高中物理第二章恒定電流8多用電表的原理講義新人教版必修

8多用電表的原理第二章

恒定電流[學(xué)科素養(yǎng)與目標(biāo)要求]物理觀念：1.知道歐姆表測(cè)量電阻的原理，了解歐姆表的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和刻度特點(diǎn).2.了解多用電表的基本結(jié)構(gòu)，知道多用電表的測(cè)量功能.科學(xué)思維：知道同一表頭下改裝成電壓表、電流表、歐姆表的原理，進(jìn)一步熟練應(yīng)用閉合電路和部分電路的歐姆定律.內(nèi)容索引重點(diǎn)探究啟迪思維探究重點(diǎn)達(dá)標(biāo)檢測(cè)檢測(cè)評(píng)價(jià)達(dá)標(biāo)過關(guān)自主預(yù)習(xí)預(yù)習(xí)新知夯實(shí)基礎(chǔ)自主預(yù)習(xí)一、歐姆表的原理1.內(nèi)部結(jié)構(gòu)：由

、

和

三部分組成.如圖1所示.圖1表頭電源可變電阻2.測(cè)量原理(1)原理：依據(jù)

制成，由

改裝而成.(2)測(cè)量：如圖2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＝

.改變被測(cè)電阻Rx的阻值，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.圖2閉合電路歐姆定律電流表二、多用電表1.用途：共用一個(gè)表頭，可以分別測(cè)量

、

和

等物理量.2.最簡(jiǎn)單的多用電表原理圖：如圖3所示，當(dāng)單刀多擲開關(guān)接通1時(shí)，可作為

使用；接通2時(shí)，可作為

使用；接通3時(shí)，可作為

使用.圖3電壓電流電阻電流表歐姆表電壓表[即學(xué)即用]

1.判斷下列說法的正誤.(1)歐姆表的紅表筆與內(nèi)部電源的正極相連.(

)(2)歐姆表的刻度盤是均勻的.(

)(3)多用電表的電壓擋、電流擋、歐姆擋是共用一個(gè)表頭.(

)(4)多用電表的電壓擋、電流擋、歐姆擋都是靠外部提供電流的.(

)答案××√×2.歐姆表所用電源的電動(dòng)勢(shì)為3V，滿偏電流為3mA，則歐姆表的內(nèi)電阻rΩ為

Ω.答案1000解析重點(diǎn)探究[導(dǎo)學(xué)探究]如圖4所示是多用電表的表盤.(1)為何歐姆表的零刻度在表盤的右端？一、歐姆表測(cè)電阻的原理答案圖4答案

當(dāng)紅、黑表筆短接時(shí)，調(diào)節(jié)可變電阻，使電流表指針滿偏，所以在電流表滿偏處標(biāo)電阻“0”.如圖甲所示.甲答案(2)歐姆表的刻度為何是不均勻的？所以歐姆表的刻度不均勻，如圖乙所示.乙(3)刻度盤的中間刻度值有什么重要意義？得Rx中＝r＋Rg＋R＝r內(nèi).答案[知識(shí)深化]

歐姆表表盤的刻度標(biāo)注刻度標(biāo)注方法標(biāo)注位置“0Ω”紅、黑表筆直接接觸，調(diào)節(jié)調(diào)零旋鈕，使指針滿偏，被測(cè)電阻Rx＝0滿偏電流Ig處“∞”紅、黑表筆不接觸，表頭指針不偏轉(zhuǎn)，被測(cè)電阻Rx＝∞電流為零處中值電阻Rx中＝r＋R＋Rg＝r內(nèi)刻度盤正中央“Rx”紅、黑表筆接Rx，Ix＝

，Rx與Ix一一對(duì)應(yīng)與Rx對(duì)應(yīng)電流Ix處例1把一量程6mA、內(nèi)阻100Ω的電流表改裝成歐姆表，電路如圖5所示，現(xiàn)備有如下器材：A.電源E＝3V(內(nèi)阻不計(jì))；B.變阻器0～100Ω；C.變阻器0～500Ω；D.紅表筆；E.黑表筆.(1)變阻器選用

.圖5C解析答案解析答案(2)紅表筆接

端，黑表筆接

端.(選填“M”或“N”)NM解析

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)按正確方法測(cè)量Rx，指針指在電流表2mA刻度處，則電阻值應(yīng)為

；若指針指在電流表3mA刻度處，則電阻值應(yīng)為

.1000Ω500Ω解得Rx＝1000Ω.解析答案二、多用電表的改裝原理[導(dǎo)學(xué)探究]如圖6所示，分別為電流表、歐姆表、電壓表的示意圖，討論一下，如何組合在一起構(gòu)成多用電表，把它在圖丁基礎(chǔ)上畫出來.答案圖6答案[知識(shí)深化]

多用電表中電流的流向：紅表筆接“＋”插孔，黑表筆接“－”插孔.(1)電流擋串聯(lián)接入電路，電流從紅表筆流進(jìn)電表，從黑表筆流出電表.(2)電壓擋并聯(lián)接入電路，紅表筆接高電勢(shì)點(diǎn)，黑表筆接低電勢(shì)點(diǎn)，電流仍然是“紅進(jìn)、黑出”.(3)使用歐姆擋時(shí)，紅表筆連接表內(nèi)電源的負(fù)極，黑表筆連接表內(nèi)電源的正極，電流仍然是“紅進(jìn)、黑出”.答案解析例2如圖7所示是簡(jiǎn)化的多用電表的電路圖.轉(zhuǎn)換開關(guān)S與不同接點(diǎn)連接，就組成不同的電表，已知R3＜R4，下面是幾位同學(xué)對(duì)這一問題的討論，請(qǐng)你判斷下列說法正確的是圖7A.S與1或2連接時(shí)，多用電表就成了電流表，

且前者量程較小B.S與3或4連接時(shí)，多用電表就成了電流表，

且前者量程較大C.S與3或4連接時(shí)，多用電表就成了電壓表，

且前者量程較大D.S與5連接時(shí)，多用電表就成了歐姆表√解析S與1連接時(shí)，電阻R1起分流作用，S與2連接時(shí)，電阻R1、R2起分流作用，所以S與1或2連接時(shí)，多用電表就成了電流表，由于前者分流電阻較小，所以前者量程較大；S與3或4連接時(shí)，電流表與分壓電阻串聯(lián)，多用電表就成了電壓表，由于R3＜R4，所以前者量程較??；S與5連接時(shí)，多用電表就成了歐姆表，R6為歐姆擋調(diào)零電阻.綜上所述，正確答案為D.針對(duì)訓(xùn)練如圖8所示是一個(gè)電流、電壓兩用表的電路，電流表G的量程是0～100μA，內(nèi)阻是1000Ω，電阻R1＝0.1Ω，R2＝99000Ω.當(dāng)雙刀雙擲開關(guān)接到A、B上時(shí)，電流表改裝成

表，其量程是

；當(dāng)雙刀雙擲開關(guān)接到C、D上時(shí)，電流表改裝成

表，其量程是

.圖8答案解析量程較大的電流0～1A電壓0～10V解析因雙刀雙擲開關(guān)的手柄是絕緣的，所以當(dāng)開關(guān)接到A、B上時(shí)，電路轉(zhuǎn)換成圖甲所示的電路，此時(shí)電阻R1與電流表G并聯(lián)，R1起分流作用，原電流表改裝成較大量程的電流表.根據(jù)并聯(lián)電路的特點(diǎn)有(I－Ig)R1＝IgRg.電流表的最大測(cè)量值為當(dāng)開關(guān)接到C、D上時(shí)，電路變成圖乙所示的電路，此時(shí)電阻R2與電流表G串聯(lián)，R2起分壓作用，原電流表改裝成電壓表，根據(jù)串聯(lián)電路的特點(diǎn)，電壓表的最大測(cè)量值為U＝Ig(Rg＋R2)＝0.0001×(1000＋99000)V＝10V.達(dá)標(biāo)檢測(cè)1.(歐姆表的構(gòu)造)(多選)歐姆表的內(nèi)部電路如圖9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1234答案圖9A.歐姆表的工作原理是閉合電路的歐姆定律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＝r＋Rg＋R0√√解析1234解析歐姆表是根據(jù)閉合電路的歐姆定律制成的，A正確；電流從黑表筆出，紅表筆進(jìn)，B錯(cuò)誤；“∞”刻度在刻度盤的最左端，C錯(cuò)誤；2.(歐姆表的表盤標(biāo)度)把一個(gè)滿偏為6mA的電流表改裝成歐姆表，其中電源電動(dòng)勢(shì)為3V.在測(cè)電阻時(shí)，電流表指針指在表盤上2mA處，在改成相應(yīng)的電阻刻度時(shí)，應(yīng)是A.250ΩB.500ΩC.1000ΩD.1500Ω√答案1234解析3.(多用電表的簡(jiǎn)單構(gòu)造)如圖10所示為多用電表的電路圖，如果用該多用電表測(cè)量直流電壓U和電阻R，紅表筆插入多用電表的正(＋)插孔，則1234解析A.前者電流從紅表筆流入多用電表，后者電流從

紅表筆流出多用電表B.前者電流從紅表筆流入多用電表，后者電流從紅表筆流入多用電表C.前者電流從紅表筆流出多用電表，后者電流從紅表筆流出多用電表D.前者電流從紅表筆流出多用電表，后者電流從紅表筆流入多用電表圖10√答案1234解析題圖所示是多用電表的示意圖，無論是測(cè)電壓U還是測(cè)電阻R，電流都是從紅表筆流入多用電表，從黑表筆流出多用電表，選項(xiàng)B正確.4.(綜合應(yīng)用)如圖11所示為一簡(jiǎn)單歐姆表的原理示意圖，其中電流表的滿偏電流Ig＝300μA，內(nèi)阻Rg＝100Ω，可變電阻R的最大阻值為10kΩ，電池的電動(dòng)勢(shì)E＝1.5V，內(nèi)阻r＝0.5Ω，圖中與接線柱A相連的表筆顏