新人教版物理选修3-1同步教学案：多用电表的原理

1、第8节多用电表的原理学习目标定位1 通过对欧姆表的讨论，进一步提高应用闭合电路欧姆定律分析问题的能力知道欧姆表测量电阻的原理了解欧姆表的内部结构和刻度特点.2 了解多用电表的基本结构，通过实际操作学会使用多用电表测量电压、电流和电阻.3 会用多用电表测量二极管的正、反向电阻，并据此判断二极管的正、负极，会用多用电表探索简单黑箱中的电学兀件.15一、欧姆表1工作原理:Rx时，I=依据闭合电路欧姆定律制成的，由电流表改装而成.2内部构造：由电源、表头、调零电阻构成内部电路结构如图所示:3工作原理根据闭合电路欧姆定律有lg=Rg石;，当红、黑表笔之间接有未知电阻ERg+R+r+Rx，故每个未知电阻都

2、对应一个电流值I.根据相关的换算关系，电阻Rx可从表盘上直接读出.由于I与R的非线性关系，表盘上电流刻度是均匀的，其对应的电阻刻度却是不均匀的，电阻的零刻度在电流满偏处.当Rx=Rg+R+r时,I屮，指针半偏，所以欧姆表的内阻等于中值电阻.、多用电表多用电表可以用来测量电流、电压、电阻等，并且每一种测量都有几个量程外形如图所示：表盘指针定位螺丝选择开关S0026AV-Qvsouonv302015101鋼150欧姆调零旋钮上半部为表盘，表盘上有电流、电压、电阻等多种量程的刻度；下半部为选择开关，它的四周刻有各种测量项目和量程.另外，还有指针定位螺丝、欧姆表的调零旋钮和测试笔的插孔.Vi?甲9要点

3、精讲易错明辨要点1|欧姆表的原理1原理：闭合电路的欧姆定律IB-I8furl红表笔I与Rx的对应性刻度特点黑表笔r?nuT红表笔黑表笔】黑表笔2.刻度相当于被测电阻Rx=0,调节R使I=Ig=丄E丄R即表头满偏（Rg+r+R是欧姆表Rg十r十R内阻）相当于被测电阻Rx=,此时丨=0,指针不偏转被测电阻为Rx,l=c丄E，指针指到某确Rg十r十R十Rx亠定位置表头电流满偏Ig处，对应欧零刻度（右侧）表头电流I=0处，对应欧姆刻度（左侧）表头电流I与电阻Rx一一对但不是线性关系，表盘刻度匀由I=E可看出，I与Rx不成比例，所以欧姆表的刻度是不均匀的，从Rg十r十R0十Rx表盘上看，靠右边的刻度稀疏

4、，靠左边的刻度稠密，即“左密右疏”.(2) 欧姆表的电阻零刻度是电流最大刻度处，在刻度盘最右侧Ig处，而欧姆表电阻“R”刻度是电流零刻度处所以欧姆表偏角越大，表明被测电阻值越小.1(3) 当欧姆表指针指向表盘中央时，有2冷=R十R十r+R，解得Rx=Rg+r+Ro=R内，即当指针半偏时，表盘的中值电阻R中=R内.【特别提醒(1) 欧姆表的红表笔接内部电源的负极，测量时电流从黑表笔流出，从红表笔流入.(2) 使用欧姆挡测电阻时，指针的偏角越大，测量电阻值越小，指针的偏角越小，测量电阻值越大.&例1)将一个满偏电流为100A内阻Rg=100Q的灵敏电流表改装为欧姆表，滑动变阻器的最大阻值R=20k

5、Q,电源电动势E=1.5V，内阻r未知.求：(1) 在电流表的0刻度处和满偏电流刻度处刻上多大电阻？中间刻度处应刻上多大电阻值？1 3(2) 在电流表上满偏电流的-和4处应刻上多大电阻值？(3) 请将上面的结果在图中相应位置标上电阻值，并说明欧姆表的刻度与电流表刻度相比有什么特点.【解析】(1)灵敏电流表改装为欧姆表时，满偏电流Ig处应刻上的电阻为0”，这时有Ig=ER+Rg+r，故欧姆表的内阻为1.51X104Q=15kQ.ER内=R+Rg+r=Ig在中间刻度即2处，设电阻为Ri，贝ylg=E2R+Rg+r+Ri得Ri=R内=15kQ.在电流表的0刻度处，电阻应刻上“a”.13设在满偏电流的

6、4处和4处电阻分别为R2和R3,则有lg4E3Lg=ER+Rg+r+R2，4=R+Rg+r+R3,解得R2=3R内=45kQ,Q.有关数据如图所示.电压表、电流表的刻度是均匀的，但欧姆表的刻度是不均匀的.【答案】见解析名师方法总结欧姆表是根据闭合电路欧姆定律的原理制成的解决此类问题应把握以下几点:(1) 知道欧姆表调零时满足Ig=(2) 找出指针所在位置的电流与满偏电流的倍数关系.(3)利用闭合电路欧姆定律列式求解.偏电流值是125微安，电池的电动势是1.5伏.若把表盘改画成欧姆数的刻度，则表盘正中央的电阻刻度值应是欧.右端电阻刻度值应是欧.测量电阻，每次换挡后，需重新，再进行测量.(3) 如

7、果表的指针偏转角度过大，为了测量比较准确，应将表的选择开关拨至倍率(选填“大”或“小”)的挡位上.解析：(1)表盘正中央的电阻刻度值是中值电阻，大小等于内阻R内=乎=1.2X104q；Im欧姆表的右侧刻度值是零.(2)测量电阻，每次换挡后，需重新欧姆调零，再进行测量.(3) 欧姆表的指针偏转角度过大，说明被测电阻比较小，为了准确测量，应该将选择开关拨至小倍率的挡位上.答案：(1)1.2X104零(2)欧姆调零(3)小要点2|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.多用电表的构造和原理下图是简化的多用电表电路图它由表头、直流电流测量电路、直流电压测量电路、电阻测量电

8、路以及转换开关S等部分组成.开关S调到1或2时，多用电表测量的是电流；调到5或6时，多用电表测量的是电压；调到3或4时，多用电表测量的电阻在测量电流时，1的量程较大；测量电压时，6的量程较大.3.常用的多用电表(1)指针式多用表如图所示是一种指针式多用电表的外形图，表的上半部分为表盘，下半部分是选择开关,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.在不使用时，应把选择开关旋到OFF挡，或交流电压最高挡.表头指针定位螺丝选择开关欧姆5零旋钮(2)数字式多用电表如图所示是数字式多用电表，数字

9、电表的测量值以数字形式直接在液晶显示屏上显示出来，使用方便.数字式多用电表内部装有电子电路，这样可以使电表对被测电路的影响减到最小.-的【特别提醒多用电表的红表笔连接的是“+”插孔，黑表笔连接的是“一”插孔，测直流电流或电压时，电流从红表笔进入电表，从黑表笔流出电表.多用电表中直流电流挡、直流电压挡、电阻挡结合在一起的整体电路如图所示.此表头G的满偏电流为500A,内阻Rg=200Q,A为公共端，例如当用A与10mA挡作为电表的两个引出端，此时多用电表相当于量程为10mA的电流表.求：RiRiRsRy)10mAImA50V500VR(1)Ri、R2、R3、R4的阻值;若电源电动势为1.5V，内

10、阻忽略不计,应调到多大？R5=400Q,则欧姆挡中值电阻为多大？R6【解析】(1)量程为1mA时，R1和R2串联后作为分流电阻，因量程扩大为2倍，故R1+R2=Rg=200Q.量程为10mA时，量程扩大为20倍，R1为分流电阻，R2和表头串联作为等效表头,R2+200故R1=201Q，可得R1=20QR2=180Q.将1mA挡作为等效表头，则其等效满偏电流为1mA，等效内阻为100Q电压挡量程50为50v时，r3=1-3Q-100Q=49.9kQ用同样方法求得R4=499.9kQ.(2)欧姆挡指针满偏时,I=，等效满偏电流1=1mA,R并=100Q,E=1.5R5十R6十R并V,R5=400Q

11、,得R6=1000Q则欧姆挡内阻为1500Q故中值电阻为R中=R并+R5+R6=1500Q.【答案】Ri=20QR2=180QR3=49.9kQR4=499.9kQ(2)R中=1500QR6=1000Q名师方法总结I其原理是串、并联电路的知识;其中G为灵敏电流计，S为单刀多掷电键（功能键），表内直流电源的电动势为E.由图可知,多用电表的电压挡和电流挡相当于一个电压表和电流表,多用电表的欧姆挡的原理是闭合电路的欧姆定律.欲选择电压挡大量程时，应将功能键置于位置；欲测电阻时，应将功能键置于位置，欲选择电流挡大量程时，应将功能键置于位置.（统一填写功能键序号）解析：根据电表改装原理可知，电流表改装成

12、电压表需要串联电阻，欲选择电压挡的大量程时，需要串联大电阻，应将功能键置于5位置；欲测电阻时，需要和电源连接，应将功能键置于3位置；电流表改装成大量程的电流表时，需要并联电阻，欲选择电流挡的大量程时，需要并联小电阻，应将功能键置于1位置.答案：531知识反馈自查自评1如图为欧姆表的内部结构简图，如果其中的电池用久了，下列说法正确的是（）A由于电动势变小，会使测量结果变小B.由于电动势变小，会使测量结果变大C由于内阻变大，会使测量结果变小D尽管内阻变大，也不会影响测量结果解析：电流表满偏电流Ig不变，电池用久了，电源电动势E变小，电源内阻变大，指针偏转角度变小，电阻测量值变大，B选项正确，A、C

13、、D选项错误.答案：B2 关于欧姆表及其使用中的问题，下列说法中正确的是（）A.接欧姆表内电源负极的应是黑表笔B.换挡后，都要重新调节调零电阻，使指针指到满刻度C表盘刻度最左边所表示的电阻阻值为零D表盘上所标明的电阻阻值刻度是均匀的解析：欧姆表内部有电源，负极与红表笔相连，正极与黑表笔相连，A选项错误；每次换挡后都必须重新进行欧姆调零，B选项正确；表盘刻度最左边表示电流为零，电阻阻值为无穷大，C选项错误；根据闭合电路欧姆定律可知，1=，电流与电阻不成反比，刻R+r度盘上的刻度是不均匀的，左边密右边疏，D选项错误.答案：B3 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所示其电流表的量程分别为10mA和250mA，电压表的量程分别为10V和250V，电阻挡分别为X10Q和X100Q则下列说法正确的是（）A.功能选择开关S与“1相接时,所测物理量和量程分别是直流电流、250mAB.功能选择开关S与“3相接时，所测物理量和量程分别是直流电流、10mAC.功能选择开关S与“5相接时,所测物理量和量程分别是直流电压、250VD.功能选择开关S与“6相接时,所测物理量和量程分别是直流电压、10V解析：电流表、电压表与欧姆表都是由小量程电流表改装成的.把小量程电流表改装成电流表应并联一个分流电阻；把电流表改装成电压表，应串联一个分压电阻；把电流表改装成欧姆表时，电路应有一