11.5.1專題多用電表的原理(課件)高中物理（人教版2019）

第十一章電路及其應用11.5.1專題多用電表的原理人教版（2019）授課人：MRYAN探究1.如何把量程較小的電流表改裝成伏特表?UIgVURgRUgURIg分壓電阻知識回顧探究2.如何把量程較小的電流表改裝成量程較大的安培表?UgAIUgIIgIRRRg分流電阻能利用這個表頭測電阻嗎?GABRRgIgU電壓表GABRRgIgI電流表如圖電源的電動勢E=1.5V,內(nèi)阻Ω,電流表滿偏電流Ig=10mA,電流表電阻RgΩ,A、B為接線柱。(1)用導線把A、B直接連起來,此時應把可變電阻R調(diào)節(jié)為多少才能使電流表恰好達到滿偏電流?rABERRg(Rg+r)IgER-=RrRgEIg++=探究.如何把電流表改裝成歐姆表?求電流表滿偏時可變電阻的值理論根據(jù):閉合電路歐姆定律=142Ω解：（1）因電流表電阻Rg的值不能忽略，此時可以把電流表視為一個電阻來計算。由閉合電路歐姆定律，有rABER(2)調(diào)到滿偏后保持R的值不變，在A、B間接一個150Ω的電阻Rx，電流表指針指著多少刻度的位置?Rx

中值電阻如圖電源的電動勢E=1.5V,內(nèi)阻Ω,電流表滿偏電流Ig=10mA,電流表電阻RgΩ,A、B為接線柱。RrRgEI++=Rx+=5mA探究.如何把電流表改裝成歐姆表?利用閉合電路歐姆定律計算電路中的電流（2）保持可變電阻R的值不變，把Rx=150Ω接在A、B之間，設這時電流表讀數(shù)為I，由閉合電路歐姆定律rABERRx(3)如果把任意電阻Rx接在A、B間,電流表讀數(shù)I與Rx的值有什么關系?探究.如何把電流表改裝成歐姆表?如圖電源的電動勢E=1.5V,內(nèi)阻Ω,電流表滿偏電流Ig=10mA,電流表電阻RgΩ,A、B為接線柱。利用閉合電路歐姆定律計算電路中的電流思考與討論：通過以上計算有何啟發(fā)？能否將電流表轉(zhuǎn)換成直接測量電阻的儀表？把任意電阻R接到A、B之間，設電流表讀數(shù)為I，則

代入數(shù)值后，得

解出

x1005如果把電流表10mA0Ω05mA150150Ω0mA∞Ω∞其他位置？Rx=-(R

+r+Rg)EI—=-150Ω1.5VI—把表頭改裝成測電阻的歐姆表2、設計出改裝的原理圖rABER1、利用電流表測量電阻的原理是什么？（歐姆表）3、歐姆表盤的刻度是均勻的嗎？由于I和Rx是非線性關系，所以刻度不均勻，由于是減函數(shù)，所以刻度方向與電流檔相反。歐姆表4、歐姆表的紅、黑表筆，哪支電勢高些？電流從哪支表筆流入，哪支流出？電流Ix與外電阻Rx是一一對應關系。通過測量電流達到測量電阻的目的。(1)電流10mA刻度對應待測電阻為______∞

1500(5)電流任意刻度對應待測電阻為多少？150Ω0105Ω80060350Ω

3503歐姆表的表頭如何進行刻度?(2)電流0刻度對應待測電阻為______∞(3)電流5mA刻度對應待測電阻為______(4)電流3mA刻度對應待測電阻為______0小試牛刀歐姆表的刻度有什么特點?小試牛刀Ix=ERg+r+R+RxE=R內(nèi)+RxRx=-R內(nèi)

E

Ix051015ΩΩ20304050100200500∞1K(1)零刻度在右邊，左邊為無限大。(2)刻度不均勻,左邊密、右邊稀。(3)刻度順序與電流表、電壓表的刻度順序相反.歐姆表的刻度有什么特點?(4)歐姆表中央刻線對應的阻值恰好等于歐姆表的內(nèi)阻（中值電阻）；.想一想如何求歐姆表的中值電阻？想一想1、結構：①表頭②電池③調(diào)零電阻④刻度盤⑤紅、黑表筆注意：歐姆表的黑表筆跟表內(nèi)電池的正極相連。紅表筆跟表內(nèi)電池的負極相連。歐姆表2、原理:ERg+r+RIg=I=0ERg+r+RRx+Ix=Rx=∞Rx=0閉合電路歐姆定律3、用歐姆表測電阻時如何讀數(shù)?問題1:圖示各次的電阻表盤示數(shù)分別為多少?問題2:實際使用的歐姆表具有多個量程可以選擇，有×10檔、×100檔、×1000檔等，如果實驗中選擇的是×100檔，圖示中各次的電阻分別為多少？問題3:實際使用中怎樣確定歐姆表選擇哪一檔？怎樣才能使測得電阻的阻值更精確？指針指在中間刻度附近歐姆表①②③④測量值＝表盤指針示數(shù)×倍率．800Ω2kΩ10kΩ100ΩΩΩΩΩ歐姆表的刻度特點與電流表和電壓表不同，歐姆表有以下幾個顯著特點：（1）電流表和電壓表刻度越向右數(shù)值越大，歐姆表則相反，這是因為Rx越小I越大造成的．當Rx=∞時，I=0，則在最左端；當Rx=0時（兩表筆短接）I為Ig，電流表滿刻度處電阻為“0”在最右端．（2）電流表和電壓表刻度均勻．歐姆表刻度很不均勻，越向左越密．這是因為在零點調(diào)正后，E、R、Rx都是恒定的，I隨Rx而變．但他們不是簡單的線性比例關系．所以表盤刻度不均勻．（3）電流表和電壓表的刻度都是從0到某一確定值，因此，每個表都有確定的量程．而歐姆表的刻度總是從0→∞Ω．(4)電流表和電壓表在使用時都需要電路連接（即串聯(lián)或并聯(lián)），但歐姆表可以不用連接電路而直接讀取其示數(shù)。(1)歐姆表的紅表筆與內(nèi)部電源的正極相連。(

)(2)中值電阻等于歐姆表的內(nèi)阻。(

)(3)多用電表的電流擋、電壓擋和電阻擋共用一個表頭。(

)(4)使用電阻擋測電阻先要進行調(diào)零。(

)(5)用多用電表測電壓U時電流從紅表筆流入多用電表，測電阻R時電流從紅表筆流出多用電表。(

)(6)對于多用電表盤上的刻度線，直流電流刻度線和直流電壓刻度線都是均勻的，可以共用一刻度線，電阻刻度線是不均勻的，歐姆表指針偏轉(zhuǎn)角越大，表明被測電阻越小。(

)×

√

√

√

×

√

判一判如圖所示是一個將電流表改裝成歐姆表的示意圖，此歐姆表已經(jīng)調(diào)零，用此歐姆表測一阻值為Ｒ的電阻時，指針偏轉(zhuǎn)至滿刻度４/５處，現(xiàn)用該表測一未知電阻，指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度的１/５處，則該電阻的阻值為()A.4RRRRD試一試用歐姆表測某一電阻，發(fā)現(xiàn)指針如圖所示指在“10”跟“5”的正中間，則該電阻的阻值為（）A、等于ΩB、大于ΩC、小于ΩD、無法確定C試一試歐姆表刻度不均勻的根本原因是：待測電阻Rx與電流I不成線性關系。【思考】若歐姆表上某兩個刻線對應阻值分別為R1和R2，試比較中間位置處的阻值R中與(R1+R2）/2的大小關系。ORIR1R2I2I1R中如圖所示為歐姆表的原理示意圖。其中，電流表的滿偏電流為300μA，內(nèi)阻rg=100Ω，調(diào)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(

)～80kΩ～8kΩ～800Ω～80ΩB試一試123ABAA甲乙丙R1R2BAABAABR1R2A問題:電流表、歐姆表和電壓表都有一個表頭，能否讓它們共用一個表頭制成一個多用電表呢?歐姆表電流表歐姆表電壓表現(xiàn)在要使

B接1時能成為電流表，接2時能成為歐姆表，接3時能成為電壓表，這就成了一個簡單的多用電表。EEAB1234561、2為電流表1擋量程大3、4為歐姆表5、6為電壓表雙量程多用電表6擋量程大多用電表示意圖多用電表的外部結構是怎樣的?指針式多用電表數(shù)字式多用電表

刻度盤旋鈕式選擇開關歐姆調(diào)零旋鈕表筆機械調(diào)零螺絲多用電表的外觀及部件名稱識別刻度盤歐姆調(diào)零旋鈕紅黑表筆功能選擇開關指針定位螺絲（調(diào)零）直流電流量程選擇區(qū)電阻倍率選擇交流電壓量程選擇直流電壓量程選擇OFF擋歐姆表刻度盤直流電流、電壓表刻度盤指針式多用電表的表盤指針式多用電表的旋鈕

數(shù)字式多用電表的測量值以數(shù)字形式直接顯示，使用方便。數(shù)字式多用電表內(nèi)都裝有電子電路，除可測電壓、電流和電阻外還可測量其他多種物理量。拓展：數(shù)字式多用電表數(shù)字式多用電表面板數(shù)字式多用電表面板【例】(多選)如圖所示是簡化的多用電表的電路圖。轉(zhuǎn)換開關S與不同接點連接，就組成不同的電表，已知R3＜R4，下面是幾位同學對這一問題的議論，請你判斷下列說法正確的是(

)與1或2連接時，多用電表就成了電流表，且前者量程較大與3或4連接時，多用電表就成了電流表，且前者量程較大與3或4連接時，多用電表就成了電壓表，且前者量程較大與5連接時，多用電表就成了歐姆表【解析】S與1連接時，電阻R1起分流作用，S與2連接時，電阻R1＋R2起分流作用，所以S與1或2連接時，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，表頭與分壓電阻串聯(lián)，多用電表就成了電壓表，由于R3＜R4，所以前者量程較小；S與5連接時，多用電表就成了歐姆表，R6為歐姆擋調(diào)零電阻。綜上所述，選項A、D正確?！窘馕觥緼D1.(多選)如圖所示為歐姆表的原理圖，表頭內(nèi)阻為Rg，調(diào)零電阻為R，電池的電動勢為E，內(nèi)阻為r，則下列說法中正確的是(）A.它是根據(jù)閉合電路歐姆定律制成的B.接表內(nèi)電池負極的應是紅表筆C.電阻的“∞”刻度一般在刻度盤的右端D.調(diào)零后刻度盤的中心刻度值是r＋Rg＋RABD2.若某歐姆表表頭的滿偏電流為5mA，內(nèi)裝一節(jié)干電池，電動勢為，那么該歐姆表的內(nèi)阻為____Ω，待測電阻接入紅、黑兩表筆之間時，指針偏在滿刻度的處，則待測電阻的阻值為_____Ω。300

100【解題關鍵】利用閉合電路歐姆定律來求解。解析：將紅、黑表筆短接，調(diào)節(jié)調(diào)零電阻的阻值，當電流滿偏時歐姆表的內(nèi)阻，即當電流為時，有即：3.（多選）關于多用電表表面上的刻度線，下列說法中正確的是(

)A．直流電流刻度線和直流電壓刻度線都是均勻的，可以共用同一刻度B．電阻刻度是不均勻的C．電阻刻度上的零刻度線與直流電流的最大刻度線相對應D．歐姆擋的零刻度在刻度線的左端ABC

4.如圖所示是一個歐姆表的外部構造示意圖，其正、負插孔內(nèi)分別插有紅、黑表筆，則虛線內(nèi)的電路圖應是圖中的(

)A解析：紅表筆接內(nèi)部電源的負極，且內(nèi)部電阻為可變電阻用以歐姆表調(diào)零，則選項A正確。５.一個多用電表的電池已使用很久了，表內(nèi)電池的電動勢有所下降而內(nèi)阻明顯增大。但是轉(zhuǎn)動調(diào)零旋鈕時，仍可使表針調(diào)至零歐姆刻度處，用這只多用表測出的電阻值R′，與被測電阻的真實值相比（）A．R′=R B．R′>RC．R′<R D．無法確定Ｂ6.關于多用電表表面上的刻度線

,下列說法中正確的是（）A.直流電流刻度線和直流電壓刻度線都是均勻的可以共用同一刻度線B.電阻刻度是不均勻的C.交流電壓刻度線是均勻的D.電阻刻度上的零刻度線與直流電流最大刻度線相對應ABD7、如圖為歐姆表的原理示意圖，其中電流表的滿偏電流Ig=300微安，內(nèi)阻Rg=100歐，可變電阻R的最大值為10千歐，電池的電動勢E=，內(nèi)阻r歐，圖中與接線柱A相連的表筆顏色應該是_______色，按照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=__________千歐。紅5GBARxR歐姆表必須滿足電流的方向“＋”進“－”出，即回路中電流從標有“＋”標志的紅表筆進去，所以與A相連的表筆顏色是紅色當兩表筆短接（即Rx=0）時，電流表應調(diào)至滿偏電流Ig，設此時歐姆表的內(nèi)阻為R內(nèi)，此時有關系得當指針指在刻度盤的正中央時I=Ig