高中物理 第二章第8节《多用电表的原理》导学案 新人教版选修31.doc

课时2.7多用电表的原理1.了解欧姆表的内部结构和刻度特点。2.通过对欧姆表的讨论,进一步提高应用闭合电路的欧姆定律分析问题的能力,知道欧姆表测量电阻的原理。3.理解多用电表的基本结构,知道多用电表的测量功能。1.欧姆表是用电流表根据闭合电路的欧姆定律改装的。它的构造和原理如图所示。是内阻为rg、满偏电流为ig的电流表。电池的电动势是e、内阻是r,r是可变电阻,也叫调零电阻。2.图示是一种多用电表外形图,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,表内的电压表电路或欧姆表电路就被接通。使用前应调整“指针定位螺丝”,使指针指到零刻度。在不使用多用电表时,应将旋转开关旋到off挡或交流电压最高挡。若长期不使用,应将电池取出。3.多用电表不但有指针式的,也有数字式的,数字电表的测量值以数字形式直接显示,使用方便。主题1:探究电流表能否改装为欧姆表(重点探究)研究本节教材中的例题,结合相关内容与图示(保持题中可变电阻r1=142 不变),回答下列问题。(1)若将a、b断路(即a、b间电阻无穷大),则电流表指针指向多少刻度的位置?此处所标电阻刻度值为多大?(2)通过以上计算,说说如何将该电流表转换成直接测量电阻的仪表。动手画一个010 ma的表盘,并标出各个电流对应的电阻值,并把它改成一个欧姆表。主题2:欧姆表原理阅读教材相关内容并参考教材“图2.8-2(欧姆表电路)”及“图2.8-3(电流表、欧姆表和电压表的示意图)”,回答下列问题。(1)欧姆表内部由哪些主要元件构成?它与电流表、电压表相比多出了哪个重要元件?(2)简述欧姆表测量原理,欧姆表的刻度是均匀的吗?为什么?主题3:认识多用电表参照教材“图2.8-5 多量程多用电表示意图”,回答下列问题。(1)如果把选择开关调到3(或者4)位置上,把待测电阻接在红、黑表笔之间测其电阻,那么电流是从哪个表笔流出、哪个表笔流入电表呢?此时在多用电表内部流过表头的电流方向如何?(2)为了保证表头中指针的偏转方向不变,用多用电表测量电压、电流时,应该把哪支表笔接在待测电路中电势较高的位置、把哪支表笔接在待测电路中电势较低的位置?1.图甲是一个欧姆表的外部构造示意图,其正、负插孔内分别插有红、黑表笔,则虚线内的电路图应是图乙中的()。甲乙2.一个由满偏电流为3 ma的电流表改装而成的欧姆表,调零后用它测量500 的标准电阻时,指针恰好在刻度盘正中间,如果用它测量一个未知电阻时,指针在1 ma处,则被测电阻为()。a.1000 b.5000 c.1500 d.2000 3.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b.无论用多用电表测量电压、电流还是电阻,红表笔的电势都高于黑表笔的电势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、电流或电阻时,电流都是从红表笔流入的4.如图所示,依次用多用电表测直流电压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出多用电表,后者电流也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,后者电流也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入多用电表d.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拓展一、欧姆表的原理1.某同学想用以下器材组装一只欧姆表,并比较精确地测量一只电阻的阻值(约几千欧)。a.电流计,满偏电流为1 ma,内阻为20 b.电流计,满偏电流为0.6 a,内阻为5 c.电动势15 v、内阻5 的直流电源d.电动势3 v、内阻3 的直流电源e.最大阻值为5000 的滑动变阻器f.最大阻值为100 的滑动变阻器(1)以上器材应选用(填字母),并在虚线框内画出所组装的欧姆表的内部电路结构图。(2)欧姆表调零后,滑动变阻器被接入电路部分的阻值为 。(3)若用此欧姆表测量电阻,发现指针指在满偏电流的三分之一处,则此电阻的阻值约为 。(4)如果电池长期未用,导致内阻增大,电动势基本不变,且仍能正常调零,这将导致测量的结果。(填“偏大”“偏小”或“准确”)2.图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rg=100 ,调零电阻最大值r=50 k,串联的定值电阻r0=50 ,电池电动势e=1.5 v。用它测量电阻rx,能准确测量的阻值范围是()。a.30 k80 kb.3 k8 kc.300 k800 d.30 k80 拓展二、多用电表的结构3.图示是一个多量程多用电表的简化电路图,图中两个电源电动势相比较,e e。选择开关s调到哪两个位置上多用电表测量的是电流?哪个量程更大?调到哪两个位置上多用电表测量的是电压?哪个量程更大?调到哪两个位置上多用电表测量的是电阻?哪个倍率更大?多用电表答案课时2.7多用电表的原理知识体系梳理欧姆定律电流调零电流表电路电压表电路欧姆表电路零刻度off交流电压数字重点难点探究主题1:(1)若将a、b断路,电流表表头指针指0,此处所标电阻刻度值为。(2)将电流表的“0 ma”刻度线标为“”,“10 ma”刻度线标为“0 ”,“5 ma”刻度线标为“150 ”,其他电流刻度按r=(-150) 的规律转换为电阻的标度。这样,电流表就改装成了直接测电阻的仪器,如图所示。主题2:(1)欧姆表内主要元件有电流表、变阻器r1及电源e。它与电流表、电压表相比多了一个电源e。(2)欧姆表的测量原理是闭合电路的欧姆定律,由i=可知,保持rg、r1、r不变,则每一个rx的值都对应一个确定的电流i的值,因此只要把电流表上对应rx值的电流的刻度改为阻值rx,即成为欧姆表。欧姆表的刻度不是均匀的,这是因为电流i与rx之间不是一次函数关系。主题3:(1)如果把选择开关调到3(或者4)位置上,把待测电阻接在红、黑表笔之间测其电阻值,由电源中的正、负极可知电流是从黑表笔b流出、红表笔a流入电表。从此可以看出在多用电表内电流是从其左边流进表头,从其右边流出。(2)为了保证表头中指针的偏转方向不变,用多用电表测量电压、电流时,也必须使电流是从其左边流进表头,从其右边流出,所以应该把红表笔接在待测电路中电势较高的位置,把黑表笔接在待测电路中电势较低的位置。基础智能检测1.a2.a3.ad4.b全新视角拓展1.(1)ade电路图见解析(2)2977(3)6000(4)准确【解析】(1)选取器材要能够满足欧姆表调零的要求,即:i=。调节滑动变阻器的滑片时,当滑动变阻器的阻值最大时,电流应小于电流表的满偏电流ig,综合考虑应选a、d、e。欧姆表的内部电路结构图如图所示。(2)欧姆表调零时,由闭合电路欧姆定律得:e=ig(r+rg+r)代入数据解得:r=2977 。(3)测量电阻时,由闭合电路欧姆定律得:e=i(r+rg+r+rx),由题意得i=代入数据解得:rx=6000 。(4)由于电池的电动势不变,根据上面的分析可知,测量的结果准确。2.b【解析】用欧姆挡测量电阻时,指针指在表盘中央附近时测量结果比较准确。当电流最大时,由ig=,解得欧姆表的内阻r内= =5000 用它测量电阻rx时,当指针指在表盘中央时有ig=,解得rx=-r内=5000 故能准确测量的阻值范围是5 k附近。选项b正确。3.见解析【解析】选择开关s调到1、2两个位置上,多用电表测量的是电流