串联电路中，各处的电流相等，即123n I I I I I =====． （2）串联电路的总电压等于各部分电压之和，即123n U U U U U =++++. （3）串联电路的等效总电阻为各电阻值之和，即123n R R R R R =++++．2．性质（1）串联电路的电压分配关系：各个电阻两端的电压跟它们的阻值成正比，即312123.nnU U U U I R R R R ===== 或123123=U :U :U R :R :R .其中：111232212333123=++=++=++R U U ,R R R R U U ,R R R R U U.R R R（2）串联电路的功率分配关系：各个电阻消耗的功率跟它们的阻值成正比，即2312123.nnP P P P I R R R R ===== 或：123123=P :P :P R :R :R要点诠释：○1n 个相同的电阻R 串联后的总电阻 =R nR 总.○2串联电路的总电阻大于其中任一部分电路电阻。

○3串联电路的每个电阻R 都分担了一部分电压，串联电路的这种作用叫作分压作用，起分压作用的电阻叫作分压电阻。

要点二、并联电路的特点和性质 1．基本特点（1）并联电路中各支路的电压相等，即123n U U U U U =====． （2）并联电路的总电流等于各支路电流之和，即123n I I I I I =++++． （3）并联电路的等效总电阻R 与各支路的电阻123,n R R R R 、、的关系是：12311111nR RR R R =++++．2．性质（1）并联电路的电流分配关系：各支路电流跟它们的电阻成反比，即112233n n I R I R I R I R U =====. 或：123123111=I :I :I ::R R R . （2）并联电路的功率分配关系：各支路电阻消耗的功率跟它们的电阻成反比，即2112233n n P R P R P R P R U =====.或：123123111=P :P :P ::R R R . 要点诠释：○1n 个相等的电阻R 并联后的总电阻=RR n总． ○2并联电路的总电阻小于其中最小的电阻。

交流电流表原理
交流电流表是一种用于测量交流电流的仪器。

它基于电磁感应的原理工作。

当交流电流通过一个螺线管（也称为电流线圈）时，产生的磁场将与一个磁铁或永磁针耦合。

这个磁场将使得磁铁或永磁针发生偏转。

交流电流表通常包含一个固定的电流线圈和一个可移动的磁铁或永磁针。

当电流通过电流线圈时，固定的电流线圈会产生一个旋转的磁场。

根据易感定律，移动磁铁或永磁针将受到一个力矩，产生一个与电流大小成正比的角度偏转。

为了使电流表在不同量程的电流下都能准确测量，通常会在电流线圈中串联一个可调电阻（也称为电流限制电阻）。

通过调节电流限制电阻的阻值，可以获得不同的量程，使得电流表能够测量不同大小的电流。

为了更好地读取电流表的值，通常会在电流表上标记刻度，来表示电流的大小。

这些刻度是根据经验和实验确定的，经过标定后，可以直接读取电表的读数来得到电流的值。

总结起来，交流电流表利用电磁感应的原理，通过测量产生的磁场来检测交流电流的大小。

通过调节电流限制电阻可以获得不同的量程，并通过在电流表上标记刻度来读取电流的值。

高中物理多用电表原理高中物理中，电流的测量是一个重要的实验内容。

为了测量电流的大小，我们通常会使用电流表，也称为电流计或电流表计。

电流表是一种用于测量电路中电流强度的仪器。

本文将详细介绍高中物理中多用的电表原理。

一、电表原理概述电表原理基于安培(Ampere)定律。

安培定律是指通过导体的电流与导体上形成闭合曲线的磁场强度成正比。

据此原理，电流表采用了电磁感应的方法来测量电流。

二、电表的构成1. 线圈：电流表中的重要部件是线圈，其由细导线绕成。

线圈通常由许多小回路组成，以增加灵敏度和精度。

2. 磁针：线圈中的电流通过导线时，会在线圈周围产生磁场。

磁针是受此磁场作用的部件，它能够指示电流强度的大小。

三、电表的工作原理当电流通过线圈时，产生的磁场将使磁针受到力的作用。

根据安培定律可知，磁针会受到一个力矩，使得它对齐于磁场的方向。

根据线圈周围的磁场强度和线圈的回路数量，可以通过磁针的偏转角度来测量电流的大小。

四、电表的灵敏度和量程电流表的灵敏度是指单位电流对应的偏转角度的大小。

在物理实验中，我们通常使用毫安表，其灵敏度为每毫安对应一个刻度。

量程是指电表能够测量的最大电流范围。

不同的电流表有不同的量程，如1mA、10mA、100mA等。

五、电表的使用注意事项1. 注意连接方式：在使用电流表时，要正确连接电路，将电流表连接在电路中的所需位置。

若连接错误，可能导致电流表损坏或错误测量。

2. 量程选择：在测量电流时，应根据电路中的电流大小选择适当的量程，以防止过载损坏电表。

3. 零位调节：使用电流表前，应先进行零位调节，使磁针回到刻度盘的零点位置。

4. 避免震动：在使用电流表时，应避免剧烈震动，以免影响测量结果。

六、电表的应用领域电流表广泛应用于实验室、家庭、工业等许多领域。

在实验室中，电流表可用于测量电路中的电流强度，以验证安培定律。

在家庭中，电流表常用于测量电器的功率消耗。

在工业领域，电流表则可以用于监测电力系统的运行情况。

高中物理-高二电流表的工作原理教案一、教学目标：1. 理解电流表的工作原理和测量方法。

2. 掌握电流表的使用注意事项和维护方法。

二、教学内容：1. 电流表的工作原理：电流表是一种电器测量仪器，用于测量电路中的电流。

它的工作原理是基于磁效应，当通过电路中的电流时，它可以给电流表中的磁场带来影响，从而使磁场发生变化，这种磁场的变化可以通过电流表中的指针或数字表盘进行测量，从而得出电路中的电流值。

2. 电流表的测量方法：电流表可以直接接在电路中，也可以通过电阻进行串联后接入电路中测量。

当测量直流电路时，应该将电流表的正负极正确地接在电路的正负极上；当测量交流电路时，应该使用交流电流表，并根据电流表的标示，选择正确的量程和交流直流的测量模式。

3. 电流表的使用注意事项：在使用电流表时，需要注意以下几个方面。

首先，应该保持电流表的正常使用状态，不能让其过度受力或遭受振动；其次，应该防止电流表的指针或数字表盘因电路的短路或过流而受损；最后，应该合理的使用电流表，避免其频繁使用或使用时间过长造成电路的损坏。

4. 电流表的维护方法：电流表属于高精度的测量仪器，所以在使用过程中应该特别注意对其的保养和维护。

包括进行定期的检修和校准，保持电流表的神则性和精度，保持电流表的干燥和清洁状态。

三、教学重点：1. 电流表的工作原理和测量方法。

2. 电流表的使用注意事项和维护方法。

四、教学难点：1. 如何正确使用电流表。

2. 如何进行电流表的维护和保养。

五、教学方法：1.讲解法。

2.示范法。

3.实践操作法。

六、教学过程：1.引入新课（10分钟左右）介绍电流表的定义，作用以及在实验中的应用。

通过实验和现实的例子，引导学生思考电流表的重要性。

2.知识传递（30分钟左右）从电流表的工作原理和测量方法，使用注意事项和维护方法四个方面深入剖析电流表的构造和原理。

通过示范法和讲解法展示给学生如何使用电流表，同时还要分析讲解如何保持电流表的良好状态。

高二物理 （人教大纲版）第二册 第十四章 恒定电流 七、电压表和电流表(第一课时)●本节教材分析本节教材讲述了利用串联电阻的分压作用将表头G 改装成电压表V ，利用并联电阻的分流作用将表头G 改装成电流表A .教学过程中，教师应注意以下几点：1.学生虽然会正确使用电压表和电流表，但对它们的构造、工作原理并不了解.所以，电表指针为什么偏转，指针所指的示数反映的是什么，学生不是十分清楚.因此，教学开始时，利用多媒体（或电表模型教具、挂图配合实物）让学生把表头G 的构造、指针的偏角与什么有关，满偏电流I g 、表头的内阻R g 的含义等弄清楚.让学生理解指针的偏角θ∝ I ，而偏角的示数（刻度盘上标出的读数）却是反映了电路中的电流（或电路两端电压）的大小.2.表头G 是指小量程的电流表，即灵敏电流计，表头G 的满偏电流I g 和满偏电压U g 一般都很小，用它可改装成量程较大的电流表A 和量程较大的电压表V .讲述电表改装时，要抓住问题的症结所在，即表头内线圈允许通过的最大电流是有限的，那么要测量较大的电压（或电流）怎么办？通过分析，学生能提出电阻分压（或分流）然后提出分压（或分流）电阻的阻值如何确定？让学生在教师的指导下，讨论并推导出有关的公式，在这里要充分发挥教师的主导作用和学生的主体地位.3.教材结合具体例题，介绍计算分压电阻R 的公式R =g gR R U U ，学生预习时可以看懂.教学中可以从另一个角度来分析讨论.如改装后电表能测量的最大电压为U 、表头满偏电流为I g 、内阻为R g ，则U =I g (R +R g )，则R =gI U －R g ，然后代入课本中的数据U =3 V ，I g =3 mA ，R g =10 Ω,也可得到R =990 Ω.再如将表头G 改装成电流表A 后，能测量的最大电流为I ，表头满偏电流为I g ，内阻为R g ，并联的分流电阻R =g gI I I R g .然后代入课本例题2中的数据，R g =25 Ω，I g =3 mA,I =0.6 A,也可得到R =0.126 Ω.这样从不同的角度处理同一问题，可使学生思路开阔，不局限于死记硬背教材中的公式.同时要讲请如何将表头的刻度盘改为改装后的电压表（或电流表）的表盘，使学生对电表的构造、原理有较全面的认识.电阻的测量是高中物理的一个重点内容，是欧姆定律的具体应用.因此，本节课具有联系实际的意义，又能培养学生的分析能力和观察实验能力.本节内容是本章知识的总结和应用，教学中应当让学生有足够的运用知识分析和解决问题的机会.学生在初中做过“用电压表、电流表测电阻”的实验.现在再讲“伏安法测电阻”，当然不能仅仅是重复，要考虑电压表和电流表本身电阻给测量结果带来的误差.要让学生了解，用伏安法测电阻，无论采用电流表外接法，还是电流表内接法，测出的电阻值都有误差.懂得误差的产生是由于电压表的分流或电流表的分压造成的.知道当待测电阻的阻值R x 比电压表的内阻R V 小很多时，采用电流表外接法测量误差较小，这种情况下，R 测＜R 真.当待测电阻的阻值R x 比电流表的内阻R A 大很多时，采用电流表内接法测量误差小，这种情况下，R 测＞R 真.然后可以给出具体数据让学生考虑选择电流表内接法好，还是选用电流表外接法好.●教学目标一、知识目标１.知道常用的电压表和电流表都是由小量程的电流表G（表头）改装而成的.2.了解电流表（表头）的原理，知道什么是满偏电流和满偏电压.3.理解表头改装成常用电压表和电流表的原理，会求分压电阻和分流电阻的阻值.4.会给改装后的电压表、电流表标度.5.掌握伏安法测电阻的原理及方法.6.了解伏安法测电阻误差产生的原因是由于电压表的分流和电流表的分压作用造成的.7.会正确选择电流表内接法和外接法.二、能力目标1.通过改装电压表、电流表的教学，培养学生不仅会正确使用基本物理仪器，而且还要了解仪器的构造和工作原理.2.通过分压电阻和分流电阻阻值的计算，培养学生应用所学物理知识解决实际问题的能力.3.通过伏安法测电阻，培养学生的分析能力.三、德育目标通过本节课的教学活动，要培养学生的应用意识，引导学生关心实际问题，有志于把所学物理知识应用到实际中去.●教学重点1.表头G改装成大量程电压表V和电流表A的原理，并会计算分压电阻和分流电阻.2.理解改装后电压表V和电流表A的量程的物理意义.3.伏安法测电阻的原理、误差产生的原因及减小误差的方法（两种测量电路的选择）.●教学难点1.理解改装后电压表V和电流表A的量程的物理意义是求解分压电阻和分流电阻过程中的难点.2.电流表内接法与外接法的选择.●教学方法本节知识是本章知识的总结和应用，教学中应当让学生有足够的运用知识分析和解决问题的机会，通过分析、讨论、讲解、练习等方法完成本节教学任务.●教学用具实物投影仪、多媒体电脑、自制课件（或量程为500 μA的表头G、内阻约100 Ω）.●课时安排2课时●教学过程第一课时电压表和电流表一、引入新课［师］请同学们思考，串联电路的基本特点是什么？［生甲］串联电路中各处的电流都相等.即：I=I1=I2=I3=…=I n［生乙］串联电路两端的总电压等于各部分电路两端的电压之和.即：U=U1+U2+U3+…+U n［生丙］串联电路的总电阻等于各个导体的电阻之和.即：R=R1+R2+R3+…+R n［师］在电路中，串联电阻起什么作用？［生］在电路中串联电阻起分压作用，且电压的分配与电阻成正比.即：nn R U R U R U R U =⋅⋅⋅===332211 ［师］并联电路的基本特点是什么？［生甲］并联电路中，并列的各支路两端电压都相等.即：U =U 1=U 2=U 3=…=U n［生乙］并联电路中的总电流等于各支路的电流之和.即：I =I 1+I 2+I 3+…+I n［生丙］并联电阻的总电阻的倒数等于各个导体电阻的倒数之和. 即：nR R R R R 11111321+⋅⋅⋅+++= ［师］在电路中，并联电阻起什么作用？［生］在电路中，并联电阻起分流作用，且电流的分配与电阻成反比.即：I 1R 1=I 2R 2=I 3R 3=…=I n R n［师］今天我们将学习利用串联电阻的分压作用和并联电阻的分流作用分别将表头G 改装成电压表V 和电流表A .二、新课教学1.表头G［师］利用多媒体介绍表头G 的主要构造和工作原理.（1）表头的主要构造表头G 是指小量程的电流表，即灵敏电流计，常用的表头主要由永磁铁和放入永磁铁磁场中可转动的线圈组成.（2）表头的工作原理当线圈中有电流通过时，线圈在磁场力的作用下带着指针一起偏转，通过线圈的电流越大，指针偏转的角度就越大，即θ∝ I .这样根据指针的偏角就可以知道电流的大小.若在表头刻度盘上标出电流值就可以测量电流了.由欧姆定律知道，通过表头的电流跟加在表头两端的电压成正比，即I ∝U .由于θ∝I ，I ∝U ，故U ∝θ.如果在刻度盘上标出电压值，由指针所指的位置就可以读出加在表头两端的电压.［生］利用表头能够测量的最大电流和最大电压分别是多大？［师］同学们问得好.下面我们就讨论这个问题.利用多媒体介绍表头的满偏电流I g 、内阻R g 和满偏电压U g .（1）满偏电流I g ：表头指针偏转到最大刻度时的电流.表头的线圈允许通过的最大电流很小，一般不超过几十微安到几毫安.如果通过表头的电流超过满偏电流，不但指针指不出示数，表头还可能被烧坏.（2）表头的内阻R g ：是指表头线圈的电阻.表头的线圈电阻一般为几欧到几百欧.（3）满偏电压U g .［师］同学们能不能根据I g 、R g 概括出什么叫满偏电压？［生］表头通过满偏电流时，加在它两端的电压叫做满偏电压.［师］I g 、R g 、U g 三者之间有什么关系？［生］U g =I g R g .［师］表头G 的满偏电压U g 和满偏电流I g 一般都比较小，测量较大的电压和较大的电流时，需要把小量程的表头G 加以改装.2.把表头G 改装成电压表V［师］用表头G 虽然能够用来测量电压，但由于表头的满偏电流一般很小，因此表头能够测量的最大电压也很小，所以不能直接用来测量较大的电压.若直接用表头去测量较大的电压，会造成什么后果？［生］当加在表头两端的电压大于满偏电压时，通过表头的电流就大于满偏电流，可能将表头烧坏.［师］同学们能不能想一个办法用表头去测较大的电压呢？［生］利用串联电阻的分压作用，给表头G 串联一个适当的电阻R ，将表头改装成一个量程较大的电压表V ，用改装后的电压表V 就可以测量较大的电压.［投影］如图所示，有一个表头G ，其内阻为R g ，满偏电流为I g ,将它改装成量程为U 的电压表，要串联一个多大的电阻R ？如何给改装后的电压表V 标度？改装后电压表V 的内阻是多大？把电流表G 改装成电压表V［师］介绍电压表V 的组成及量程（1）电压表V 由表头G 和电阻R 组成，如图虚线框内所示.（2）所谓量程U ，意思是当电压表V 两端的电压为U 时，表头G 分担的电压为满偏电压U g ，通过表头G 的电流为满偏电流I g ，指针指在最大刻度处.所以表盘最大刻度处的电压值为量程U .［生］讨论如何求分压电阻R 并回答：(1）根据串联电路的基本特点可知，当表头G 满偏时，流过电阻R 的电流为I g .(2)表头满偏时,加在表头两端的电压U g =I g R g ，加在电阻R 两端的电压U R =U －U g =U －I g R g(3)据欧姆定律可知,分压电阻R =g gg g g R R R I U I R I U I U -=-= ［师］如何给改装后的电压表V 标度呢？［生］在教师的指导下讨论.当流过表头的电流为I 1时，加在电压表V 两端的电压U AB = I 1（R g +R ），表明加在电压表两端的电压与电流成正比.当流过表头的电流为满偏电流I g 时，电压表V 两端的电压达到最大值，即改装后的量程.则U =I g （R g +R ），因此，只要将原来表头刻度盘的每一刻度值扩大为原来的（R g +R )倍，就得到改装后的电压表V 的表盘.［师］改装后的电压表V 的内阻R V 多大？［生］R V =R g +R .［练习］出示投影片.如图所示，一个有3 V 和30 V 两种量程的电压表，表头内阻为15 Ω，满偏电流为1 mA,求R 1、R 2的阻值各为多大？解析：由题意知，R g =15 Ω,I g =1 mA=1×10－3A,U 1=3 V,U 2=30 VR 1=g I U 1－R g =(31013-⨯－15) Ω=2985 Ω 当量程为30 V 时，R g +R 1相当于表头.R 2=g I U 2－(R g +R 1)= ［310130-⨯－(15+2985)］Ω=27000 Ω 3.把表头G 改装成电流表A［师］用表头G 虽然能够用来测量电流，但是由于表头的满偏电流I g 很小，因此表头能够测量的最大电流也很小，所以不能用表头去测量较大的电流.同学们能不能想办法用表头去测量较大的电流呢？［生］利用并联电阻的分流作用，给表头G 并联一个适当的电阻R ，将表头G 改装成一个量程较大的电流表A ，利用改装后的电流表A 就可以测量较大的电流了.［投影］如图所示，有一个表头G ，其内阻为R g ，满偏电流为I g ，把它改装成量程为I 的电流表A ，要并联一个多大的电阻R ？把表头G 改装成电流表A［师］介绍电流表A 的组成及量程.（1）电流表A 由表头G 和电阻R 并联组成，如图虚线框内所示.（2）所谓量程I ，意思是通过电流表A 的电流为I 时，通过表头G 的电流为满偏电流I g .指针指在最大刻度处，所以改装后电流表A 的表盘最大刻度处标值为I .［生］讨论如何求分流电阻R 并回答：(1）当表头G 满偏时，加在表头两端的电压为U g =I g R g .(2)根据并联电路的基本特点，加在电阻两端的电压U R =U g =I g R g .(3)通过电阻R 的电流I R =I －I g(4)根据欧姆定律，分流电阻R 的阻值为：R =gg g R R I I R I I U -=. ［师］如何给改装后的电流表A 标度呢？［生］在教师指导下讨论.当流过表头G 的电流为满偏电流I g 时，流过电流表A 的电流最大，为改装后电流表的量程I .则I =I g （1+R R g ）.因此，只要将原来表头刻度盘的每一刻度值扩大为原来的R R R g +倍，就得到了改装后的电流表A 的表盘. ［师］改装后的电流表A 内阻R A 有多大？［生］电流表A 的内阻为R g 与R 并联后的总电阻，即R A =R R RR g g +［练习］出示投影片.有一表头G ，内阻R g =25 Ω，满偏电流I g =3 mA ，把它改装成量程为0.6 A 的电流表，要并联一个多大的电阻R ？改装后电流表的内阻R A 为多大？解析：由题意知，R g =25 Ω,I g =3 mA=3×10－3A ，I =0.6 A据并联电路的基本特点可知，加在电阻R 两端的电压与加在表头G 两端的电压相等，即U R =I g R g通过电阻R 的电流I R =I －I g ，电阻R =331036.025103--⨯-⨯⨯=-=g g g R R I I R I I U Ω=0.126 Ω 改装后电流表的内阻为R A ,R A =6.0251033⨯⨯=-I R I gg Ω=0.125 Ω 说明:通过计算发现，改装后的电流表的内阻R A 非常小，解题时一般不计电流表的内阻.对于理想的电流表，可认为其内阻等于零，在电路中可等效成导线.三、小结通过本节课的学习，主要学习了以下几个问题：1.表头G 的三个重要参量：满偏电流I g 、内阻R g 和满偏电压U g .2.把表头G 改装成电压表时，需要串联一个适当的电阻R .3.把表头G 改装成电流表时，需要并联一个适当的电阻R .四、作业1.练习五（1）、（2）2.预习分组实验“把电流表改装为电压表”五、板书设计六、本节优化训练设计1.如下图所示，电流表G 的内阻R g =1000 Ω，满偏电流I g =100 μA ，现把它改装为量程是6 V 的电压表和量程为0.6 A 的电流表.（1）S 1、S 2均断开时是什么表？S 1、S 2均闭合时是什么表？（2）R 1和R 2分别等于多大？（3）S 1闭合、S 2断开时是什么表？量程多大？2.如下图所示，有一个表头G ，满偏电流I g =500 mA ，内阻R g =200 Ω,用它改装为有1 A 和10 A 两种量程的电流表，求R 1、R 2的阻值各为多大？参考答案：1.解析：（1）S 1、S 2均断开时，只有G 与R 1串联，R 1起分压作用，此时是改装后的电压表.S 1、S 2均闭合时，只有G 与R 2并联，R 2起分流作用，此时是改装后的电流表.（2）若改装成电压表.量程U =6 V ，则I g (R g +R 1)=U解得R 1=5.9×104 Ω若改装成电流表，量程I =0.6 A,则I g R g =(I －I g )R 2 解得R 2=0.16 Ω(3)若S 1闭合，S 2断开时，R 2与G 并联后可当作表头，然后再与R 1串联，所以是改装后的电压表.R 2与G 并联后的内阻R g ′=22R R R R g g =0.16 Ω满偏电流I g ′=0.6 A改装的电压表的量程为U ′U ′=I g ′(R g ′+R 1)=0.6×(0.16+5.9×104) V=3.54×104 V2.解析：当公共端与1 A 端接入电路时，量程为I 1=1 A ，当公共端与10 A 端接入电路时，量程为I 2=10 A.当公共端与1 A 端接入被测电路时，电阻R 1和R 2串联，再与表头内阻R g 并联.由并联电路中的电流分配关系可得：R 1+R 2=g gI I I 1R g代入I g 、I 1、R g 的数值得R 1+R 2=200 Ω ① 当公共端与10 A 端接入被测电路时，电阻R 1与表头支路的电阻R g +R 2并联.由并联电路的特点可知：I g (R g +R 2)=(I 2－I g )R 1代入I g 、I 2、R g 的数值，可得R 2+200 Ω=19 R 1② 由①②解得R 1=20 Ω R 2=180 Ω说明:对于I 1=1 A 的量程，G 是它的表头，对于I 2=10 A 的量程，G 与R 2串联后相当于它的表头.。