2019-2020学年高中物理 第二章 恒定电流 第8节 多用电表的原理课件 新人教版选修3-1

第8节多用电表的原理自主学习课堂探究课堂达标自主学习学习目标1.了解欧姆表的电路结构和测电阻的原理,知道欧姆表测电阻电路中电流的方向。2.认识指针式多用电表的面板,知道它能测量的电学量。3.了解欧姆表与电流表、电压表刻度盘的区别。教材提炼一、欧姆表表头1.内部构造:由、电源和可变电阻三部分组成。2.测量原理:如图所示,当红、黑表笔间接入被测电阻Rx时,通过表头的电流I=。改变Rx,电流I随着改变,每个Rx值都对应一个电流值,在刻度盘上直接标出与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。1gxErRRR二、多用电表外形构造:如图所示,使用前应该调整“”,使指针指到刻度。不使用的时候应该把选择开关旋转到位置。指针定位螺丝3.内阻:将红、黑表笔短接,调节滑动变阻器使电流表达到满偏电流Ig,根据闭合电路的欧姆定律,Ig=1gErRR,故欧姆表内电阻R内=gEI=。r+Rg+R1零OFF自我反馈1.多用电表调到欧姆挡时,其内部等效电路是下列的哪一个()C解析:多用电表欧姆挡测量电阻的原理是闭合电路欧姆定律,表头正极接电源正极,内部等效电路正确的是C。2.用多用电表测量一个阻值约为2kΩ的电阻,为了使测量结果比较准确,正确的操作是()A.选择正确挡位后即可直接进行测量B.选择开关应扳到“×1k”挡C.选择开关应扳到“×100”挡D.测量时应用手指把两只表笔分别捏紧在电阻两端C解析:多用电表在测量电阻时,每次选择挡位后必须进行调零,故选项A错误;为了测量准确,每次测量时应使指针指在刻度盘的中间区域,2kΩ的电阻应选用“×100”挡进行测量,故选项B错误,C正确;因人是导体,故在测量时不能接触两表笔,故选项D错误。3.多用电表的下半部分如图甲所示,标有“2.2V0.25A”字样的小灯泡已接入电路,当多用电表的两表笔分别与小灯泡两端的接线柱a,b相接(如图乙所示),下列做法合理的是()A.若选择开关拨到“Ω”挡的“×1”处,可测量小灯泡的电阻B.若选择开关拨到“V”挡的2.5处,可测量小灯泡的电阻C.若选择开关拨到“V”挡的2.5处,可测量小灯泡两端的电压D.若选择开关拨到“mA”挡的250处,可测量小灯泡的电流C解析:由于灯泡接入电路,所以不能用欧姆挡直接测,A错;用“V”挡测小灯泡电阻显然不对,B错;若接入电流表灯泡会被短路,D错,故选择C。课堂探究要点突破【例1】欧姆表的内部电路如图所示,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。下列说法不正确的是()A.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红表笔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=r+Rg+R0要点一欧姆表测电阻的原理C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正确;“∞”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,2gI=0gxERRrR,Ig=0gERrR,所以Rx=Rg+R0+r,即中间刻度值为R中=r+Rg+R0,D正确。误区警示欧姆表的改装实质用均匀的电流反映不均匀的电阻,抓住欧姆调零的表达式和测任意电阻时电流的表达式,进行联立求解,可以求出Rx(即表盘刻度数值)。针对训练1:如图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45处.现用该表测一未知电阻,指针偏转到满刻度的15处,则该电阻的阻值为()A.4RB.5RC.10RD.16RD解析:当进行电阻调零时,根据闭合电路的欧姆定律,此时欧姆表满偏,即Ig=ER内。当测量电阻值为R的电阻时,有45gI=ERR内。设待测电阻的阻值为R',则有5gI=ERR内。联立以上各式解得R'=16R,故选项D正确。要点二【例2】一只多用电表的测电阻部分共分R×1,R×10,R×100,R×1k四挡,表面电阻刻度如图甲所示。某学生用这只多用电表来测一个电阻的阻值,他选择R×100挡,并按照使用规则正确地调整好了多用电表.测量时表针的偏转如图乙所示,为使测量结果尽可能准确,他决定再测量一次,再次测量中,他应选择的是挡;在后面所给的几个操作步骤中,不需要进行的是(填步骤前的字母代号);在应该进行的操作步骤中,按顺序应选①、②、③、④、⑤(填步骤前的字母代号)。A.把两根表笔短接B.将选择开关旋转到上面所选择的量程上C.将选择开关旋转到交流电压的最高挡D.在两表笔分离的情况下,调节电表的调整定位螺丝,使指针指在最左端零位E.把两根表笔分别与待测电阻两端接触,指针稳定后读出电阻值F.调节欧姆调零旋钮,使指针指在电阻刻度的零位上多用电表的使用解析:选择R×100挡时,指针偏角很小,说明挡位选择太小,应选高挡位,故选R×1k挡。重新换挡只需进行欧姆调零,不需要调整定位螺丝,故不需要进行的是D。由电阻测量步骤知,顺序应是①B,②A,③F,④E,⑤C。答案:R×1kDBAFEC误区警示使用多用电表时的注意事项(1)极性:对于两表笔,红表笔接内部电源负极,黑表笔接内部电源正极。(2)调零:测电阻时需要进行两次调零,即机械调零与欧姆调零,并注意每次换挡后必须重新欧姆调零。(3)直流电流和直流电压刻度是均匀的,读数时共用,但需按比例计算,如取5mA量程读数时可利用满刻度数值为“50”的刻度线,只是“50”相当于“5mA”。(4)用欧姆挡测电阻时阻值为:读数×倍率。针对训练2:用如图所示的多用电表测量电阻,要用到选择开关K和两个部件S,T。请根据下列步骤完成电阻测量。(1)旋动部件,使指针对准电流的“0”刻线。(2)将K旋转到欧姆挡“×100”的位置。(3)将插入“+”,“-”插孔的两表笔短接,旋动部件,使指针对准电阻的(选填“0刻线”或“∞刻线”)。(4)将两表笔分别与待测电阻相接,发现指针偏转角度过小。为了得到比较准确的测量结果,请从下列选择中挑出合理的步骤,并按的顺序进行操作,再完成读数测量。A.将K旋转到电阻挡“×1k”的位置B.将K旋转到电阻挡“×10”的位置C.将两表笔的金属部分分别与被测电阻的两根引线相接D.将两表笔短接,旋动合适部件,对电表进行校准解析:使指针对准电流的“0”刻线,应旋动机械调零部件S;使指针对准电阻的“0”刻线,应旋动欧姆调零部件T;测电阻时若指针偏转角度过小,则待测电阻的阻值很大,根据欧姆表测电阻时指针尽可能接近“中值”的原则知,应先换用较大倍率的挡位,因此步骤A合理;然后,每换一个挡位应重新调零,则选步骤D;最后,测电阻时两表笔的金属部分分别与被测电阻两引线相连,应选步骤C。答案:(1)S(3)T0刻线(4)ADC教材探究教材P65图2.8-5中,开关S接在5,6位置测量的是什么物理量?两个位置中哪一个的量程比较大?答案:开关S接在5,6位置时,电阻与表头串联,测量的是电压,接位置6时量程大。课堂达标1.关于欧姆表,下列说法正确的是()A.欧姆表是根据闭合电路欧姆定律制成的B.由于电流和电阻成反比,所以刻度盘上的刻度是均匀的C.使用欧姆表时,选择好一定量程的欧姆挡后首先应该将两表笔短接,进行机械调零D.当换用不同量程的欧姆挡去测量电阻时,可不必进行欧姆调零A解析:欧姆表的工作原理是闭合电路欧姆定律,选项A正确;由闭合电路的欧姆定律得I=xERR内,可知电流和电阻是一一对应关系,刻度盘上的刻度是不均匀的,选项B错误;使用欧姆表时,选择好一定量程的欧姆挡后首先应该将两表笔短接,进行欧姆调零,每换一次挡必须进行欧姆调零,选项C,D错误。2.实验室新进了一批电阻,课外活动小组的同学用多用电表粗测电阻的阻值,操作过程分以下几个步骤:(1)将红、黑表笔分别插入多用电表的“+”“-”插孔;选择开关旋至电阻挡“×10”;(2)将红、黑表笔短接,调节欧姆调零旋钮使欧姆表指针指零;(3)把红、黑表笔分别与电阻的两端相接,此时多用电表的示数如图所示;(4);(5);(6)把红、黑表笔分别与电阻的两端相接,读出多用电表示数;(7)将选择开关旋至OFF挡,取出红、黑表笔。请你完成操作步骤中第(4)、(5)两步。解析:倍率的选取应让指针尽可能指在中间位置附近,以减小读数误差,题图中指针偏角太大,应由“×10”倍率换成“×1”倍率,更换倍率后要重新调零,因此,缺少的步骤为:(4)将选择开关旋至“×1”挡;(5)将红、黑表笔短接,调节欧姆调零旋钮使欧姆表指针指零。答案:见解析3.若某欧姆表表头的满偏电流为5mA,内装一节干电池,电动势为1.5V,那么该欧姆表的内阻为Ω。待测电阻接入红、黑两表笔之间时,指针指在刻度盘的中央,则待测电阻的阻值为Ω.若指针指在满刻度的34处,则待测电阻的阻值为Ω。解析:将红、黑表笔短接,调节调零电阻的阻值,当电流表指针满偏时Ig=0gERrR,欧姆表的内阻R内=Rg+r+R0=gEI=31.5510Ω=300Ω。当电流为12Ig时,有12Ig=1xERR内,即R内+Rx1=2gEI=600Ω,故Rx1=300Ω。当电流为34Ig时,有34Ig=2xERR内,即R内+Rx2=43gEI=400Ω,故Rx2=100Ω。答案:300300100