2019-2020年高中物理第3章从电表电路到集成电路3.4多用电表电路分析与设计学案沪科版选修

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高中物理第3章从电表电路到集成电路 3.4 多用电表电路分析与设计教案1 沪科版选修3-1

3.4多用电表电路分析与设计【教学目标】1.通过对欧姆表的讨论，提高应用闭合电路欧姆定律分析问题的能力，知道欧姆表侧电阻的原理。

2.了解欧姆表的内部结构和刻度特点。

【知识梳理】要点一欧姆表的原理和选挡1．原理欧姆表是根据闭合电路欧姆定律制成的测量电阻的仪表，可以直接读出电阻值，比用伏安法测电阻要方便得多．原理如图所示．调零时，I g ＝E R g ＋r ＋R ＝E R 内；测量时，I ＝E R 内＋R x. 只要将对应R x 值的电流刻度I 改为阻值R x ，即为欧姆表．注意红表笔接欧姆表内部电源负极，而黑表笔接内部电源的正极．2．欧姆表的选挡从理论上讲，欧姆表可直接测量从零至无限大之间任何阻值的电阻，但由于面板刻度不均匀，使得在零值附近和无限大值附近很难准确地读出被测电阻的数值(测量误差很大)．一般来说，欧姆表刻度标尺长度的10%～90%之间为有效工作刻度．另外当R x ＝R 内，即在中值附近时，指针偏角Φ与R x 的关系比较接近线性，刻度较均匀，因此，在具体测量时，最好使指针位于中央附近，这就是选挡的依据．在使用欧姆表前，首先应估测待测电阻的大小，选择合适的挡位(通常按大量程向小量程挡位顺序选择)．如果选择的挡位不合适，则应重新换挡，若指针偏角较小，则应选择倍率高一挡的挡位，反之则选低一挡的挡位．要点二多用电表使用的注意事项1．表盘面上“＋”“－”插孔表示直流电流挡、直流电压挡的正、负接线柱，因此，不管测什么，首先将红表笔插入“＋”插孔，将黑表笔插入“－”插孔．那么用直流电流挡、直流电压挡时，电流从红表笔流入，从黑表笔流出；用电阻挡时由原理图可知，红表笔连接的是表内电源的负极．黑表笔连接的是表内电源的正极，因此，电流还是从红表笔流入，从黑表笔流出．2．测量前，应把选择开关旋到相应项目的适当量程上，读数时要注意挡位与刻度盘的对应．直流电流挡、直流电压挡跟电流表和电压表的使用方法一样．要注意所选的量程应大于用电器两端电压的估计值和通过用电器电流的估计值．3．欧姆挡的使用需要注意以下几点：①选挡接着调零(选挡的原则：指针越接近中值电阻，读数越精确)；②换挡重新电阻调零；③示数要乘以倍率；④用完后将选择开关拨离欧姆挡，一般旋至交流电压最高挡或“OFF”挡上，长期不用时应把电池取出；⑤被测电阻要跟电源、其他元件分离.当堂检测一选择题1.如图所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300A μ，内阻100g R =Ω.调零电阻最大值50R K =Ω，串联的固定电阻050R =Ω.电池电动势1.5E V =，用它测量电阻x R ，能准确测量的阻值范围是 A 、30K Ω～80K Ω B 、3K Ω～8K ΩC 、 300Ω～800ΩD 、30Ω～80Ω2.用多用电表测直流电压U 和测电阻R 时，若红表笔插入多用表的（＋）插孔，则( ) A.测U 时电流从红表笔流入多用表，测R 时电流从红表笔流出多用表B.测U 、R 电流均从红表笔流入多用表C.测U 、R 电流均从红表笔流出多用表D.测时U 电流从红表笔流出多用表，测R 时电流从红表笔流入多用表3.如图所示将一光敏电阻接入多用电表两表笔上，将多用电表的选择开关至于欧姆档，用光照光敏电阻时，表针的偏角为θ；先用手掌挡住部分光线，表针的偏角为θ'，则可判断（）Ａ．θ'=θ Ｂ．θ'＜θ Ｃ．θ'＞θ Ｄ．不能确定4. 用欧姆表测一个电阻R 的阻值，选择旋钮置于“×10”挡，测量时指针指在100与200刻度的正中间，可以确定（）A.150R =ΩB. 1500R =ΩC. 1000Ω＜R ＜1500ΩD. 1500Ω＜R ＜2000Ω5.实验桌上放着晶体二极管、电阻、电容器各一只，性能均正常，外形十分相似.现将多用电表转换开关拨到R ×100Ω挡，分别测它们的正负电阻加以鉴别：测甲元件时，0.5R R K ==Ω正反；测乙元件时，0.5R K =Ω正，100R K =Ω反；测丙元件时，开始指针0R X R偏转到0.5KΩ，接着读数逐渐增大，最后停在100KΩ上.则甲、乙、丙三个元件分别是( )A.电容、电阻、二极管B.电阻、电容、二极管C.电阻、二极管、电容D.二极管、电阻、电容课后练习与提高6.有一内阻未知（约25KΩ ~ 35KΩ）、量程未知（约25V ~ 35V），共有30个均匀小格的直流电压表○V．（1）某同学在研究性学习过程中想通过上述电压表测量一个多用表中欧姆档的内部电源的电动势，他们从多用表刻度盘上读出电阻刻度中间值为30．A．请你将他们的实验电路连接起来．他们在实验过程中，欧姆档的选择开关拨至倍率“×_______”．B．在实验中，同学读出电压表的读数为U，欧姆表指针所指的刻度为n，并且在实验过程中，一切操作都是正确的，请你导出欧姆表电池的电动势表达式．（2）若在实验过程中测得该电压表内阻为30KΩ，为了测出电压表的量程，现有下列器材可供选用，要求测量多组数据，并有尽可能高的精确度．标准电压表○V1：量程3V，内阻3KΩ电流表○A：量程0~3A，内阻未知滑动变阻器：总阻值1KΩ稳压电源E：30V，内阻不能忽略电键、导线若干A．在右边方框中画出实验电路图U= ______________．B．选用记录数据中任一组，写出计算量程的表达式g式中各字母的意义是：---------------------------------------------------------------------------. 7.使用中值电阻为25Ω（×1档）的多用电表测量两个定值电阻1R和2R，（已知1R和2R的阻值分别约为20Ω和30KΩ,在下列各项操作中选出尽可能准确地测量各阻值、并符合多用电表使用规则的操作：A.转动选择开关使其尖端对准“×1k”档B.转动选择开关使其尖端对准“×100”档D.转动选择开关使其尖端对准“×1”档。

2019_2020高中物理第3章从电表电路到集成电路3.1学习使用多用电表素材沪科版选修3_1

学习使用多用电表教学建议在学习使用多用电表一节中,教师对多用电表的主要结构、功能和使用方法以及注意事项的介绍尤为重要。

建议从多用电表的功能、使用方便说起,并打开其后盖让学生看看它的内部电路,告诉学生这个电路并不复杂,均是用串并联的方式连接起来的。

用多用电表的多用功能、使用方便,电路结构并不复杂等价值因素诱发学生学习使用多用电表的兴趣并认真听教师的讲解,仔细阅读教材的介绍。

接着放手让学生参照教材进行“测量电压、电流、电阻和判断晶体二极管的极性”四个探究活动。

最后教师要让学生谈谈使用多用电表的体会,同时穿插与四个活动相关的问题让学生交流讨论,看看学生对多用电表的使用掌握到什么程度。

1.用多用电表测量定值电阻过程中要让学生知道:(1)尽管欧姆表的刻度是从“零”到“无穷大”,但如果指针偏转过大或过小,误差都比较大,应选择适当倍率的欧姆挡,使测量时表针指示在刻度盘的中间区域。

若不知道待测电阻的大致阻值,可以先用中等倍率的挡位试测,然后根据情况再选择合适挡位再测。

(2)每一次换用不同倍率的欧姆挡,都要进行电阻调零。

2.用多用电表测量二极管的正反向电阻过程中要让学生知道:(1)二极管有单向导电性,电流从正极流入时电阻较小,电流从负极流入时电阻较大。

(2)用欧姆挡测量电阻时,在电表内部电流方向是从红表笔流到黑表笔,在电表外部电流从黑表笔流到红表笔。

这样二极管接入欧姆表的红、黑表笔间时,正接电阻较小,反接后电阻较大。

电阻较小时与黑表笔连接的那个极就是二极管的正极,电阻较大时与黑表笔连接的那个极是二极管的负极。

本章选多用电表为载体的目的是创设探究情境,这一探究情境既包含有实物感性的激发,又涉及创造理性问题思考的氛围,力求让学生在实践和理性探究的过程中,学习与电路相关的知识,领悟探究过程中的科学思想、方法的意义和价值,同时感悟情感、态度和价值观在探究过程中的作用。

参考资料多用电表用途“多”1.检测大容量电容器对于容量较大(1μF以上)的电容器,可用多用电表的电阻(R×100挡或R×1k挡)进行简易检测。

高中物理第3章从电表电路到集成电路1学习使用多用电表沪科31沪科3

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2. 用多用电表欧姆挡 (×100) 测试三只晶体二极管，其结果依次如图所示甲、乙、丙三个图，由图可知，图______中的二极管是好的，该二极管的正极是________端．
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解析：根据二极管加正向电压时，电阻值越小越好，但不能为零，否则二极管已被击穿，加反向电压时，电阻值越大越好，但不能无穷大，否则二极管引线断开．由图可知，图甲、丙二极管是坏的，图乙中二极管是好的，且左边图加的是反向电压，右边图加的是正向电压，由于红表笔插入的是“＋” 测试孔，与内部电池负极相连，故二极管正极是 a 端．答案：乙 a
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3．二极管的极性判断对二极管的电阻进行测量．如果测得电阻较小，则多用电表的黑表笔所连的一端为二极管的正极，若电阻值很大，则与黑表笔相连的一端为二极管的负极．
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某同学利用多用电表测量二极管的反向电阻．完成下列测量步骤： (1)检查多用电表的机械零点． (2)将红、黑表笔分别插入正、负表笔插孔，将选择开关拨至电阻测量挡适当的量程处． (3)将红、黑表笔________，进行欧姆调零． (4)测反向电阻时，将________表笔接二极管正极，将________ 表笔接二极管负极，读出电表示数．
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(多选)欧姆表是由表头、干电池和调零电阻等串联而成的，有关欧姆表的使用和连接，正确的叙述是( ) A．测电阻前要使红黑表笔相接，调节调零电阻，使表头的指针指零 B．红表笔与表内电池的正极相接，黑表笔与表内电池的负极相连接 C．红表笔与表内电池负极相接，黑表笔与表内电池正极相接 D．测电阻时，表针偏转角度越大，待测电阻值越大

高中物理第3章从电表电路到集成电路3.4多用电表电路分析与设计学案沪科版选修3_1

3.4 多用电表电路分析与设计1．多用电表测电压电路多用电表表头是一个小量程电流表，一般微安电流表的内阻R g 为几百欧姆到几千欧姆，它的满偏电流I g (指针偏转到最大刻度时的电流)为几微安到几十微安。

由欧姆定律可知，它能承受的最大电压U g 仅为几毫伏到几十毫伏。

当把电流表改装为量程为U 的电压表时，应当串联一个电阻R ，该电阻起分压作用，因此叫分压电阻，U ＝U g ＋U R ，即 U ＝I g (R g ＋R )。

预习交流1两只完全相同的灵敏电流计改装成量程不同的电压表V 1、V 2，如将两表串联起来后去测某一线路的电压，则两只表( )。

A ．读数相同B ．指针偏转的角度相同C ．量程大的电压表读数大D ．量程大的电压表读数小答案：BC2．多用电表测电流电路当把电流表改装成量程为I 的电流表时，应当并联一个电阻，该电阻起分流作用，因此叫分流电阻，I ＝I g ＋I R ，即gg g IR I IR=+。

预习交流2表头改装成量程为I 的电流表后，指针满偏时流过表头的电流是否仍是I g ？用此电流表测量某电流时，若指针在满刻度的一半处，则读数是否为I g /2?答案：表头改装成电流表后，指针满偏时流过表头的电流仍是I g 。

将此改装表测量的电流读数应为I /2而非I g /2，因为此电流应是表头和并联电阻的总电流。

一、将表头改装成电压表(1)利用表头能够测量的最大电流和最大电压分别是多大？ (2)如何将表头改装成电压表？答案：(1)利用表头能够测量的最大电流是I g ，最大电压是U g ＝I g R g 。

(2)将表头改装成电压表①原理：表头G 的额定电压U g 较小，如果用于测电压，其量程太小，要想量度较大的电压，可以给电流表串联一个电阻R ，分担一部分电压，R 称为分压电阻，如图所示。

②分压电阻的计算由串联电路的特点得：g ggU UR R R =+，解得：R ＝(1)g g U R U -。

高中物理第3章从电表电路到集成电路 3.1 学会使用多用电表教案2 沪科版选修31

3.1 《学会使用多用电表》知识梳理一、实验目的1.了解多用电表的构造和原理;2.使用多用电表测电阻;3.探测黑箱内的电学元件.二、实验原理1.多用电表的构造及功能多用电表可以用来测电流、电压和电阻，又称万用电表，其表面结构如图7-3-55所示.图7-3-55其表面分为上、下两部分，上半部分为表盘，共有三条刻度线，最上面的刻度线的左端标有“∞”，右端标有“0”，是用于测电阻的，中间的刻度线是用于测直流电流和直流电压的，其刻度是分布均匀的，最下面一条刻度线左侧标有“V”是用于测交流电压的，其刻度是不均匀的.多用电表表面的下半部分为选择开关，周围标有测量功能的区域和量程.将多用电表的选择开关旋转到电流挡，多用电表就测量电流;当选择开关旋转到其他功能区域时，就可测量电压或电阻.多用电表表面还有一对正、负插孔.红表笔插“＋”插孔，黑表笔插“-”插孔，插孔上面的旋钮叫调零旋钮，用它可进行电阻调零.另外，在表盘和选择开关之间还有一个机械调零旋钮，用它可以进行机械调零，即旋转该调零螺丝，可使指针（在不接入电路中时）指在左端“0”刻线.2.多用电表是电流表、电压表和欧姆表的组合，测电流和电压的原理与电流表和电压表相同（1）直流电流挡:直流电流挡的几个挡位实际是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.（2）直流电压挡:直流电压挡的几个挡位实际是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.（3）测电阻的原理如图7-3-56所示.图7-3-56欧姆表是根据闭合电路欧姆定律制成的测量电阻的仪表，可直接读出电阻值，比用伏安法测电阻方便.调零时rR R EI g g ++=测量时xg R r R R EI +++=只要将对应R x 值的电流刻度I 改为阻值R x 即为欧姆表. 由于I 与R 成非线性关系，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.3.二极管的单向导电性二极管是用半导体材料制成的电子元件，它有两个引线，一根叫正极，另一根叫负极，二极管的表示符号是，当二极管的正极接高电势点、负极接低电势点，即加正向电压时，二极管电阻很小（与加反向电压比较），处于导通状态，相当于一个接通的开关;当给二极管加反向电压时，二极管的电阻无穷大，相当于一个断开的开关，这种特性叫二极管的单向导电性，已被广泛应用三、实验器材多用电表一只，干电池一节，电阻箱一个，定值电阻三个，黑箱一个，导线若干四、实验步骤1.用多用电表测电阻的步骤（1）调整定位螺丝，使指针指向电流的零刻度.（2）选择开关置于“Ω”挡的R ×1挡，短接红、黑表笔，调节欧姆调零旋钮，然后断开表笔，再使指针指到“0”欧姆位置.（3）将两表笔分别接触阻值为几十欧的定值电阻两端，读出指示的电阻值，然后断开表笔，再与标定值进行比较.（4）选择开关改置R ×100挡，重新进行欧姆调零.（5）再将两表笔分别接触标定值为几十千欧的电阻两端，读出指示的电阻值，然后断开表笔，与标定值进行比较.（6）测量完毕，将选择开关置于交流电压最高挡或OFF 挡 2.研究二极管的单向导电性（1）将二极管、小电珠、电键、直流电源按如图7-3-57甲所示电路连接起来，闭合电键S 后，小电珠正常发光.图7-3-57（2）将二极管、电键、小电珠等按如图7-3-57乙所示连接起来，闭合电键S 后，小电珠不发光.3.探测黑箱内电路，如图7-3-58所示.图7-3-58（1）操作程序作出初步判断后，再根据各接点间的测量值进行逻辑推理，判断黑箱内有哪些电学元件（电阻、电源、二极管等），最终确定元件的位置和连接方法.（2）操作步骤①机械调零:熟悉多用电表的表面结构，观察使用前指针是否指在刻度线左端0位置，若不指0，调整调零螺丝，使指针指0.②将多用电表选择开关旋转到直流电压挡，并置于500 V量程，用多用电表测量黑箱任意两个接线柱间的电压，若均无示数，说明箱内不含电源.③先选定欧姆挡的某一较小的挡，两表笔短接，进行调零.然后，用欧姆挡测A、B间正反向电阻.若两次所测阻值相等，则表明A、B间只含有电阻.若一次测量电阻值较小，另一次较大，说明A、B间有二极管，且测量阻值较小时，与黑表笔接触的那一端为二极管的正极.④用欧姆挡测B、C间正反接电阻.若两次所测阻值相等，则表明B、C间只含有电阻.若一次测量电阻值较小，另一次较大，说明B、C间有二极管，且测量阻值较小时，与黑表笔接触的那一端为二极管的正极.⑤根据前面所测结果，画出黑箱内电路.⑥使用完毕，将表笔从插孔中拔出，并将选择开关置于“OFF”挡或交流电压最高挡.五、使用欧姆挡进行测电阻时的注意事项1.为了提高测量的精度，在选择量程范围时，应尽可能使表针指示在满刻度的20%～80%弧长范围内，表针愈靠近刻度线的中点（即满刻度的1/2），测量的准确度愈高.例如，测量1 kΩ左右的电阻，应选择×100挡（这时表针指示在刻度线的中间位置，而不应选择×10或×1k挡（这时表针的指示远离中间位置）.2.每次变换电阻的挡位以后，都要重调欧姆零点，否则测量结果不准确.如果旋动“调零旋钮”已无法使表针到达“0”位，则说明表内电池电压不足，应打开电表背面的电池盒盖板，换上同规格的新电池（注意电池的极性）.3.测量电路中的电阻时，应先切断电源.如果待测电阻有并联支路存在，必须将待测电阻的一端脱开，然后再对它测量，否则电表的读数不是待测电阻的阻值，而是各支路电阻并联后的总阻值.如果电路中有大电容器存在，必须先将电容器放电完毕以后，才能进行测量.4.检查晶体管时，必须使用“×100”或“×1k”挡.不能使用“×1”或“×10 k”挡，因前者电流太大（100 mA左右），后者电压太高（9 V），都可能损坏晶体管.5.使用欧姆挡检查整流元件（晶体二极管）的正负极性时，必须注意到:万用电表内电池的“＋”极是与黑表笔（即表面的“-”插孔）相连的.因此电流是从黑表笔流出，经外接元件后再回到红表笔去.如果忽视这一点，就会引起判断上的错误.6.使用欧姆挡的间歇中，不要让两表笔短路，以免损耗电池.表针长时间偏转，对电表的保养也不利.7.测电阻时，待测电阻要与电源以及其他电阻断开，且不能用手接触表笔.8.用多用电表测黑箱时，一定要先用电压挡判断其内部有无电源，确认无电源后才能使用欧姆挡测量.9.使用完毕，将表笔从插孔中拔出，并将选择开关置于“OFF”挡或交流电压最高挡六、误差分析测量值偏大其主要原因可能是表笔与电阻两端接触欠紧而引入接触电阻，或者在连续测量过程中，表笔接触时间过长，引起电表内电池电动势下降，内阻增加.如果是高值电阻的测量值，则可能是人体电阻并入造成.欧姆表的刻度是按标准电池标出，当电池用旧了，电动势和内阻均发生变化，由此引起测量误差.交流与思考:使用欧姆挡，在选取量程时，为什么使指针指在中值电阻附近可提高测量准确度？提示:若指针偏转角度太大，由于读数太小而造成偶然误差增大;若指针偏转角度太小，由于刻度线太密集而使读数不准确，甚至无法读数.所以，只有指针指在中值电阻附近时才比较准确. 重难探究考点欧姆表（挡）原理（1）原理图:（如图7-3-59所示）图7-3-G 是电流表，内阻为R g ，满偏电流为I g .电池的电动势为E ，内阻为r .电阻R 为可变电阻，也叫调零电阻. （2）欧姆表原理:xg R r R R EI +++=，即I 与R x 一一对应.（3）特点: A.R x ＝0，此时rR R EI g g ++=，指针偏转最大.B.红、黑表笔不接触，I ＝0，指针不偏转，刻度值为∞.C.测电阻R x 时，xg R r R R EI +++=.由于I 和R x 之间不成正比，所以欧姆表刻度是不均匀的.D.测量时被测电阻要与原电路断开.交流与思考:欧姆表的中值电阻与内阻有何关系？由此解释为何每次欧姆表换挡都要调零. 提示:由中内内R R EI R E I g g +==2,，解得R 内=R 中，即中值电阻等于欧姆表的内阻. 若换用不同的挡时，其中值电阻都是不同的，欧姆表对应的内阻也不相同.因此，在不同的挡位时，只有重新调零才能使指针指在满偏位置.【探究】如图7-3-60所示为欧姆表的原理示意图，其中电流表的满偏电流为300 μA ，内阻R g ＝100 Ω，调零电阻最大阻值R ＝50 k Ω，串联的固定电阻R 0＝50 Ω，电池电动势E ＝1.5 V ，用它测量电阻R x 能准确测量的阻值范围是_________________.图7-3-A.30 k Ω～80 k ΩB.3 k Ω～8 k ΩC.300 k Ω～800 k ΩD.3 000 k Ω～8 000 k Ω解析:当红、黑表笔短接时，根据0R R R r E I g +++=得Ω==+++k 50IER R R r g当指针指在中间时，被测电阻为R x ，则R x =R +R g +R +R 0=5 k Ω使用欧姆挡读数时，指针偏转范围为中中R R 5~5中，即1 k Ω～25 k Ω，所以，选项B 正确. 答案:B 典例精析1.多用电表的应用【例1】一学生用多用电表测电阻，他在实验中有违反使用规则之处.他的主要实验步骤如下:（1）选择开关扳到欧姆挡“×1 k”上（2）把表笔插入测试笔插孔中，先把两根表笔相接触，旋转调零旋钮，使指针指在电阻刻度的零位上;（3）把两根表笔分别与某一待测电阻的两端相接，发现这时指针几乎满偏; （4）换用“×100”的欧姆挡，发现这时指针的偏转适中，随即记下欧姆数值; （5）把表笔从测试笔插孔中拔出后，就把多用表放回桌上原处，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.这个学生在实验中违反了哪一条或哪一些重要的使用规则？答:____________________________________________________________. 解析:使用欧姆表要注意的地方比较多.使用前要经过调整（机械调零，选择量程后要电阻调零），使用后要复位（拔出表笔，选择开关应置于“OFF”挡或交流高压挡），使用过程中换挡后要重新调零……这些往往都是考查的重点.答案:该题中不符合操作规则的是:换到合适的量程后，要重新调整调零旋钮;使用后不能把选择开关置于欧姆挡.点评:注重多用电表测电阻的原理、实际操作和探索意识，是提高学生实验能力、适应高考要求的有效学习策略. 巩固与拓展多用电表表头的示意图如图7-3-61所示.图7-3-61在正确操作的情况下:（1）若选择开关的位置如灰箭头所示，则测量的物理量是________，测量结果为________. （2）若选择开关的位置如白箭头所示，则测量的物理量是________，测量结果为________. （3）若选择开关的位置如黑箭头所示，则测量的物理量是________，测量结果为________. （4）若选择开关的位置如黑箭头所示，正确操作后发现指针的偏转角很小，那么接下来的正确操作步骤应该依次为:________________________________;________________________________;________________________________.（5）全部测量结束后，应将选择开关拨到________或者________.（6）无论用多用电表进行何种测量（限于直流），电流都应该从________色表笔经________插孔流入电表.答案:（1）直流电压 1.20 V（2）直流电流47 mA（3）电阻17 kΩ（4）换用×1 kΩ倍率，重新调零将红黑表笔分别接触被测电阻的两根引线，读出指针所指刻度再乘以倍率得测量值（5）OFF 交流电压500 V挡位置（6）红正2.使用多用电表探索黑箱内的电学元件【例2】如图7-3-62所示，已知黑箱外有A、B、C三只接线柱，黑箱内有一只定值电阻和一个二极管，它们的两端都直接接在接线柱上.用多用电表依次测三只接线柱间的阻值，结果如下表所示.请判定黑箱内的结构.思路点拨:电阻的正反向电阻相同，二极管的正反向电阻不同，且差距很大.欧姆表的黑表笔接内部电源的正极，红表笔接内部电源的负极.解析:定值电阻阻值与电流方向无关.二极管有单向导电性，其电阻与电流方向有关:其正向电阻较小，反向电阻很大.电流方向总是从红表笔流入多用电表，因此一定是从黑表笔流入被测电路的.A、B间电阻与电流方向无关，因此一定是定值电阻;B、C间电阻与电流方向有关，且阻值较小，说明二极管一定直接接在B、C间且C为正极.答案:黑箱内结构如图7-3-63所示.图7-3-63点评:电学黑箱是指内部要素和结构尚不清楚的系统，其研究方法是用多用电表进行探索和推理，从而发现内部电学元件的连接关系.这类问题解题方法是:（1）根据黑箱的输入、输出信息，用多用电表进行探测和推理;（2）猜想黑箱内与题给条件相容的结构模型;（3）分析、验证是否满足题目有关条件，同时注意是否有多解.。

高中物理第3章从电表电路到集成电路 3.4 多用电表电路分析与设计教案2 沪科版选修3-1-沪科

3.4多用电表电路分析与设计一、教材分析“多用电表〞是人教版高中物理选修3-1第二章第八节的内容，它是电流表、电压表改装学完后，研究欧姆表的改装问题，又是闭合电路欧姆定律的深化和实际应用，学生通过本节课的学习，既能巩固电学问题的分析思路，加深对闭合电路欧姆定律的理解，激发学生的学习兴趣，培养学生合作、探究、交流能力，具有很重要的实际意义。

二、教学目标1、知识目标(1)知道常用的电压表和电流表都是由小量程的电流表G(表头)改装而成的，了解电流表(表头)的原理，知道什么是电流表满偏电流和满偏电压；(2)理解表头改装成常用电压表和电流表的原理，会用万用表测量电路元件上的电压、电流、电阻等电学量；(3)会用多用表判断二极管的质量和极性等；(4) 会用多用表查找电路故障。

2、过程与方法(1)通过多用电表原理的分析过程，认识物理学分析、研究实际问题的方法；；(2)经历学会使用多用电表的探究过程，认识科学探究的意义，认识物理实验在物理学发展过程中的作用。

3、情感态度与价值观通过本节课的教学活动，要培养学生的应用意识，培养学生尊重客观事实、理论联系实际、实事求是的科学态度和人生观。

引导学生关心实际问题，获得成功的喜悦，立志于把所学物理知识应用到实际中去。

还要引导学生养成良好的生活习惯，爱护器材，节约能源。

三、教学重点难点重点：(1)将表头G改装成大量程电压表和电流表的原理，理解改装后电压表和电流表的量程的物理意义；(2)学会使用多用电表。

难点：(1)理解改装后电压表和电流表的量程的物理意义；(2)量程的选择。

〔3〕欧姆表刻度的确定四、学情分析1．知识基础分析：①掌握了闭合电路欧姆定律，并已熟练掌握了电路串并联的规律，会利用该定律列式求解相关问题。

②掌握了电流表改装成大量程电流表和电压表的原理和刻度方法。

2．学习能力分析：①学生的观察、分析能力不断提高，能够初步地、独立发现事物内在联系和一般规律的能力。

②具有初步的概括归纳总结能力、逻辑推力能力、综合分析能力。

高中物理第3章从电表电路到集成电路3_4多用电表电路分析与设计学业分层测评沪科版选修3-1

精选教学设计多用电表电路剖析与设计(建议用时： 45 分钟 )[ 学业达标 ]1． (多项选择 )以下对于电流表与电压表的说法中，正确的选项是()A．都是电流表G 与电阻并联改装而成的B．都是电流表G 与电阻串连改装而成的C．它们自己都有内阻，不过电流表的内阻一般很小，而电压表的内阻一般很大D．电流表的内阻一定比用来改装的电流表G 的内阻小，而电压表的内阻一定比用来改装的电流表G 的内阻大【分析】把电流表G 改装成量程较大的电流表时，是给电流表G 并联一个分流电阻，而把电流表G 改装成电压表时，是给电流表G 串连一个分压电阻，故 A 、 B 选项错误．由于串连总电阻大于每一个电阻，并联总电阻小于每个电阻，故C、D 选项正确．【答案】CD2． (多项选择)(2016·塔城高二检)测图如3-4-9所示，甲、乙两个电路，都是由一个敏捷电流表 G 和一个变阻器R 构成，以下说法正确的选项是()甲乙图 3-4-9A．甲表是电流表，R 增大时量程增大B．甲表是电流表，R 增大时量程减小C．乙表是电压表，R 增大时量程增大D．乙表是电压表，R 增大时量程减小【分析】由电流表原理可知甲为电流表，且R 增大时，干路电流减小，量程减小， B 正确．乙为电压表且R 越大，量程U＝ I g(R g＋ R)越大，C正确．【答案】BC3．把一只量程为10 mA 、内阻为 100 欧的电流表改装成一只量程为10 V 的电压表，则应当给这只电流表()A．串连一个阻值为900 欧的电阻B．串连一个阻值为100 欧的电阻C．并联一个阻值为900 欧的电阻D．并联一个阻值为100 欧的电阻【分析】串连电阻 R＝10 V/10 mA－100Ω＝900Ω.【答案】 A4．一个电流表的刻度盘的每 1 小格代表1μ A，内阻为R g.假如把它改装成量程较大的电流表，刻度盘的每一小格代表nμA，则()【导学号： 37930037】A．给它串连一个电阻，阻值为nR gB．给它串连一个电阻，阻值为(n－1) R gR gC．给它并联一个电阻，阻值为nR gD．给它并联一个电阻，阻值为n－1n 倍，故应并联分流电阻R＝1【分析】电流表的量程变成本来的R g.选项D正确．n －1 【答案】 D5．如图 3-4-10 所示，将一个电流计G 和一个电阻串连能够改装成电压表，将一个电流计 G 和一个电阻并联能够改装成电流表，要使它们的量程增大，R 、R 应怎样变化()1 2图 3-4-10A．R1增大，R2增大B．R1减小，R2减小C．R 增大， R 减小D．R减小，R增大1 2 1 2【分析】电流计改装为电压表应串连一个电阻，改装为电流表应并联一个电阻，电压表量程为 U＝ I g(R g＋R1)，电流表量程为I g R g，故应增大 R1，减小 R2. I＝ I g＋R2【答案】 C6．一电流表的满偏电流I g＝1 mA ，内阻为 200 Ω . 要把它改装成一个量程为 0.5 A 的电流表，则应在电流表上 ( )A．并联一个200Ω的电阻B．并联一个Ω的电阻C．串连一个Ω的电阻D．串连一个200Ω的电阻由 I g R＝(I－ I g)r 并得 r 并＝I g R 0.001 × 200【分析】＝Ω≈ 0.4 ΩB，对．I－ I g 0.5 －【答案】 B7 ． (多项选择 )两只完整同样的敏捷电流表改装成量程不一样的电压表和，若将改装后的两表串连起往来测某一电路的电压，则两表()【导学号： 37930038】A．读数同样B．指针偏转角度同样C．量程大的电压表读数大D．量程大的电压表读数小【分析】因为两个电压表是用同样的电流表改装的，当两个电压表串连使用时，经过两表的电流是同样的，因此表头指针偏转的角度是同样的，刻度盘上的示数表示的是电压表两头的电压，因此其示数是不一样的．【答案】BC8．某电流表串连一个9.5 kΩ的电阻后，可丈量的最大电压是10 V ．假如给它串连一个 49.5 kΩ的电阻，可丈量的最大电压是50 V ．求电流表的内阻R g和满偏电流I g.【分析】10 V 量程时： 10 ＝I g (9 500 ＋R g )；50 V 量程时： 50 ＝I g (49 500 ＋R g)，联立得 R g＝0.5 kΩI，g＝1 mA.【答案】0.5 kΩ1 mA[ 能力提高 ]9．一电流表 (表头 )并联一个分流电阻后就改装成一个大批程的电流表，当把它和标准电流表串连后去测某电路中的电流时，发现标准电流表读数为 1 A ，而改装电流表的读数为1.1 A ，略微偏大一些，为了使它的读数正确，应()A．在原分流电阻上再并联一个较大的电阻B．在原分流电阻上再串连一个较小的电阻C．在原分流电阻上再串连一个较大的电阻D．在原分流电阻上再并联一个较小的电阻【分析】改装电流表示数偏大，说明改装成电流表时并联的分流电阻偏大．故要使内阻略微变小一些，需要在原分流电阻上再并联一个较大的电阻，故 A 正确．【答案】 A10 ． (2013·全国卷Ⅱ)某同学用量程为1 mA 、内阻为120 Ω的表头按图3-4-11甲所示电路改装成量程分别为 1 V 和 1 A 的多用电表．图中R1和 R2为定值电阻，S为开关．回答以下问题：甲乙图 3-4-11(1)依据图甲所示的电路，在图乙所示的实物图上连线．(2) 开关 S 闭合时，多用电表用于丈量________(选填“电流”“电压”或“电阻”) ；开关 S 断开时，多用电表用于丈量________选(填“电流”“电压”或“电阻”) ．【分析】(1) 实物图上连线要依据先串后并的原则，连线如下图．(2) 开关 S 闭合时，并联了一个支路，多用电表用于丈量较大的电流，开关S 断开时，串连电阻 R2起分压作用，多用电表用于丈量较大的电压．【答案】看法析11. 如图 3-4-12所示，有一个表头G，满偏电流为I g＝1 mA，内阻 R g＝100Ω，用它改装为有 5 V 和 50 V 两种量程的电压表，求R1、 R2的阻值各为多大？图 3-4-12【分析】当公共端与 5 V 端接入被测电路时，量程为U1＝5 V，当公共端与50V 端接入被测电路时，量程为U2＝50 V.由串连电路的电压分派关系可知：U1 5－ 100)1 ＝－g ＝( －3 ΩR I R 1 ×10g＝ 4900 Ω＝ 4.9 k ΩR ＝U2 50 Ω－R ＝( －3－ 100)2 I g 1× 10g＝ 49 900 Ω＝ 49.9 k Ω.【答案】 4.9 k Ω49.9 k Ω12 ．某电流表内阻R g为200 Ω，满偏电流 I g为2 mA，如图3-4-13 甲、乙改装成量程为 0.1 A 和 1 A 的两个量程的电流表，试求：甲乙图 3-4-13(1)图甲中， R1和 R2各为多少？(2)图乙中， R3和 R4各为多少？(3)从安全角度剖析，哪一种改装方法较好？【分析】(1) 按图甲接法，由并联电路中电流跟电阻成反比，可得I g 2 ×－310R1＝R g＝－3× 200 Ω＝0.1 －I g0.1 － 2 × 104．08 ΩI － 32× 10g R ＝－3× 200 Ω＝Ω.R ＝2 g1 －I g 1－ 2× 10(2) 按图乙接法，量程为 1 A 时，R和R g串连后与R并联；量程为0.1A 时，R和R4 3 34 串连后与 R g并联，分别得I g( R g＋R4)＝(1－ I g)R3I g R g＝－ I g)(R3＋ R4)解得 R3＝ΩR，4＝Ω.(3)乙图接法较好．甲图中，若开关S 接触不良而没有接通，或换量程的过程中，电流将所有流经表头，可能把表头烧坏．【答案】ΩΩ Ω3． 67Ω (3)看法析。

沪教版高中物理选修3-1第三章从电表电路到集成电路 3.4多表电表电路分析与使用(共13张PPT)

2.多用电表是怎样将这个表头改装为0-5V的电压表去测电压的？
?
把n=U/Ug叫做电压量程的放大倍数
RV=Rg+R
练习1：已知电流表G的量程为50μA，内阻
为2000Ω，改装为量程为10V的电压表，应
串联一个R1= 198000Ω的电阻，改装为50V
的电压表应串联R2= 998000Ω的电阻.
若改装为双量程电流表，画出电路图，标明阻值。
改装电压表改装电流表
电路图
R的作用
R的计算
改装后电表电阻
分压
U＝Ig(R＋Rg)
R＝IUg－Rg
RV Rg R
分流
RA
Rg R Rg R
能力提升： 4、有两个量程的电压表，当使用a、b两个端点时，
量程为10V，当使用a 、 c 两个端点时，量程为 100V。已知表头内阻为Rg=500Ω，满偏电流为 Ig=1mA，求电阻R1、R2的值。
mA
2、三个主要参数 • 内阻Rg—电流计本身的电阻
（几百欧到几千欧）
• 满偏电流 Ig—指针偏到最大刻度
时的电流
• 满偏电压Ug —电流计通过满偏电流时,加在它两端的电压
U g I g Rg
3、电路图符号：
G
讨论与思考：
1. 有一个多用电流表头G，内阻Rg=1000Ω，满偏电流 Ig=50uA。表头两端允许加的最大电压是多少？
3.4 多用电表电路分析与设计
复习：
串联电路
I R1
R2
U1
U2
U
并联电路
I1 R1
I
I2 R2
U
串联电路中电阻起分压作用并联电路中电阻起分流作用
多用电表既能测电压，又能测电流，还能测电阻，而且具有多个量程，它是怎样实现这些功能的？

高中物理第三章从电表电路到集成电路 3.4 多用电表电路分析与设计素材2 沪科版选修31

3.4 多用电表电路分析与设计
大家知道，用电流表可以直接测电流，用电压表可以直接测电压．虽然“伏安法”可以测电阻，但需要的仪器很多、操作很麻烦，给科学实验、生产实践带来许多不便！有没有一个仪器直接可以测出电阻呢？这就是今天我们要学习的内容．．
有两只完全相同的电流表，分别改制成一只电流表和一只电压表，一位同学在做实验时误将这两只表(电流表和电压表)串联起来连接在电路中，则两只表上的指针可能出现下列哪些现象 ( )
A．两表指针的偏角相同
B．两表的指针都不偏转
C．电压表的指针有偏转，电流表的指针几乎不偏转
D．电流表的指针有偏转，电压表的指针几乎不偏转
答案：C
1．“调零”原理
当红、黑表笔短接时(图4－2－4甲)，相当于被测电阻Rx＝0，调节R的阻值，使E/(r＋Rg ＋R)＝Ig，则表头的指针指到满刻度，所以刻度盘上指针指在电流满偏处，定为电阻刻度的零点．因此，欧姆表的零刻度在表盘右端，r＋Rg＋R是欧姆表的内阻．
当红、黑表笔断开时(图4－2－4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电阻刻度的“∞”点．。

高中物理第3章从电表电路到集成电路3.4多用电表电路分析与设计学案选修

3.4 多用电表电路分析与设计[先填空]1．多用电表的表头2．电路设计(1)电阻组成：由表头和分压电阻组成．图341(2)分压电阻的确定：根据串联电路的特点U＝U g＋U R，即U＝I g(R g＋R)可得R＝UI g－R g.[再判断]1．多用电表测电压的电路就是表头和适当的电阻并联．(×) 2．多用电表表头串联的电阻越大，电压表的量程越大．(√) 3．分压电阻的阻值等于电压表的量程与满偏电流的比值．(×)[后思考]电流计是根据可动线圈的偏转量来测量微弱电流或电流函数的仪器，如图342所示．电流计可以用来测电压吗？测量电压时，为什么要进行改装？图342【提示】若知道了电流计的内阻R g ，由U ＝IR g 知，其两端电压与电流成正比，故可用来测电压，但量程较小(U g ＝I g R g )，一般不用来测电压．要测较大的电压，必须增大电流计的内阻，所以要给电流计串联分压电阻．[合作探讨]探讨1：多用电表中测电压的电路主要由什么元件组成？【提示】由表头和分压电阻组成．探讨2：如果分压电阻是表头电阻的n 倍，则可以将电表测电压的量程扩大到原来的多少倍？【提示】扩大到n ＋1倍． [核心点击] 1.电路原理如果给小量程电流表串联一个分压电阻，就可以用来量度较大的电压．因此电压表就是一个串联了分压电阻的电流表，如图343所示．图3432．分压电阻的计算由串联电路的特点U ＝I g R g ＋I g R 解得：R ＝UI g －R g ＝(U U g－1)R g .若电压表扩大量程的倍数n ＝U U g，则R ＝(n －1)R g . 3．规律总结电压表的内阻R V＝UI g＝R g＋R，电压表量程越大，其分压电阻越大，电压表内阻R V越大．通常不做特别说明，都认为电压表内阻无穷大．1．电流表的内阻是R g＝200 Ω，满刻度电流值是I g＝500 μA，现欲把这电流表改装成量程为3.0 V的电压表，正确的方法是( )A．应串联一个1 800 Ω的电阻B．应并联一个0.1 Ω的电阻C．应串联一个5 800 Ω的电阻D．应并联一个1 800 Ω的电阻【解析】把电流表改装成3 V的电压表需要串联分压电阻，分压电阻阻值为：R＝UI g －R g＝3500×10－6Ω－200 Ω＝5800 Ω.【答案】 C2．如图344所示为一双量程电压表的示意图．已知电流表G的量程为0～100 μA，内阻为600 Ω，则图中串联的分压电阻R1＝________ Ω，R2＝________ Ω.图344【解析】【答案】 4.94×104 1.0×1053．有一个电流计G，内电阻R g＝10 Ω，满偏电流I g＝3 mA.要把它改装成量程为0～3 V 的电压表，应该串联一个多大的电阻？改装后电压表的内电阻是多大？【解析】电流计的满偏电压为：U g＝I g R g＝3×10－3×10 V＝0.03 V串联电阻需承担的电压为：U ′＝U －U g ＝3 V －0.03 V ＝2.97 V串联电阻的阻值：R ＝U ′I g ＝ 2.973×10－3Ω＝990 Ω改装后的内阻为：R V ＝R ＋R g ＝1 000 Ω.【答案】 990 Ω 1 000 Ω[先填空]1．原理和电路组成当把电流表表头改装成量程为I 的电流表时，应当并联一个电阻，该电阻起分流作用，因此叫分流电阻，I ＝I g ＋I R ，即I ＝I g ＋I g R gR.图3452．分流电阻的计算R ＝I g R gI －I g. [再判断]1．多用电表测电流的电路表头应和适当的电阻并联．(√)2．若将分流电阻并联在电流表两端改装成电流表后，分流电阻和电流表两端的电压相等．(√)3．多用电表的电流表分流电阻上的电流和表头上的电流相等．(×) [后思考]1．多用电表测电压的电路和测电流的电路有什么不同？【提示】测电压的电路是将表头和分压电阻串联，测电流的电路是将表头和分流电阻并联．2．分压电阻和分流电阻阻值的大小有什么特点？【提示】分压电阻阻值一般较大，分流电阻阻值一般很小．[合作探讨]如图346所示为一个满偏电流为3 mA，电阻为100 Ω的表头．图346探讨1：现在欲用它作为电压表测量3 V的电压，能直接测量吗？若不能，应采取什么措施？【提示】不能．因表头的满偏电压U g＝I g R g＝0.3 V，不能直接测量3 V的电压，应给表头串联一个为2700 Ω的分压电阻．探讨2：现在欲用它作为电流表测量6 mA的电流，应采取什么措施？【提示】应并联一个阻值为100 Ω的电阻．[核心点击]电表的改装问题，实际上是串、并联电路中电流、电压的计算问题，具体分析见表：压表4．(多选)如图347所示为一能够测电流和电压的两用电表，以下说法正确的是( )图347A ．若开关S 1和S 2都闭合，它是一个电压表B ．若开关S 1和S 2都闭合，它是一个电流表C ．若开关S 1和S 2都断开，它是一个电流表D ．若开关S 1和S 2都断开，它是一个电压表【解析】当S 1、S 2都闭合时，R 1被短路，R 2和表头并联，为电流表电路，A 错误，B 正确．当S 1、S 2都断开时，R 2被断路，表头和R 1串联，为电压表电路，C 错误，D 正确．【答案】 BD5.一量程为0.6 A 的电流表，其刻度盘如图348所示，若此电流表的两端并联一个电阻，其阻值等于该电流表内阻，使其成为一个新的电流表，则新电流表的量程为________，用新电流表去测电流时，指针如图所示．电路中的电流为________．图348【解析】并联电阻等于电流表的内阻，当电流表满偏时，通过并联电阻的电流也是0.6 A ，故整个并联电路的总电流为1.2 A ，即为新电流表的量程．指针的示数为1.00 A.【答案】 1.2 A 1.00 A6．有一个电流计G ，内电阻R g ＝10 Ω，满偏电流I g ＝3 mA.要把它改装成量程为0～3 A 的电流表，应该并联一个多大的电阻？改装后电流表的内阻是多大？【解析】法一：电流计两端的电压为：U g ＝I g R g ＝3×10－3 A×10 Ω＝0.03 V分流电阻分担的电流为：I R ＝I －I g ＝3 A －3×10－3 A ＝2.997 A由欧姆定律得分流电阻的阻值为：R ＝U g I R ＝0.03 V 2.997 A≈0.01 Ω并联后的总电阻为：R A ＝I g R gI＝0.01 Ω. 法二：电流表的扩大倍数为n ＝3 A3 mA ＝1 000需并联的电阻为R ＝R gn －1＝0.01 Ω改装后电流表的内阻为R A ＝I g R gI＝0.01 Ω. 【答案】 0.01 Ω 0.01 Ω电表改装问题的三点提醒(1)无论表头G改装成电压表还是电流表，它的三个特征量U g、I g、R g是不变的，即通过表头的最大电流I g并不改变．(2)电表改装的问题实际上是串、并联电路中电流、电压的计算问题，只要把表头G看成一个电阻R g即可，切记通过表头的满偏电流I g是不变的．(3)改装后的电压表的表盘上显示的是表头和分压电阻两端的总电压，改装后的电流表表盘上显示的是通过表头和分流电阻的总电流．。

2019-2020学年高中物理沪科版选修3-1学案：第3章从电表电路到集成电路本章优化总结 Word版含答案

本章优化总结实际电表对电路的影响1.一般来说，电压表内阻很大，电流表内阻很小，在通常情况下，如无特别说明，一般都认为电压表内阻无穷大，电流表内阻为零，即认为是理想电压表、电流表.忽略它们接入时对电路的影响.2.实际电表中，电压表内阻虽大，但不是无穷大，电流表内阻虽小但不是零.它们接入电路时，对原电路有一定影响，有时影响很大.3.当实际电表对电路的影响不可忽略时，电压表、电流表可分别看做能显示电压值或电流值的特殊电阻.如图所示，已知R 1＝3 k Ω，R 2＝6 k Ω，电压表的内阻为9 k Ω，当电压表接在R 1两端时，读数为2 V ；而当电压表接在R 2两端时读数为3.6 V ，求AB 间的电压和电阻R 的阻值.[解析] 由已知条件得电压表内阻与R 1、R 2的阻值相差不大，电压表的内阻不可忽略. 当电压表接在R 1两端时有：U ＝U 1＋I (R 2＋R )I ＝U 1R 1＋U 1R V ＝⎝⎛⎭⎫23＋29 mA ＝89mA 当电压表接在R 2两端时有：U ＝U 2＋I ′(R 1＋R )I ′＝U 2R 2＋U 2R V ＝⎝⎛⎭⎫3.66＋3.69 mA ＝1 mA 联立解得AB 间电压U ＝13.2 V ，电阻R ＝6.6 k Ω[答案] 13.2 V 6.6 k Ω滑动变阻器两种接法的分析1.限流式接法：如图甲所示，电路中变阻器起限流作用，负载R L 上的电压可调范围R L R L ＋R 0U～U.2.分压式接法：如图乙所示，电路中变阻器起分压作用，滑片自A端向B端滑动时，负载上电压的范围为0～U.3.接法选择一般情况限流接法与分压接法均可，但是下列三种情况必须用分压接法：(1)要求回路中某部分电路电流或电压实现从零开始可连续调节时(如测定导体的伏安特性、校对改装后的电表等电路)即大范围内测量时，必须采用分压接法.(2)当用电器的电阻R L远大于滑动变阻器的最大值R0，且实验要求的电压变化范围较大(或要求测量多组数据)时，必须采用分压接法.因为按图乙连接时，因R L≫R0＞R AP，所以R L与R AP的并联值R并≈R AP，而整个电路的总阻值约为R0，那么R L两端电压U L＝IR并≈UR0·R AP，显然U L∝R AP，且R AP越小，这种线性关系越好，电表的变化越平稳均匀，越便于观察和操作.(3)若采用限流接法，电路中实际电压(或电流)的最小值仍超过R L的额定值时，即限流接法不能保证电路安全时，只能采用分压接法.一滑动变阻器R1与三个开关S1、S2、S3和一个负载电阻R2组合成如图所示电路，分别指出当开关处于下述三种状况下，变阻器对负载电阻R2的控制作用是什么？并指出使用中的注意问题.(1)S1、S3均断开，而S2接通时；(2)S3断开，而S1、S2均接通时；(3)S1、S2、S3均接通时.[解析](1)当S1、S3断开，S2接通时电路结构如图甲所示，R1和R2为“串联限流”作用，变阻器R1的起始电阻应最大，这样将会对R2起保护作用.(2)当S3断开，S1、S2接通后，电路结构如图乙所示，变阻器R1对负载电阻R2起“并联分压”作用，此时变阻器的接法必须用三个接触点.只有当R1下半部分的起始电阻较小时，才能对负载R2起保护作用.加在R2上的电压随P的上下移动而改变，向上移动U2变大，反之U2变小.(3)当S1、S2、S3均接通时，电路结构如图丙所示，设电路中的总电压保持不变，使用时R1连入电路电阻应大些，切忌R1短路，以免烧毁电源.[答案]见解析。

2022学年高中物理第3章从电表电路到集成电路4多用电表电路分析与设计课件沪科版选修

9×104 Ω
=
10-0.5
-3
1×10
Ω=9 500 Ω;同理
探究二
当堂检测
(2)原电流表的满偏电流 Ig<I,要将其改装成大量程电流表,应给其并

g
联一个适当的分流电阻,如图乙所示,由并联分流原理有 = ,即
g

-g
g
g
=

解得 Rx=
g
-g
Rg=
1
×1
10-1
1
kΩ=9 kΩ。
乙
答案:见解析
探究一
探究二
当堂检测
变式训练1 如图所示是一个电流表、电压表两用的电路,电流表G
阻R1与电流表G并联,R1起分流作用,可作为大量程电流表使用。
根据并联电路的特点有(I-Ig)R1=IgRg
电流表的量程为
g (g +1 )
1
I=
=
0.000 1×(1 000+0.1)
0.1
A≈1 A。
(2)当开关合到c、d上时,电路变成图乙所示的电路,此时电阻R2与
电流表G串联,R2起分压作用,所以电流表G改装成电压表。根据串
微安。
(3)满偏电压Ug:电流表所能测量的最大电压值,一般为几毫伏到几
十毫伏。
(4)三个参数Rg、Ig、Ug的关系:Ug=IgRg。
2.测电压电路
(1)改装电路
(2)改装原理:串联电路的分压原理。

(3)分压电阻大小:U=UR+Ug=IgR+IgRg 得 R= -Rg。
g
二、多用电表测电流电路
当堂检测
1.(多选)关于电流表改装电压表,下列说法中正确的是(

高中物理第三章从电表电路到集成电路 3.4 多用电表电路分析与设计素材1 沪科版选修3-1

3.4 多用电表电路分析与设计
一、多用电表的功能及构造
1．功能：多用电表也叫“万用表”，是一种集测量交流与直流_电压___、____电流___和_电阻____等功能于一体的测量仪器，它具有用途多、_量程广_____、____使用方便_____等特点．
2．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_串联___组成测直流电压的电路，与电阻__并联__组成测直流电流的电路，实质上是利用了电阻的__分压__和__分流__原理．
二、多用电表电阻挡原理
1．多用电表测量电阻的设计原理是_闭合电路欧姆定律_____，如图4－2－1所示，其中R为可变电阻称为_调零___电阻．
2．当红、黑表笔直接接触时，被测电阻Rx＝0，调节R值使电流计的指针达到满偏，
即Ig＝
E
R＋R
g
＋r
，
所以电流表满刻度处为电阻的__零点___，如图4－2－2甲．
3．当红、黑表笔断开时，相当于被测电阻Rx＝∞__.电流表指针指零，所以电流表零刻度处是电阻的“_∞___”位置．如图乙．
4．当红、黑表笔间接入某一电阻R
x 时，电流表中的电流I＝
E
R＋R
g
＋r＋R
x
，因调零
后R＋R
g ＋r保持不变，所以R
x
与I一一对应．若在电流表刻度盘上直接标出与I相
对应的R
x 值，就可以从刻度盘上直接读出R
x
值了．如图4－2－2丙．。

2019高中物理第三章从电表电路到集成电路 3.4 多用电表电路分析与设计练习(含解析)沪科选修3-1

多用电表电路分析与设计一、选择题（一）1.(多选)关于电压表,以下说法中正确的是()A.电压表与电流表有本质的不同B.由于电压表可视为一个电阻,所以对于流经电流表的不同电流,电流表两端有不同的电压值C.把电流表改装成电压表时,电压表量程越大,其内阻越大D.当用电压表测某电路两端的电压时,测量值总是大于真实值解析:电压表是由电流表串联上分压电阻而改装的,通过流经电流表的电流显示电压,选项A错误,选项B正确。

改装的电压表量程越大,所串联的分压电阻越大,所以选项C正确。

把电压表并联在某电路两端测电压时,由于电压表内阻不是无限大,导致测量值总小于真实值,故选项D错误。

答案:BC2.(多选)两个电压表V1和V2是由完全相同的电流表改装成的,V1的量程是5 V,V2的量程是15 V。

为了测量15 V~20 V的电压,拟将两电压表串联使用,这种情况下()A.两个电压表的读数相等B.两个电压表的指针偏转角度相等C.两个电压表的读数等于两电压表的内阻之比D.两个电压表指针偏转角度之比等于两电压表内阻之比解析:改装电压表时,需串联一个分压电阻,其阻值为R=(n-1)R g,用同样的表头改装成量程不同的电压表,量程越大,改装倍数n越大,需要的分压电阻越大,改装后电压表的内阻也将越大,故R1<R2,当两电压表串联时,根据串联电路中的分压原理,应有U1∶U2=R1∶R2,即内阻大的分压大,选项A错误,选项C正确。

两表的偏角取决于过表头的电流,将两电压表串联后的原理图如图:可见,两个表头也是串联关系,通过的电流应相同,故偏角相同,选项B正确,选项D错误。

答案:BC3.有一个电压表,它的内阻是100 Ω,量程为0.2 V,现要改装成量程为10 A的电流表,电压表上应()A.并联0.002 Ω的电阻B.并联0.02 Ω的电阻C.并联50 Ω的电阻D.串联4 900 Ω的电阻解析:改装前电压表的满偏电流为I g=U gU g =0.2100A=2×10-3A由电流表的改装原理可知需再并联一个电阻R x=U gU-U g =0.210-2×10-3Ω≈0.02Ω。

2019-2020年高中物理第3章从电表电路到集成电路3.4多用电表电路分析与设计学案沪科版选修

高中物理 第3章 从电表电路到集成电路 3.4 多用电表电路分析与设计教案1 沪科版选修3-1

2019_2020高中物理第3章从电表电路到集成电路3.1学习使用多用电表素材沪科版选修3_1

高中物理第3章从电表电路到集成电路1学习使用多用电表沪科31沪科3

高中物理第3章从电表电路到集成电路3.4多用电表电路分析与设计学案沪科版选修3_1

高中物理 第3章 从电表电路到集成电路 3.1 学会使用多用电表教案2 沪科版选修31

高中物理 第3章 从电表电路到集成电路 3.4 多用电表电路分析与设计教案2 沪科版选修3-1-沪科

高中物理第3章从电表电路到集成电路3_4多用电表电路分析与设计学业分层测评沪科版选修3-1

沪教版高中物理选修3-1第三章 从电表电路到集成电路 3.4多表电表电路分析与使用(共13张PPT)

高中物理 第三章 从电表电路到集成电路 3.4 多用电表电路分析与设计素材2 沪科版选修31