高中物理第2章电路第4节认识多用电表教案粤教版选修3_1.doc

第四节认识多用电表

[学习目标] 1.[物理观念]了解欧姆表的结构和刻度特点，理解欧姆表测电阻的原理．(重点) 2.[科学探究]学会使用欧姆表测电阻．(重点) 3.[科学思维]理解并掌握多用电表的工作原理．(重点、难点) 4.[科学探究]掌握使用多用电表测电压、电流及判断二极管的质量和极性，会用其探索简单黑箱中的电学元件及连接方式．(重点、难点)

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、黑测量表笔等组成．2．内部电路：(如图所示)

转换开关功能量程比较

接入1或2电流表接1端量程大

接入3或4电压表R3

测直流电流和直流电压的原理就是电路的分流和分压原理．

4．测电阻原理

(1)多用电表测量电阻的原理电路如图所示，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R x＝0，调节R值使电流计的指针达到满偏，即

I g＝E/(r＋R g＋R)，所以电流表满偏刻度处为电阻的零刻度线．

(3)当红、黑表笔不接触时，相当于被测电阻R x＝∞．电流表指针指零，所以电流表零刻度处是电阻的“∞”位置．

(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．

二、多用电表的使用

1．使用多用电表测量电压

(1)选择直流电压挡合适的量程．

(2)将电表与被测电路并联．

2．使用多用电表测量电流

(1)选择直流电流挡合适的量程．

(2)将被测电路导线卸开一端，把多用电表串联在电路中，让电流从红表笔流入电表．

(3)读数时，首先要认清刻度盘上的量程．

3．用多用电表测电阻

将选择开关扳到欧姆挡上，此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．选好量程后，先欧姆调零，然后测量．测量完毕，应把选择开关旋转到OFF挡．用多用电表测电压、测电流以及测电阻时，电流都是从红表笔流入电表，从黑表笔流出电表．

4．用多用电表判断二极管的质量及极性

晶体二极管有两个电极，一个叫正极，一个叫负极，二极管正向电阻比较小，反向电阻比较大．用多用电表可以判断二极管的质量，或区分它的正、负极．

1．正误判断

(1)利用多用电表既可以测电流、电压、电阻，还可以判断电路故障．(√)

(2)多用电表是借助了闭合电路欧姆定律和串、并联电路的特点制成的．

(√)

(3)用欧姆表测电阻，指针摆动的角度越大，则被测电阻越大．(×)

(4)使用多用电表欧姆挡测电阻时，指针摆动角度越大，测量越精确．(×)

(5)欧姆表的每一挡的测量范围都是0～∞.(√)

2．下列说法中正确的是( )

A．欧姆表的每一挡的测量范围都是0～∞

B．用不同挡的欧姆表测量同一电阻的阻值时，误差大小是一样的

C．用欧姆表测电阻，指针越接近刻度盘中央，误差越大

D．用欧姆表测电阻时，选不同挡位时，指针越靠近右边误差越小

A [欧姆表的每一挡的测量范围是0～∞，所以A对；用不同挡的欧姆表测量同一电阻

的阻值时，误差大小是不一样的，所以B 错；用欧姆表测电阻，指针越接近刻度盘中央，误差越小，所以C 、D 错．]

3．如图所示为多用电表电阻挡的原理图，表头内阻为R g ，调零电阻为R 0，电池的电动势为E ，内阻为r ，则下列说法中不正确的是( )

A.它是根据闭合电路欧姆定律制成的 B ．接表内电池负极的应是红表笔

C ．电阻挡对应的“∞”刻度一般在刻度盘的右端

D ．调零后刻度盘的中心刻度值是r ＋R g ＋R

C [多用电表是根据闭合电路的欧姆定律制成的，A 对；电流从黑表笔出，红表笔进，B 对；“∞”刻度在刻度盘的左端，C 错；当多用电表指针指在中间位置时，I g 2＝E

R g ＋R ＋r ＋R x

，

I g ＝E

R g ＋r ＋R

；所以R x ＝R g ＋R ＋r ，即中心刻度值为r ＋R g ＋R ，D 对．]

电表的改装及计算 1．两表改装对比

改装成电压表V 改装成电流表A

内部电路

扩大后的量程 U

I

电阻R 的作用 分压

分流

电阻R 的数值 R ＝U I g －R g ＝(n －1)R g ⎝ ⎛⎭

⎪⎫n ＝U U g R ＝I g R g I －I g ＝R g n －1⎝ ⎛

⎭⎪⎫n ＝I I g

电表的总内阻

R V ＝R g ＋R ＝U I g

R A ＝RR g R ＋R g ＝I g R g

I

(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)改装后电压表的量程指小量程电流表表头满偏时对应的R 与表头串联电路的电压；改装后电流表的量程指小量程电流表表头满偏时对应的R 与表头并联电路的总电流．

【例1】 某同学组装一个多用电表．可选用的器材有：微安表头(量程100 μA，内阻900 Ω)；电阻箱R 1(阻值范围0～999.9 Ω)；电阻箱R 2(阻值范围0～99 999.9 Ω)；导线若干．

要求利用所给器材先组装一个量程为1 mA 的直流电流表，在此基础上再将它改装成量程为3 V 的直流电压表．组装好的多用电表有电流1 mA 和电压3 V 两挡．

回答下列问题：

(1)在虚线框内画出电路图并标出R 1和R 2，其中*为公共接线柱，a 和b 分别是电流挡和电压挡的接线柱．

(2)电阻箱的阻值应取R 1＝________Ω，R 2＝________Ω.(保留到个位) [解析] (1)先并联改装电流表，再串联改装电压表．

(2)R 1＝

U g

I －I g

＝100 Ω，R 2＝

U －I g R g

I

＝2 910 Ω [答案] (1)如解析图所示 (2)100 2 910

将改装前电流表的表盘量程刻度改换成改装后相应电表的量程刻度，则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．

[跟进训练]

训练角度1.电流表的改装

1．一电流表的满偏电流I g ＝1 mA ，内电阻R g ＝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( )