13年物理精品导学案：2.8 多用电表的原理(人教版选修3-1)

课题 2.8 多用电表的原理 2.9 实验：练习使用多用电表 学习目标 1、通过推导理解并掌握欧姆表和多用电表的制作原理。 2 通过、动手操作，学会用多用电表测量小灯泡的电压、电流、及二极管 的正、反向电阻。 学习重、难点 重点 欧姆表和多用电表的制作原理。难点 理解欧姆表和多用电表的制作原理。 学法指导 用转换思想来理解多用电表的原理。 课前预习 一、欧姆表 1原理：依据_定律制成，它是由_改 装而成的 2内部构造：由_、_和_三部 分组成 3测量原理 图 1 如图 1 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 _值，就可以从刻度盘 上直接读出被测电阻的阻值 二、多用电表 1用途：共用一个表头，可分别测量 _、_、_等物理量 2外形：选择开关周围有不同的测量功能区域及_，选择开关旋 到不同的位置，多用电表内对应的仪表电路被_，就相当 于对应的仪表在不使用时，应把选择开关旋到_挡或交流电压最 高挡 三、多用电表的使用练习 1测电压 (1)选择直流电压挡合适的_ (2)将电表与被测电路_，并要注意电表的极性 2测电流 (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，把多用表_在电路中 (3)读数时，首先要认清刻度盘上的_ 3测电阻 (1)要将选择开关扳到_挡上，此时红表笔连接表内电源的 _极，黑表笔连接表内电源的_极选好量程后，先 _，然后测量测量完毕，应把选择开关旋转到_挡 (2)用多用电表测电压、测电流及测电阻时，电流都是从_ 表笔 流入电表，从_表笔流出电表 4二极管的特点及其电阻测量 图 2 (1)特点：如图 2 所示，它由_材料制成，左端为_ 极，右 端为_极 (2)电阻测量：正向电阻_，反向电阻_，可用多用电 表判断它的_或区分它的_，二极管具有单向导电性. 预习评价 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，进行电阻调零 D当换用不同量程的欧姆挡去测量电阻时，可不必进行电阻调零 2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接 C红表笔与表内电池的负极相接，黑表笔与表内电池的正极相接 D测电阻时，表针偏转角度越大，待测电阻值越大 3甲、乙两同学使用欧姆挡测同一个电阻时，他们都把选择开关旋到 “100”挡，并能正确操作他们发现指针偏角太小，于是甲就把开关 旋到“1 k”挡，乙把选择开关旋到“10”挡，但乙重新调零，而甲 没有重新调零，则以下说法正确的是( ) A甲选挡错误，而操作正确 B乙选挡正确，而操作错误 C甲选挡错误，操作也错误 D乙选挡错误，而操作正确 4用万用表测直流电压 U 和测电阻 R 时，若红表笔插入万用表的正() 插孔，则( ) A测电压时电流从红表笔流入万用表；测电阻时电流从红表笔流出 万用表 B测电压、测电阻时电流均从红表笔流入万用表 C测电压、测电阻时电流均从红表笔流出万用表 D测电压时电流从红表笔流出万用表，测电阻时电流从红表笔流入 万用表 课堂学习流程设计 用案人自我创新 【课程导学】 一、欧姆表 问题情境 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！有没有一个仪器可以直接测 出电阻呢？ 1当黑、红表笔短接时(如图 3 甲所示) ，调节 R 的阻值，使指针 指到满刻度，则 Ig ，此时表示的黑、红表笔间电阻为多 ER Rg r 大？ 世纪金榜 圆您梦想 第 3 页（共 8 页） 山东世纪金榜科教文化股份有限公司 2当黑、红表笔不接触时(如图乙所示 )，电路中无电流，指针不偏 转，即指向电流表的零点此时，黑、红表笔之间电阻为多大？ 3当将电阻 Rx 接在黑、红表笔间时 (如图 3 丙所示)，则通过电流 表的电流 I 与 Rx 的关系是怎样的？ 图 3 要点提炼 1欧姆表内部结构：_、_、_. 2欧姆表原理：_定律，I_. 问题延伸 1欧姆表刻度特点：因 Rx 与 I 是非线性关系，所以欧姆表的刻度 是_的，零刻度在刻度盘最_端，越向左刻度的 密度越大 2调节 Rx，当 I_I g(指针半偏)时，R xrR g R，即欧 姆表表盘的中值电阻等于欧姆表内阻 二、多用电表 问题情境 将电流表、电压表和欧姆表集于一体便做成了方便实用的“多用电 表” 搞家电维修的师傅利用一块多用电表便能查出家用电器出现 的各种故障如电视机无光、无声，收音机收不到电信号，洗衣机 不转等你知道怎样正确地使用多用电表吗？ 1多用电表使用前，应调整什么位置？其目的是什么？ 2用多用电表测电阻时，有两个“调整” ，分别指什么？ 要点提炼 1多用电表的外形：表的上半部分为_，下半部分是 _，开关周围标有测量功能的_及 _ 2多用电表的使用：测电压时，红表笔接触点的电势比黑表笔 _；测电流时，电流应从_表笔流入电表；测 电阻时，改变不同倍率的欧姆挡后必须重新调整_ 3晶体二极管具有_性 问题延伸 1不管用多用电表测什么项目，电流都是从_表笔流入， 从_表笔流出 2测量时指针的偏角指的是偏转到的位置和测量前的位置的夹角， 所以偏角大，电阻_，偏角小，电阻_. 【范例精析】 例 1 如图所示为欧姆表的原理图，表头内阻为 Rg，调零电阻为 R，电池 的电动势为 E，内阻为 r，则下列说法中正确的是：（ ） 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 rR gR 解析欧姆表的表头是一个电流表，当被测电阻接入电路，回路闭合，表 头就有示数，由欧姆定律可知，表头示数随被测电阻阻值的改变而改变。 电流应从红笔流入欧姆表，从黑笔流出，多用表作欧姆表使用时，电源 在表内，流入的电流至电源负极，故红笔应当接电池负极；当两表笔短 接时，被测电阻为零，电路电流最大，指针指最右端，当两表笔断开， 相当于被测电阻 ，此时电路电流为零，指针不偏转，指最左端；调零 后，回路电流为 I= ，指针指中心刻度时，回路电流为RrEg I/2，此时被测电阻阻值为 RX，则有 XgRrEI2 解得 RX=r+Rg+R，此就是中心刻度。答案 A、B、D 例 2 要安装如图所示的单量程欧姆表，电源电动势 E=1.5V，内阻不 计，同时还给出下列器材：电流表（量程 010 ，内阻 1.5 ）电流表（量程 01 ，内阻 1K ）变阻器（阻值范m 围 0300 ，额定电流 1A）变阻器（阻值范围 0800 ，额定 电流 1A） ，则欧姆表内的电流表应选 ，变阻器应选 。 解析根据欧姆表原理，要求两表棒短接时，通过调节调零电阻 R，使 回路中电流达到电流表满偏电流，即指针指在 0 处， 。变阻器的最大值需满足 RREIg gIE 否则无法调零，还会烧坏电表。因此，变阻器和电流表需合理搭配。若 作电流表则 R148.5k ；若用电流表，R500 ，可见，电流 表应选用，变阻器应选用（变阻器的额定电流满足要求） 例 3 如图是某同学连接的实验实物图。闭合开关后 A、B 两灯都不亮。 他采用下列两种方法对故障原因进行排查：（灯泡 A、B 的规格均为 2.5V、1W，变阻器为 10、1A） 应用多用表的直流电压档进行检查，那么选择开关应置于 档。 A、2.5V B、10V C、50V D、250V 该同学的测试结果如表 1 所示，则在测试 a、b 间直流电压时，红表笔 应当接触 。 （填 a 或 b） 世纪金榜 圆您梦想 第 5 页（共 8 页） 山东世纪金榜科教文化股份有限公司 根据测量结果，可以判断的故障是：（ ） A、灯 A 短路 B、灯 B 短路 C、c、d 段断路 D、d、f 段断路 将开关断开，再选择欧姆挡测试，测量结果如表 2 所示，那么检查出 的结果是：（ ） A、灯 A 断路 B、灯 B 断路 C、灯 A、B 都断路 D、d、e 间导线断路 解析由实物图示可知，电源由 4 节干电池组成，电源电动势 E=6V， 用多用表直流电压档测量时，应选满偏电压为 1V 的较合适。根据电流 应从红表笔流入，黑表笔流出的原则，红表笔应连电源正极，即接 a， 可用排除法确定电路故障，接 a、b 时有示数，说明从电源+极到 a 处， 电极-极至 b 处，无断路；b、d 有示数，说明 a 与 d 之间未断路，c、d 无示数，说明 e、f、b 间有断路；a、f 有示数，说明 f、b 间无断路， 故可确定断路在 d、f 间。另外不右能 A 或 B 灯短路，因为一只灯短路， 并不影响另一灯发光。 因 c、d、e、f 的示数，说明灯 A、B 均未断路，而 d、e 间电阻无穷 大，说明 d、e 断路。答案10V，a，D D 达 标 检 测 A 类 一、选择题： 1、用多用表测直流电压 U 和电阻 R 时，若红表笔插入正（）插孔，则：（ ） A、 前者（测电压 U）电流从红表笔流入多用表，后者（测电阻 R）电流从红表 笔流出多用表 B、 前者电流从红表笔流出多用表，后者电流从红表笔流入多用表 C、 前者电流从红表笔流入多用表，后者电流从红表笔流入多用表 D、 前者电流从红表笔流出多用表，后者电流从红表笔流出多用表 2、关于多用表表面的欧姆挡刻度线，下列说法正确的是：（ ） A、 零欧姆刻度线与零电流刻度线重合 B、 零欧姆刻度线与电流表满偏的刻度线重合 C、 欧姆挡表面的刻度线是不均匀的，欧姆值越大，刻度线越密 D、 欧姆挡表面的刻度线是不均匀的，欧姆值越小，刻度线越密 3、多用表是电流表、电压表、欧姆表共用一个表头组装而成的。对此下列说法中正 确的是：（ ） A、 无论作电压表、电流表还是欧姆表使用，内部都装有电池 B、 无论作电压表、电流表还是欧姆表使用，红表笔的电势总是高于黑表笔的电 势 C、 无论作电压表、电流表还是欧姆表使用，电流总是从正接线柱流入，从负接 线柱流出 D、 以上说法都不正确 4、一个用满偏电流 3mA 的电流表改装成欧姆表，调零后用它测量 500 的标准电阻 时，指针恰好在刻度盘的正中间，如果用它测量一个未知电阻时，指针指在 1mA 处。 则被测电阻的阻值为：（ ） A、1000 B、5000 C、1500 D、2 000 5、欧姆表调零后，用“10”档测量一个电阻的阻值，发现指针偏转角度很小，则 下列说法和做法中正确的是：（ ） A、 这个电阻的阻值很小 B、 这个电阻的阻值很大 C、 为测得更准确些，应当换用“1”档，并且重新调零后进行测量 D、为测得更准确些，应当换用“100”档，并且重新调零后进行测量 二、填空题： 6、用欧姆表测电阻时，由于调零不当两表笔短接时，指针所指位置如图所示。如果 去测电阻，那么被测电阻的测量值将比它的真实值偏 。 7、某一个多用表的表盘刻度已经模糊不清，调零后用它测量一个 20 的标准电阻时 指针恰好指在刻度盘的正中间。如果用它的同一挡来测量一个未知的电阻，指针指在 满刻度的 1/3 处，则该电阻的阻值为 。 8、如图所示，欧姆表未使用时指针指在刻度盘 上的 A 处，两表笔短接正确调零时指针指在 B 处。 如果欧姆表的内阻为 24，C 是 的中点，DA 是 的中点，E 是 的中点，则 C 点的刻度C 值是 ，D 点的刻度值是 ，E 点的刻度 值是 。 9、欧姆表调零时是将红、黑表笔短接，调节调零电阻使表头指针满偏。由于欧姆表 中的电池用久了以后，电动势将变小，这时回路的总电阻将比电池新的时候 ， 在两表笔间接上一个电阻使表的指针指在满刻度的 1/2 处，这时指针的指示值比实际 所接的电阻值 ，用这样的欧姆表来测量电阻时，测量值比真实值 。 （填 “偏大” “偏小”或“相等” ） 10、某欧姆表内部使用电动势为 1.5V 的干电池一节，在某档两表笔短接时，表针刚 好指示 0，此时有 30mA 的电流流过表笔。如果用此档测一电阻，指针指在表盘刻 度的正中间，在该电阻的阻值为 ，若用此档测两个串联起来的这样的电阻， 则通过表笔的电流为 mA。 11、一个可供使用的多用表，S 为选择开关，Q 为欧姆档调零旋钮，现在要用它检验 两个电阻的阻值，已知阻值分别为 R160 和 R2470，下面提出了测量过程中一 系列可能的操作，请你选出尽可能准确地测定各阻值和符合电压表安全使用规则的各 项操作，并且将它们按合理的顺序填写在后面的横线上的空白处。 A、 旋动 S，使其尖端对准欧姆挡1K B、 旋动 S，使其尖端对准欧姆挡100 C、 旋动 S，使其尖端对准欧姆挡10 D、 旋动 S，使其尖端对准欧姆挡1 E、 旋动 S，使其尖端对准 OFF F、 将两表笔分别接在 R1的两端，读出 R1的阻值，随后即断开 G、 将两表笔分别接在 R2的两端，读出 R2的阻值，随后即断开 H、 两表笔短接，调节 Q，使指针对准欧姆表刻度盘上的 O，随后断开 所选操作及其顺序为（用字母代号填写）： 12、用一个有“R1” “R10” “R1k”三个欧姆挡的多用表，粗测一个未知电 阻 Rx 值。测量前经检查，表的指针指在左端零位置上。某同学先将选择开关旋到 世纪金榜 圆您梦想 第 7 页（共 8 页） 山东世纪金榜科教文化股份有限公司 “R10”挡上，并将两表笔短接，调节调零旋钮，使指针指在电阻刻度的零位置上， 然后用两表笔分别与 Rx 两端相连，发现指针偏转角度很小，随后他进行了一系列操 作，准确的从出了 Rx 的值。下面提供的操作步骤正确的排列应当是： 。 A、 将两表笔短接 B、 根据表的指针读数 C、 将选择开关旋挡“R1”挡 D、 将选择开关旋挡“R1k”挡 E、 调节欧姆表调零旋钮 F、 将选择开关旋到“OFF”挡 G、 将两表笔与 Rx 的两端相连 H、 将两表笔从电表插孔中拔出 B 类 1、用一个满偏电流为 10mA、内阻为 40 的电流表，一个电动势为 1