多用電表的原理課件-2024-2025學(xué)年高二上學(xué)期物理人教版（2019）必修第三冊

新人教版必修三第十二章電能能量守恒定律第2節(jié)（第三課時）多用電表的原理如何測量電阻？多用電表是一種可以同時測量電壓、電流和電阻的電表。新課引入歐姆表是在電流表的基礎(chǔ)上改裝而成的。為了使測量電阻時電流表指針能夠偏轉(zhuǎn)，表內(nèi)應(yīng)有電源。

設(shè)電源的電動勢為E，內(nèi)阻為r，電流表的電阻為Rg，可變電阻為R1，電流表滿偏電流為Ig，歐姆表的總電阻為RΩ

當(dāng)紅、黑表筆直接接觸時（相當(dāng)于被測電阻為0），學(xué)習(xí)任務(wù)一：歐姆表的原理當(dāng)紅、黑表筆之間接有待測電阻Rx

時，電流表指針指在Ix

處，待測電阻與電流是線性關(guān)系嗎？學(xué)習(xí)任務(wù)一：歐姆表的原理由上式可知，電阻與電流存在一一對應(yīng)關(guān)系，因此，只要將原來的電流刻度轉(zhuǎn)換成對用的電阻刻度，指針就能夠指示出被測電阻的阻值。不過與之間不是線性關(guān)系，所以刻度盤上的電阻值刻度不均勻(1)

零刻度在右邊，左邊為無限大。(2)刻度不均勻,左密右疏。(3)中間刻度比較均勻，故當(dāng)指針指在表盤中間刻度附近時，測量結(jié)果比較準確。學(xué)習(xí)任務(wù)一：歐姆表的原理如圖甲為物理興趣小組設(shè)計的多用電表的電路原理圖。他們選用內(nèi)阻Rg＝10Ω、滿偏電流Ig＝10mA的電流表、標(biāo)識不清的電源，以及由定值電阻、導(dǎo)線、滑動變阻器等組裝好的多用電表。當(dāng)選擇開關(guān)接“3”時為量程250V的電壓表。該多用電表表盤如圖乙所示，下排刻度均勻，上排刻度線對應(yīng)數(shù)值還沒有及時標(biāo)出。例題(1)由題中所給已知條件可得圖甲中電阻R2＝__________Ω。(2)選擇開關(guān)接“1”時，兩表筆接入待測電路，若指針指在圖乙所示位置，其讀數(shù)為__________mA。(3)興趣小組在實驗室找到了一個電阻箱，利用組裝好的多用電表設(shè)計了如下從“?！钡健皽y”的實驗：①該多用電表A、B接線柱中________(填寫“A”或“B”)應(yīng)接紅表筆；②將選擇開關(guān)接“2”，紅黑表筆短接，調(diào)節(jié)R1的阻值使電表指針滿偏；③將多用電表紅黑表筆與電阻箱相連，調(diào)節(jié)電阻箱使多用電表指針指在電表刻度盤中央C處，此時電阻箱如圖丙所示，則C處刻度線的標(biāo)注值應(yīng)為________Ω。④用待測電阻Rx代替電阻箱接入兩表筆之間，表盤指針依舊指在圖乙所示位置，則計算可知待測電阻約為Rx＝________Ω。(保留三位有效數(shù)字)例題解析：(1)由題中所給已知條件可得圖甲中電阻(2)選擇開關(guān)接“1”時，兩表筆接入待測電路，若指針指在圖乙所示位置，因最小刻度為0.2mA，則其讀數(shù)為6.9mA。(3)①該多用電表A、B接線柱中因A接內(nèi)部電源的負極，可知A應(yīng)接紅表筆；③由電阻箱可知，C處刻度線的標(biāo)注值應(yīng)為150Ω。④由閉合電路的歐姆定律可得聯(lián)立解得例題123ABAA甲乙丙R1R2BAABAABR1R2A電流表歐姆表電壓表問題:能否讓它們共用一個表頭制成一個多用電表呢?請完成最簡單的多用電表的電路圖。學(xué)習(xí)任務(wù)二：多用電表的結(jié)構(gòu)EEAB1234561.開關(guān)S調(diào)到1、2、3、4、5、6位置時電表分別測的是什么?2.在測量電流或電壓時兩個位置中哪個位置的量程比較大?1、2為電流表；3、4為歐姆表；5、6為電壓表電流：1大；電壓：6大量程擴展：學(xué)習(xí)任務(wù)二：多用電表的結(jié)構(gòu)1．歐姆表的內(nèi)部電路如圖所示，已知電流計的電阻為Rg，滑動變阻器接入電路的阻值為R0，電源的電動勢和內(nèi)阻分別為E、r，下列說法正確的是（）A．歐姆表的工作原理是閉合電路歐姆定律B．電路圖中左側(cè)的表筆為黑表筆C．歐姆表表盤的最左端為歐姆“0”刻度D．歐姆表表盤的中間刻度值為R中=r+Rg+R0AD當(dāng)堂達標(biāo)檢測2.如圖是一個多用表的刻度盤，當(dāng)多用表選擇開關(guān)置于“30mA”檔時，測出的電流強度為

；當(dāng)選擇開關(guān)置于“12V”檔時，測出的電壓為

;當(dāng)選擇開關(guān)置于“×100Ω”檔時，測出的電阻為

。0361005kΩ8.0V20.0mAR中=100Ω，Rx=50Ω【解析】指針?biāo)柑幍碾娮杩潭仁?0Ω，則測出的電阻為5kΩ當(dāng)堂達標(biāo)檢測3.圖a是多用電表的表盤示意圖，小明用多用電表“×10”倍率的歐姆擋測量一只電阻的阻值，發(fā)現(xiàn)指針偏轉(zhuǎn)角太小，為了測量結(jié)果比較精確，小明按以下步驟進行了實驗：當(dāng)堂達標(biāo)檢測(1)應(yīng)換用________(選填“×1”或“×100”)倍率的歐姆擋。(2)兩表筆短接，通過調(diào)節(jié)______(選填“S”“T”或“K”)，進行歐姆調(diào)零。(3)重新測量并讀數(shù)，若這時刻度盤上的指針位置如圖b所示，測量結(jié)果是________Ω。(4)圖c是小明剛剛使用過的兩種倍率的歐姆擋內(nèi)部電路示意圖，R2為歐姆調(diào)零電阻。當(dāng)開關(guān)S斷開時的倍率是________(選填“×1”“×10”或“×100”)。同時應(yīng)保證R1的阻值是靈敏電流計Rg的________倍。當(dāng)堂達標(biāo)檢測(1)用多用電表“×10”倍率的歐姆擋測量電阻的阻值，指針偏轉(zhuǎn)角太小，說明示數(shù)大了，要想使示數(shù)指在中值電阻附近，選用大倍率的，故選用“×100”倍率的歐姆擋；(2)兩表筆短接，調(diào)節(jié)歐姆擋調(diào)零旋鈕，使指針指在0Ω處；(3)由圖可知，指針示數(shù)為11.0，因擋位為×100,故電阻讀數(shù)為R＝11.0×100Ω＝1100Ω；(4)當(dāng)開關(guān)S斷開時，通過干路的最大電流最小，根據(jù)閉合電路歐姆定律，表頭達到最大電流時，電路總電阻變大，故量程變大，故選“×100”倍率的歐姆擋；小明選用的歐姆擋倍率擴大十倍，即斷開前通過干路的最大電流是表頭最大量程的十倍，根據(jù)并聯(lián)電路電壓電流關(guān)系可得解得

。當(dāng)堂達標(biāo)檢測4.圖甲為一個簡易歐姆表的電路圖，圖乙為其表盤的標(biāo)度，已知表盤中間的刻度值為“15”，圖中所用器材如下：A．干電池(電動勢E＝1.5V，內(nèi)阻r＝1Ω)B．電流表G(滿偏電流Ig＝1mA，內(nèi)阻Rg＝180Ω)C．電阻箱R0(最大阻值999.9Ω)D．滑動變阻器R(最大阻值為2000Ω)E．開關(guān)一個，導(dǎo)線若干根據(jù)實驗電路和實驗器材，完成以下問題：(1)開關(guān)S斷開時，將a、b表筆短接進行歐姆調(diào)零，此時滑動變阻器R接入電路的阻值為______Ω，此時該歐姆表的倍率為______(選填“×1”“×10”“×100”或“×1000”)；(2)現(xiàn)在(1)中倍率情況下進行歐姆調(diào)零后測某一電阻阻值，指針正好指在“30”刻度線上如圖乙所示，由于歐姆表使用了一段時間，電池電動勢變?yōu)?.45V，內(nèi)阻變大，則該待測電阻的實際阻值為________Ω；(3)閉合開關(guān)S，適當(dāng)調(diào)整電阻箱R0的阻值，該歐姆表的倍率將________(選填“變大”或“變小”)。當(dāng)堂達標(biāo)檢測解析：(1)開關(guān)S斷開時，將a、b表筆短接進行歐姆調(diào)零，有代入數(shù)據(jù)解得此時滑動變阻器R接入電路的阻值為此時歐姆表的內(nèi)阻為表盤中間的刻度