魯科版選修31 第4章 第2節(jié)　多用電表的原理與使用 學(xué)案.doc

第2節(jié)多用電表的原理與使用學(xué) 習(xí) 目 標(biāo)知 識(shí) 脈 絡(luò)(教師用書獨(dú)具)1通過對(duì)多用電表電路圖的等效分析，初步了解多用電表的原理(難點(diǎn))2學(xué)會(huì)操作和使用多用電表，知道多用電表的使用規(guī)則及使用的注意事項(xiàng)(重點(diǎn))3學(xué)會(huì)應(yīng)用多用電表測(cè)量電壓、電流和電阻(重點(diǎn))自 主 預(yù) 習(xí)探 新 知知識(shí)梳理一、多用電表的原理1構(gòu)造多用電表的核心是一只直流靈敏電流計(jì)g，即“表頭”表頭與電阻、撥動(dòng)開關(guān)等組成不同的測(cè)量電路2多用電表測(cè)直流電流、電壓的原理(1)表頭與電阻串聯(lián)組成測(cè)直流電壓的分壓電路(2)表頭與電阻并聯(lián)組成測(cè)直流電流的分流電路3歐姆表測(cè)電阻的原理(1)原理：依據(jù)閉合電路歐姆定律制成，它是由電流表改裝而成的(2)內(nèi)部構(gòu)造：由表頭、電源和可變電阻三部分組成圖421如圖421所示，當(dāng)紅、黑表筆間接入被測(cè)電阻rx時(shí)，通過表頭的電流i，改變r(jià)x，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rx值就可以從刻度盤上直接讀出被測(cè)電阻的阻值當(dāng)rxrrgr時(shí)，指針指向刻度盤正中央，這時(shí)rx的電阻被稱為中值電阻二、練習(xí)使用多用電表1認(rèn)識(shí)多用電表圖4222多用電表的使用(1)測(cè)量前，先調(diào)零，再將紅、黑表筆分別插入正、負(fù)測(cè)試筆插孔(2)測(cè)量時(shí)，應(yīng)把選擇開關(guān)旋到相應(yīng)的測(cè)量項(xiàng)目和量程上，讀數(shù)時(shí)，要讀跟選擇開關(guān)的擋位相應(yīng)的刻度盤上的示數(shù)(3)測(cè)電流、電壓時(shí)，選擇恰當(dāng)?shù)牧砍蹋怪羔槕?yīng)偏轉(zhuǎn)到滿刻度的以上(4)測(cè)電阻時(shí)，先估測(cè)電阻阻值，將選擇開關(guān)撥到適當(dāng)倍率，將紅、黑兩表筆短接，調(diào)節(jié)調(diào)零旋鈕，使指針恰好停在“電阻擋”刻度線的零刻度處，然后將紅、黑表筆搭在電阻兩端，讀取表盤指針?biāo)鸽娮钃蹩潭染€的示數(shù)，電阻值等于示數(shù)乘以倍率(5)使用后，要把表筆從測(cè)試插孔中拔出，并把選擇開關(guān)撥至“off”擋或交流電壓最高擋基礎(chǔ)自測(cè)1思考判斷(1)歐姆表的紅表筆接內(nèi)部電源的負(fù)極()(2)歐姆表的刻度是均勻的()提示歐姆表的刻度不均勻(3)歐姆表的零刻度在表盤的最右端()(4)流過歐姆表的電流是內(nèi)部電源提供的，流過電壓表、電流表的電流是外電路的電源提供的()(5)測(cè)電阻時(shí)，每次測(cè)電阻前都要進(jìn)行歐姆調(diào)零()提示每次換擋要進(jìn)行歐姆調(diào)零(6)測(cè)電阻時(shí)，指針偏角很小，是指電阻很小()提示偏角小，說明電流小電阻大(7)測(cè)量時(shí)，不可用手接觸表筆金屬部分()(8)測(cè)量電阻時(shí)，表的指針偏轉(zhuǎn)角度越大，誤差就越小()提示在中值刻度附近讀數(shù)，誤差較小(9)多用電表若長(zhǎng)期不用，應(yīng)把電池取出()2以下是歐姆表原理的電路示意圖，正確的是()c歐姆表的紅、黑表筆分別與內(nèi)部電源的負(fù)、正極相連，a、b錯(cuò)誤；閉合電路中的外電路，電流從電源的正極流向負(fù)極，對(duì)于電流表電流應(yīng)從正接線柱進(jìn)，從負(fù)接線柱出，c對(duì)，d錯(cuò)3(多選)以下說法中正確的是() 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：46242160】a用多用電表測(cè)電壓時(shí)，一定要讓紅表筆接電勢(shì)高的點(diǎn)，黑表筆接電勢(shì)低的點(diǎn)b用多用電表測(cè)電流時(shí)，一定要讓電流從紅表筆流入，從黑表筆流出c用多用電表測(cè)電阻時(shí)，因電阻無方向性，電路電流方向無法確定d測(cè)電壓(流)時(shí)，都要估計(jì)電壓(流)值，選擇合適量程，以免燒壞電表abd因多用電表表頭是單偏的，所以流過表頭的電流方向必須符合要求，即從紅表筆經(jīng)表頭流到黑表筆，a、b正確；測(cè)電阻時(shí)，雖然電阻無方向，但內(nèi)部電池電動(dòng)勢(shì)是有方向的，電池正確安裝后，電表內(nèi)部電流方向也應(yīng)是從紅表筆經(jīng)表頭到黑表筆，在外部則是從黑表筆經(jīng)電阻流到紅表筆，c錯(cuò)誤；為避免燒壞電表，應(yīng)選合適量程，d正確4如圖423所示為一正在測(cè)量中的多用電表表盤圖423(1)如果是用直流10 v擋測(cè)量電壓，則讀數(shù)為_ v.(2)如果是用100 擋測(cè)量電阻，則讀數(shù)為_ .(3)如果是用直流5 ma擋測(cè)量電流，則讀數(shù)為_ ma.解析在題圖所示的多用電表表盤中，如果是用10 v直流電壓擋測(cè)量電壓，讀數(shù)時(shí)要找到對(duì)應(yīng)的刻度和量程，讀數(shù)為6.5 v；同理，用5 ma直流電流擋測(cè)量電流時(shí)讀數(shù)為3.25 ma；用100 的電阻擋測(cè)量電阻，被測(cè)電阻的阻值為：讀數(shù)100 8100 .答案(1)6.5(2)800(3)3.25合 作 探 究攻 重 難多用電表的結(jié)構(gòu)與原理1.多用電表的內(nèi)部構(gòu)造圖424是簡(jiǎn)化的多用電表電路圖它由表頭g、直流電流測(cè)量電路、直流電壓測(cè)量電路、電阻測(cè)量電路以及轉(zhuǎn)換開關(guān)s等部分組成其中1、2為電流測(cè)量端，3、4為電壓測(cè)量端，5為電阻測(cè)量端測(cè)量時(shí)，黑表筆插入“”插孔，紅表筆插入“”插孔，并通過轉(zhuǎn)換開關(guān)接入與待測(cè)量相應(yīng)的測(cè)量端使用時(shí)，電路只有一部分起作用圖4242多用電表測(cè)直流電流和電壓的原理測(cè)直流電流和直流電壓的原理，就是分流和分壓原理，其中轉(zhuǎn)換開關(guān)接1或2時(shí)測(cè)直流電流，其中接1時(shí)量程較大；接3或4時(shí)測(cè)直流電壓；轉(zhuǎn)換開關(guān)接5時(shí)，測(cè)電阻3多用電表電阻擋原理(1)“調(diào)零”原理：當(dāng)紅、黑表筆相接時(shí)(圖425甲)，相當(dāng)于被測(cè)電阻rx0，調(diào)節(jié)r的阻值，使ig，則表頭的指針指到滿刻度，所以刻度盤上指針指在滿偏處定為電阻刻度的零點(diǎn)因此，歐姆表的零刻度在表盤右端，rrgr是歐姆表的內(nèi)阻圖425當(dāng)紅、黑表筆不接觸時(shí)(圖425乙)，相當(dāng)于被測(cè)電阻rx，電流表中沒有電流，表頭的指針不偏轉(zhuǎn)，此時(shí)指針?biāo)傅奈恢檬强潭鹊摹啊秉c(diǎn)(2)中值電阻：rrgr是多用電表電阻擋的內(nèi)阻，當(dāng)被測(cè)電阻rxrrgr時(shí)，通過表頭的電流i，即通過表頭的電流為滿偏電流的一半，此時(shí)指針指在刻度盤的中央，所以一般電阻擋的內(nèi)阻稱為中值電阻(3)刻度不均勻：由i可以知道，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，可以從刻度盤上直接讀出被測(cè)量電阻的阻值，但是，由于rx與i不是線性關(guān)系，所以電阻擋的刻度是不均勻的如圖426所示是歐姆表的工作原理圖圖426(1)若表頭的滿偏電流為ig500 a，干電池的電動(dòng)勢(shì)為1.5 v，把靈敏電流表的電流刻度值對(duì)應(yīng)的歐姆表電阻值填在下表中：電流刻度0200 a300 a500 a電阻刻度0(2)這只歐姆表的總內(nèi)阻為_ ，表針偏轉(zhuǎn)到滿刻度的時(shí)，待測(cè)電阻為_ .解析(1)對(duì)應(yīng)電流“0”刻度的電阻刻度為“”，對(duì)應(yīng)滿偏電流“500 a”刻度的電阻刻度為“0”，所以調(diào)零時(shí)，由閉合電路的歐姆定律有：ig，得歐姆表總內(nèi)阻r內(nèi)rgrr03 000 .測(cè)量電阻rx時(shí)有i得rxr內(nèi)當(dāng)i200 a時(shí)，rx3 000 4.5103 當(dāng)i300 a時(shí)，rx3 000 2103 .(2)當(dāng)表針偏轉(zhuǎn)到滿刻度的處時(shí)，通過歐姆表的電流i a.rxr內(nèi)6 000 .答案(1)4.5103 2103 (2)3 0006 000掌握多用電表原理的兩點(diǎn)注意(1)多用電表是根據(jù)閉合電路歐姆定律i，得到的rx與電流i一一對(duì)應(yīng)關(guān)系(2)rrgr為歐姆表的內(nèi)阻針對(duì)訓(xùn)練1把一量程6 ma、內(nèi)阻100 的電流表改裝成歐姆表，線路如圖427所示，現(xiàn)備有如下器材：a.電源e3 v(內(nèi)阻不計(jì))；b.滑動(dòng)變阻器0100 ；c.滑動(dòng)變阻器0500 ；d.紅表筆；e.黑表筆圖427(1)滑動(dòng)變阻器選用_(2)紅表筆接_端，黑表筆接_端(3)電流表2 ma刻度處換成電阻刻度，其電阻值應(yīng)為_解析(1)兩表筆直接接觸時(shí)，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器阻值使電流達(dá)到滿偏ig，解得r0400 ，故滑動(dòng)變阻器應(yīng)選c；(2)紅表筆接內(nèi)部電源的負(fù)極，黑表筆接內(nèi)部電源的正極，所以紅表筆接n端，黑表筆接m端；(3)電流i2 ma時(shí)，有i，解得rx1 000 .答案(1)c(2)nm(3)1 000 多用電表測(cè)電壓、電流和電阻的方法1.測(cè)電壓、電流(1)檢查多用電表的指針是否停在表盤刻度左端的零位置若不指零，則可用小螺絲刀進(jìn)行機(jī)械調(diào)零(2)將紅、黑表筆分別插入“”“”插孔(3)如圖428甲所示連好電路，將多用電表選擇開關(guān)置于直流電壓擋，測(cè)量小燈泡兩端的電壓(4)如圖428乙所示連好電路，將多用電表選擇開關(guān)置于直流電流擋，測(cè)量通過小燈泡的電流圖4282測(cè)電阻(1)機(jī)械調(diào)零：使用前若表針沒有停在左端“0”位置，要用螺絲刀轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)零定位螺絲，使指針指零(2)選擋：估計(jì)待測(cè)電阻的大小，旋轉(zhuǎn)選擇開關(guān)，使其尖端對(duì)準(zhǔn)歐姆擋的合適擋位(3)歐姆調(diào)零：將紅、黑表筆短接，調(diào)整調(diào)零電阻旋鈕，使指針指在表盤右端“0”刻度處(4)測(cè)量讀數(shù)：將兩表筆分別與待測(cè)電阻的兩端接觸，表針示數(shù)乘以量程倍率即為待測(cè)電阻阻值(5)實(shí)驗(yàn)完畢，應(yīng)將選擇開關(guān)置于“off”擋或交流電壓最高擋在練習(xí)使用多用電表的實(shí)驗(yàn)中：(1)某同學(xué)連接的電路如圖429所示圖429若旋轉(zhuǎn)選擇開關(guān)，使尖端對(duì)準(zhǔn)直流電流擋，此時(shí)測(cè)得的是通過_的電流；若斷開電路中的開關(guān)，旋轉(zhuǎn)選擇開關(guān)使其尖端對(duì)準(zhǔn)電阻擋，此時(shí)測(cè)得的是_的電阻；若旋轉(zhuǎn)選擇開關(guān)，使尖端對(duì)準(zhǔn)直流電壓擋，閉合開關(guān)，并將滑動(dòng)變阻器的滑片移至最左端，此時(shí)測(cè)得的是_兩端的電壓(2)在使用多用電表的電阻擋測(cè)量電阻時(shí)，若()a雙手捏住兩表筆金屬桿，測(cè)量值將偏大b測(cè)量時(shí)發(fā)現(xiàn)指針偏離中央刻度過大，則必須減小倍率，重新調(diào)零后再進(jìn)行測(cè)量c選擇“10”倍率測(cè)量時(shí)發(fā)現(xiàn)指針位于20與30刻度的正中間，則測(cè)量值小于25 d歐姆表內(nèi)的電池使用時(shí)間太長(zhǎng)，雖然完成調(diào)零，但測(cè)量值將略偏大解析解題關(guān)鍵在于，當(dāng)開關(guān)斷開時(shí)，多用電表測(cè)量的是電阻；開關(guān)閉合時(shí)，電表測(cè)量的是電壓或電流(1)多用電表作為電流表測(cè)電流時(shí)應(yīng)與待測(cè)電阻串聯(lián)，因此測(cè)的是流過r1的電流；斷開開關(guān)，兩個(gè)電阻串聯(lián)，此時(shí)多用電表作為歐姆表測(cè)量的是滑動(dòng)變阻器r1接入電路的阻值與r2串聯(lián)之后的總電阻；滑動(dòng)變阻器的滑片移到最左端時(shí)，r1無阻值接入，外電阻就剩一個(gè)r2，此時(shí)多用電表測(cè)的就是r2分得的電壓或路端電壓(2)若雙手捏住兩表筆金屬桿，測(cè)量值將是人體與待測(cè)電阻并聯(lián)之后的總電阻，測(cè)量值將偏小，a選項(xiàng)錯(cuò)誤；測(cè)量時(shí)發(fā)現(xiàn)指針偏離中央刻度過大，分兩種情況：若偏轉(zhuǎn)角過大，應(yīng)減小倍率；若偏轉(zhuǎn)角過小，應(yīng)增大倍率，因此b選項(xiàng)錯(cuò)誤；由于歐姆表刻度線右側(cè)稀左側(cè)密，選擇“10”倍率擋，在20與30刻度正中間的電阻值應(yīng)小于250 ，c選項(xiàng)錯(cuò)誤只有d選項(xiàng)正確答案(1)r1滑動(dòng)變阻器r1接入電路的阻值和r2串聯(lián)r2(或電源)(2)d多用電表的歐姆擋使用“五注意”(1)選擇適當(dāng)?shù)牧砍?，選擋時(shí)若無法估計(jì)待測(cè)電阻的阻值，應(yīng)將選擇開關(guān)先旋到“1”擋，歐姆調(diào)零后，將紅黑表筆分別接到電阻兩端，若指針偏角較小，再逐漸增大量程，直到指針指在中值電阻附近為止(2)每改變一次量程，要重新進(jìn)行歐姆調(diào)零，使用同一量程測(cè)量不同的電阻時(shí)，無需重新調(diào)零(3)測(cè)量時(shí)待測(cè)電阻要跟其他元件、電源斷開(4)要盡量利用歐姆表刻度盤的中央部分，估讀示數(shù)時(shí)要考慮刻度不均勻(5)多用電表用完后，選擇開關(guān)要旋到交流電壓的最高擋或“off”擋針對(duì)訓(xùn)練2某同學(xué)利用多用電表做了以下實(shí)驗(yàn)： 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：46242161】(1)使用多用電表測(cè)電阻，他的主要實(shí)驗(yàn)步驟如下：把選擇開關(guān)旋到“100”的歐姆擋上；把表筆插入測(cè)試插孔中，先把兩根表筆相接觸，旋轉(zhuǎn)歐姆調(diào)零旋鈕，使指針指在電阻刻度的零刻度線上；把兩根表筆分別與某一待測(cè)電阻的兩端相接，發(fā)現(xiàn)這時(shí)指針偏轉(zhuǎn)較??；換用“10”的歐姆擋，隨即記下歐姆數(shù)值；把表筆從測(cè)試筆插孔中拔出后，就把多用電表放回桌上原處，實(shí)驗(yàn)完畢這個(gè)學(xué)生在測(cè)量時(shí)已注意到：待測(cè)電阻與其他元件和電源斷開，不用手碰表筆的金屬桿，那么該學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中有哪些操作是錯(cuò)誤的？(三個(gè)錯(cuò)誤)錯(cuò)誤一：_；錯(cuò)誤二：_；錯(cuò)誤三：_(2)如圖4210所示，為多用電表的表盤，測(cè)電阻時(shí)，若用的是“100”擋，這時(shí)指針?biāo)颈粶y(cè)電阻的阻值應(yīng)為_ ；測(cè)直流電流時(shí)，用的是100 ma的量程，指針?biāo)倦娏髦禐開 ma；測(cè)直流電壓時(shí)，用的是50 v量程，則指針?biāo)镜碾妷褐禐開 v.圖4210解析(1)錯(cuò)誤一：在用“100”擋位置測(cè)量時(shí)，指針偏轉(zhuǎn)較小，說明所測(cè)電阻阻值較大，為了減小讀數(shù)誤差，應(yīng)使指針向右擺動(dòng)，所以應(yīng)該換用“1 k”的歐姆擋位；錯(cuò)誤二：換擋后，還要重新進(jìn)行歐姆調(diào)零；錯(cuò)誤三：使用多用電表結(jié)束后，還要將選擇開關(guān)轉(zhuǎn)到“off”擋或交流電壓最高擋(2)若用“100”擋測(cè)電阻時(shí)，指針讀數(shù)為：170100 1 700 若用量程100 ma測(cè)直流電流時(shí)，讀數(shù)為：4710 ma47 ma若用量程50 v測(cè)直流電壓時(shí)，讀數(shù)為23.5 v.答案見解析當(dāng) 堂 達(dá) 標(biāo)固 雙 基1歐姆表的內(nèi)部電路如圖4211所示，已知電流計(jì)的電阻為rg，滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值為r0，電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻分別為e、r.下列說法正確的是()圖4211a歐姆表的工作原理是閉合電路歐姆定律b電路圖中左側(cè)的表筆為黑表筆c歐姆表表盤的最左端為歐姆“0”刻度d歐姆表表盤的中間刻度值為r中rgr0a歐姆表是根據(jù)閉合電路歐姆定律制成的，a正確；電流從黑表筆出，紅表筆進(jìn)，b錯(cuò)誤；“”刻度在刻度盤的左端，c錯(cuò)誤；當(dāng)歐姆表指針指在中間位置時(shí)，ig，所以rxrgr0r，即中間刻度值為r中rrgr0，d錯(cuò)誤2多用電表是實(shí)驗(yàn)室常用的實(shí)驗(yàn)器材之一，其原理是閉合電路歐姆定律，它能測(cè)電阻、電壓、電流等如圖4212為多用電表的內(nèi)部構(gòu)造，如果用它來測(cè)量某電阻的阻值，則應(yīng)將開關(guān)扳到_或_位置；其中5、6擋位為測(cè)量_擋，且_擋量程比較大，1、2擋位為測(cè)量_擋，_擋量程比較大圖4212解析使用歐姆擋時(shí)需要電表內(nèi)接電源，所以3、4為電阻擋；由于串聯(lián)電阻