黑龙江省齐齐哈尔市高中物理第二章恒定电流2.8多用电表的原理导学案无答案新人教版选修3_1.doc

2.8 多有电表的原理学习目标1通过用闭合电路欧姆定律对欧姆表的结构分析，知道欧姆表测量电阻的原理。2知道欧姆表表盘的刻度特点和调零方法。3通过引导和学生讨论，明白多量程多用电表的基本结构和特点。学习疑问学习建议知识点一、欧姆表原理(多用电表测电阻原理)1.构造：如图所示，欧姆表由电流表G、电池、调零电阻R和红、黑表笔组成.欧姆表内部：电流表、电池、调零电阻串联.外部：接被测电阻Rx.全电路电阻R总RgRrRx.2.工作原理：闭合电路欧姆定律 I.3.刻度的标定：红、黑表笔短接(被测电阻Rx0)时，调节调零电阻R，使IIg，电流表的指针达到满偏，这一过程叫欧姆调零.(1)当IIg时，Rx0，在满偏电流Ig处标为“0”.(图甲)(2)当I0时，Rx，在I0处标为“”.(图乙)(3)当I时，RxRgRr，此电阻值等于欧姆表的内阻值，Rx叫中值电阻.知识点二、多用电表1用途：共用一个表头，可分别测量电压、电阻、电流等物理量2最简单的多用电表原理图：如图(1)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 使用图（1） 3外部结构名称： 如图(2)是一种多用电表外形图，表的上半部分为 ，下半部分 图（2） 是 ，周围标有测量功能的区域及量程 将选择开关旋转到电流挡，多用电表内的电流表电路就被接通，选择开关旋转到电压挡或电阻挡，表内的电压表电路或欧姆表电路就被接通多用电表面板上还有：欧姆表的欧姆调零旋钮(使电表指针指在右端零欧姆处)、指针定位螺丝(使电表指针指在左端的“0”位置)、表笔的正、负插孔(红表笔插入“ ”插孔，黑表笔插入“ ”插孔)。在不使用时，应把选择开关旋到“ ”挡，或交流电压最高挡 【合作探究一】练习使用多用电表1.实验器材多用电表、直流电源、开关、导线若干、小灯泡、二极管、定值电阻(大、中、小)三个.2.实验步骤(1)观察：观察多用电表的外形，认识选择开关的测量项目及量程.(2)机械调零：检查多用电表的指针是否停在表盘刻度左端的零位置.若不指零，则可用小螺丝刀进行机械调零.(3)将红、黑表笔分别插入“”、“”插孔.(4)测量小灯泡的电压和电流.按图甲所示的电路图连好电路，将多用电表选择开关置于直流电压挡，测小灯泡两端的电压.按图乙所示的电路图连好电路，将选择开关置于直流电流挡，测量通过小灯泡的电流.(5)测量定值电阻根据被测电阻的估计阻值，选择合适的挡位，把两表笔短接，观察指针是否指在欧姆表的“0”刻度，若不指在欧姆表的“0”刻度，调节欧姆调零旋钮，使指针指在欧姆表的“0”刻度处；将被测电阻接在两表笔之间，待指针稳定后读数；读出指针在刻度盘上所指的数值，用读数乘以所选挡位的倍率，即得测量结果；测量完毕，将选择开关置于交流电压最高挡或“OFF”挡. (6)二极管的单向导电性 晶体二极管是由半导体材料制成的，它有两个极，即正极和负极，它的符号如图甲所示. 晶体二极管具有单向导电性(符号上的箭头表示允许电流通过的方向).当给二极管加正向电压时，它的电阻很小，电路导通，如图乙所示；当给二极管加反向电压时，它的电阻很大，电路截止，如图丙所示. 将多用电表的选择开关拨到欧姆挡，红、黑表笔接到二极管的两极上，当黑表笔接“正”极，红表笔接“负”极时，电阻示数较小，反之电阻示数很大，由此可判断出二极管的正、负极.【归纳总结】1.多用电表使用注意事项(1)表内电源正极接黑表笔，负极接红表笔，但是红表笔插入“”插孔，黑表笔插入“”插孔，注意电流的实际方向应为“红入”，“黑出”.(2)区分“机械零点”与“欧姆零点”.机械零点是表盘刻度左侧的“0”位置，调整的是表盘下边中间的指针定位螺丝；欧姆零点是指刻度盘右侧的“0”位置，调整的是欧姆调零旋钮.(3)由于欧姆挡表盘难以估读，测量结果只需取两位有效数字，读数时注意乘以相应挡位的倍率.(4)使用多用电表时，手不能接触表笔的金属杆，特别是在测电阻时，更应注意不要用手接触表笔的金属杆.(5)测量电阻时待测电阻要与其他元件和电源断开，否则不但影响测量结果，甚至可能损坏电表.(6)测电阻时每换一挡必须重新欧姆调零.(7)使用完毕，选择开关要置于交流电压最高挡或“OFF”挡.长期不用，应把表内电池取出.【典题探究】例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，后者电流也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例2（多选）调零后，用“×10”挡测量一个电阻的阻值，发现指针偏转角度很小，正确的判断和做法是( )A这个电阻阻值很小 B这个电阻阻值较大C为了把电阻值测得更准一些，应换用“×1”挡重新测量D为了把电阻值测得更准一些，应换用“×100”挡重新测量例3（多选）用多用表欧姆挡测电阻，下列说法中那些是错误的( )A测量前必须调零，而且每测一次电阻都要重新调零B每次换挡后都必须重新调零 C待测电阻如果是连在某电路中，应该把它先与其他元件断开，再进行测量D两个表笔与待测电阻接触良好才能测得较准，为此应当将两只手分别将两只表笔与电阻两端紧紧地捏在一起【合作探究二】电表的读数方法1.欧姆表的度数刻度盘上所指的数值，乘以所选挡位的倍率，即得测量结果。2.电压表和电流表的读数根据量程和格数，求出最小分度。最小分度是“1”的，估读到最小分度的下一位，按最小分度的十分之一估读。最小分度是“2“的估读到最小分度的本位，不足半格的舍去，超过半格的按半格估读。最小分度是“5”的估读到最小分度的本位，按五分之几估读。【典题探究】例4如图为一正在测量中的多用电表表盘。(1)如果是用直流2.5V挡测量电压，则读数为_V。(2)如果是用直流5mA挡测量电流，则读数为_mA。(3)如果是用“×100”挡测量电阻，则读数为_。例5.如图所示，为多用电表的表盘，测电阻时，若用的是“×100”挡，这时指针所示被测电阻的阻值应为_；测直流电流时，用的是100 mA的量程，指针所示电流值为_mA；测直流电压时，用的是50 V量程，则指针所示的电压值为_V.例6. 如图所示为多用电表的刻度盘若选用倍率为“×100”的欧姆挡测电阻时，表针如图所示，则： (1)所测电阻的阻值为_ _；如果要用此多用电表测量一个阻值约为2.0×104 的电阻，为了使测量结果比较精确，应选用的欧姆挡是_ _(选填“×10”、“×100”或“×1 k”)(2)用此多用电表进行测量，当选用量程为50 mA的直流电流挡测量电流时，表针指于图示位置，则所测电流为_mA；当选用量程为250 mA的直流电流挡测量电流时，表针指于图示位置，则所测电流为_mA.(3)当选用量程为10 V的直流电压挡测量电压时，表针也指于图示位置，则所测电压为_ _ V.【合作探究三】多用电表对电路故障的检测1断路故障的检测方法将多用电表拨到直流电压挡作为电压表使用.a.将电压表与电源并联，若电压表示数不为零，说明电源良好，若电压表示数为零，说明电源损坏.b.在电源完好时，再将电压表与外电路的各部分电路并联.若电压表示数等于电源电动势，则说明该部分电路中有断点.将多用电表拨到直流电流挡作为电流表使用，将电流表串联在电路中，若电流表的示数为零，则说明与电流表串联的部分电路断路.用欧姆挡检测将各元件与电源断开，然后接到红、黑表笔间，若有阻值(或有电流)说明元件完好，若电阻无穷大(或无电流)说明此元件断路.不能用欧姆表检测电源的情况.2短路故障的检测方法将电压表与电源并联，若电压表示数为零，说明电源被短路；若电压表示数不为零，则外电路的部分电路不被短路或不完全被短路.用电流表检测，若串联在电路中的电流表示数不为零，故障应是短路.【典题探究】例7如图所示，电源电动势为6V，当开关接通时，灯泡L1和L2都不亮，用电压表测得各部分电压Uad0，Ucd6V，由此可以判定( )AL1和L2的灯丝都断了 BL1的灯丝断了CL2的灯丝断了 D变阻器R断路例8. (1)某同学按如图15所示的电路图连接元件后，闭合开关S，发现A、B灯都不亮，该同学用多用电表的欧姆挡检查电路的故障，检查前，应将开关S_.(填“闭合”或“断开”) (2)若(1)中同学检查结果如下表所示，由此可以确定( )测试点b、fb、eb、dd、e多用电表示数无穷大无穷大500 无穷大A.灯A断路 B灯B断路C灯A、B都断路Dd、e间导线断路【层次一】1用欧姆表“×10”挡测量一个电阻的阻值，调零后测量时，发现指针的偏转角度很大，下列说法正确的是( )A流过欧姆表电流过小 B这个电阻值很大C为了把电阻测得更准确些，应换用“×1”挡，重新调零后再测量D为了把电阻测得更准确些，应换用“×100”挡，重新调零后再测量2一个用满偏电流为3 mA的电流表改装成的欧姆表，调零后用它测量500 的标准电阻时，指针恰好指在刻度盘的正中间如用它测量一个未知电阻时，指针指在1 mA处，则被测电阻的阻值为( )A1 000 B5 000 C1 500 D2 000 3（多选）关于多用电表的使用，下列说法不正确的是( )A待测电阻不跟别的元件断开，其测量值将偏大B测量电阻时，用两手碰表笔的金属杆，其测量值偏小C测量电阻时，如果电路不和电源断开，可能出现烧坏表头的情况D用多用电表测量60 W灯泡的电阻，其阻值比用额定电压和额定功率算出的电阻大4. （多选）下列关于多用电表电阻挡的说法中，正确的是( )A表盘刻度是不均匀的，从零刻度处开始，刻度值越大处，刻度越疏B红表笔是与表内的电源的正极相连的C测电阻时，首先要把红、黑表笔短接进行调零，然后再去测电阻D为了减小误差，应尽量使指针指在中间刻度附近5. 某同学利用多用电表测量二极管的反向电阻完成下列测量步骤：(1)检查多用电表的机械零点(2)将红、黑表笔分别插入正、负表笔插孔，将选择开关拨至电阻测量档适当的量程处(3)将红、黑表笔_，进行欧姆调零(4)测反向电阻时，将_ _表笔接二极管正极，将_表笔接二极管负极，读出电表示数(5)为了得到准确的测量结果，应让电表指针尽量指向表盘_(填“左侧”、“右侧”或“中央”)；否则，在可能的条件下，应重新选择量程，并重复步骤(3)、(4)(6)测量完成后，将选择开关拨向_ _位置6. (1)用多用表的欧姆挡测量阻值约几十千欧的电阻Rx，以下给出的是可能的实验操作步骤，其中S为选择开关，P为欧姆挡调零旋钮把你认为正确步骤前的字母按合理的顺序填写在下面的横线上_ _.a将两表笔短接，调节P使指针对准刻度盘上欧姆挡的0刻度，断开两表笔b将两表笔分别连接到被测电阻的两端，读出Rx的阻值后，断开两表笔c旋转S使其尖端对准欧姆挡×1 kd旋转S使其尖端对准欧姆挡×100e旋转S使其尖端对准交流500 V挡，并拔出两表笔(2)根据如图所示指针位置，此被测电阻的阻值约为_ _ .(3)下述关于用多用表欧姆挡测电阻的说法中正确的是_ _A测量电阻时，如果指针偏转过大，应将选择开关S拨至倍率较小的挡位，重新调零后测量；B测量电阻时，如果红、黑表笔分别插在负、正插孔，则会影响测量结果；C测量电路中的某个电阻，应该把该电阻与电路断开；D测量阻值不同的电阻时，都必须重新调零。7.在正确操作的情况下，多用电表的指针和螺旋测微器指在图示位置。（1）若选择开关置于位置a，则测量的物理量是 ，测量结果为 V。（2）若选择开关置于位置b，则测量的物理量是 ，测量结果为 mA。（3）若选择开关置于位置c，则测量结果 。（4）螺旋测微器的示数为 mm。8. （多选）如图所示是简化的多用电表的电路。转换开关S与不同接点连接，就组成不同的电表，下面是几位同学对这一问题的议论，请你判断他们中说法正确的是( )AS与1、2连接时，多用电表就成了电流表，且前者量程较大 BS与3、4连接时，多用表就成了欧姆表，且A 接线柱为红表笔CS与5、6连接时，多用表就成了电压表，且前者量程较小DS与5、6连接时，多用表就成了电压表，且前者量程较大【层次二】9.某同学用量程为1 mA、内阻为120 的表头按图9(a)所示电路改装成量程分别为1 V和1 A的多用电表图中R1和R2为定值电阻，S为开关回答下列问题： (1)根据图(a)所示的电路，在图(b)所示的实物图上连线(2)开关S闭合时，多用电表用于测量_(选填“电流”“电压”或“电阻”)；开关S断开时，多用电表用于测量_ _(选填“电流”、“电压”或“电阻”)(3)表笔A应为_色(填“红”或“黑”)(4)定值电阻的阻值R1_ _ ，R2_ _ .(结果保留三位有效数字)10.多用电表表头的示意图如图所示在正确操作的情况下：(1)若选择开关的位置如a箭头所示，则测量的物理量是_ _，测量结果为_ _ _V(2)若选择开关的位置如b箭头所示，则测量的物理量是_ _ _，测量结果为_ _ mA(3)若选择开关的位置如c箭头所示，则测量的物理量是_ _ _，测量结果为_ _ _ k(4)若选择开关的位置如c箭头所示，正确操作后发现指针的偏转角很小，那么接下来的正确操作步骤应该依次为：_ _， _ _，_ _ _.(5)全部测量结束后，应把选择开关拨到_ 挡或者_ 挡(6)无论用多用电表进行何种测量(限于直流)，电流都应该从_ _色表笔经_ _插孔流入电表11使用多用电表测量电阻时，多用电表内部的电路可以等效为一个直流电源(一般为电池)、一个电阻和一表头相串联，两个表笔分别位于此串联电路的两端。现需要测量多用电表内电池的电动势，给定的器材有：待测多用电表，量程为60mA的电流表，电阻箱，导线若干。实验时，将多用电表调至“×1”挡，调好零点；电阻箱置于适当数值。完成下列填空：(1)仪器连线如图1所示(a和b是多用电表的两个表笔)。若两电表均正常工作，则表笔a为_(填“红”或“黑”)色。(2)若适当调节电阻箱后，图中多用电表、电流表与电阻箱的示数分别如图2、3、4所示，则多用电表的读数为_，电流表的读数为_ _mA，电阻箱的读数为_。(3)将图中多用电表的两表笔短接，此时流过多用电表的电流为_mA。(保留3位有效数字)(4)计算得到多用电表内电池的电动势为_ _V。(保留3位有效数字)12.某学生实验小组利用如图所示电路，测量多用电表内电池的电动势和电阻“×1 k”挡内部电路的总电阻使用的器材有：多用电表；电压表：量程5 V，内阻十几千欧；滑动变阻器：最大阻值5 k；导线若干回答下列问题：(1)将多用电表挡位调到电阻“×1 k”挡，再将红表笔和黑表笔_，调零点(2)将图中多用电表的红表笔和_(填“1”或“2”)端相连，黑表笔连接另一端(3)将滑动变阻器的滑片调到适当位置，使多用电表的示数如下图甲所示，这时电压表的示数如图乙所示多用电表和电压表的读数分别为_ k和_ V.(4)调节滑动变阻器的滑片，使其接入电路的阻值为零此时多用电表和电压表的读数分别为12.0 k和4.00 V从测量数据可知，电压表的内阻为_ k.(5)多用电表电阻挡内部电路可等效为由一个无内阻的电池、一个理想电流表和一个电阻串联而成的电路，如右图所示根据前面的实验数据计算可得，此多用电表内电池的电动势为_ _ V，电阻“×1 k”挡内部电路的总电阻为_ _ k.