第02章 第04节 认识多用电表-【创新设计】2019版同步课堂讲义物理（粤教版选修3-1）

[目标定位]　1.理解并掌握电流表和电压表的改装原理.2.掌握欧姆表的原理和多用电表的结构． 一、多用电表的表头和电流表、电压表的改装原理 1．多用电表的表头 (1)表头的主要构造：表头G是一个灵敏直流电流表，主要部分是永久磁铁和可动线圈．当电流通过线圈时，线圈在磁场的作用下带动指针偏转，电流的大小由指针偏转的角度大小表示． (2)多用电表表头G的主要参数：①满偏电流Ig：指针偏转到最大角度时对应的电流．②内阻Rg：表头线圈的电阻．③满偏电压Ug：表头中通过满偏电流时，加在它两端的电压．由欧姆定律可知Ug＝IgRg． 2．电压表、电流表的改装及其特点 项目 小量程电流表G 改装成大量 程电压表V 小量程电流表G 改装成大量程 电流表A 电路结构 R的作用 分压 分流[来源:学科网] 扩大量程 的计算 U＝Ig(R＋Rg)__ R＝－Rg IgRg＝(I－Ig)R R＝Rg 电表的 总内阻[来源:Z_xx_k.Com] RV＝Rg＋R RA＝ 使用 并联在被测电路中，“＋”接线柱接电势较高的一端[来源:学科网] 串联在被测支路中，电流从“＋”接线柱流入 例1　有一电流表G，内阻Rg＝10 Ω，满偏电流Ig＝3 mA. (1)要把它改装成量程为0～3 V的电压表，应串联一个多大的电阻？改装后电压表的内阻是多大？ (2)要把它改装成量程为0～0.6 A的电流表，需要并联一个多大的电阻？改装后电流表的内阻是多大？ 解析　(1)由题意知电流表G的满偏电压 Ug＝IgRg＝0.03 V 改装成量程为0～3 V的电压表，当达到满偏时，分压电阻R的分压UR＝U－Ug＝2.97 V 所以分压电阻R＝ Ω＝990 Ω ＝ 改装后电压表的内阻RV＝Rg＋R＝1 000 Ω. (2)改装成量程为0～0.6 A的电流表，当达到满偏时，分流电阻R′的分流IR′＝I－Ig＝0.597 A 所以分流电阻R′＝≈0.05 Ω 改装后电流表的内阻RA＝≈0.05 Ω 答案　见解析 方法点拨 关于电表的改装，要分清改装成电压表时需串联电阻，改装成电流表时需并联电阻，然后再结合电路知识及部分电路欧姆定律加以解决． (1)先明确小量程电流表G的两个参数：Ig、Rg，并算出满偏电压Ug＝IgRg. (2)用欧姆定律求改装时需要串联或并联的电阻． ①改装成电压表时要串联一个阻值较大的电阻来分压，如图1所示，其阻值R＝－Rg. ②改装成电流表时要并联一个阻值较小的电阻来分流，如图2所示，其阻值R＝Rg. 　　　 图1　　　　　　　　　图2 二、多用电表的结构和原理 1．多用电表的原理 如图3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． 图3 2．电流表：当选择开关拨至触点1或2时，表头与电阻并联，所以1、2为电流挡，由于并联阻值的大小不同，量程也不同． 3．电压表：当选择开关拨至触点5或6时，表头与电阻串联，所以5、6为电压挡，由于串联阻值的大小不同，量程也不同． 4．欧姆表：内部有电源，当选择开关拨至触点3或4时，将对应Rx的电流刻度值改为电阻值即为欧姆表． 5．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”；[来源:Zxxk.Com] (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”． 例2　如图4所示是简化的多用电表的电路图．转换开关S与不同接点连接，就组成不同的电表，已知R3＜R4，下面是几位同学对这一问题的议论，请你判断下列说法正确的是(　　) 图4 A．S与1或2连接时，多用电表就成了电流表，且前者量程较大 B．S与3或4连接时，多用电表就成了电流表，且前者量程较大 C．S与3或4连接时，多用电表就成了电压表，且前者量程较大 D．S与5连接时，多用电表就成了欧姆表，且刻度均匀 解析　S与1连接时，电阻R1起分流作用，S与2连接时，电阻R1＋R2起分流作用，所以S与1或2连接时，多用电表就成了电流表，由于前者分流电阻较小，所以前者量程较大；S与3或4连接时，表头与分压电阻串联，多用电表就成了电压表，由于R3＜R4，所以前者量程较小；S与5连接时，多用电表就成了欧姆表，R6为欧姆挡调零电阻．但由于Ix与Rx非线性，故刻度不均匀，D项错误．综上所述，正确答案为A. 答案　A 三、多用电表测电阻的原理 图5 1．调零[来源:学科网ZXXK] 如图5所示，当红、黑表笔相接时，Rx＝0，调节R6，使通过表头的电流等于满偏电流Ig． 2．测量 (1)当红、黑表笔不接触时，电路中没有电流，指针不偏转，对应红、黑表笔间的电阻为