重庆市万州区分水中学高中物理 第二章 第11讲 多用电表的原理教学案 新人教版选修31(1).doc

重庆市万州区分水中学高中物理 第二章 第11讲 多用电表的原理教学案 新人教版选修3-1目标定位1.知道欧姆表测量电阻的原理，进一步提高应用闭合电路欧姆定律分析问题的能力.2.了解欧姆表的内部结构和刻度特点.3.了解多用电表的基本结构，知道多用电表的测量功能一、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：依据闭合电路的欧姆定律制成，由电流表改装而成3测量原理：如图2111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.想一想1当红黑表笔短接时，指针指示的位置标出的电阻值为多少？红黑表笔间断路时，指针指示的位置标出的电阻值为多少？答案0想一想2当在红、黑表笔间接入某一电阻rx，指针恰好指在刻度盘的中间位置，此时所rx与欧姆表内阻有什么关系？答案相等二、多用电表1用途：共用一个表头，可分别测量电压、电流、电阻等物理量2最简单的多用电表原理图图2112如图2112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3外形构造如图2113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位置图2113一、欧姆表的原理1. 欧姆表测量电阻的理论根据是闭合电路欧姆定律，所以通过表头的电流为：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其中，r叫调零电阻，rrgr为欧姆表的内阻2当红、黑表笔断开时，电流表中电流为零，此时表笔间电阻无穷大，所以在表盘上电流零处标电阻“”；当红、黑表笔短接时，调节欧姆调零电阻，使电流表指针满偏，所以在电流满偏处标电阻“0”3i与rx不成比例，欧姆表的刻度不均匀4欧姆表偏角(偏角是指相对零电流位置或左端的“0”刻度而言的)越大，表明被测电阻越小5中值电阻：当外加电阻rxrrgr时，电流为iig，此时电流表指针指在刻度盘的中央，该电阻叫中值电阻图2114例1把一量程6 ma、内阻100 的电流表改装成欧姆表，线路如图2114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_答案(1)c(2)nm(3)1 000 解析(1)两表笔直接接触时，调节变阻器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 .二、多用电表的改装原理如图2115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图21151电流表的改装原理：由同一表头并联不同电阻改装而成的几个量程不同的电流表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几个量程不同的电压表3欧姆表的改装原理：内部有电源，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“红进、黑出”图2116例2如图2116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答案ad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，电流表与分压电阻串联，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.欧姆表的原理图21171如图2117所示是把量程为3 ma的电流表改装成欧姆表的结构示意图，其中电池电动势e1.5 v，改装后，原来电流表3 ma刻度处的刻度值定为零位置，则2 ma刻度处应标为_，1 ma刻度处应标为_答案250 1 000 解析因为r内500 ，i1，2 ma，所以rx1250 .因为i2，1 ma，所以rx21 000 .多用电表的功能及使用图21182如图2118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答案b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(时间：60分钟)题组一欧姆表的原理1下列说法中正确的是()a欧姆表的每一挡测量范围都是0到b欧姆表只能用来粗略地测量电阻c用欧姆表测电阻，指针越接近刻度中央误差越大d用欧姆表测电阻，指针越靠近刻度右边误差越小答案ab解析由于欧姆表刻度不均匀，只能对电阻粗略地进行测量2用欧姆表测一个电阻r的阻值，选择旋钮置于“10”挡，测量时指针指在100与200刻度弧线的正中间，可以确定()ar150 br1 500 c1 000 r1 500 d1 500 r2 000 答案c解析表盘右疏左密，所以指针指在100与200刻度弧线的正中间，可以确定1 000 r1 500 ，故选c.3一个用满偏电流为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 答案a解析本题主要考查对欧姆表的原理的理解设欧姆表的内阻为r内，由欧姆定律知：3103 a，1.5103 a，所以r内500 ，e1.5 v，又1103 a，所以rx1 000 .图21194如图2119是一个将电流表改装成欧姆表的示意图，此欧姆表已经调零，用此欧姆表测一阻值为r的电阻时，指针偏转至满刻度4/5处现用该表测一未知电阻，指针偏转到满刻度的1/5处，则该电阻的阻值为()a4r b5r c10r d16r答案d解析当进行电阻调零时，根据闭合电路的欧姆定律，此时欧姆表满偏，即ig，当测量电阻值为r的电阻时，有，设待测电阻阻值为r，则有，联立各式解得r16r.故d对图211105如图21110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e1.5 v，内阻r0.5 ，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，其测量结果与原结果相比将_(填“变大”、“变小”或“不变”)答案红5变大解析由i及ig，且指针指中央，iig150 a，联立解得rx5 k；因欧姆表的内阻变大，同样的电阻值，电流变小，读数变大题组二多用电表的功能及使用6下列关于多用电表电阻挡的说法中，正确的是()a表盘刻度是不均匀的，从零刻度处开始，刻度值越大处，刻度越密b红表笔是与表内的电源的负极相连的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答案abcd解析由多用电表电阻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的；在测量时一定要先进行电阻挡调零，再测量，同时为减小误差，要尽量使指针指在中间刻度附近题组三综合应用图211117如图21111所示，欧姆表刻度盘中，未使用时指针指a，两表笔短接时指针指b.若欧姆表的总内阻为24 ，c是a、b的中点，d是a、c的中点，则d点的刻度值为_ .答案72解析由欧姆表原理：ig，当指针指d点时，电流为满偏电流的，则由，得：rx3r内72 .8实验室有下列器材：a电流表(0100 a,1.5 k)；b电流表(01 ma,1 k)；c变阻器(0300 )；d变阻器(0800 )；e干电池(1.5 v，r0)；现要改装一只欧姆表，从上述备用器材中，电流表应选用_，变阻器应选用_，电源应选用_(填序号)改装好的欧姆表中心刻度的阻值为_答案bde1.5 k解析若选用a电流表，需要变阻器的最小阻值为r1.5 k13.5 k.c、d两个变阻器都不能用，故不能选a电流表若选用b电流表，需要变阻器的最小阻值为r1 k0.5 k500 ，d变阻器可以满足，故电流表选b，变阻器选d.由于只有一个电源，故电源选e.欧姆表中心刻度的阻值为r中r内1.5 k.图211129在如图21112所示的电路中，电源的电动势e1.5 v，内阻r0.5 ，电流表满偏电流ig10 ma，电流表电阻rg7.5 ，a、b为接线柱(1)用一根导线把a、b直接连起来，此时，应把可变电阻r1调节为多少才能使电流表恰好达到满偏电流？(2)调至满偏后保持r1的值不变，在a、b间接入一个150 的定值电阻r2，电流表指针指着多少刻度的位置？(3)如果把任意电阻r接在a、b之间，电流表读数i与r的值有什么关系？答案(1)142 (2)5 ma(3)r150 解析(1)因电流表电阻rg的值不能忽略，此时可以把电流表视为一个电阻来计算由闭合