高中物理人教版1第二章恒定電流第8節(jié)多用電表的原理 全國公開課

～多用電表的原理和使用【考綱要求】1、理解歐姆表的內部結構及刻度特點，知道歐姆表測電阻的原理；2、了解多用電表的基本結構和工作原理；3、會用多用電表測量電路中的交、直流電流、電壓和電阻；4、會用多用電表測量二極管的正反向電阻和極性，能探索簡單黑箱中的電學元件?！咀灾鲗W習】例題：如圖所示，電源的電動勢E=，內阻r=Ω，電流表滿偏電流Ig=10mA，電流表電阻Rg=Ω，A、B為接線柱．⑴用導線把A、B直接連起來，此時應把可變電阻R1調節(jié)為多少才能使電流表恰好達到滿偏電流？⑵調到滿偏后保持R1的值不變，在A、B間接一個150Ω的電阻R2，電流表指針指著多少刻度的位置？⑶如果把任意電阻R接在A、B間，電流表讀數(shù)I與R的值有什么關系?(通過以上計算你有何啟發(fā)?一、歐姆表的構造和原理1．原理：依據(jù)____________________定律制成，它是由____________改裝而成的．2．內部構造：由______________、______________和____________三部分組成．3．測量原理4．如圖所示，當紅、黑表筆間接入被測電阻Rx時，通過表頭的電流I＝____________.改變Rx，電流I隨著改變，每個Rx值都對應一個電流值，在刻度盤上直接標出與I值對應的________________值，就可以從刻度盤上直接讀出被測電阻的阻值．5.由圖所示，歐姆表刻度具有什么特點？刻度的標定：紅黑表筆短接(被測電阻Rx＝0)時，調節(jié)調零電阻R，使I＝Ig，電流表的指針達到滿偏，這一過程叫歐姆表調零．(1)當I＝Ig時，Rx＝，在滿偏電流Ig處標為“0”．(圖甲)(2)當I＝0時，Rx→，在I＝0處標為“∞”．(圖乙)(3)當I＝eq\f(Ig,2)時，Rx＝，此電阻是歐姆表的內阻，也叫中值電阻．刻度盤的特點：①零刻度線在最，從右向左讀數(shù)；②刻度不均勻，前疏后密。中值電阻附近誤差小。二、多用電表的內部構造將電流表、電壓表、歐姆表組合在一起成了多用電表。下圖為多用電表的內部電路圖。(1)開關調到1、2時，實現(xiàn)表的測量功能，在測量電路時，檔位的量程較大；（2）開關調到3、4時，實現(xiàn)表的測量功能；(3)開關調到5、6時，實現(xiàn)表的測量功能，在測量電路時，檔位的量程較大。三、多用電表的使用1.多用電表測電流、電壓如何操作？調零（指針定位螺絲）選擇適當?shù)臋n位（估計待測物理量的數(shù)字，選擇合適的檔位，使指針盡量指在刻度盤的中央附近）將用電器接入紅黑表筆間進行測量（電流流向：紅表筆流黑表筆流）讀數(shù)關閉電表（應將選擇開關旋至OFF檔或交流電壓的最高檔。2.多用電表測電流、電壓如何操作？調零（指針定位螺絲）選擇適當?shù)臋n位（估計待測物理量的數(shù)字，選擇合適的檔位，使指針盡量指在刻度盤的中央附近,若指針偏角過大，應該為倍率檔位，若指針偏角過小，應該為倍率檔位。）調零（把紅黑表筆，調節(jié)旋鈕，使指針指在0Ω處）將待測電阻與電源，接入紅黑表筆間進行測量（電流流向：紅表筆流黑表筆流）讀數(shù)關閉電表（應將選擇開關旋至OFF檔或交流電壓的最高檔）。注：多用電表測電阻時，每次換擋都必須重新進行歐姆調零。甲乙甲乙（1）二極管的特點：二極管接正向電壓時，電阻很，處于導通狀態(tài)，如圖中所示。二極管接反向電壓時，電阻很，處于截止狀態(tài)(如圖中所示。二極管接反向電壓過大時，二極管被擊穿損壞，處于導通狀態(tài)。乙乙甲（2）用歐姆表判斷二極管的正負極中圖，二極管處于狀態(tài)，導通狀態(tài)時，黑表筆接二極管極。中圖，二極管處于狀態(tài)，截止狀態(tài)時，黑表筆接二極管極鈕。四、數(shù)據(jù)處理1．測電阻時，電阻值等于指針的示數(shù)與倍率的乘積，指針示數(shù)一般讀兩位有效數(shù)字。2．測電流和電壓時，如果所讀表盤的最小刻度為1、、等，讀數(shù)時應讀到最小刻度的下一位，若表盤的最小刻度為、、、等，讀數(shù)時只讀到與最小刻度位數(shù)相同。【考點突破】典型例題1右圖為一正在測量中的多用電表表盤．(1)如果是用×10Ω檔測量電阻，則讀數(shù)為________Ω.(2)如果是用直流10mA檔測量電流，則讀數(shù)為______________mA.(3)如果是用直流5V檔測量電壓，則讀數(shù)為________V.解析：歐姆檔在最上面的一排數(shù)據(jù)讀取，讀數(shù)為6×10Ω＝60Ω；測電流為第二排刻度，選用直流10mA檔，共有50小格，每格精確度為10mA/50=，需估讀到，準確讀數(shù)×mA＝mA.同樣直流電壓檔測量讀取中間刻度，選取檔位為5V，精確度為5V/50=，需估讀到，指針對準的刻度約為格，讀數(shù)為×V＝V.解析：(1)60(2)(3)反饋訓練1如圖所示的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三條線分別表示多用電表指針的指示位置.①將多用電表選擇開關置于“×1”擋，Ⅰ的示數(shù)為______Ω，Ⅱ的示數(shù)為____Ω.②將選擇開關置于直流“50V”擋，Ⅰ的示數(shù)為____V，Ⅱ的示數(shù)為______V，Ⅲ的示數(shù)為______V.③選擇開關置于直流“250V”擋時，Ⅰ的示數(shù)為______V，Ⅱ的示數(shù)為________V.典型例題2某同學利用多用電表測量一個未知電阻的阻值，由于第一次選擇的歐姆檔不夠合適，又改換另一歐姆檔測量，兩次測量時電表指針所指的位置如圖中的虛線所示，下面列出這兩次測量中的有關操作：A．將兩根表筆短接，并調零B．將兩根表筆分別跟被測電阻的兩端接觸，觀察指針的位置C．記下電阻值D．將多用電表面板上旋鈕旋到R×100檔E．將多用電表面板上旋鈕旋到R×10檔F．將多用電表面板上旋鈕旋到OFF檔(1)根據(jù)上述有關操作將兩次的合理實驗步驟按順序寫出(利用上述操作項目前面的字母表示，且可以重復使用)________________________．(2)該電阻的阻值是________Ω.解析：用多用電表測未知電阻的阻值，要先估測，估測時，可任選一檔，然后調零，調零后測其電阻．因指針指在中央時，測量結果較精確，故若發(fā)現(xiàn)電表指針不是指在刻度盤中央，而出現(xiàn)偏大或偏小時，要換擋使其指針能指到中央附近，但換擋后必須重新調零，再進行測量．使用完畢，將旋轉開關旋至OFF擋．所以實驗步驟為EABDABCF，且該電阻的阻值為×103.反饋訓練2某人用多用電表按正確步驟測量一電阻的阻值，當選擇歐姆擋“×1”檔測量時，指針指示位置如右圖所示，則其電阻值是__________。如果要用這只多用電表測量一個約200歐的電阻，為了使測量比較精確，選擇開關應選的歐姆檔是_____。改變檔位調整倍率后，要特別注意重新____________________。典型例題3如圖所示的黑箱中有三只完全相同的電學元件,小明使用多用電表對其進行探測。(1)在使用多用電表前,發(fā)現(xiàn)指針不在左邊“0刻度線處,應先調整圖中多用電表的_________(選填“A"、“B"或“C")。(2)在用多用電表的直流電壓檔探測黑箱a、b接點間是否存在電源時,一表筆接a,另一表筆應_________(選填“短暫”或“持續(xù)”)接b,同時觀察指針偏轉情況。(3)在判定黑箱中無電源后,將選擇開關旋至“歐姆檔,調節(jié)好多用電表,測量各接點間的阻值。測量中發(fā)現(xiàn),每對接點間正反向阻值均相等,測量記錄如下表.兩表筆分別接a、b時,多用電表的示數(shù)如圖所示。請將記錄表補充完整,并在黑箱圖中畫出一種可能的電路。解析：指針不在左邊“0刻度線處,應先機械調零，所以選A。在用多用電表的直流電壓檔探測黑箱是否存在電源時,應短暫試觸以免損壞多用電表。答案如下：1)A(2)短暫(3)5電路圖如右圖反饋訓練3如圖所示，一只黑箱有A、B、C三個接線柱，規(guī)定每兩個接線柱間最多只能接一個電器元件。并且已知黑箱內的電器元件是一只電阻和一只二極管。某同學利用多用電表的歐姆擋，用正確的操作方法依次進行了6次測量，將每次紅、黑表筆的位置和測得的阻值都填入了下表。由表中的數(shù)據(jù)可以判定：⑴電阻接在_______兩點間，阻值為________Ω。⑵二極管接在_______兩點間，其中正極接在_____點。二極管的正向阻值為______Ω，反向阻值為______Ω?！究键c鞏固】1．右圖為一簡單歐姆表原理示意圖，其中電流表的滿偏電流Ig＝300μA，內阻Rg＝100Ω，可變電阻R的最大阻值為10kΩ，電池的電動勢E＝V，內阻r＝Ω，圖中與接線柱A相連的表筆顏色應是________色．按正確使用方法測量電阻Rx的阻值時，指針指在刻度盤的正中央，則Rx＝________kΩ.若該歐姆表使用一段時間后，電池電動勢變小、內阻變大，但此表仍能調零，按正確使用方法再測上述Rx，其測量結果與原結果相比將________(填“變大”、“變小”或“不變”)．2.用多用電表進行了幾次測量，指針分別處于a、b的位置，如圖所示。若多用電表的選擇開關處于下面表格中所指的檔位，a和b的相應讀數(shù)是多少？請?zhí)钤诒砀裰小?.調整歐姆零點后，用“×10”擋測量一個電阻的阻值，發(fā)現(xiàn)表針偏轉角度極小，那么正確的判斷和做法是（）A．這個電阻值很小B．這個電阻值很大C．為了把電阻值測得更準確些，應換用“×1”擋，重新調整歐姆零點后測量。D．為了把電阻值測得更準確些，應換用“×100”擋，重新調整歐姆零點后測量。4.如圖所示為多用電表歐姆擋的原理示意圖。其中，電流表的滿偏電流為300μA，內阻rg=100Ω，調零電阻最大值R=50kΩ，串聯(lián)的定值電阻R0=50Ω，電池電動勢E=。用它測量電阻Rx，能準確測量的阻值范圍是（）A．30～80kΩ～8kΩC.300～800Ω～80Ω5.使用多用表的歐姆擋測導體電阻時，如果兩手同時分別接觸兩表筆的金屬桿，則造成測量值（）A.比真實值大B.比真實值小C.與真實值相等D.可能比真實值大，也可能小6.實驗桌上放著晶體二極管、電阻、電容器各一只，性能均正常，外形十分相似，現(xiàn)將多用電表選擇開關撥到“R×100”擋，分別測它們的正反電阻值加以鑒別：測甲元件時，；測乙元件時，，；測丙元件時，開始指針偏轉到Ω，接著讀數(shù)逐漸增加，最后停在100kΩ上，則甲、乙、丙三個元件分別是（）A.電容器、電阻、二極管B.電阻、電容器、二極管C.電阻、二極管、電容器D.二極管、電阻、電容器7.如圖所示某電動機的三組線圈①、②、③阻值相同，均為幾歐姆，接法可能是中甲、乙兩種之一，A、B和C是外接頭。現(xiàn)有一組線圈斷路，維修人員通過多用電表測量外接頭之間的電阻來判斷故障，若測A和B之間、B和C之間、A和C之間的電阻時，多用電表指針偏轉分別如題（a）、（b）、（c）所示，則測量中使用的歐姆檔的倍率是（填、、或），三組線圈的接法是（填甲或乙），斷路線圈是（填①、②或③）。8.如圖所示的電路中，1、2、3、4、5、6為連接點的標號．在開關閉合后，發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮．現(xiàn)用多用電表檢查電路故障，需要檢測的有：電源、開關、小燈泡、3根導線以及電路中的各連接點．(1)為了檢測小燈泡以及3根導線，在連接點1、2已接好的情況下，應當選用多用電表的________檔．在連接點1、2同時斷開的情況下，應當選用多用電表的________檔。(2)在開關閉合情況下，若測得5、6兩點間的電壓接近電源的電動勢，則表明______________________可能有故障。(3)將小燈泡拆離電路，寫出用多用電表檢測該小燈泡是否有故障的具體步驟。

～多用電表的原理和使用考點突破反饋訓練1.①2436②③12510012Ω×10檔歐姆調零3.⑴ab100⑵aca9010K考點鞏固1.紅5變大解析歐姆表在使用時電流從紅表筆流入，從黑表筆流出；根據(jù)滿偏電流I0＝eq\f(E,R內)可求得歐姆表內阻為R內＝5kΩ，當指針指到刻度盤的正中央時，則：eq\f(1,2)I0＝eq\f(E,R內＋Rx)，可解得Rx＝5kΩ；當歐姆表使用一段時間后，電源電動勢變