高中物理 第2章 第8节 多用电表的原理同步辅导与检测课件 新人教版选修31.ppt

第8节多用电表的原理 恒定电流 电流表和电压表都是由小量程的电流表改装而成的 它们可用来直接测电流和电压 虽然 伏安法 也可测电阻 但操作不方便 有没有一个仪器直接可以测出电阻呢 它是否也是由小量程电流表改装而成的呢 一 欧姆表1 内部构造 由 三部分组成 2 原理 欧姆表是依据 制成的 简单结构如图所示 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 值 就可以从刻度盘上直接读出被测电阻的阻值 答案 一 1 表头电源可变电阻 二 多用电表1 用途 共用一个表头 可分别测量 等物理量 2 最简单的多用电表原理图如图 1 所示 当单刀多掷开关接通1时 可作为 使用 接通2时 可作为 使用 接通3时 可作为 使用 答案 1 电压电阻电流2 电流表欧姆表电压表 3 外部结构名称 如图 2 是一种多用电表外形图 表的上半部分为 下半部分是 周围标有测量功能的区域及量程 将选择开关旋转到电流挡 多用电表内的电流表电路就被接通 选择开关旋转到电压挡或电阻挡 表内的 或欧姆表电路就被接通 在不使用时 应把选择开关旋到 挡 或交流电压最高挡 答案 表盘选择开关电压表电路off 一 欧姆表及其工作原理1 工作原理欧姆表是根据闭合电路欧姆定律制成的 它的原理如下图所示 g是电流表 表头 内阻为rg满偏电流为ig 电池的电动势为e 内阻为r 电阻r是可变电阻 也叫调零电阻 当红 黑表笔相接时 如下图甲所示 相当于被测电阻rx 0 调节r的阻值 使则表头的指针指到满刻度 所以刻度盘上指针指在满偏处定为刻度的零点 r rg r 是欧姆表的内阻 当红 黑表笔不接触时 如图乙所示 相当于被测电阻rx 电流表中没有电流 表头的指针不偏转 此时指针所指的位置是刻度的 点 当红 黑表笔间接入被测电阻rx时 如图丙所示 通过表头的电流改变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 就可以从刻度盘上直接读出被测电阻的阻值 当rx rg r r时 i ig 指针半偏 令欧姆表内阻r内 rg r r 则当指针半偏时 表盘的中值电阻r中 r内 rg r r 2 欧姆表的表盘刻度特点 1 当欧姆表未接入电阻 处于断路状态 即rx 时 电路中没有电流 指针不偏转 故刻度盘最左端为 处 故当电路接入电阻后如偏角很小表明被测阻值较大 2 当欧姆表表笔直接相连 即rx 0时 电路中电流最大 指针满偏 故电阻零刻度在最右端满偏电流处 3 因rx与i是非线性关系 故电阻挡表盘刻度不均匀 从表盘上看 左密右疏 电阻零刻度是电流最大刻度 电阻 刻度是电流零刻度 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 500 a 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 2 这只欧姆表的总内阻为 表针偏转到满刻度时 待测电阻为 解析 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 由闭合电路欧姆定律得调零时 同理可求出 100 a 200 a 250 a 300 a 400 a时 对应的电阻分别为1 2 104 4 5 103 3 103 2 103 750 点评 此类题目的求解应熟练掌握闭合电路的欧姆定律 利用电流和测量电阻之间的关系来求出电阻刻度的数值 并明确偏转角为指针与左侧零刻度的夹角 2 变式迁移 若某欧姆表表头的满偏电流为5ma 内装一节干电池 电动势为1 5v 那么该欧姆表的内阻为 待测电阻接入红 黑两表笔之间时 指针偏在满刻度的3 4处 则待测电阻的阻值为 二 多用电表1 多用电表内部构造如图是简化的多用电表电路图 它由表头g 直流电流测量电路 直流电压测量电路 电阻测量电路以及转换开关s等部分组成 其中1 2为电流测量端 3 4为电压测量端 5为电阻测量端 测量时 黑表笔插入 一 插孔 红表笔插入 插孔 并通过转换开关接入与待测量相应的测量端 使用时 电路只有一部分起作用 2 测量原理 1 测直流电流和直流电压的原理 就是电阻的分流和分压原理 其中转换开关接1或2时测直流电流 接3或4时测直流电压 转换开关接5时 测电阻 2 多用电表电阻挡 欧姆挡 原理 多用电表欧姆挡电路原理如图所示 当待测电阻rx接入图示电路后形成闭合回路 由闭合电路欧姆定律可知 流过新表头的电流为 式中r 是r1和r2串联后与rg的并联等效电阻 r 是r5和r6串联的等效电阻 从此式可解出 可见 rx与i有着一一对应的关系 如果在刻度盘上直接标出与i对应的rx的值 则就能从刻度盘上直接读出待测电阻rx的值 多用电表是实验室和日常实验中常用的仪器之一 它具有测量电压 电流和电阻等多种测量功能 图所示是多用电表的内部电路图 在进行电阻测量时 应将开关s拨到 或 位置 若测量电压时只有10v和50v两个量程 在测量时选择50v量程 应将开关s拨到 位置 若测量电流时只有25ma和100ma两个量程 在测量时选择25ma量程 应将开关s拨到 位置 解析 使用欧姆挡时需要电表内接电源 所以3 4为电阻挡 由于串联电阻具有分压作用 所以将灵敏电流计的表头改装成电压表时应串联电阻 故5 6为电压挡 又因串联电阻越大 量程越大 所以在测量时选择50v量程 应将开关s拨到6位置 由并联电阻的分流作用知1 2为电流挡 设1接线柱左侧电阻为r1 1 2间的电阻为