2019_2020学年高中物理第二章电路第四节课时1多用电表的原理学案粤教版选修3_1.docx

教学资料范本2019_2020学年高中物理第二章电路第四节课时1多用电表的原理学案粤教版选修3_1编 辑：_时 间：_课时1多用电表的原理学科素养与目标定位物理观念：1.认识多用电表测电阻的原理.2.理解将小量程电流表改装成电压表和大量程电流表的原理科学思维：1.通过对欧姆表原理的分析，进一步提高应用闭合电路欧姆定律分析问题的能力.2.能根据串、并联电路的知识进行有关电表改装的计算一、多用电表的原理1构造：指针式多用电表由表头、测量电路、转换开关以及红、黑测量表笔组成2多用电表电路图(如图1)图1(1)“1”“2”为电流测量端(2)“3”“4”为电压测量端(3)“5”为电阻测量端(4)黑表笔插入公共端(5)红表笔通过转换开关接入相应的测量端二、电压表和电流表的改装原理1小量程电流表G(表头)的三个参量：2电表改装原理：(1)电压表改装：将表头串联一个较大电阻，如图2所示：图2(2)电流表改装：将表头并联一个较小电阻，如图3所示：图3三、多用电表测电阻(欧姆表)的原理(1)利用电阻的串、并联公式：如图4，虚线框的等效电阻R并，所以通过表头的电流I.图4(2)多用电表测量电阻的原理调零：红、黑表笔相接，此时Rx0，IIg.结论：指针指到电流的满刻度Ig时，对应红、黑表笔间的电阻为0.测量：a当红、黑表笔不接触时，电路中没有电流，指针不偏转，对应红、黑表笔间的电阻为无限大，在表盘上电流为零处标电阻.b红、黑表笔间接入待测电阻Rx时，通过表头的电流I.结论：每一个Rx值都有一个对应的电流I.刻度：在刻度盘上标出与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1判断下列说法的正误(1)电压表中串联的电阻的作用是分去一部分电流()(2)电流表中并联的电阻的作用是分去一部分电压()(3)若将电阻串联在电流表上改装成电压表后，不改变原表头的满偏电压()(4)多用电表测电阻时刻度是不均匀的，且每一挡的测量范围都是从0.()2(20xx清华附中期中)某同学在进行电阻测量时，需要将一满偏电流为50A、阻值为800的小量程电流表G改装成量程为3V的电压表，则需要选择一个阻值为_的电阻与这一电流表_(选填“串”或“并”)联答案5.92104串解析设小量程电流表的内阻为Rg，量程为Ig，需要串联电阻的阻值为R，电压表改装的原理图为：改装电压表需要串联大电阻来分压，根据串联电路规律：Ig(RgR)3V，代入数据可得：R5.92104一、电压表和电流表的改装及特点(1)小量程电流表有哪三个参数？三个参数之间有什么关系？(2)对于小量程电流表，其额定电压比较小，如何将该电流表改装成大量程的电压表？(3)对于小量程电流表，其额定电流比较小，如何将该电流表改装成大量程的电流表？答案(1)三个参数：内阻Rg、满偏电流Ig、满偏电压Ug，UgIgRg(2)需将表头串联一个阻值较大的分压电阻，改装成大量程的电压表(3)需将表头并联一个阻值较小的分流电阻，改装成大量程的电流表电压表、电流表的改装及其特点项目小量程电流表G改装成大量程电压表V小量程电流表G改装成大量程电流表A电路结构R的作用分压分流扩大量程的计算UIg(RRg) RRgIgRg(IIg)RRRg电表的总内阻RVRgRRA使用并联在被测电路两端，“”接线柱接电势较高的一端串联在被测支路中，电流从“”接线柱流入例1有一电流表G，内阻Rg10，满偏电流Ig3mA.(1)要把它改装成量程为03V的电压表，应串联一个多大的电阻？改装后电压表的内阻是多大？(2)要把它改装成量程为00.6A的电流表，需要并联一个多大的电阻？改装后电流表的内阻是多大？答案(1)9901000(2)0.050.05解析(1)由题意知电流表G的满偏电压UgIgRg0.03V改装成量程为03V的电压表，当达到满偏时，分压电阻R的分压URUUg2.97V所以分压电阻R990改装后电压表的内阻RVRgR1000.(2)改装成量程为00.6A的电流表，当达到满偏时，分流电阻R的分流IRIIg0.597A所以分流电阻R0.05改装后电流表的内阻RA0.05.针对训练1如图5是有两个量程的电压表，当使用a、b两个端点时，量程为03V，当使用a、c两个端点时，量程为015V.已知电流表的内阻Rg为100，满偏电流为1mA，则电阻R1的阻值是_，电阻R2的阻值是_.图5答案2900120xx解析接a、b时，串联的电阻为R1，则有R1Rg1002900；接a、c时，串联的电阻为R1和R2，则有R2RgR11002900120xx.二、欧姆表测电阻的原理1原理图：2原理：闭合电路的欧姆定律：(1)根据通过表头的电流为I，Rx与电流I一一对应，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(2)欧姆表的内阻：式中(RRgr)为欧姆表的内阻(3)欧姆调零：R为变阻器，也叫调零电阻红、黑表笔短接后，通过调节它，可以使欧姆表指针指向“0”位置3欧姆表表盘的刻度标注刻度标注方法标注位置“0”红、黑表笔相接，调节调零旋钮，使指针满偏，被测电阻Rx0满偏电流Ig处“”红、黑表笔不接触，表头指针不偏转，被测电阻Rx电流为零处中值电阻Rx中rRRgr内刻度盘正中央“Rx”红、黑表笔接Rx，Ix，Rx与Ix一一对应与Rx对应电流Ix处例2把一量程6mA、内阻100的电流表改装成欧姆表，电路如图6所示，现备有如下器材：A.电源E3V(内阻不计)；B.变阻器0100；C.变阻器0500；D.红表笔；E.黑表笔图6(1)变阻器选用_(2)红表笔接_端，黑表笔接_端(选填“M”或“N”)(3)按正确方法测量Rx，指针指在电流表2mA刻度处，则电阻值应为_；若指在电流表3mA刻度处，则电阻值应为_(4)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电阻Rx，其测量结果与原结果相比将_(选填“偏大”“偏小”或“不变”)答案(1)C(2)NM(3)1000500(4)偏大解析(1)两表笔直接接触时，调节变阻器的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I2mA时，有I，解得Rx1000.电流I3mA时，I，解得Rx500.(4)当电池电动势变小，内阻变大时，欧姆表重新调零，由于满偏电流Ig不变，由公式Ig，欧姆表内阻需调小，待测电阻的阻值是通过电流表的示数体现，由公式I，可知当r内变小时，接入同样的被测电阻，通过的电流变小，欧姆表读数变大学科素养通过解欧姆表的相关问题，让闭合电路欧姆定律在学生头脑中得到升华，这体现了“物理观念”的学科素养提出“在使用过程中如果电源电动势变小怎么办”这个物理问题，并在探究过程中得到结论，这体现了“实验探究”的学科素养针对训练2(20xx市高二上期末)如图7所示是把量程为3mA的电流表改装成欧姆表的示意图，其中电源电动势E1.5V改装后若将原电流表3mA刻度处定为零阻值位置，则1.5mA刻度处应标_，1mA刻度处应标_.图7答案5001000解析欧姆表内阻：R内500，电流为1.5mA时，I0.0015A，解得：R500；电流为1mA时，I0.001A，解得：R1000.三、多用电表的改装原理1多用电表的改装原理：如图8甲、乙、丙所示，分别为电流表、欧姆表、电压表的示意图，把它们组合在一起构成多用电表，如图丁所示图82多用电表中电流的流向：红表笔接“”插孔，黑表笔接“”插孔(1)电流挡串联接入电路，电流从红表笔流进电表，从黑表笔流出电表(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，电流仍然是“红进、黑出”例3如图9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讨论，请你判断下列说法正确的是()图9AS与1或2连接时，多用电表就成了电流表，且前者量程较小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D解析S与1连接时，电阻R1起分流作用，S与2连接时，电阻R1、R2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D.1(电压表的改装)(20xx市期末)一只电流表的满偏电流Ig2mA，内阻Rg500，把它改装成量程为03V的电压表，下列说法中正确的是()A需串联一个1500的电阻B需串联一个1000的电阻C需并联一个1000的电阻D改装后，电压表的内阻为1000答案B2(电流表的改装)(20xx市期末)一电流表G的满偏电流Ig2mA，内阻为100.要把它改装成一个量程为0.4A的电流表，则应在电流表G上()A并联一个0.5的电阻B并联一个100的电阻C串联一个0.5的电阻D串联一个100的电阻答案A3(电表的改装)两只电压表和是由完全相同的两个电流计改装成的，表的量程是5V，表的量程是15V，把它们串联起来接入电路中，则()A它们的示数相等，指针偏转角度也相等B它们的示数之比为13，指针偏转角度相等C它们的示数相等，指针偏转角度之比为13D它们的示数之比、指针偏转角度之比均为13答案B解析由于两个电压表是用相同的电流计改装的，当两个电压表串联使用时，通过两表的电流是相同的，所以表头指针偏转的角度是相同的；刻度盘上的示数表示的是电压表两端的电压，与量程成正比，故选项B正确，选项A、C、D错误4(欧姆表的构造和原理)(多选)欧姆表的内部电路如图10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10A欧姆表的工作原理是闭合电路的欧姆定律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rRgR0答案AD解析欧姆表是根据闭合电路的欧姆定律制成的，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正确5(欧姆表的表盘标度)把一个满偏电流为3mA的电流表改装成欧姆表，其中电源电动势为3V在测电阻时，电流表指针指在表盘上2mA处，在改成相应的电阻刻度时，应是()A250B500C1000D1500答案B解析当电流表满偏时，欧姆表的内阻为R内1000，当电流表指针指在表盘上2mA处时，整个回路的电阻RxR内1500，所以Rx500，选项B正确一、选择题考点一电表的改装1(20xx县高二上期中)一电压表内阻为3k，量程为03V，要把它改装成一个量程为015V的电压表，需要给它()A并联一个12k的电阻B并联一个15k的电阻C串联一个12k的电阻D串联一个15k的电阻答案C解析电压表内阻为3k，量程为03V，要把它改装成一个量程为015V的电压表，需要给它串联一个电阻，阻值R12k，故选C.2有一电流表内阻为10，满偏电流为500mA，要把它改装成量程是3A的电流表正确的方法是()A串联一个2的电阻B并联一个2的电阻C串联一个60的电阻D并联一个60的电阻答案B解析电流表满偏电压UIAR0.510V5V，应并联电阻R2，选项B正确3把表头G改装成大量程电流表时，下列说法正确的是()A改装原理为并联电阻能增大通过G的电流B改装成电流表后，表头G本身允许加的电压增大了C改装后，表头G自身的电阻减小了D改装后使用时，表头G本身的参量都不改变，整个并联电路允许通过的电流增大了答案D解析把表头G改装成大量程的电流表时，只是并联了一个分流电阻，使整个并联电路允许通过的电流增大，但表头的各参量都不变，故D对，A、B、C错4一电压表由电流表G和电阻R串联而成若在使用过程中发现此电压表的读数总比准确值稍小一些，采用下列哪种措施可以改进()A在R上串联一个比R大得多的电阻B在R上串联一个比R小得多的电阻C在R上并联一个比R小得多的电阻D在R上并联一个比R大得多的电阻答案D解析若电压表读数总比准确值稍小一些，说明串联电阻R稍大些，应在R上并联一个比R大得多的电阻5(多选)(20xx市耀华中学期末)四个相同的小量程电流表(表头)分别改装成两个电流表A1、A2和两个电压表V1、V2.已知电流表A1的量程大于A2的量程，电压表V1的量程大于V2的量程，改装好后把它们按图1所示接法连入电路，则()图1A电流表A1的读数大于电流表A2的读数B电流表A1指针的偏转角小于电流表A2指针的偏转角C电压表V1的读数小于电压表V2的读数D电压表V1指针的偏转角等于电压表V2指针的偏转角答案AD解析电流表A1与电流表A2由相同表头与不同电阻并联改装而成，并联在电路中，故指针偏转角相同，因电流表A1的量程较大，则电流表A1的读数较大，故A正确，B错误；电压表V1与电压表V2由相同表头与不同电阻串联改装而成，串联在电路中，通过表头的电流相同，故指针的偏转角相同，因电压表V1量程较大，则电压表V1的读数大于电压表V2的读数，故D正确，C错误考点二欧姆表的原理6以下是欧姆表原理的电路示意图，正确的是()答案C解析选项B的欧姆表中没有可调电阻，B错；选项A、D电流表的负极接到了电源的正极，A、D错；红表笔应接电源的负极，黑表笔应接电源的正极，C对7(多选)下列关于多用电表欧姆挡的说法中，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，刻度线越疏B红表笔是与表内的电源正极相连的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CD解析由I，电流I与对应的待测电阻阻值Rx不成正比，表盘刻度线是不均匀的，刻度值越大处刻度线越密，故A错误；在欧姆表内部黑表笔接的是电源的正极，故B错误；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，故C正确；当指针指在刻度盘的中间刻度附近时，测量的数据误差最小，所以为了减小误差，应尽量使指针指在中间刻度附近，故D正确8.如图2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，指针偏转至满刻度的处现用该表测一未知电阻，指针偏转到满刻度的处，则该电阻的阻值为()图2A4RB5RC10RD16R答案D解析由闭合电路的欧姆定律得：调零时有EIgR内；指针偏转至满刻度的时有E；指针偏转到满刻度的时有E.联立三式可解得Rx16R，D正确，A、B、C错误9一个用满偏电流为3mA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1mA处，则被测电阻的阻值为()A1000B5000C1500D20xx答案A解析设欧姆表的内阻为R内，由闭合电路欧姆定律知：3103A，1.5103A，所以R内500，E1.5V，又1103A，所以Rx1000，故选A.10(20xx华南师大附中期末)如图3所示为欧姆表的原理示意图其中，电流表的满偏电流为300A，内阻rg100，调零电阻最大值R50k，串联的定值电阻R050，电池电动势E1.5V用它测量电阻Rx，能准确测量的阻值范围是()图3A3080kB38kC300800D3080答案B解析用欧姆表测量电阻，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，Ig，其中R内为欧姆表的内阻，得R内5000，用它测量电阻Rx，当指针指在表盘中央时Ig，得RxR内5000，故能准确测量的阻值范围是5k附近，选项B正确考点三多用电表的构造原理11(多选)(20xx浏阳一中期中)某同学设计了一个多量程多用电表，其内部结构原理图如图4所示测电流和测电压时各有两个量程，还有两个挡位用来测电阻下列说法正确的是()图4A当功能选择开关S与触点1、2相接时，测的是电流B当功能选择开关S与触点3、4相接时，测的是电压CA表笔为红表笔，B表笔为黑表笔D功能选择开关S旋到触点5时的量程比旋到触点6时的量程大答案AC解析当功能选择开关S与触点1、2相接时，表头并联电阻，改装为电流表，选项A正确；当功能选择开关S与触点3、4相接时，内含电源和调零电阻，测的是电阻，选项B错误；电流从红表笔流进，则A表笔为红表笔，B表笔为黑表笔，选项C正确；功能选择开关S旋到触点5时串联一个电阻，串联的电阻值比旋到触点6时小，旋到触点5时的量程比旋到触点6时的量程小，选项D错误二、非选择题12.在如图5所示的电路中，小量程电流表G的内阻Rg100，满偏电流Ig1mA，R1900，R2.图5(1)当S1和S2均断开时，改装成的表是什么表？量程为多大？(2)当S1和S2均闭合时，改装成的表是什么表？量程为多大？答案(1)电压表1V(2)电流表1A解析(1)S