鲁科版选修31 多用电表的原理与使用 第1课时 学案.docVIP

第2节多用电表的原理与使用学 习 目 标知 识 脉 络(教师用书独具)1通过对多用电表电路图的等效分析，初步了解多用电表的原理(难点)2学会操作和使用多用电表，知道多用电表的使用规则及使用的注意事项(重点)3学会应用多用电表测量电压、电流和电阻(重点)自 主 预 习探 新 知知识梳理一、多用电表的原理1构造多用电表的核心是一只直流灵敏电流计g，即“表头”表头与电阻、拨动开关等组成不同的测量电路2多用电表测直流电流、电压的原理(1)表头与电阻串联组成测直流电压的分压电路(2)表头与电阻并联组成测直流电流的分流电路3欧姆表测电阻的原理(1)原理：依据闭合电路欧姆定律制成，它是由电流表改装而成的(2)内部构造：由表头、电源和可变电阻三部分组成图421如图421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当rxrrgr时，指针指向刻度盘正中央，这时rx的电阻被称为中值电阻二、练习使用多用电表1认识多用电表图4222多用电表的使用(1)测量前，先调零，再将红、黑表笔分别插入正、负测试笔插孔(2)测量时，应把选择开关旋到相应的测量项目和量程上，读数时，要读跟选择开关的挡位相应的刻度盘上的示数(3)测电流、电压时，选择恰当的量程，使指针应偏转到满刻度的以上(4)测电阻时，先估测电阻阻值，将选择开关拨到适当倍率，将红、黑两表笔短接，调节调零旋钮，使指针恰好停在“电阻挡”刻度线的零刻度处，然后将红、黑表笔搭在电阻两端，读取表盘指针所指电阻挡刻度线的示数，电阻值等于示数乘以倍率(5)使用后，要把表笔从测试插孔中拔出，并把选择开关拨至“off”挡或交流电压最高挡基础自测1思考判断(1)欧姆表的红表笔接内部电源的负极()(2)欧姆表的刻度是均匀的()提示欧姆表的刻度不均匀(3)欧姆表的零刻度在表盘的最右端()(4)流过欧姆表的电流是内部电源提供的，流过电压表、电流表的电流是外电路的电源提供的()(5)测电阻时，每次测电阻前都要进行欧姆调零()提示每次换挡要进行欧姆调零(6)测电阻时，指针偏角很小，是指电阻很小()提示偏角小，说明电流小电阻大(7)测量时，不可用手接触表笔金属部分()(8)测量电阻时，表的指针偏转角度越大，误差就越小()提示在中值刻度附近读数，误差较小(9)多用电表若长期不用，应把电池取出()2以下是欧姆表原理的电路示意图，正确的是()c欧姆表的红、黑表笔分别与内部电源的负、正极相连，a、b错误；闭合电路中的外电路，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进，从负接线柱出，c对，d错3(多选)以下说法中正确的是() 【导学号：46242160】a用多用电表测电压时，一定要让红表笔接电势高的点，黑表笔接电势低的点b用多用电表测电流时，一定要让电流从红表笔流入，从黑表笔流出c用多用电表测电阻时，因电阻无方向性，电路电流方向无法确定d测电压(流)时，都要估计电压(流)值，选择合适量程，以免烧坏电表abd因多用电表表头是单偏的，所以流过表头的电流方向必须符合要求，即从红表笔经表头流到黑表笔，a、b正确；测电阻时，虽然电阻无方向，但内部电池电动势是有方向的，电池正确安装后，电表内部电流方向也应是从红表笔经表头到黑表笔，在外部则是从黑表笔经电阻流到红表笔，c错误；为避免烧坏电表，应选合适量程，d正确4如图423所示为一正在测量中的多用电表表盘图423(1)如果是用直流10 v挡测量电压，则读数为_ v.(2)如果是用100 挡测量电阻，则读数为_ .(3)如果是用直流5 ma挡测量电流，则读数为_ ma.解析在题图所示的多用电表表盘中，如果是用10 v直流电压挡测量电压，读数时要找到对应的刻度和量程，读数为6.5 v；同理，用5 ma直流电流挡测量电流时读数为3.25 ma；用100 的电阻挡测量电阻，被测电阻的阻值为：读数100 8100 .答案(1)6.5(2)800(3)3.25合 作 探 究攻 重 难多用电表的结构与原理1.多用电表的内部构造图424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“”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图4242多用电表测直流电流和电压的原理测直流电流和直流电压的原理，就是分流和分压原理，其中转换开关接1或2时测直流电流，其中接1时量程较大；接3或4时测直流电压；转换开关接5时，测电阻3多用电表电阻挡原理(1)“调零”原理：当红、黑表笔相接时(图425甲)，相当于被测电阻rx0，调节r的阻值，使ig，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电阻刻度的零点因此，欧姆表的零刻度在表盘右端，rrgr是欧姆表的内阻图425当红、黑表笔不接触时(图425乙)，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(2)中值电阻：rrgr是多用电表电阻挡的内阻，当被测电阻rxrrgr时，通过表头的电流i，即通过表头的电流为满偏电流的一半，此时指针指在刻度盘的中央，所以一般电阻挡的内阻称为中值电阻(3)刻度不均匀：由i可以知道，不同的rx对应不同的电流i，如果在刻度盘上直接标出与电流i对应的电阻rx值，可以从刻度盘上直接读出被测量电阻的阻值，但是，由于rx与i不是线性关系，所以电阻挡的刻度是不均匀的如图426所示是欧姆表的工作原理图图426(1)若表头的满偏电流为ig500 a，干电池的电动势为1.5 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0200 a300 a500 a电阻刻度0(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_ .解析(1)对应电流“0”刻度的电阻刻度为“”，对应满偏电流“500 a”刻度的电阻刻度为“0”，所以调零时，由闭合电路的欧姆定律有：ig，得欧姆表总内阻r内rgrr03 000 .测量电阻rx时有i得rxr内当i200 a时，rx3 000 4.5103 当i300 a时，rx3 000 2103 .(2)当表针偏转到满刻度的处时，通过欧姆表的电流i a.rxr内6 000 .答案(1)4.5103 2103 (2)3 0006 000掌握多用电表原理的两点注意(1)多用电表是根据闭合电路欧姆定律i，得到的rx与电流i一一对应关系(2)rrgr为欧姆表的内阻针对训练1把一量程6 ma、内阻100 的电流表改装成欧姆表，线路如图427所示，现备有如下器材：a.电源e3 v(内阻不计)；b.滑动变阻器0100 ；c.滑动变阻器0500 ；d.红表笔；e.黑表笔图427(1)滑动变阻器选用_(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，调节滑动变阻器阻值使电流达到满偏ig，解得r0400 ，故滑动变阻器应选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 多用电表测电压、电流和电阻的方法1.测电压、电流(1)检查多用电表的指针是否停在表盘刻度左端的零位置若不指零，则可用小螺丝刀进行机械调零(2)将红、黑表笔分别插入“”“”插孔(3)如图428甲所示连好电路，将多用电表选择开关置于直流电压挡，测量小灯泡两端的电压(4)如图428乙所示连好电路，将多用电表选择开关置于直流电流挡，测量通过小灯泡的电流图4282测电阻(1)机械调零：使用前若表针没有停在左端“0”位置，要用螺丝刀转动调零定位螺丝，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，调整调零电阻旋钮，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)实验完毕，应将选择开关置于“off”挡或交流电压最高挡在练习使用多用电表的实验中：(1)某同学连接的电路如图429所示图429若旋转选择开关，使尖端对准直流电流挡，此时测得的是通过_的电流；若断开电路中的开关，旋转选择开关使其尖端对准电阻挡，此时测得的是_的电阻；若旋转选择开关，使尖端对准直流电压挡，闭合开关，并将滑动变阻器的滑片移至最左端，此时测得的是_两端的电压(2)在使用多用电表的电阻挡测量电阻时，若()a双手捏住两表笔金属杆，测量值将偏大b测量时发现指针偏离中央刻度过大，则必须减小倍率，重新调零后再进行测量c选择“10”倍率测量时发现指针位于20与30刻度的正中间，则测量值小于25 d欧姆表内的电池使用时间太长，虽然完成调零，但测量值将略偏大解析解题关键在于，当开关断开时，多用电表测量的是电阻；开关闭合时，电表测量的是电压或电流(1)多用电表作为电流表测电流时应与待测电阻串联，因此测的是流过r1的电流；断开开关，两个电阻串联，此时多用电表作为欧姆表测量的是滑动变阻器r1接入电路的阻值与r2串联之后的总电阻；滑动变阻器的滑片移到最左端时，r1无阻值接入，外电阻就剩一个r2，此时多用电表测的就是r2分得的电压或路端电压(2)若双手捏住两表笔金属杆，测量值将是人体与待测电阻并联之后的总电阻，测量值将偏小，a选项错误；测量时发现指针偏离中央刻度过大，分两种情况：若偏转角过大，应减小倍率；若偏转角过小，应增大倍率，因此b选项错误；由于欧姆表刻度线右侧稀左侧密，选择“10”倍率挡，在20与30刻度正中间的电阻值应小于250 ，c选项错误只有d选项正确答案(1)r1滑动变阻器r1接入电路的阻值和r2串联r2(或电源)(2)d多用电表的欧姆挡使用“五注意”(1)选择适当的量程，选挡时若无法估计待测电阻的阻值，应将选择开关先旋到“1”挡，欧姆调零后，将红黑表笔分别接到电阻两端，若指针偏角较小，再逐渐增大量程，直到指针指在中值电阻附近为止(2)每改变一次量程，要重新进行欧姆调零，使用同一量程测量不同的电阻时，无需重新调零(3)测量时待测电阻要跟其他元件、电源断开(4)要尽量利用欧姆表刻度盘的中央部分，估读示数时要考虑刻度不均匀(5)多用电表用完后，选择开关要旋到交流电压的最高挡或“off”挡针对训练2某同学利用多用电表做了以下实验： 【导学号：46242161】(1)使用多用电表测电阻，他的主要实验步骤如下：把选择开关旋到“100”的欧姆挡上；把表笔插入测试插孔中，先把两根表笔相接触，旋转欧姆调零旋钮，使指针指在电阻刻度的零刻度线上；把两根表笔分别与某一待测电阻的两端相接，发现这时指针偏转较小；换用“10”的欧姆挡，随即记下欧姆数值；把表笔从测试笔插孔中拔出后，就把多用电表放回桌上原处，实验完毕这个学生在测量时已注意到：待测电阻与其他元件和电源断开，不用手碰表笔的金属杆，那么该学生在实验中有哪些操作是错误的？(三个错误)错误一：_；错误二：_；错误三：_(2)如图4210所示，为多用电表的表盘，测电阻时，若用的是“100”挡，这时指针所示被测电阻的阻值应为_ ；测直流电流时，用的是100 ma的量程，指针所示电流值为_ ma；测直流电压时，用的是50 v量程，则指针所示的电压值为_ v.图4210解析(1)错误一：在用“100”挡位置测量时，指针偏转较小，说明所测电阻阻值较大，为了减小读数误差，应使指针向右摆动，所以应该换用“1 k”的欧姆挡位；错误二：换挡后，还要重新进行欧姆调零；错误三：使用多用电表结束后，还要将选择开关转到“off”挡或交流电压最高挡(2)若用“100”挡测电阻时，指针读数为：170100 1 700 若用量程100 ma测直流电流时，读数为：4710 ma47 ma若用量程50 v测直流电压时，读数为23.5 v.答案见解析当 堂 达 标固 双 基1欧姆表的内部电路如图4211所示，已知电流计的电阻为rg，滑动变阻器接入电路的阻值为r0，电源的电动势和内阻分别为e、r.下列说法正确的是()图4211a欧姆表的工作原理是闭合电路欧姆定律b电路图中左侧的表笔为黑表笔c欧姆表表盘的最左端为欧姆“0”刻度d欧姆表表盘的中间刻度值为r中rgr0a欧姆表是根据闭合电路欧姆定律制成的，a正确；电流从黑表笔出，红表笔进，b错误；“”刻度在刻度盘的左端，c错误；当欧姆表指针指在中间位置时，ig，所以rxrgr0r，即中间刻度值为r中rrgr0，d错误2多用电表是实验室常用的实验器材之一，其原理是闭合电路欧姆定律，它能测电阻、电压、电流等如图4212为多用电表的内部构造，如果用它来测量某电阻的阻值，则应将开关扳到_或_位置；其中5、6挡位为测量_挡，且_挡量程比较大，1、2挡位为测量_挡，_挡量程比较大图4212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