13版高中物理《課時(shí)講練通》2.8多用電表的原理（人教版選修3-1）

1、8 多用電表的原理,1.了解歐姆表的結(jié)構(gòu)和刻度特點(diǎn)。2.理解歐姆表測(cè)電阻的原理。3.了解多用電表的基本結(jié)構(gòu)。4.通過(guò)實(shí)驗(yàn)操作學(xué)會(huì)使用多用電表測(cè)電壓、電流和電阻。,重點(diǎn)：1.多用電表的結(jié)構(gòu)和刻度特點(diǎn)。 2.理解歐姆表測(cè)電阻的原理。難點(diǎn)：理解歐姆表和多用電表的制作原理。,一、歐姆表1．原理依據(jù)_______________定律制成，由_______改裝而成。2．內(nèi)部構(gòu)造由_____、_____和________

2、_三部分組成。,閉合電路的歐姆,電流表,表頭,電源,可變電阻,3．測(cè)量原理如圖所示，當(dāng)紅、黑表筆間接入被測(cè)電阻Rx時(shí)，通過(guò)表頭的電流I＝___________。改變Rx，電流I隨著改變，每個(gè)Rx值都對(duì)應(yīng)一個(gè)電流值，在刻度盤上直接標(biāo)出與I值對(duì)應(yīng)的___值，就可以從刻度盤上直接讀出被測(cè)電阻的阻值。,Rx,二、多用電表1.用途共用一個(gè)表頭，可分別測(cè)量_____、_____、_____等物理量。,電壓,電流,電阻,

3、2.最簡(jiǎn)單的多用電表原理圖如圖所示，當(dāng)單刀多擲開(kāi)關(guān)接通1時(shí)，可作為_(kāi)______使用，接通2時(shí)，可作為_(kāi)______使用，接通3時(shí)，可作為_(kāi)______使用。3.外形構(gòu)造如圖所示，選擇開(kāi)關(guān)周圍有不同的測(cè)量功能區(qū)域及_____，選擇開(kāi)關(guān)旋到不同的位置時(shí)，多用電表內(nèi)對(duì)應(yīng)的儀表電路被接通，就相當(dāng)于對(duì)應(yīng)的儀表。在不使用時(shí)，應(yīng)把選擇開(kāi)關(guān)旋到________擋或_______________。,電流表,歐姆表,電壓表,量程,“OFF”

4、,交流電壓最高擋,【判一判】(1)歐姆表的零刻度線與電流表的零刻度線不重合。( )(2)歐姆表電阻刻度是不均勻的。( )(3)使用多用電表的歐姆擋測(cè)導(dǎo)體電阻時(shí)，如果兩手同時(shí)分別接觸兩表筆的金屬桿，則造成測(cè)量值比真實(shí)值大。( )(4)用歐姆表測(cè)電阻，指針越接近刻度中央誤差越大。( ),提示：(1)電流表的零刻度線在表盤最左側(cè)，歐姆表的零刻度線在表盤最右側(cè)，兩者不重合，(1)正確；(2)和電壓表、電流表不同，歐姆表

5、電阻刻度是不均勻的，(2)正確；(3)兩手同時(shí)分別接觸兩表筆金屬桿，相當(dāng)于在導(dǎo)體兩端并聯(lián)上一個(gè)電阻，測(cè)量值比真實(shí)值小，(3)錯(cuò)；(4)用歐姆表測(cè)電阻，指針越接近刻度中央誤差越小，故(4)錯(cuò)。,探究歐姆表的原理1.如圖所示為歐姆表的原理圖，設(shè)電源的內(nèi)阻為r，可調(diào)電阻R1，電流表的電阻為Rg，待測(cè)電阻為Rx，利用閉合電路歐姆定律分析電路電流I和待測(cè)電阻Rx有何關(guān)系，并說(shuō)明是如何用電流表測(cè)量電阻的。,【思路分析】電流計(jì)改裝前和改

6、裝后表頭顯示的一直是電路中電流的大小，利用電路中電流值與所測(cè)電阻一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系，就能在表頭上讀出紅、黑表筆間所接電阻的大小。提示：由閉合電路歐姆定律得 由公式可以看出不同的Rx對(duì)應(yīng)不同的電流I，如果在刻度盤上直接標(biāo)出與電流I對(duì)應(yīng)的電阻Rx值，就可以從刻度盤上直接讀出被測(cè)量電阻的阻值，從而通過(guò)測(cè)量容易測(cè)得的電流，實(shí)現(xiàn)了測(cè)量較難測(cè)量的電阻，這就是歐姆表的原理。,2.若歐姆表紅、黑表筆間接一根電阻

7、可忽略的導(dǎo)線時(shí)，表頭的指針指向哪里？此處所標(biāo)電阻的刻度值應(yīng)為多大？若紅、黑表筆間直接斷開(kāi)呢？提示：當(dāng)紅、黑表筆間接一根電阻可忽略的導(dǎo)線時(shí)，根據(jù)歐姆定律得 表頭的指針指向右端電流最大處，此處所標(biāo)電阻的刻度值為零；當(dāng)紅、黑表筆間直接斷開(kāi)時(shí)，形不成閉合回路，電路中沒(méi)有電流，電流為零，表頭的指針指在左端電流為零處，此處所標(biāo)電阻的刻度值為∞。,3.若紅、黑表筆間接入某一電阻Rx時(shí)，表頭指針恰好指向滿偏刻度的

8、 處，則Rx多大？此時(shí)待測(cè)電阻Rx有什么特點(diǎn)？提示：根據(jù)閉合電路歐姆定律得 而 所以Rx=R1+Rg+r，即等于歐姆表的內(nèi)阻。,【知識(shí)點(diǎn)撥】1.歐姆表中可調(diào)電阻R1的作用當(dāng)將紅、黑表筆直接短接時(shí)，調(diào)節(jié)可變電阻R1可使表頭的指針指到滿偏。2.歐姆表紅、黑表筆的接法紅表筆插“+”插孔，黑表筆插“-”插孔；紅表筆與歐姆表內(nèi)部電源的負(fù)極相連，黑表筆與歐姆表內(nèi)

9、部電源的正極相連。,3.對(duì)中值電阻的三點(diǎn)認(rèn)識(shí)(1)中值電阻是歐姆表的重要物理量，它是由電流表的滿偏電流Ig和電源的電動(dòng)勢(shì)E決定的，即(2)歐姆調(diào)零實(shí)際上是調(diào)節(jié)歐姆表內(nèi)阻使其等于中值電阻，所以中值電阻是歐姆表調(diào)零后歐姆表的總內(nèi)阻，換擋必須重新調(diào)零。當(dāng)測(cè)量值在中值電阻附近時(shí)較準(zhǔn)確。(3)當(dāng)中值電阻減小得太多不可進(jìn)行歐姆調(diào)零時(shí)，應(yīng)立即更換電池。,【探究歸納】歐 姆 表1.歐姆表的工作原理是閉合電路歐姆定律。2.歐姆表的零刻度線在表

10、盤刻度的最右端，最左端阻值是無(wú)窮大，與電流、電壓的刻度情況相反。3.中值電阻：歐姆表的指針指到刻度盤的中央時(shí)所對(duì)應(yīng)的待測(cè)電阻的阻值。,【典例1】(2012·連云港高二檢測(cè))把一個(gè)量程為5 mA，內(nèi)阻是50 Ω的電流表改裝成歐姆表，電池的電動(dòng)勢(shì)是1.5 V，經(jīng)過(guò)調(diào)零之后測(cè)電阻，當(dāng)歐姆表指針指到滿偏的 位置時(shí)，被測(cè)電阻的阻值是( )A．50 Ω B．100 Ω C．16.7 Ω D．

11、400 Ω,【思路點(diǎn)撥】當(dāng)歐姆表指針指到滿偏的 位置時(shí)，此時(shí)的電流為滿偏電流的 利用閉合電路歐姆定律分別求歐姆表的內(nèi)阻和被測(cè)電阻的阻值?！窘馕觥窟xB。由歐姆表改裝原理及閉合電路歐姆定律可得 經(jīng)過(guò)調(diào)零之后測(cè)電阻，當(dāng)歐姆表指針指到滿偏的 位置時(shí)， 得Rx＝100 Ω。,【變式訓(xùn)練】一個(gè)用滿偏電流為3 mA的電流表改裝成歐姆表，

12、調(diào)零后用它測(cè)500 Ω的標(biāo)準(zhǔn)電阻時(shí)，指針恰好指在刻度盤的正中間，如用它測(cè)量一個(gè)未知電阻時(shí)，指針指在1 mA處，則被測(cè)電阻的阻值為( )A．1 000 Ω B．5 000 Ω C．150 Ω D．2 000 Ω【解析】選A。因?yàn)殡姳頊y(cè)500 Ω的標(biāo)準(zhǔn)電阻時(shí)指針恰好指在刻度盤的正中間，由 知，R內(nèi)=Rx＝500 Ω。則由 知，當(dāng)指針指在1 mA處時(shí)，電流為原來(lái)的

13、被測(cè)電阻阻值為1 000 Ω。,多用電表圖1分別表示電流表、歐姆表、電壓表的電路示意圖，試把它們組合在一起，在圖2的基礎(chǔ)上畫出最簡(jiǎn)單的多用電表的電路。,提示：,【知識(shí)點(diǎn)撥】歐姆擋紅、黑表筆的電勢(shì)用多用電表測(cè)量電壓、電流時(shí)，使表頭指針轉(zhuǎn)動(dòng)的“電源”在外部，電流從紅表筆流入電表,從黑表筆流出電表。而用歐姆擋測(cè)電阻時(shí),使表頭指針轉(zhuǎn)動(dòng)的電源在多用電表內(nèi)部,此時(shí),電流仍是從紅表筆流入電表,從黑表筆流出電表,所以此時(shí)黑表筆電勢(shì)高于紅表筆電勢(shì)

14、。,【探究歸納】1.多用電表一般包括電流擋、歐姆擋、電壓擋。2.電流表的改裝原理由同一表頭并聯(lián)不同電阻改裝而成的幾個(gè)量程不同的電流表。3.電壓表的改裝原理由同一表頭串聯(lián)不同電阻改裝而成的幾個(gè)量程不同的電壓表。4.歐姆表的改裝原理將對(duì)應(yīng)Rx的電流刻度值改為電阻值即為歐姆表。,【典例2】如圖為一正在測(cè)量中的多用電表表盤。,(1)如果是用直流10 V擋測(cè)量電壓，則讀數(shù)為_(kāi)______V。(2)如果是用“×100 Ω

15、”擋測(cè)量電阻，則讀數(shù)為_(kāi)______Ω。(3)如果是用直流5 mA擋測(cè)量電流，則讀數(shù)為_(kāi)_______mA?！窘馕觥坑深}圖得：(1)如果用直流10 V擋測(cè)量電壓，則讀數(shù)為6.5 V；(2)如果用“×100 Ω”擋測(cè)量電阻，則讀數(shù)為800 Ω；(3)如果用直流5 mA擋測(cè)量電流，則讀數(shù)為3.25 mA。答案：(1)6.5 (2)800 (3)3.25,【規(guī)律方法】電表的讀數(shù)方法在實(shí)驗(yàn)中，測(cè)量時(shí)要按照有效數(shù)字

16、的規(guī)律來(lái)讀數(shù)，測(cè)量?jī)x器的讀數(shù)規(guī)則為：測(cè)量誤差出現(xiàn)在哪一位，讀數(shù)就相應(yīng)讀到哪一位，具體來(lái)講：(1)最小分度是“1”的儀器，測(cè)量誤差出現(xiàn)在下一位，下一位按十分之一估讀。,(2)最小分度為“2”或“5”的儀器，測(cè)量誤差出現(xiàn)在同一位上，同一位分別按二分之一或五分之一估讀。(3)歐姆表的讀數(shù)待測(cè)電阻的阻值應(yīng)為表盤讀數(shù)乘上倍數(shù)。為減小讀數(shù)誤差，指針應(yīng)指在表盤上靠近中間的部分，否則需要換擋，換擋后，需要重新進(jìn)行歐姆調(diào)零。,【變式訓(xùn)練】(2012

17、·烏魯木齊高二檢測(cè))用已調(diào)零且選擇開(kāi)關(guān)旋鈕指向歐姆擋“×10”位置的多用電表測(cè)某電阻阻值，根據(jù)如圖所示的表盤可知被測(cè)電阻阻值為_(kāi)_______Ω。若將該表選擇開(kāi)關(guān)旋鈕置于1 mA擋測(cè)電流，表盤仍如圖所示，則被測(cè)電流為_(kāi)_______mA。,【解析】從電阻刻度線可讀出電阻值為22×10 Ω＝220 Ω。測(cè)直流電流時(shí)，從中間一條刻度線讀數(shù)，用“0～10”這組數(shù)據(jù)，在此“10”代表“1 mA”，故指針指出“4

18、.0”，則電流為 ＝0.40 mA，注意有效數(shù)字位數(shù)，所以被測(cè)電流為0.40 mA。答案：220 0.40,【溫馨提示】多用電表能測(cè)電路電流、導(dǎo)體兩端的電壓和電阻的阻值，在一些情況下，還能判斷電路的故障，這在高考中已有體現(xiàn)。,【典例】在圖示電路的三根導(dǎo)線中,有一根是斷的,電源、電阻R1、R2及另外兩根導(dǎo)線都是好的。為了查出斷了的導(dǎo)線,某學(xué)生想先將多用電表的紅表筆連接在電源的正極a,再將黑表筆分別連接在

19、電阻R1的b端和R2的c端,并觀察多用電表指針的示數(shù)。在下列選擋中,符合操作規(guī)程的是( )A.直流10 V擋 B.直流0.5 A擋C.直流2.5 V擋 D.歐姆擋,【思路點(diǎn)撥】解答本題要把握以下四點(diǎn)：(1)電壓表的工作原理及使用規(guī)則。(2)電流表的工作原理及使用規(guī)則。(3)歐姆表的工作原理及使用規(guī)則。(4)電路中發(fā)生斷路和短路時(shí)的現(xiàn)象。,【解析】選A。根據(jù)題中所給條件，

20、首先判定不能選用歐姆擋，因?yàn)槭褂脷W姆擋時(shí)，被測(cè)元件必須與外電路斷開(kāi)，故D錯(cuò)誤。若選用電壓擋，將多用電表的紅表筆連接在電源的正極a,將黑表筆連接在電阻R1的b端，如果指針偏轉(zhuǎn)，說(shuō)明ab間的導(dǎo)線是斷開(kāi)的；此時(shí)所測(cè)的數(shù)據(jù)應(yīng)是電源的電動(dòng)勢(shì)6 V，基于這一點(diǎn)，C不能選，否則會(huì)燒毀多用電表；如果指針不偏轉(zhuǎn)，說(shuō)明ab間的導(dǎo)線是好的，而R1與R2之間的導(dǎo)線和R2與電源間的導(dǎo)線其中之一是斷開(kāi)的，再把黑表筆接在c端，如果表頭指針偏轉(zhuǎn)，說(shuō)明R1與R2之間的導(dǎo)

21、線是斷開(kāi)的，否則說(shuō)明R2與電源之間,的導(dǎo)線是斷開(kāi)的，A正確；若選用電流擋，如果黑表筆接在b端，表針有示數(shù)，則說(shuō)明R1與電源間的導(dǎo)線是斷開(kāi)的，此時(shí)表頭示數(shù) 沒(méi)有超過(guò)量程，如果指針不偏轉(zhuǎn)，證明R1與電源之間的導(dǎo)線是連通的，而R1與R2、R2與電源之間的導(dǎo)線其中之一是斷開(kāi)的；黑表筆接在c點(diǎn)時(shí)，如果表頭指針有示數(shù)，證明R1與R2之間的導(dǎo)線是斷開(kāi)的，此時(shí)表針示數(shù)