2018_2019学年高中物理第二章恒定电流第8节多用电表的原理学案新人教版.docx

第8节多用电表的原理1了解欧姆表的原理，刻度方法，知道中值电阻的概念2知道多用电表的多种用途，了解其内部结构和外形结构3掌握多用电表的读数方法和使用步骤一、欧姆表1内部构造：表头、电源和可变电阻三部分组成2原理：依据闭合电路欧姆定律制成，由电流表改装而成3测量原理：如图所示，当红、黑表笔间接入被测电阻Rx时，通过表头的电流I改变Rx，电流I随着改变，每个Rx值都对应一个电流值，在刻度盘上直接标出与I值对应的Rx值，就可以从刻度盘上直接读出被测电阻的阻值4内阻：将红、黑表笔短接，调节滑动变阻器使电流表达到满偏电流Ig，根据闭合电路的欧姆定律，Ig，故欧姆表内电阻R内rRgR二、多用电表1用途：共用一个表头，可分别测量电压、电流和电阻等物理量2最简单的多用电表原理图：如图甲所示，当单刀多掷开关接通1时，可作为电流表使用，接通2时，可作为欧姆表使用，接通3时，可作为电压表使用甲乙3外形构造：如图乙所示，表的上半部分为表盘，下半部分是选择开关，开关周围标有测量功能区域及量程使用前应该调整“指针定位螺丝”，使其指针指到零刻度不使用的时候应该把选择开关旋转到OFF位置 判一判(1)当红、黑表笔短接时，调节调零电阻，使电流表指针满偏，在电流满偏处标电阻“0”()(2)多用电表是电压表、电流表、欧姆表共用一个表头改装而成的()(3)对于多用电表表盘上的刻度线，直流电流刻度线和直流电压刻度线都是均匀的，可以共用一刻度线，电阻刻度线是不均匀的，欧姆表指针偏转角越大，表明被测电阻越小()(4)用多用电表测电压U时电流从红表笔流入多用电表，测电阻R时电流从红表笔流出多用电表()(5)用多用电表无论是测电压、电流，还是测电阻，红表笔的电势都高于黑表笔的电势，且都是靠外部提供电流的()提示：(1)(2)(3)(4)(5) 做一做如图所示是欧姆表的工作原理图(1)若表头的满偏电流为Ig500 A，干电池的电动势为15 V，把灵敏电流表的电流刻度值对应的欧姆表电阻值填在下表中电流刻度050 A100 A200 A250 A300 A400 A500 A电阻刻度0(2)这个欧姆表的总内阻为_，表针偏转到满刻度的时，待测电阻为_提示：(1)对应电流“0”刻度和满偏电流“500 A”的电阻刻度分别为“”和“0”由闭合电路的欧姆定律得，调零时：Ig，所以欧姆表的总内阻R内RgrR03 000 测量电阻Rx时：I，RxR内，当I50 A时，Rx 3 000 3104 3103 27104 同理可求出电流为100 A、200 A、250 A、300 A、400 A时，对应的电阻分别为：12104 、45103 、3103 、2103 、750 (2)当表针偏转到满刻度的处时，RxR内 3 000 6 000 答案：(1)27104 12104 45103 3103 2103 750 (2)3 0006 000欧姆表的原理1欧姆挡测电阻的原理如图所示(1)测量原理：闭合电路的欧姆定律(2)欧姆表由电流表改装而成：通过表头的电流为I，Rx与电流I一一对应，故可以将表盘上的电流值改为电阻值，就可以从表盘上直接读出电阻的数值，这样就制成了一个欧姆表(3)欧姆表的内阻：式中RRgr为欧姆表的内阻(4)欧姆调零：式中R为变阻器，也叫调零电阻通过调节它，可以使欧姆表指针指向“0”位置2刻度标注刻度标注方法标注位置“0”红、黑表笔相接，调节调零旋钮，使指针满偏，被测电阻Rx0满偏电流Ig处“”红、黑表笔不接触，表头指针不偏转，被测电阻Rx电流为零处中值电阻RxrRRg刻度盘正中央“Rx”红、黑表笔接Rx，Ix，Rx与Ix一一对应与Rx对应电流Ix处【题组过关】1若某欧姆表表头的满偏电流为5 mA，内装一节干电池，电动势为15 V，那么该欧姆表的内阻为_待测电阻接入红、黑两表笔之间时，指针指在刻度盘的中央，则待测电阻的阻值为_若指针指在满刻度的处，则待测电阻的阻值为_解析：将红、黑表笔短接，调节调零电阻的阻值，当电流表指针满偏时Ig，欧姆表的内阻R内RgrR0 300 当电流为Ig时，有Ig，即R内Rx1600 ，故Rx1300 当电流为Ig时，有Ig，即R内Rx2400 ，故Rx2100 答案：3003001002如图所示为多用电表欧姆挡的原理示意图，其中电流表的满偏电流为300 A，内阻Rg100 ，调零电阻最大值R50 k，串联的固定电阻R0500 ，电池电动势E15 V，用它测量电阻Rx，能准确测量的阻值范围是()A3080 B38 kC3080 k D300800 k解析：选B欧姆表的中值电阻附近刻度最均匀，读数误差最小；欧姆表的中值电阻R中等于欧姆表的内电阻R内，由闭合电路欧姆定律可知，满偏时：Ig，半偏时：Ig，联立解得：R中R内 5 000 5 k，欧姆表的中值电阻为5 k，欧姆表能准确测量的阻值范围是：38 k多用电表的改装和使用如图所示，分别把电流表、欧姆表、电压表的电路示意图组合在一起，就是最简单的多用电表的电路1电流表的改装原理：由同一表头并联不同电阻改装而成的量程不同的电流表2电压表的改装原理：由同一表头串联不同电阻改装而成的量程不同的电压表3欧姆表的改装原理：将对应Rx的电流刻度值改为电阻值，即为欧姆表4电流进、出电表的流向(1)电流挡串联接入电路，电流从红表笔流进电表，从黑表笔流出；(2)电压挡并联接入电路，红表笔接高电势点，黑表笔接低电势点，电流仍然是“红进、黑出”；(3)使用欧姆挡时，红表笔连接表内电源的负极，黑表笔连接表内电源的正极，电流仍然是“红进、黑出” 命题视角1对多用电表改装原理的考查(多选)如图所示是简化的多用电表的电路图转换开关S与不同接点连接，就组成不同的电表，已知R3R4，下面是几位同学对这一问题的议论，请你判断下列说法正确的是()AS与1或2连接时，多用电表就成了电流表，且前者量程较大BS与3或4连接时，多用电表就成了电流表，且前者量程较大CS与3或4连接时，多用电表就成了电压表，且前者量程较大DS与5连接时，多用电表就成了欧姆表思路点拨 电流表表头并联电阻；电压表表头串联电阻；欧姆表必须有电源解析S与1连接时，电阻R1起分流作用，S与2连接时，电阻R1R2起分流作用，所以S与1或2连接时，多用电表就成了电流表，由于前者分流电阻较小，所以前者量程较大；S与3或4连接时，表头与分压电阻串联，多用电表就成了电压表，由于R3R4，所以前者量程较小；S与5连接时，多用电表就成了欧姆表，R6为欧姆挡调零电阻综上所述，正确答案为A、D答案AD 命题视角2对多用电表的使用规则考查(2018徐州高二检测)如图所示，用多用电表测量直流电压U和测电阻R，若红表笔插入多用电表的正()插孔，则()A前者电流从红表笔流入多用电表，后者电流从红表笔流出多用电表B前者电流从红表笔流入多用电表，后者电流从红表笔流入多用电表C前者电流从红表笔流出多用电表，后者电流从红表笔流出多用电表D前者电流从红表笔流出多用电表，后者电流从红表笔流入多用电表解析题图中所示是多用电表的示意图，无论是测电压U还是测电阻R，电流都是从红表笔流入多用电表，从黑表笔流出多用电表，选项B正确答案B 命题视角3多用电表在判断电路故障时的使用如图是某同学连接的实验实物图闭合开关后A、B两灯都不亮他采用下列两种方法对故障原因进行排查(灯泡A、B的规格均为25 V、1 W，滑动变阻器为10 、1 A)(1)应用多用电表的直流电压挡进行检查，那么选择开关应置于_挡A25 VB10 VC50 V D250 V该同学的测试结果见表1，则在测试a、b间直流电压时，红表笔应当接触_(选填“a”或“b”)测试点电压示数a、b有示数b、d有示数c、d无示数d、f有示数表1测量点表针偏转情况c、dd、ee、f表2根据测量结果，可以判断故障是 ()A灯A短路 B灯B短路Cc、d段断路 Dd、f段断路(2)将开关断开，再选择欧姆挡测试，测量结果见表2，那么检查出的结果是()A灯A断路 B灯B断路C灯A、B都断路 Dd、e间导线断路解析(1)由实物图示可知，电源由4节干电池组成，电源电动势E6 V，用多用电表直流电压挡测量时，应选满偏电压为10 V的较合适根据电流应从红表笔流入，黑表笔流出的原则，红表笔应连电源正极，即接a可用排除法确定电路故障，接a、b时有示数，说明从电源正极到a处，电源负极至b处，无断路；b、d有示数，说明a与d之间未断路；c、d无示数，说明e、f、b间有断路；d、f有示数，说明f、b间无断路，故可确定断路在d、f间另外不可能是A或B灯短路，因为一只灯短路，并不影响另一灯发光(2)根据c、d，d、e，e、f间的示数，说明灯A、B均未断路，而d、e间电阻无穷大，说明d、e间断路答案(1)BaD(2)D多用电表测量电流和电压是利用并联电阻分流和串联电阻分压原理，而测量电阻是利用闭合电路的欧姆定律但不论测量哪个物理量，使用多用电表时，都要使电流从“”接线柱流入，“”接线柱流出使用时，红、黑表笔一定要与电表的“”“”插孔相对应，这种插法是不变的 【题组突破】1如图所示电路的三根导线中，有一根是断的，电源、电阻器R1、R2及另外两根导线是好的为了查出断的导线，某学生想先用多用电表的红表笔连接在电源的正极a，再将黑表笔连接在电阻R1的b端和R2的c端，并观察多用电表指针指示的示数在下列选项中，符合操作规程的是()A直流10 V挡 B直流05 A挡C直流25 V挡 D欧姆挡解析：选A因为被检测的电路为含电源电路，所以选用欧姆挡一定不可以由于电路中电源电动势为6 V，所以选用直流25 V挡也不安全估测电路中电流，最大值可能为Imax A12 A，所以选用直流05 A挡也不对，只有选用直流10 V挡2把一量程6 mA、内阻100 的电流表改装成欧姆表，电路如图所示，现备有如下器材：A电源E3 V(内阻不计)；B变阻器0100 ；C变阻器0500 ；D红表笔；E黑表笔(1)变阻器选用_(2)红表笔接_端，黑表笔接_端(3)电流表2 mA刻度处换成电阻刻度，其电阻值应为_解析：(1)两表笔直接接触时，调节变阻器的阻值使电流达到满偏Ig，解得R0400 ，故变阻器应选C(2)红表笔接内部电源的负极，黑表笔接内部电源的正极，所以红表笔接N端，黑表笔接M端(3)电流I2 mA时，有I，解得Rx1 000 答案：(1)C(2)NM(3)1 000 随堂检测 1欧姆表是由表头、干电池和调零电阻等串联而成的，有关欧姆表的使用和连接，下列叙述正确的是()A测电阻前要使红、黑表笔相接，调节调零电阻，使表头的指针指最左端B红表笔与表内电池正极相连接，黑表笔与表内电池负极相连接C红表笔与表内电池负极相连接，黑表笔与表内电池正极相连接D测电阻时，表针偏转角度越大，待测电阻值越大解析：选C每次测量电阻之前都要进行电阻调零，使指针指向最右端电阻为零处，所以A错误由欧姆表内部结构可知B错误，C正确测电阻时，表针偏转角度越大，说明通过表头的电流越大，待测电阻值越小，故D错误2以下是欧姆表原理的电路示意图，正确的是()解析：选C选项B的欧姆表中没有可调电阻，B错；选项D电流表的负极接到了电源的正极，D错；红表笔应接电源的负极，黑表笔应接电源的正极，A错，C对3某照明电路出现故障，其电路如图甲所示，该电路用标称值12 V的蓄电池为电源，导线及其接触均完好维修人员使用已调好的多用电表直流50 V挡检测故障他将黑表笔接在c点，用红表笔分别探测电路的a、b点(1)断开开关，红表笔接a点时多用电表指示如图乙所示，读数为_V，说明_正常(选填“蓄电池”“保险丝”“开关”或“小灯”)(2)红表笔接b点，断开开关时，表针不偏转，闭合开关后，多用电表指示仍然和图乙相同，可判断发生故障的器件是_(选填“蓄电池”“保险丝”“开关”或“小灯”)解析：(1)多用电表直流50 V的量程读中间均匀部分，共50格每格1 V应该估读到01 V，指针在1112之间，读数为115 V开关断开，相当于电压表并联在蓄电池两端，读出了蓄电池的电压，故蓄电池是正常的(2)两表笔接b、c之间，闭合开关后测试电压与接a、c间时相同，说明a、b之间是通路，b、c之间是断路，故障器件是小灯答案：(1)115(112118)蓄电池(2)小灯4(2018宿州高二检测)一欧姆表中的干电池电动势为15 V，某同学把两表笔短接时，满偏电流为30 mA，接着，两支表笔与R500 的电阻连接时，通过R的电流为多大？解析：设欧姆表内阻为R内，由闭合电路欧姆定律可得：EIgR内I联立并代入数据解得：I15 mA答案：15 mA课时作业 学生用书P143(单独成册)一、单项选择题1关于多用电表表盘上的刻度线，下列说法正确的是()A电阻刻度是均匀的B电阻刻度是不均匀的C直流电流刻度线是不均匀的D直流电压刻度线是不均匀的解析：选B由I，电流I与对应的待测电阻阻值Rx不成正比，电阻的刻度线是不均匀的，刻度值越大处刻度线越密，故A错误，B正确；直流电流刻度线和直流电压刻度线都是均匀的，可以共用一刻度，故C、D错误2(2018天门校级检测)如图所示，将一光敏电阻接入多用电表两表笔上，将多用电表的选择开关置于欧姆挡，用光照光敏电阻时，表针的偏角为1；用手掌挡住光线，表针的偏角为2，则可判断()A12B12C12 D不能确定解析：选A有光时电阻小，则偏角大，无光时电阻大，则偏角小，则123甲、乙两同学使用欧姆挡测同一个电阻时，他们都把选择开关旋到“100”挡，并能正确操作他们发现指针偏角太小，于是甲把选择开关旋到“1 k”挡，乙把选择开关旋到“10”挡，但乙重新调零，而甲没有重新调零，则以下说法正确的是()A甲选挡正确，操作也正确B乙选挡正确，而操作错误C甲选挡错误，操作也错误D乙选挡错误，而操作正确解析：选D选择开关旋到“100”挡，指针偏角太小，说明所测电阻阻值较大，所选量程太小，应选择较大的量程，重新选挡后要重新欧姆调零，故D正确，A、B、C错误4某个多用电表的表盘如图所示，若表头满偏电流为1 mA，内阻为1 k，所用电池的电动势为15 V，内阻为05 ，使用“1”欧姆挡，若把多用电表的红黑表笔短接时，表针恰好指在电流满刻度处若A、B、C、D、E平分表示刻度的那段圆弧AE，则测电阻时，刻度D处对应的电阻阻值是()A1 500 B1 000 C500 D0解析：选C欧姆表内阻：R 1 500 ，刻度D对应的阻值：RxR 500 5(2018南昌联考)如图所示的电路为欧姆表原理图，把欧姆表调零后测量一个阻值为R10 的电阻时，指针偏转至满刻度的处，现测量一个电阻Rx，指针偏转至满刻度的处，则电阻Rx的阻值为()A4 B20 C30 D60 解析：选D设电动势为E，内阻为Rg，满偏电流为Ig，欧姆表调零时：Ig，测一阻值为R10 的电阻时：Ig，测一未知电阻时：Ig，解得：Rx60 6一个用满偏电流为3 mA的电流表改装成的欧姆表，调零后用它测量500 的标准电阻时，指针恰好指在刻度盘的正中间如用它测量一个未知电阻时，指针指在1 mA处，则被测电阻的阻值为()A1 000 B5 000 C1 500 D2 000 解析：选A设欧姆表的内阻为R内，由欧姆定律知：3103 A，15103 A，所以R内500 ，E15 V，又1103 A，所以Rx1 000 二、多项选择题7(2018衡水中学高二月考)下列关于多用电表欧姆挡的说法中，正确的是()A表盘刻度是不均匀的，从零刻度处开始，刻度值越小处，刻度越密B红表笔是与表内的电源的正极相连的C测电阻时，首先要把红、黑表笔短接进行调零，然后再去测电阻D为了减小误差，应尽量使指针指在中间刻度附近解析：选CD由多用电表欧姆挡的工作原理可知表盘刻度是不均匀的，且刻度值越大，刻度越密；红表笔是与电表内部电源的负极相连；在测量时一定要先进行欧姆调零，再测量电阻，同时为了减小误差，要尽量使指针指在中间刻度附近8(2018丽水测试)如图所示为欧姆表的原理图，表头内阻为Rg，调零电阻接入电路中的电阻值为R，电池的电动势为E，内阻为r，则下列说法中正确的是()A它是根据闭合电路欧姆定律制成的B接表内电池负极的应是红表笔C电阻的“”刻度一般在刻度盘的右端D调零后刻度盘的中心刻度值是rRgR解析：选ABD其原理为闭合电路欧姆定律，故A正确；接表内负极的是红表笔，故B正确；欧姆表零刻度线在最右侧，最大刻度线在最左侧，C错误；调零后刻度盘的中心刻度值是RgrR，故D正确9(2018西城区测试)如图所示为一个多量程多用电表的简化电路图，单刀多掷开关S可以与不同接点连接下列说法不正确的是()A当S接1或2时为直流电流挡，接1时量程较小B当S接1或2时为直流电压挡，接1时量程较大C当S接3或4时为直流电流挡，接3时量程较大D当S接5或6时为直流电压挡，接5时量程较小解析：选ABC当开关S旋到位置1、2是电流表，接1时分流电阻小，则其分流大，则量程大，则A、B错误；接3或4为欧姆表，则C错误；当开关S转到5、6位置为电压表，串联电阻越大，则量程越大，则D正确三、非选择题10(2018枣庄校级考试)现有一多用电表，其欧姆挡的“0”刻度线与中值刻度线之间的刻度模糊，若用“100”的欧姆挡，经调零后，规范测量某一待测电阻R，指针所指的位置与“0”刻度线和中值刻度线间的夹角相等，如图所示，则该待测电阻R_解析：欧姆表调零时，Ig，由图示欧姆表可知，中央刻度值为：15100 1 500 ，指针在中央刻度线时：Ig，欧姆表指针所指的位置与“0”刻度线和中值刻度线间的夹角相等，则电流：IIg，解得R500 答案：50011如图所示为一简单欧姆表原理示意图，其中电流表的满偏电流Ig300 A，内阻Rg100 ，可变电阻R的最大阻值为10 k，电池的电动势E15 V，内阻r05 ，图中与接线柱A相连的表笔颜色应是_色，按正确使用方法测量电阻Rx的阻值时，指针指在刻度盘的正中央，则Rx_k若该欧姆表使用一段时间后，电池电动势变小、内阻变大，但此表仍能调零，按正确使用方法再测上述Rx，其测