Цифровий ресурс може використовуватися для навчання в рамках програми початкової і середньої школи (базового рівня).

Модель дозволяє провести серію експериментів, в яких можна змінювати опору вольтметра і амперметра, використовуваних в якості вимірювальних приладів.

Коротка теорія

Для вимірювання напруг і струмів в електричних ланцюгах постійного струму використовуються спеціальні прилади - вольтметри і амперметри .

Мал. 1.

вольтметр призначений для вимірювання різниці потенціалів, яка додається до його клем. Він підключається паралельно ділянки кола, на якому виробляється вимір різниці потенціалів. Будь-вольтметр володіє деяким внутрішнім опором RВ. Для того щоб вольтметр не вносив помітного перерозподілу струмів при підключенні до ділянки кола, його внутрішній опір має бути велике в порівнянні з опором того ділянки кола, до якого він підключений. Для ланцюга, зображеної на рис. 1, ця умова записується у вигляді: RВ >> R1.

Ця умова означає, що сила струму IВ = Δφ cd / RВ через вольтметр багато менше сили струму I = Δφ cd / R1, який протікає по ділянці ланцюга, напруга на кінцях якого вимірюється вольтметром. Оскільки всередині вольтметра не діють сторонні сили, різниця потенціалів на його клемах збігається з визначенням з напругою. Тому можна говорити, що вольтметр вимірює напругу. амперметр призначений для вимірювання сили струму в ланцюзі. Амперметр включається послідовно в розрив електричного кола, щоб через нього проходив весь вимірюваний струм. Амперметр також володіє деякими внутрішнім опором RА. На відміну від вольтметра, внутрішній опір амперметра повинно бути досить малим в порівнянні з повним опором всьому ланцюгу. Для ланцюга на рис. 1 опір амперметра повинно задовольняти умові: RА << (r - R1 + R2), щоб при включенні амперметра струм в ланцюзі не змінювався.

Робота з моделлю

Комп'ютерна програма дозволяє змінювати опір вольтметра і амперметра. Виводяться вимірювані приладами значення сили струму і напруги в ланцюзі. Кнопками і можна почати експеримент або повернуться до вибору початкових умов відповідно.

Рекомендації щодо застосування моделі

Дана модель може бути застосована на уроках вивчення нового матеріалу, повторення, вирішення завдань в 10 класі на тему: «Послідовне і паралельне з'єднання провідників. Межа вимірювання амперметра і вольтметра ».

Залежно від технічного оснащення навчального процесу та особливостей навчально-тематичного планування модель може використовуватися в наступних варіантах:

• ілюстративний компонент (демонстрація з використанням проекційної техніки);
• основа короткочасних (10-15 хвилин) робіт;
• основа уроку вивчення нового матеріалу, закріплення отриманих знань (як засіб експериментальної підтримки), уроку вирішення завдань (в якості основи завдань і засоби експериментальної перевірки отриманих результатів).

Приклади планування уроків з використанням моделі

Тема «Послідовне і паралельне з'єднання провідників. Межа вимірювання амперметра і вольтметра »

Мета уроку: повторити закони послідовного і паралельного з'єднань провідників, розглянути застосування цих законів на прикладі вирішення завдань, способи розширення меж вимірювання приладів, похибка вимірювання.

№ п / п Етапи уроку Час, хв Прийоми і методи 1 Організаційний момент 2 + 2 Перевірка домашнього завдання по темі «Послідовне і паралельне з'єднання провідників» 10 Індивідуальний опитування 3 Вивчення нового матеріалу по темі «Межа вимірювання амперметра і вольтметра. Похибка вимірювання »15 Вивчення нового матеріалу з використанням інтерактивної моделі« Зняття показань приладів »4 Рішення задач 15 Рішення задач на дошці 5 Пояснення домашнього завдання 3

Таблиця 1.

Приклади питань і завдань

1.

До гальванометра, опір якого r = 290 Ом, приєднали шунт, понижуючий чутливість гальванометра в n = 10 разів. Яке опір R0 потрібно включити послідовно з шунтуватися гальванометром, щоб загальний опір залишилося незмінним?

2.

Мал. 2.

Для вимірювання невідомого опору R резистор був включений в електричний ланцюг (див. Рис.) Паралельно з неідеальним вольтметром, які мають внутрішній опір RВ = 5 кОм, і послідовно з неідеальним амперметром, опір якого RА = 2,0 Ом.

Вольтметр показав напругу U = 12,0 В, показання амперметра - I = 0,10 А. Визначте R.