2019-2020学年高中物理 第二章 10 第8节 多用电表的原理课件 新人教版选修3-1

第8节多用电表的原理第二章恒定电流1.了解欧姆表的工作原理、内部结构及刻度特点．2.掌握欧姆表的基本使用和读数方法．(重点)3．能够熟练地对多用电表进行读数．(难点)第二章恒定电流【基础梳理】一、欧姆表1．内部构造：______、电源和可变电阻三部分组成．2．原理：依据__________________制成，由______改装而成．表头闭合电路欧姆定律电流表3．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．Er＋Rg＋R＋Rx4．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＝____________，故欧姆表内电阻R内＝EIg＝____________．二、多用电表1．用途：共用一个______，可分别测量电压、电流和电阻等物理量．Er＋Rg＋Rr＋Rg＋R表头2．最简单的多用电表原理图：如图甲所示，当单刀多掷开关接通1时，可作为________使用，接通2时，可作为________使用，接通3时，可作为________使用．甲乙电流表欧姆表电压表3．外形构造：如图乙所示，表的上半部分为表盘，下半部分是选择开关，开关周围标有测量功能区域及量程．使用前应该调整“________________”，使其指针指到______刻度．不使用的时候应该把选择开关旋转到______位置．指针定位螺丝零OFF【自我检测】判断正误(1)当红、黑表笔短接时，调节调零电阻，使电流表指针满偏，在电流满偏处标电阻“0”．()(2)多用电表是电压表、电流表、欧姆表共用一个表头改装而成的．()(3)对于多用电表表盘上的刻度线，直流电流刻度线和直流电压刻度线都是均匀的，可以共用一刻度线，电阻刻度线是不均匀的，欧姆表指针偏转角越大，表明被测电阻越小．()(4)用多用电表测电压U时电流从红表笔流入多用电表，测电阻R时电流从红表笔流出多用电表．()(5)用多用电表无论是测电压、电流，还是测电阻，红表笔的电势都高于黑表笔的电势，且都是靠外部提供电流的．()提示：(1)√(2)√(3)√(4)×(5)×探究思考参照教材“多量程多用电表示意图”，回答下列问题．(1)表笔A、B分别是什么表笔？提示：A是红表笔，B是黑表笔．(2)如果把选择开关调到3(或者4)位置上，把待测电阻接在红、黑表笔之间测其电阻，那么电流是从哪个表笔流出、哪个表笔流入电表呢？此时在多用电表内部流过表头的电流方向如何？提示：黑表笔流出．红表笔流入，表头中电流从左向右．(3)为了保证表头中指针的偏转方向不变，用多用电表测量直流电压、电流时，应该把哪支表笔接在待测电路中电势较高的位置、把哪支表笔接在待测电路中电势较低的位置？提示：红表笔接电势高的位置，黑表笔接电势低的位置．欧姆表的原理1．欧姆挡测电阻的原理如图所示(1)测量原理：闭合电路的欧姆定律．(2)欧姆表由电流表改装而成：通过表头的电流为I＝ERx＋R＋Rg＋r，Rx与电流I一一对应，故可以将表盘上的电流值改为电阻值，就可以从表盘上直接读出电阻的数值，这样就制成了一个欧姆表．(3)欧姆表的内阻：式中R＋Rg＋r为欧姆表的内阻．(4)欧姆调零：式中R为变阻器，也叫调零电阻．通过调节它，可以使欧姆表指针指向“0”位置．2．刻度标注刻度标注方法标注位置“0”红、黑表笔相接，调节调零旋钮，使指针满偏，被测电阻Rx＝0满偏电流Ig处“∞”红、黑表笔不接触，表头指针不偏转，被测电阻Rx＝∞电流为零处刻度标注方法标注位置中值电阻Rx＝r＋R＋Rg刻度盘正中央“Rx”红、黑表笔接Rx，Ix＝E（r＋R＋Rg）＋Rx，Rx与Ix一一对应与Rx对应电流Ix处如图所示为欧姆表的原理示意图．其中，电流表的满偏电流为300μA，内阻Rg＝100Ω，调零电阻最大值R＝50kΩ，串联的定值电阻R0＝50Ω，电源电动势E＝1.5V．当电流是满偏电流的二分之一时，用它测得的电阻Rx是多少？[解析]用欧姆挡测量电阻时，对电路应用闭合电路欧姆定律，当电流表满偏时有Ig＝ER内，其中R内为欧姆表的内阻．所以有：R内＝EIg＝1.5300×10－6Ω＝5000Ω用它测量电阻Rx时，当指针指在表盘中央时有12Ig＝ER内＋Rx得：Rx＝2EIg－R内＝5000Ω故测得的电阻Rx是5000Ω.[答案]5000Ω(1)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．(2)流过欧姆表的电流是自己内部电源提供的，流过电压表和电流表的电流是外电路的电源提供的．若用[例1]中欧姆表测量电阻Rx，能准确测量的阻值范围是()A．30kΩ～80kΩB．3kΩ～8kΩC．300Ω～800ΩD．30Ω～80Ω解析：选B.用欧姆挡测量电阻时，指针指在表盘中央附近时测量结果比较准确．当电流最大时，Ig＝ER内，其中R内为欧姆表的内阻．得R内＝EIg＝1.5300×10－6Ω＝5000Ω.用它测量电阻Rx时，当指针指在表盘中央时，有12Ig＝ER内＋Rx，得Rx＝2EIg－R内＝5000Ω.故能准确测量的阻值范围是5kΩ附近，选项B正确．多用电表的改装和使用如图所示，分别把电流表、欧姆表、电压表的电路示意图组合在一起，就是最简单的多用电表的电路．1．电流表的改装原理：由同一表头并联不同电阻改装而成的量程不同的电流表．2．电压表的改装原理：由同一表头串联不同电阻改装而成的量程不同的电压表．3．欧姆表的改装原理：将对应Rx的电流刻度值改为电阻值，即为欧姆表．4．电流进、出电表的流向(1)电流挡串联接入电路，电流从红表笔流进电表，从黑表笔流出；(2)电压挡并联接入电路，红表笔接高电势点，黑表笔接低电势点，电流仍然是“红进、黑出”；(3)使用欧姆挡时，红表笔连接表内电源的负极，黑表笔连接表内电源的正极，电流仍然是“红进、黑出”．命题视角1多用电表改装原理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．16R命题视角2多用电表的使用(2019·徐州高二检测)如图所示，用多用电表测量直流电压U和测电阻R，若红表笔插入多用电表的正(＋)插孔，则()A．前者电流从红表笔流入多用电表，后者电流从红表笔流出多用电表B．前者电流从红表笔流入多用电表，后者电流从红表笔流入多用电表C．前者电流从红表笔流出多用电表，后者电流从红表笔流出多用电表D．前者电流从红表笔流出多用电表，后者电流从红表笔流入多用电表[解析]题图中所示是多用电表的示意图，无论是测电压U还是测电阻R，电流都是从红表笔流入多用电表，从黑表笔流出多用电表，选项B正确．[答案]B如图所示电路的三根导线中，有一根是断的，电源、电阻器R1、R2及另外两根导线是好的．为了查出断的导线，某学生想先用多用电表的红表笔连接在电源的正极a，再将黑表笔连接在电阻R1的b端和R2的c端，并观察多用电表指针指示的示数．在下列选项中，符合操作规程的是()A．直流10V挡B．直流0.5A挡C．直流2.5V挡D．欧姆挡解析：选A.因为被检测的电路为含电源电路，所以选用欧姆挡一定不可以．由于电路中电源电动势为6V，所以选用直流2.5V挡也不安全．估测电路中电流，最大值可能为Imax＝65A＝1.2A，所以选用直流0.5A挡也不对，只有选用直流10V挡．1．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，下列叙述正确的是()A．测电阻前要使红、黑表笔相接，调节调零电阻，使表头的指针指最左端B．红表笔与表内电池正极相连接，黑表笔与表内电池负极相连接C．红表笔与表内电池负极相连接，黑表笔与表内电池正极相连接D．测电阻时，表针偏转角度越大，待测电阻值越大解析：选C.每次测量电阻之前都要进行电阻调零，使指针指向最右端电阻为零处，所以A错误．由欧姆表内部结构可知B错误，C正确．测电阻时，表针偏转角度越大，说明通过表头的电流越大，待测电阻值越小，故D错误．2．某照明电路出现故障，其电路如图甲所示，该电路用标称值12V的蓄电池为电源，导线及其接触均完好．维修人员使用已调好的多用电表直流50V挡检测故障．他将黑表笔接在c点，用红表笔分别探测电路的a、b点．(1)断开开关，红表笔接a点时多用电表指示如图乙所示，读数为________V，说明________正常(选填“蓄电池”“保险丝”“开关”或“小灯”)．(2)红表笔接b点，断开开关时，表针不偏转，闭合开关后，多用电表指示仍然和图乙相同，可判断发生故障的器件是________(选填“蓄电池”“保险丝”“开关”或“小灯”)．解析：(1)多用电表直流50V的量程读中间均匀部分，共50格每格1V应该估读到0.1V，指针在11～12之间，读数为11.5V．开关断开，相当于电压表并联在蓄电池两端，读出了蓄电池的电压，故蓄电池是正常的．(2)两表笔接b、c之间，闭合开关后测试电压与接a、c间时相同，说明a、b之间是通路，b、c之间是断路，故障器件是小灯．答案：(1)11.5(11.2～11.8)蓄电池(2)小灯