2018-2019学年高中物理 第二章 恒定电流 第8节 多用电表的原理课件 新人教版选修3-1.ppt

第8节多用电表的原理,【学习目标】1.知道欧姆表的原理,学会使用欧姆表.2.了解多用电表的电压、电流、欧姆挡是共用一个表头组合在一起的.3.学会用多用电表测电流、电压及电阻.,基础知识,核心要点,学习效果,核心素养,基础知识探究,教材探究,知识点一,欧姆表,【问题导学】,用电流表可以直接测电流,用电压表可以直接测电压.虽然“伏安法”可以测电阻,但需要的仪器很多,操作很麻烦.欧姆表则可以直接测出电阻.如图所示.,(1)当黑、红表笔短接时如图(甲)所示,调节R的阻值,使指针指到满刻度,则Ig=,此时表示的黑、红表笔间电阻为多大?,答案:Rx=0.,(2)当黑、红表笔不接触时如图(乙)所示,电路中无电流,指针不偏转,即指向电流表的零点.此时黑、红表笔之间电阻为多大?,答案:无穷大.,(3)当将电阻Rx接在黑、红表笔之间时如图(丙)所示,则通过电流表的电流I与Rx的关系是怎样的?,答案:I=,一一对应关系.,【知识梳理】1.组成:由表头、电源、可变电阻和红、黑表笔组成.,2.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值值,就可以从刻度盘上直接读出被测电阻的阻值.,对应的Rx,r+Rg+R1,多用电表,知识点二,【问题导学】,搞家电维修的师傅利用如图所示的一块多用电表便能检查出家用电器出现的各种故障,如电视机无光、无声,收音机收不到无线电信号,洗衣机不转等.请问:(1)多用电表有哪些用途?(2)怎样用它判断有包皮的导线内部有无断点?,答案:(1)主要的用途是测电压、电流、内阻等.(2)若阻值无限大则有断点.,【知识梳理】1.外形构造:如图所示,使用前应该调整“”,使指针指到刻度.不使用的时候应该把选择开关旋转到位置.,指针定位螺丝,零,OFF,2.内部电路图:单刀多掷开关接通时,可作为电流表使用;接通时,可作为欧姆表使用;接通时,可作为电压表使用.,1,2,3,4,5,6,思考判断,1.用欧姆表的不同挡测量同一电阻的阻值时,误差大小是一样的.()2.用欧姆表测电阻时,应选择合适挡位,使指针偏角尽量小一些.()3.无论利用多用电表测电阻、测电压还是测电流,电流的流入方向都是“红入黑出”.()4.利用欧姆表测电阻时,每换一次挡都要进行一次欧姆调零,原因是不同的挡位内阻不同.()5.利用多用电表的欧姆挡判断电路故障时,一定要把检测电路的电源断开.()6.多用电表上电阻的刻度线是不均匀的,电阻值越大,刻度线越密,读数误差越大.(),核心要点突破,要点一,欧姆表测电阻的原理,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=,.,如果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R+Rg+r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.,Rx与电流I,一一对应,2.刻度标注,欧姆挡测量电阻的电路结构1)欧姆表的内部:电流表、电池、调零电阻串联.2)外部:被测电阻Rx.3)全电路的电阻R总=Rg+R+r+Rx.4)通过欧姆表的电流从红表笔流入,从黑表笔流出.,状元心得,1)Rx与I的这种一一对应关系,既不成正比,也不成反比,所以欧姆表的刻度不均匀.,【例1】如图所示是欧姆表的工作原理图.,(1)若表头的满偏电流为Ig=500A,干电池的电动势为1.5V,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:,思路探究(1)电阻刻度和电流刻度是根据什么规律确定的对应关系?,答案:(1)4.51032103,(2)这只欧姆表的总内阻为,表针偏转到满刻度的时,待测电阻为.,思路探究(2)欧姆表的总内阻由哪些电阻构成?答案:由调零电阻,电流表内阻和电池内阻三部分构成.,答案:(2)30006000,欧姆表原理的关键(1)欧姆表改装的实质是用均匀的电流显示不均匀的电阻,抓住测任意电阻时电流的表达式,可以进行Rx、内阻、电流的计算.(2)欧姆表的中值电阻等于其内阻,不同倍率对应不同数值.,方法总结,【针对训练1】(2018辽源高二期中)现有以下器材灵敏电流表:满偏值为6mA,内阻为100;电池:电动势为3V,内阻为10;另有可变电阻分别为R1:010的滑动变阻器;R2:09999的电阻箱;R3:01k的电位器.要求用上述器材组装一个欧姆表,电路如图所示,回答下列问题:,(1)需要的可变电阻是.(填代号)(2)该欧姆表正中间的刻度值是.(3)若某次测量中发现指针在1500处,则表明此时流过灵敏电流表的电流值是.,答案:(1)R3(2)500(3)1.5mA,(2)欧姆表的中值电阻等于其内阻,则中间刻度值为500;,要点二多用电表的使用,1.红、黑表笔的连接方法(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“红进、黑出”.2.使用多用电表测电阻的步骤(1)机械调零:使用前若表针没有停在左端“0”位置,要用螺丝刀转动指针定位螺丝,使指针指零.(2)选挡:估计待测电阻的大小,旋转选择开关,使其尖端对准欧姆挡的合适挡位.,(3)欧姆调零:将红、黑表笔短接,调节欧姆调零旋钮,使指针指在表盘右端“0”刻度处.(4)测量读数:将两表笔分别与待测电阻的两端接触,表针示数乘以量程倍率即为待测电阻阻值.(5)测另一电阻时重复(2)(3)(4).(6)实验完毕,应将选择开关置于“OFF”挡或交流电压最高挡.,【例2】(2017哈尔滨高二质检)多用电表是重要的电学仪器之一,广泛用于教学、电器维护、供电等行业.(1)用多用电表测直流电流时,应把选择开关旋至标有处,并把多用电表联到被测电路中;若测电压时,应把选择开关旋至标有处,并把多用电表与被测电路联;测直流电压和电流时,都必须把红表笔接在处,即电流从表笔流进.,解析:(1)测电流应将选择开关拨至电流挡“mA”的位置,并把它串联到被测电路中.若测直流电压,则需将选择开关拨至标有“V”的直流电压挡,并与被测电路并联.不论是测直流电压还是电流,都必须把红表笔接在高电势处,使电流从红表笔流进电表.,答案:(1)mA串V并电势高红,(2)如图所示的,三条线分别表示多用电表指针的指示位置.,将多用电表选择开关置于“1”挡,的示数为,的示数为.将选择开关置于直流“50V”挡,的示数为V,的示数为V,的示数为V.将选择开关置于直流“250V”挡,的示数为V,的示数为V,的示数为V.,解析:(2)将多用电表选择开关置于“1”挡,的示数为14,的示数为36.将选择开关置于直流“50V”挡,最小刻度为1V,估读到下一位,即的示数为31.4V,的示数为20.0V,的示数为10.0V.选择开关置于直流“250V”挡时,最小刻度为5V,在本位内估读,的示数为157V,的示数为100V,的示数为50V.,答案:(2)143631.420.010.015710050,测电阻时应注意的问题,方法总结,(1)选挡后要进行欧姆调零.(2)换挡后要重新欧姆调零.(3)被测电阻要与电源、其他元件分离,不能用手接触表笔的金属杆.(4)被测电阻阻值等于指针示数乘以倍率.(5)使用后,要将两表笔从插孔中拔出,并将选择开关旋至“OFF”挡或交流电压最高挡.(6)若长期不用,应把电池取出.,【针对训练2】(2018绵阳质检)如图所示为多用电表的刻度盘.若选用倍率为“100”的电阻挡测电阻时表针指示如图所示,则:,(1)所测电阻的阻值为;如果要用此多用电表测量一个阻值约为2.0104的电阻,为了使测量结果比较精确,应选用的欧姆挡是(选填“10”“100”或“1k”).(2)用此多用电表进行测量,当选用量程为50mA的电流挡测量电流时,表针指于图示位置,则所测电流为mA;当选用量程为250mA的电流挡测量电流时,表针指于图示位置,则所测电流为mA.(3)当选用量程为10V的电压挡测量电压时,表针也指于图示位置,则所测电压为V.,核心点拨(1)指针应指在中间位置附近,测量结果较准确.,解析:(1)对应最上刻度值,示数为15,倍率为“100”,所测电阻阻值为1.5103;测2.0104电阻时应使指针指在中间刻度附近,因此,需选“1k”的欧姆挡.,答案:(1)1.51031k(2)30.8(30.730.9都正确)154(3)6.1,学习效果检测,1.(多选)关于多用电表,下列说法正确的是()A.多用电表是电压表、电流表、欧姆表共用一个表头组装而成的B.用多用电表无论是测电压、电流还是测电阻,红表笔的电势都要高于黑表笔的电势C.多用电表的电压挡、电流挡和欧姆挡都是靠外部提供电流的D.用多用电表测电压、电流和测电阻时,电流都是从红表笔流入的,AD,解析:多用电表是电压表、电流表、欧姆表共用一个表头组装而成的,通过选择不同的挡位来实现不同的测量目的,故A项正确.用多用电表无论是测电压和电流时,红表笔的电势要高于黑表笔的电势,而当测量电阻时,红表笔的电势要低于黑表笔的电势,故B项错误.多用电表的电压挡和电流挡是靠外部提供电流的,而欧姆挡具有内置电源,故C项错误.用多用电表测电压、电流和测电阻时,电流都是从红表笔流入的,黑表笔流出的,故D项正确.,2.(2018济宁高二期中)如图所示,用多用电表测量直流电压U和测电阻R时,若红表笔插入多用电表的“+”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,B,解析: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.,3.(2018淄博模拟)以下是欧姆表原理的电路示意图,正确的是(),C,解析:欧姆表的红、黑表笔分别与内部电源的负、正极相连,选项A,B错误;当电路闭合时,电流从电源的正极流向负极,对于电流表电流应从正接线柱(红笔插孔)进、从负接线柱(黑笔插孔)出,选项C正确,D错误.,4.(2018许昌模拟)(多选)关于多用电表的使用,下列做法正确的是(),CD,A.把多用电表的选择开关旋至适当的直流电压挡,用图(甲)所示电路,合上开关S,则可测小灯泡两端的电压B.把多用电表的选择开关旋至适当的直流电流挡,用图(乙)所示电路,合上开关S,则可测通过小灯泡的电流C.把多用电表的选择开关旋至适当的欧姆挡,进行调零后,用图(丙)所示电路,开关S保持断开,则可测小灯泡的内阻D.把多用电表的选择开关旋至适当的欧姆挡,进行调零后,用图(丁)所示电路,会观察到此时欧姆表的示数很小,解析:多用电表的选择开关旋至适当的直流电压挡,则为直流电压表,使用时与被测电路并联,注意正接线柱与电源正极相接,图(甲)电路黑表笔应接电源负极,选项A错误;多用电表的选择开关旋至适当的直流电流挡,则为直流电流表,使用时与被测电路串联,注意正接线柱与电源正极相接,图(乙)电路黑表笔应接电源负极,选项B错误;把多用电表的选择开关旋至适当的欧姆挡,则为欧姆表,使用前选挡、调零,进行调零后,图(丙)电路中开关S保持断开,则可测小灯泡的内阻,选项C正确;把多用电表的选择开关旋至适当的欧姆挡,进行调零后,图(丁)电路中,二极管正向导通,电阻很小,会观察到多用表的示数很小,选项D正确.,核心素养提升,(教师备用),学长经验分享,【方法拓展】欧姆表不同倍率的内阻分析根据闭合电路欧姆定律分析知,欧姆表的总内阻等于欧姆表刻度盘上标出的中值电阻.由此可推知,当欧姆表换倍率更大的挡位后,因为中值电阻增大,所以欧姆表的内阻增大.,【示例】某同学用以下器材接成图1所示的电路,并将原微安表盘改画成如图2所示,成功地改装了一个简易的“R1k”的欧姆表,使用中发现这个欧姆表用来测量阻值在10k20k范围内的电阻时精确度令人满意,表盘上数字“15”为原微安表盘满偏电流一半处.所供器材如下:,A.Ig=100A的微安表一个;B.电动势E=1.5V,电阻可忽略不计的电池;C.阻值调至14k电阻箱R一个;D.红、黑测试笔和导线若干;,(1)原微安表的内阻Rg=.,答案:(1)1k,(2)在图1电路的基础上,不换微安表和电池,图2的刻度也不改变,仅增加1个电阻,就能改装成“R1”的欧姆表.要增加的电阻应接在之间(填“a”“b”或“c”),规格为;(保留两位有效数字),答案:(2)a,c15,(3)画出改装成“R1”的欧姆表后的电路图.,解析:(3)画出改装成“R1”的欧姆表后的电路图如图所示.,答案:(3)见解析图,【科学技术社会环境】数字式多用电表,1.功能现在的数字多用电表除了具有测量交、直流电压,交、直流电流,电阻等五种功能外,还有数字计算、自检、读数保持、误差读出、二极管检测、字长选择,IEEE-488接口或RS-232接口等功能,使用时要根据具体要求选用.,2.范围和量程数字多用电表