高中物理人教版课件选修3-1 2.8多用电表的原理（数理化网 为您收集整理）

1、8 多用电表的原理1.1.了解欧姆表的结构和刻度特点。了解欧姆表的结构和刻度特点。2.2.理解欧姆表测电阻的原理。理解欧姆表测电阻的原理。3.3.了解多用电表的基本结构。了解多用电表的基本结构。4.4.通过实验操作学会使用多用电表测电压、电流和电阻。通过实验操作学会使用多用电表测电压、电流和电阻。重点：重点：1.1.多用电表的结构和刻度特点。多用电表的结构和刻度特点。 2.2.理解欧姆表测电阻的原理。理解欧姆表测电阻的原理。难点：理解欧姆表和多用电表的制作原理。难点：理解欧姆表和多用电表的制作原理。一、欧姆表一、欧姆表1 1原理原理依据依据_定律制成，由定律制成，由_改装而成。改装而成。2 2

2、内部构造内部构造由由_、_和和_三部分组成。三部分组成。闭合电路的欧姆闭合电路的欧姆电流表电流表表头表头电源电源可变电阻可变电阻3 3测量原理测量原理如图所示，当红、黑表笔间接入被测电阻如图所示，当红、黑表笔间接入被测电阻R Rx x时，通过表头的电流时，通过表头的电流I I_。改变。改变R Rx x，电流，电流I I随着改变，每个随着改变，每个R Rx x值都对应一值都对应一个电流值，在刻度盘上直接标出与个电流值，在刻度盘上直接标出与I I值对应的值对应的_值，就可以从刻值，就可以从刻度盘上直接读出被测电阻的阻值。度盘上直接读出被测电阻的阻值。gxErRRRR Rx x二、多用电表二、多用电

3、表1.1.用途用途共用一个表头，可分别测量共用一个表头，可分别测量_、_、_等物理量。等物理量。电压电压电流电流电阻电阻2.2.最简单的多用电表原理图最简单的多用电表原理图如图所示，当单刀多掷开关接通如图所示，当单刀多掷开关接通1 1时，可作为时，可作为_使用，接通使用，接通2 2时，可作为时，可作为_使用，接通使用，接通3 3时，可作为时，可作为_使用。使用。3.3.外形构造外形构造如图所示，选择开关周围有不同的测量功能区域及如图所示，选择开关周围有不同的测量功能区域及_，选择开，选择开关旋到不同的位置时，多用电表内对应的仪表电路被接通，就相关旋到不同的位置时，多用电表内对应的仪表电路被接通

4、，就相当于对应的仪表。在不使用时，应把选择开关旋到当于对应的仪表。在不使用时，应把选择开关旋到_挡或挡或_。电流表电流表欧姆表欧姆表电压表电压表量程量程“OFF”OFF”交流电压最高挡交流电压最高挡【判一判【判一判】(1)(1)欧姆表的零刻度线与电流表的零刻度线不重合。欧姆表的零刻度线与电流表的零刻度线不重合。( )( )(2)(2)欧姆表电阻刻度是不均匀的。欧姆表电阻刻度是不均匀的。( )( )(3)(3)使用多用电表的欧姆挡测导体电阻时，如果两手同时分别接使用多用电表的欧姆挡测导体电阻时，如果两手同时分别接触两表笔的金属杆，则造成测量值比真实值大。触两表笔的金属杆，则造成测量值比真实值大。

5、( )( )(4)(4)用欧姆表测电阻，指针越接近刻度中央误差越大。用欧姆表测电阻，指针越接近刻度中央误差越大。( )( )提示：提示：(1)(1)电流表的零刻度线在表盘最左侧，欧姆表的零刻度电流表的零刻度线在表盘最左侧，欧姆表的零刻度线在表盘最右侧，两者不重合，线在表盘最右侧，两者不重合，(1)(1)正确；正确；(2)(2)和电压表、电流表不同，欧姆表电阻刻度是不均匀的，和电压表、电流表不同，欧姆表电阻刻度是不均匀的，(2)(2)正确；正确；(3)(3)两手同时分别接触两表笔金属杆，相当于在导体两端并联两手同时分别接触两表笔金属杆，相当于在导体两端并联上一个电阻，测量值比真实值小，上一个电阻

6、，测量值比真实值小，(3)(3)错；错；(4)(4)用欧姆表测电阻，指针越接近刻度中央误差越小，故用欧姆表测电阻，指针越接近刻度中央误差越小，故(4)(4)错。错。 探究欧姆表的原理探究欧姆表的原理1.1.如图所示为欧姆表的原理图，设电源的内如图所示为欧姆表的原理图，设电源的内阻为阻为r r，可调电阻，可调电阻R R1 1，电流表的电阻为，电流表的电阻为R Rg g，待测电阻为待测电阻为R Rx x，利用闭合电路欧姆定律分析，利用闭合电路欧姆定律分析电路电流电路电流I I和待测电阻和待测电阻R Rx x有何关系，并说明是有何关系，并说明是如何用电流表测量电阻的。如何用电流表测量电阻的。【思路分

7、析【思路分析】电流计改装前和改装后表头显示的一直是电路中电流计改装前和改装后表头显示的一直是电路中电流的大小，利用电路中电流值与所测电阻一一对应的关系，电流的大小，利用电路中电流值与所测电阻一一对应的关系，就能在表头上读出红、黑表笔间所接电阻的大小。就能在表头上读出红、黑表笔间所接电阻的大小。提示：提示：由闭合电路欧姆定律得由闭合电路欧姆定律得 由公式可以由公式可以看出不同的看出不同的R Rx x对应不同的电流对应不同的电流I I，如果在刻度盘上直接标出与，如果在刻度盘上直接标出与电流电流I I对应的电阻对应的电阻R Rx x值，就可以从刻度盘上直接读出被测量电值，就可以从刻度盘上直接读出被测

8、量电阻的阻值，从而通过测量容易测得的电流，阻的阻值，从而通过测量容易测得的电流，实现了测量较难测实现了测量较难测量的电阻，这就是欧姆表的原理。量的电阻，这就是欧姆表的原理。 1gxEIRRrR ，2.2.若欧姆表红、黑表笔间接一根电阻可忽略的导线时，表头的若欧姆表红、黑表笔间接一根电阻可忽略的导线时，表头的指针指向哪里？此处所标电阻的刻度值应为多大？若红、黑表指针指向哪里？此处所标电阻的刻度值应为多大？若红、黑表笔间直接断开呢？笔间直接断开呢？提示：提示：当红、黑表笔间接一根电阻可忽略的导线时，根据欧姆当红、黑表笔间接一根电阻可忽略的导线时，根据欧姆定律得定律得 表头的指针指向右端电流最大处，

9、此处表头的指针指向右端电流最大处，此处所标电阻的刻度值为零；当红、黑表笔间直接断开时，形不成所标电阻的刻度值为零；当红、黑表笔间直接断开时，形不成闭合回路，电路中没有电流，电流为零，表头的指针指在左端闭合回路，电路中没有电流，电流为零，表头的指针指在左端电流为零处，此处所标电阻的刻度值为电流为零处，此处所标电阻的刻度值为。g1gEIRRr，3.3.若红、黑表笔间接入某一电阻若红、黑表笔间接入某一电阻R Rx x时，表头指针恰好指向满偏时，表头指针恰好指向满偏刻度的刻度的 处，则处，则R Rx x多大？此时待测电阻多大？此时待测电阻R Rx x有什么特点？有什么特点？提示：提示：根据闭合电路欧姆

10、定律得根据闭合电路欧姆定律得 而而 所以所以R Rx x=R=R1 1+R+Rg g+r+r，即等于欧姆表的内阻。，即等于欧姆表的内阻。12g1gx1EI2RRrR g1gEIRRr，【知识点拨【知识点拨】1.1.欧姆表中可调电阻欧姆表中可调电阻R R1 1的作用的作用当将红、黑表笔直接短接时，调节可变电阻当将红、黑表笔直接短接时，调节可变电阻R R1 1可使表头的指针可使表头的指针指到满偏。指到满偏。2.2.欧姆表红、黑表笔的接法欧姆表红、黑表笔的接法红表笔插红表笔插“+”+”插孔，黑表笔插插孔，黑表笔插“-”-”插孔；红表笔与欧姆表内插孔；红表笔与欧姆表内部电源的负极相连，黑表笔与欧姆表内

11、部电源的正极相连。部电源的负极相连，黑表笔与欧姆表内部电源的正极相连。3.3.对中值电阻的三点认识对中值电阻的三点认识(1)(1)中值电阻是欧姆表的重要物理量，它是由电流表的满偏电中值电阻是欧姆表的重要物理量，它是由电流表的满偏电流流I Ig g和电源的电动势和电源的电动势E E决定的，即决定的，即(2)(2)欧姆调零实际上是调节欧姆表内阻使其等于中值电阻，所欧姆调零实际上是调节欧姆表内阻使其等于中值电阻，所以中值电阻是欧姆表调零后欧姆表的总内阻，换挡必须重新调以中值电阻是欧姆表调零后欧姆表的总内阻，换挡必须重新调零。当测量值在中值电阻附近时较准确。零。当测量值在中值电阻附近时较准确。(3)(

12、3)当中值电阻减小得太多不可进行欧姆调零时，应立即更换当中值电阻减小得太多不可进行欧姆调零时，应立即更换电池。电池。gERI中。【探究归纳【探究归纳】欧欧 姆姆 表表1.1.欧姆表的工作原理是闭合电路欧姆定律。欧姆表的工作原理是闭合电路欧姆定律。2.2.欧姆表的零刻度线在表盘刻度的最右端，最左端阻值是无穷欧姆表的零刻度线在表盘刻度的最右端，最左端阻值是无穷大，与电流、电压的刻度情况相反。大，与电流、电压的刻度情况相反。3.3.中值电阻：欧姆表的指针指到刻度盘的中央时所对应的待测中值电阻：欧姆表的指针指到刻度盘的中央时所对应的待测电阻的阻值。电阻的阻值。【典例【典例1 1】(2012(2012连

13、云港高二检测连云港高二检测) )把一个量程为把一个量程为5 mA5 mA，内阻，内阻是是50 50 的电流表改装成欧姆表，电池的电动势是的电流表改装成欧姆表，电池的电动势是1.5 V1.5 V，经过，经过调零之后测电阻，当欧姆表指针指到满偏的调零之后测电阻，当欧姆表指针指到满偏的 位置时，被测位置时，被测电阻的阻值是电阻的阻值是( )( )A A50 B50 B100 C100 C16.7 D16.7 D400 400 34【思路点拨【思路点拨】当欧姆表指针指到满偏的当欧姆表指针指到满偏的 位置时，此时的电流为满偏电流的位置时，此时的电流为满偏电流的 利用闭合电路欧姆定律分别求欧姆表的内阻和被

14、测电阻的利用闭合电路欧姆定律分别求欧姆表的内阻和被测电阻的阻值。阻值。【解析【解析】选选B B。由欧姆表改装原理及闭合电路欧姆定律可得。由欧姆表改装原理及闭合电路欧姆定律可得 经过调零之后测电阻，当欧姆表经过调零之后测电阻，当欧姆表指针指到满偏的指针指到满偏的 位置时，位置时， 得得R Rx x100 100 。3434，ggEEIR300 RI内内，34gx3EI4RR内，【变式训练【变式训练】一个用满偏电流为一个用满偏电流为3 mA3 mA的电流表改装成欧姆表，的电流表改装成欧姆表，调零后用它测调零后用它测500 500 的标准电阻时，指针恰好指在刻度盘的正的标准电阻时，指针恰好指在刻度盘

15、的正中间，如用它测量一个未知电阻时，指针指在中间，如用它测量一个未知电阻时，指针指在1 mA1 mA处，则被测处，则被测电阻的阻值为电阻的阻值为( )( )A A1 000 B1 000 B5 000 C5 000 C150 D150 D2 000 2 000 【解析【解析】选选A A。因为电表测。因为电表测500 500 的标准电阻时指针恰好指在的标准电阻时指针恰好指在刻度盘的正中间，由刻度盘的正中间，由 知，知，R R内内=R=Rx x500 500 。则由。则由 知，当指针指在知，当指针指在1 mA1 mA处时，电流为原来的处时，电流为原来的 被测被测电阻阻值为电阻阻值为1 000 1

16、000 。gxIE2RR内xEIRR内13， 多用电表多用电表图图1 1分别表示电流表、欧姆表、电压表的电路示意图，试把它们分别表示电流表、欧姆表、电压表的电路示意图，试把它们组合在一起，在图组合在一起，在图2 2的基础上画出最简单的多用电表的电路。的基础上画出最简单的多用电表的电路。提示：提示：【知识点拨【知识点拨】欧姆挡红、黑表笔的电势欧姆挡红、黑表笔的电势用多用电表测量电压、电流时，使表头指针转动的用多用电表测量电压、电流时，使表头指针转动的“电源电源”在在外部，电流从红表笔流入电表外部，电流从红表笔流入电表, ,从黑表笔流出电表。而用欧姆从黑表笔流出电表。而用欧姆挡测电阻时挡测电阻时,

17、 ,使表头指针转动的电源在多用电表内部使表头指针转动的电源在多用电表内部, ,此时此时, ,电电流仍是从红表笔流入电表流仍是从红表笔流入电表, ,从黑表笔流出电表从黑表笔流出电表, ,所以此时黑表笔所以此时黑表笔电势高于红表笔电势。电势高于红表笔电势。【探究归纳【探究归纳】1.1.多用电表多用电表一般包括电流挡、欧姆挡、电压挡。一般包括电流挡、欧姆挡、电压挡。2.2.电流表的改装原理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。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。3.3.电压表的改装原理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

18、表。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。4.4.欧姆表的改装原理欧姆表的改装原理将对应将对应R Rx x的电流刻度值改为电阻值即为欧姆表。的电流刻度值改为电阻值即为欧姆表。【典例【典例2 2】如图为一正在测量中的多用电表表盘。】如图为一正在测量中的多用电表表盘。(1)(1)如果是用直流如果是用直流10 V10 V挡测量电压，则读数为挡测量电压，则读数为_V_V。(2)(2)如果是用如果是用“100 ”100 ”挡测量电阻，则读数为挡测量电阻，则读数为_。(3)(3)如果是用直流如果是用直流5 mA5 mA挡测量电流，则读数为挡测量电流，则读数为_mA_mA。【解析【解析】由题

19、图得：由题图得：(1)(1)如果用直流如果用直流10 V10 V挡测量电压，则读数为挡测量电压，则读数为6.5 V6.5 V；(2)(2)如果用如果用“100 ”100 ”挡测量电阻，则读数为挡测量电阻，则读数为800 800 ；(3)(3)如果用直流如果用直流5 mA5 mA挡测量电流，则读数为挡测量电流，则读数为3.25 mA3.25 mA。答案：答案：(1)6.5 (2)800 (3)3.25(1)6.5 (2)800 (3)3.25【规律方法【规律方法】电表的读数方法电表的读数方法在实验中，测量时要按照有效数字的规律来读数，测量仪器的在实验中，测量时要按照有效数字的规律来读数，测量仪器

20、的读数规则为：测量误差出现在哪一位，读数就相应读到哪一位，读数规则为：测量误差出现在哪一位，读数就相应读到哪一位，具体来讲：具体来讲：(1)(1)最小分度是最小分度是“1”1”的仪器，测量误差出现在下一位，下一位的仪器，测量误差出现在下一位，下一位按十分之一估读。按十分之一估读。(2)(2)最小分度为最小分度为“2”2”或或“5”5”的仪器，测量误差出现在同一位的仪器，测量误差出现在同一位上，同一位分别按二分之一或五分之一估读。上，同一位分别按二分之一或五分之一估读。(3)(3)欧姆表的读数欧姆表的读数待测电阻的阻值应为表盘读数乘上倍数。为减小读数误差，指待测电阻的阻值应为表盘读数乘上倍数。为

21、减小读数误差，指针应指在表盘上靠近中间的部分，否则需要换挡，换挡后，需针应指在表盘上靠近中间的部分，否则需要换挡，换挡后，需要重新进行欧姆调零。要重新进行欧姆调零。【变式训练【变式训练】(2012(2012乌鲁木齐高二检测乌鲁木齐高二检测) )用已调零且选择开关用已调零且选择开关旋钮指向欧姆挡旋钮指向欧姆挡“10”10”位置的多用电表测某电阻阻值，根据位置的多用电表测某电阻阻值，根据如图所示的表盘可知被测电阻阻值为如图所示的表盘可知被测电阻阻值为_。若将该表选。若将该表选择开关旋钮置于择开关旋钮置于1 mA1 mA挡测电流，表盘仍如图所示，则被测电流挡测电流，表盘仍如图所示，则被测电流为为_m

22、A_mA。【解析【解析】从电阻刻度线可读出电阻值为从电阻刻度线可读出电阻值为222210 10 220 220 。测直流电流时，从中间一条刻度线读数，用测直流电流时，从中间一条刻度线读数，用“0 010”10”这组数这组数据，在此据，在此“10”10”代表代表“1 mA1 mA”，故指针指出，故指针指出“4.0”4.0”，则电流，则电流为为 0.40 mA0.40 mA，注意有效数字位数，所以被测电流为，注意有效数字位数，所以被测电流为0.40 mA0.40 mA。答案：答案：220 0.40220 0.404.01 mA10【温馨提示【温馨提示】多用电表能测电路电流、导体两端的电压和电阻多用

23、电表能测电路电流、导体两端的电压和电阻的阻值，在一些情况下，还能判断电路的故障，这在高考中已的阻值，在一些情况下，还能判断电路的故障，这在高考中已有体现。有体现。【典例】在图示电路的三根导线中【典例】在图示电路的三根导线中, ,有一有一根是断的根是断的, ,电源、电阻电源、电阻R R1 1、R R2 2及另外两根及另外两根导线都是好的。为了查出断了的导线导线都是好的。为了查出断了的导线, ,某某学生想先将多用电表的红表笔连接在电源学生想先将多用电表的红表笔连接在电源的正极的正极a,a,再将黑表笔分别连接在电阻再将黑表笔分别连接在电阻R R1 1的的b b端和端和R R2 2的的c c端端, ,

24、并观察并观察多用电表指针的示数。在下列选挡中多用电表指针的示数。在下列选挡中, ,符合操作规程的是符合操作规程的是( )( )A.A.直流直流10 V10 V挡挡 B.B.直流直流0.5 A0.5 A挡挡C.C.直流直流2.5 V2.5 V挡挡 D.D.欧姆挡欧姆挡考查内容考查内容多用电表测电路故障多用电表测电路故障【思路点拨【思路点拨】解答本题要把握以下四点：解答本题要把握以下四点：(1)(1)电压表的工作原理及使用规则。电压表的工作原理及使用规则。(2)(2)电流表的工作原理及使用规则。电流表的工作原理及使用规则。(3)(3)欧姆表的工作原理及使用规则。欧姆表的工作原理及使用规则。(4)(4)电路中发生断路和短路时的现象。电路中发生断路和短路时的现象。【解析【解析】选选A A。根据题中所给条件，首先判定不能选用欧姆挡，。根据题中所给条件，首先判定不能选用欧姆挡，因为使用欧姆挡时，被测元件必须与外电路断开，故因为使用欧姆挡时，被测元件必须与外电路断开，